1杆管偏磨机理探讨1. 1杆管偏磨统计规律分析通过对临盘采油厂250口偏磨井的详细资料调查得出：（ 1）以偏磨位置分类，抽油杆柱和油管柱偏磨位置集中在杆、管柱的中、下部（ 2）以产出液含水分类，偏磨井集中在中、高含水井（ 3）以泵径分类，偏磨井集中在直径为56mm和（ 4）以液面分类，偏磨井集中在液面较高的井（ 5）以偏磨部位分类，偏磨井集中在抽油杆的接箍上。
1. 2偏磨产生机理的定性分析[ 20]王元胜。 PI决策技术在中原油田的应用。石油勘探与田开发工程专业在读硕士。
内蒙古石油化工1. 2. 1井斜的影响：井斜或直井段有狗腿，造成管杆偏磨。
自然井斜、斜井造斜井段及套管变形，使油管产生弯曲。在抽油井生产中，抽油杆的综合拉力F或综合重力W在水平方向将产生一个分力。在水平分力即正压力作用下，油管和抽油杆相互接触产生摩擦而发生磨损。
1. 2. 2油管发生螺旋弯曲，造成管杆偏磨有杆泵井在上冲程过程中，柱塞上游动凡尔承载着液柱载荷，抽油杆在负荷下拉直，此时油管在无负荷的情况下向上收缩，同时，压缩力呈现在油管下部，下部油管发生螺旋屈曲。油管屈曲使整个油管柱呈现螺旋状，从而增加了抽油杆对油管的擦力，造成了抽油杆与油管内壁的摩擦。
造成油管弯曲的临界力计算如下：、在没有内外压作用时，轴向压力是管柱产生弯曲的关键因素。沿轴加压时管柱弯曲的临界压力的欧拉公式：式中： L??管柱弯曲面以上直线段长度， m??管柱弹性模量， N/ m I??惯性矩， m与油管长度的关系（油管外径73mm，内径62mm ）随着油管长度增加，弯曲临界力不断减小，所以油管越长，轴向加压就越容易造成油管的弯曲。
b、当管柱内外有液压时，特别是当内外压差较大时，管柱的弯曲就会发生更明显的改变。这时管柱的弯曲临界力为：式中： Ai、Ao??管柱内、外截面的面积， m??管柱内、外流体的压力， N/ m以算其临界力约为16. 1KN，即轴向载荷超过该临界力时就会造成管的弯曲。
1. 2. 3下冲程中抽油杆受压产生纵向弯曲，造成管杆偏磨。
抽油杆的弯曲主要发生在下冲程，在活塞下行时，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，由于抽油杆柱承受液柱中的重力、杆柱与液体之间的摩擦力、泵筒与柱塞间的半干摩擦力、液体通过游动凡尔的阻力等的综合作用，导致抽油杆下部受压，产生弯曲应力，中和点以下抽油杆产生纵向弯曲，造成管杆偏磨。
1. 2. 4动力失稳现象即振动理论中的参数共振问题，它指杆体上的轴向周期压载频率与压杆的横向自振频率之间的比值达到一定值时，杆件发生剧烈的横向振动。避免杆的压载，可避免这一现象。
1. 2. 5含水的影响：原油高含水增加了管柱接触面的摩擦阻力，破坏了原有的润滑条件。
L?粘度系数 M?相对速度 N?挤压力?综合系数2防治措施及应用整体优化加重扶正配套技术2. 1整体优化（ 1）等强度设计杆柱。
（ 2）保持合理的沉没度。
低沉没度会对杆管产生液击现象、允许纵向弯曲载荷下降、油管柱中和点上移，这些因素都会加重杆管的偏磨而沉没度过大，举升高度偏小，会使机采井系统效率偏低。
（ 3）工作参数的确定。
在保证油井产液量的前提下，尽量采用大泵径、长冲程、慢冲次另外选择冲次时应考虑抽油杆自振频率不能和大冲次数N的整数倍重合，以免发生共振现象。
抽油杆自振频率= 77. 6/ L L下泵深度或抽油杆的长度， m所以， N =抽油杆自振频率/ 1. 5或2. 5或3. 5 2. 2加重杆的设计下部采用加重杆，一方面提高刚度和增加强度，另一方面，可使中和点下移，使这部分杆柱重量能够克服活塞下行阻力，限制或减小抽油杆下部的弯曲。
加重杆长： L= d h??泵深，米 d??无量纲系数无量纲系数表（加重杆34. 9mm）泵径2. 3加抽油杆扶正器配合加重杆减少杆管磨损的主要方法是加抽油杆扶正器。扶正器外径大，可以看作为杆柱的约束，增加约束可以提高其稳定性。
