【正文】 越大。因此,部分井為了提液高沖次生產(chǎn)是造成油井桿管偏磨的原因[11]。 生產(chǎn)參數(shù)對油井桿管偏磨的影響（1）沖程沖次的影響 沖程短沖次快時抽油桿與油管相對摩擦部位的面積較小,摩擦的次數(shù)增多,磨損較快。井下管桿的腐蝕往往是上述幾種腐蝕綜合作用的結(jié)果,綜合腐蝕的效果要遠(yuǎn)強(qiáng)于單項腐蝕。如果水中存在較多的Cl離子,則在垢的下面,會形成一個貧氧區(qū),而且垢下溶液往往是FeCl2的飽和溶液,因而會在點蝕孔的周圍表面產(chǎn)生陰極反應(yīng),使小孔周圍不僅受陰極保護(hù)，而且pH值越高,點蝕越深,陰極保護(hù)區(qū)也越寬。（4）垢下腐蝕。這是因為溶解氧不僅能起去極劑的作用,而且在pH值大于4時,還能將亞鐵離子氧化成鐵離子,加快反應(yīng)速度。（3）溶解氣的腐蝕。S2離子能和水中溶解的Fe2+離子反應(yīng),生成FeS和Fe(OH)2等腐蝕產(chǎn)物。微生物的腐蝕主要包括SRB腐蝕和鐵細(xì)菌與腐生菌的腐蝕。碳鋼浸在水中后,鐵素體和滲碳體因電位差而形成正負(fù)極,從而在碳鋼表面形成成千上萬個微電池,作為陽極的純鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子進(jìn)入溶液,從而形成了腐蝕。井下管柱的主要成分是碳鋼,本身就是良好的導(dǎo)體。電化學(xué)腐蝕是井下管桿腐蝕的重要形式之一。摩擦的潤滑劑由原油變?yōu)楫a(chǎn)出水,由于失去原油的潤滑作用,桿管間的摩擦系數(shù)隨著油井含水升高而增大,尤其當(dāng)含水大于90%時摩擦系數(shù)提高到低含水時的6倍,摩擦力也增大到6倍,從而造成油管內(nèi)壁和抽油桿磨損速度加快,磨損嚴(yán)重。其原因是,%時產(chǎn)出液換相,由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型。因此,油井偏磨是抽油過程中客觀存在的,不僅在斜井上存在,在直井上同樣存在。抽油機(jī)井泵上第二根到中和點的抽油桿柱比底部第一根抽油桿更容易發(fā)生受壓失穩(wěn)彎曲。 抽油桿臨界載荷計算結(jié)果可以說明抽油桿柱底部第一根將極易發(fā)生失穩(wěn)彎曲。中和點位置的高低主要取決于抽油桿的下行阻力，而在影響下行阻力的諸因數(shù)有哪個因素發(fā)生變化，導(dǎo)致下行阻力增加，那么中和點的位置就要相對上移。上沖程時，由于井斜使抽油桿與油管內(nèi)壁的一側(cè)面產(chǎn)生偏磨；下沖程時，由于管內(nèi)各種阻力與重力的綜合作用，使抽油桿彎曲，并與油管內(nèi)壁的另一側(cè)面產(chǎn)生偏磨,同時使油管相對應(yīng)的兩側(cè)面磨成深槽,甚至被磨穿[8]。這時，桿管接箍被磨平，甚至油管本體被磨穿，造成管柱漏失。 在拐點0彎曲度較小的地方,油管內(nèi)壁和抽油桿接箍產(chǎn)生摩擦,油管偏磨面積較大,而彎曲度較大的地方,不僅油管內(nèi)壁與抽油桿接箍產(chǎn)生摩擦,油管內(nèi)壁與抽油桿本體也產(chǎn)生摩擦,油管偏面積較小,磨損較嚴(yán)重。因此，油管的傾斜角度H越大，正壓力也越大，磨損越嚴(yán)重。在油井生產(chǎn)時，抽油桿的綜合拉力或綜合重力產(chǎn)生了一個水平分力(正壓力)的作用，油管和抽油桿在拐點處接觸，產(chǎn)生摩擦(見圖31和圖32) 圖31 井下桿管上沖程偏磨示意圖 圖32 井下桿管下沖程偏磨示意圖 （31）式中： N—由F或W引起的抽油桿對油管內(nèi)壁的正壓力； θ—油管的傾斜角度； F—為抽油桿的拉力和各種阻力的合力，方向向上； W—為抽油桿的重力和各種阻力的合力，方向向下。 （218） 在偏磨油井的中和點處： （219） 那么油井偏磨井段的長度X2由下式進(jìn)行計算： （220） 對于偏磨井抽油桿柱的受力分析以及現(xiàn)場抽油桿柱的受力測試分析，可以得出如下結(jié)論： A．抽油桿柱的軸向分布力越大，抽油桿柱的臨界彎曲載荷也就越大，越不容易發(fā)生偏磨現(xiàn)象； B．抽油桿柱下部的集中軸向壓力越大，抽油桿柱越容易發(fā)生偏磨現(xiàn)象；油井采用大泵徑、高精度泵、大抽汲參數(shù)等均會導(dǎo)致泵端的集中軸向壓力增大，使偏磨加劇；泵的結(jié)構(gòu)（如游動閥的數(shù)目、游動閥過流孔的面積）也對油井的偏磨情況有一定的影響； C．油井產(chǎn)出液的性質(zhì)對偏磨具有一定的影響，產(chǎn)出液粘度增加，會加大流體通過泵閥時的阻力，導(dǎo)致泵端集中軸向壓力增大和軸向分布力減小，油井更易偏磨； D．油井進(jìn)入高含水期后，由于強(qiáng)采深抽等工藝措施，會出現(xiàn)供液不足的情況，由于含水上升導(dǎo)致氣體的緩沖作用減弱，油井會出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，加劇油井的偏磨現(xiàn)象； E．油井偏磨發(fā)生在下沖程過程中，發(fā)生偏磨是因為下沖程過程抽油桿柱上部受拉、下部受壓所致，狗腿角不是油井偏磨的決定因素。 由上述偏磨條件可得如下結(jié)論： （1）抽油桿柱下沖程縱向彎曲載荷越大，抽油桿越容易產(chǎn)生偏磨； （2）抽油桿柱實際軸向分布力越小，則臨界載荷越小，抽油桿柱越容易產(chǎn)生偏磨； （3）抽油桿柱直徑越大，則臨界載荷越大，抽油桿柱越不容易偏磨。所以抽油桿柱發(fā)生偏磨的條件是： （217）式中： Ww抽油桿柱下沖程縱向彎曲載荷，N； Wcr抽油桿柱臨界彎曲載荷，N。 臨界載荷的計算及桿柱偏磨的判定條件 對于一定的軸向分布力，當(dāng)集中軸向壓力增加到一定程度時，抽油桿柱將產(chǎn)生彈性失穩(wěn)，并在油管內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，從而導(dǎo)致桿管偏磨。其中：雷諾數(shù) Re為： （211）式中：Re—雷諾數(shù)； ν—液體運(yùn)動粘度，m2/s； 圖22 游動閥流量系數(shù)試驗曲線 μ1根據(jù)圖22中μ1=f（Re）的試驗曲線中的曲線2擬合公式進(jìn)行計算： （212） 綜上所述，液體流過游動閥的水力壓降所產(chǎn)生的液體阻力Fv： （213） （3）液擊力 Fs當(dāng)油井供液不足而且氣體影響又比較輕微時，柱塞在下沖程與泵內(nèi)液面接觸的瞬間將會發(fā)生液擊現(xiàn)象，產(chǎn)生液擊力。目前一般是按照柱塞的最大運(yùn)動速度計算泵閥的局部阻力。 （25）式中： Ff—抽油泵柱塞與泵筒之間的摩擦力，N； D—抽油泵柱塞直徑，mm； δ—抽油泵柱塞與泵筒在半徑方向上的間隙，mm； （2）流體流過游動閥時由于水力壓降所產(chǎn)生的流體阻力F （26）式中： Ap—抽油泵柱塞的橫截面積 （27） Ar—抽油泵游動閥閥座過流孔的面積(m178。集中軸向壓力由下式計算： （24） （1）柱塞與泵筒之間的摩擦力Ff目前通常采用的有兩種方法，一種是以水為潤滑劑進(jìn)行試驗所得到的經(jīng)驗公式；一種是根據(jù)液壓流體力學(xué)中縫隙流動理論，所建立的計算公式。 集中軸向壓力的計算 作用于抽油桿底部的集中軸向壓力Fe由兩部分組成[4]：一是抽油泵柱塞于泵筒之間的摩擦力Ff；二是流體流過游動閥時的水力壓降產(chǎn)生的流體阻力Fv。； μ—井液粘度，Pa； g—重力加速度，g=178。中和點以上抽油桿柱受拉力作用不會產(chǎn)生彎曲變形；中和點以下抽油桿柱受壓，當(dāng)圖21井下抽油桿柱受力圖集中軸向壓力增大到一定程度時，抽油桿將在油管內(nèi)產(chǎn)生彎曲，圖21右圖5為抽油桿柱彎曲變形后的示意圖，圖中 X2為抽油桿柱受壓段的長度，N 為泵筒對柱塞得橫向反力，F(xiàn)為抽油桿柱彎曲后的切點壓力，設(shè)中和點O為坐標(biāo)原點，則有 （21） 抽油桿柱的軸向力分布的計算 抽油桿的軸向力q包括以下幾項內(nèi)容[3]：單位長度抽油桿柱所受的慣性負(fù)荷qrd、單位長度抽油桿所受的浮力fr、單位長度抽油桿的自重qr、單位長度抽油桿所受的第一章抽油機(jī)井桿管偏磨的力學(xué)分析液體摩擦力qrl以及振動載荷qrs等，目前普遍采用下式進(jìn)行軸向力的計算： （22） 式中各力分別由以下公式計算： （23）式中： Ar—抽油桿柱橫截面積，m178。抽油桿柱在下行過程中的彎曲變形如圖21所示，此時可將抽油桿柱看作是上端固定，下端屬于可軸向滑動的固定支撐，抽油桿柱受到兩種力的作用，一是軸向分布力q，一是下沖程時作用于抽油桿柱下端的集中軸向壓力