扶正位置的确定：内蒙古石油化工式中： L??泵挂深度， m L′??上面一个扶正器的深度， m h??动液面深度， m ??泵柱塞面积， m w??每米油管重量， N保证抽油杆处于伸直状态的基本手段就是加重、扶正，但对于斜井，进入造斜段后，管柱重力对井壁产生压力，引起磨损，对此加重量越大，对井壁产生的分压力就越大，摩擦越严重，因此，对于斜井采取扶正、锚定或旋转等配套措施。
3防偏磨新工艺的应用3. 1耐磨杆耐磨杆防偏磨特点：压杆纵向弯曲的载荷与长度的平方成反比，杆柱越长越容易弯曲，增加约束可以提高其稳定性。耐磨杆因其特殊的结构，有其加重功能，杆体短，通过现场应用发现耐磨杆除抗磨损外，其镀层还具有很强的抗腐蚀性能。
在偏磨井诊断过程中，首先对偏磨井进行优化、加重、扶正，在此基础上，我们对重点偏磨段使用耐磨杆。从2003年开始引进耐磨杆，我们对部分诊断井进行统计，据统计的27口井对比发现，检泵周期延长128天，由此可见，耐磨杆在治理偏磨井上使用效果较好。
3. 2油管锚定技术数值模拟和矿场实践证明，使用油管锚锚定油管可提高冲程利用率5左右，同时也是减轻油管螺纹磨损的有效办法。
将油管锚连接在泵上2 3根油管上，并将其锚定在套管上，以防止油管上、下窜动。它可以减小油管伸缩所造成的冲程损失，同时减少油管与抽油杆的摩擦损失，从而提高泵效，增产原油。
在我厂35口井上安装油管锚，其中14口为大通径油管锚，取得了很好的效果，平均泵效提高4次， 2000年作业6次。在每次作业中都发现杆管偏磨且偏磨严重，曾采取过降冲次，底部加重，并加扶正器的对策，但效果不明显。在2001年3月20日作业时，发现全井偏磨决定下油管锚。生产至2002年3月27号因油管漏而作业，油井免修期达到365天，到目前该井的检泵周期一直保持在一年左右。
3. 3旋转技术油管旋转器??安装在井口上，与油管连接，定期旋转，可实现抽油杆和油管在井下均匀磨损。油管旋转器将杆管之间的线磨擦通过油管的旋转变为面磨擦，让油管全方位磨擦，以延长油管的使用寿命。
2000年7月12日在S23 60井上进行了油管旋转器试验， 2000年底开始推广应用。截止目前我厂在用油管旋转器63口。从使用效果看，扶正器、抽油杆接箍和油管偏磨均匀，有效的延长了油管的使用寿命。可对比的76口井免修期从施工前的平均121. 7天延长至施工后的240. 9天，延长了120天。
抽油杆旋转器??该装置设计结构合理、新颖，采用储能结构，不但省时省力而且易于管理可实现抽油杆自动旋转，对于偏磨井可起到延缓偏磨的作用，配合扶正器、旋转井口共同使用，能达到更好的防偏磨的效果。
抽油杆、油管旋转器配套使用治理特殊偏磨井在井筒优化的基础上，进行杆管旋转，可以有效的减轻杆管偏磨，但通过近几年对油管旋转器及抽油杆旋转器的使用发现，抽油杆旋转器对保护抽油杆效果较好，抽油杆偏磨较均匀，但油管仍一侧偏磨油管旋转器由于是人工旋转，达不到理想的防偏磨效果。
（注：初使用的油管旋转器是自动旋转，但由于价格较为昂贵，后来厂家生产的都是人工旋转）4结论4. 1抽油杆柱失稳和油管柱失稳是有杆泵井杆、管发生偏磨的根本原因保证油管、抽油杆均处于伸直状态的主要手段：加重、扶正、锚定对于有杆泵抽油井，由于下冲程时抽油杆柱要不可避免的发生受压失稳弯曲，抽油杆柱中和点以下要加装抽油杆柱扶正器加重杆可以使抽油杆柱的中和点位置下移，减少受压弯曲段，是减少抽油杆弯曲段的一项有效措施和工具4. 2高含水和井液腐蚀对有杆泵井的抽油杆和油管发生偏磨起到了一个促进作用，油井综合含水的上升，使偏磨腐蚀更加明显，腐蚀加剧了偏磨，偏磨加速了腐蚀。
4. 3耐磨杆除抗磨损外，其镀层还具有很强的抗腐蚀性能。
4. 4油管锚、旋转井口、旋转抽油杆等偏磨治理措施的使用必须考虑生产参数、井液性质、井筒情况等多方因素，因井制宜，才能取得好效果。
作者：刘海波，女， 1997年毕业于大庆石油学院，工程师，从事采油工艺设计工作。
刘海波等有杆泵井偏磨机理探讨及配套技术应用
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