專利名稱：含聚合物抽油機井防偏磨工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田采油工程領域抽油機井防偏磨工藝，屬于一種含聚合物抽油機井防偏磨工藝。
背景技術：
油田采油領域中，抽油機井作業(yè)時抽油桿在油管內(nèi)做上下往復運動，在一定外力作用下部分抽油桿會與油管內(nèi)壁長期接觸摩擦，抽油桿易斷裂或油管偏磨。聚驅(qū)開發(fā)以來，抽油機井偏磨問題日益突出，統(tǒng)計2000年薩中地區(qū)共發(fā)現(xiàn)偏磨井880口，占檢泵井的28.2％，分別比98年、99年增加19.4％和9.7％，平均檢修周期由加聚合物前的730天縮短至245天，造成檢泵作業(yè)井數(shù)增多。目前部分抽油機井抽油桿采用上粗下細的組合結(jié)構，抽油泵的柱塞與泵筒間的間隙較小，加劇了偏磨的發(fā)生。現(xiàn)有的防偏磨方法是在抽油桿的偏磨部位并上下延長50米加裝扶正環(huán)或在抽油泵上采取加重措施，從二次偏磨井情況看，偏磨段常常發(fā)生上下移動現(xiàn)象，采取加重措施又使抽油桿斷脫比例增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決含聚合物抽油機井桿管偏磨問題，本發(fā)明提供了一種含聚合物抽油機井防偏磨工藝，該含聚合物抽油機井防偏磨工藝能夠防止抽油機井桿管偏磨，延長了抽油機井的檢泵周期。
本發(fā)明所采取的技術方案是該含聚合物抽油機井防偏磨工藝，包括以下步驟(1)全井每根抽油桿接箍下方20～25cm處加裝一個扶正環(huán)，并上下統(tǒng)一桿徑；(2)a、上、下凡爾罩出油口為三個圓弧槽的結(jié)構；b、柱塞長度為900mm；c、柱塞與泵筒半徑方向的間隙為120μm～220μm。
上述的每根抽油桿接箍上方20～25cm處加裝一個扶正環(huán)；全井每根抽油桿的下端半徑與上端半徑之差為正數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是由于采取全井抽油桿扶正、大流道泵及統(tǒng)一桿徑措施，克服了聚合物對全井抽油桿的法向力，有效減緩了抽油泵下行阻力增大問題。不但可以防止桿管偏磨，同時由于消除了抽油桿的橫向運動，使桿斷現(xiàn)象大大降低。采用該防偏磨工藝的抽油井年檢泵率由65.4％下降到22.4％，下降了43個百分點。該工藝延長了抽油機井的檢泵周期。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖；圖2是凡爾罩出油口示意圖。
圖中1-油管，2-抽油桿，3-扶正環(huán)，4-柱塞，5-泵筒，6-上凡爾罩，7-下凡爾罩，8-圓弧槽。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明本發(fā)明采取的工藝步驟如下(1)、全井每根抽油桿2接箍下方20-25cm處加裝一個扶正環(huán)3，或者全井每根抽油桿2接箍上方20-25cm處加裝一個扶正環(huán)3，并上下統(tǒng)一桿徑，全井每根桿徑也可上小下大。
聚合物屬于粘彈性流體，粘彈性表明流體在外力的作用下流動時粘性和彈性兩種行為共存。流動過程中粘彈性流體表現(xiàn)為各向異性，產(chǎn)生非等值的法向應力分量(法向應力差非零)。當抽油桿2與油管1同心時，由于流場是對稱的，即各個角度處的法向應力相等，其合力的大小為零，但是，在工程實際中很難保證抽油桿2與油管1同心，其法向應力場自然也是非對稱的，此時法向應力的合力就不再等于零了。法向應力的合力指向抽油桿2與油管1距離小的一側(cè)，速度梯度越大，法向力越大。
偏心度的大小直接決定了流場的非對稱程度，從而決定了法向應力合力的大小。偏心度越大流場的非對稱性就越強，抽油桿2所受的法向力也就越大。反之亦然。因此，一旦出現(xiàn)抽油桿2輕微偏心的情況，法向力的作用結(jié)果使得偏心度加大，偏心度加大后法向力也隨之進一步增大，從而使偏心度加劇。最終會在慣性力等外力的聯(lián)合作用下使抽油桿2與油管1接觸造成偏磨。
采取全井扶正可以增加抽油桿柱的抗失穩(wěn)能力，由壓桿失穩(wěn)臨界力公式P0=ηEJl2]]>可知，失穩(wěn)臨界力與長度平方成反比，全井扶正近似于將全井抽油桿的長度變?yōu)橐桓橛蜅U的長度，其抗失穩(wěn)臨界力增加了一萬倍，通過加裝扶正環(huán)不但可以防止抽油桿2與油管1的直接磨擦，更主要的是可以減小抽油桿2的偏心度進而減小法向力的影響，使桿斷現(xiàn)象大大降低。
越是桿柱的下部抽油桿的懸重越小，法向力的影響越大，如果采用上粗下細的組合抽油桿，將加劇法向力的作用，所以要統(tǒng)一桿內(nèi)徑。
(2)抽油泵內(nèi)的柱塞4在下行時的運動阻力有兩個其中一是下行時液體通過游動凡爾的摩擦阻力；二是柱塞4與泵筒5之間的摩擦力。以上兩個力統(tǒng)稱為下行阻力。很顯然，下行阻力越大，抽油桿2越易彎曲，偏磨越嚴重。為克服下行阻力，步驟如下a、將抽油泵的柱塞4總成改成單游動閥，即取消上游動閥組；同時將上、下凡爾罩(6，9)出油口的四孔結(jié)構改為三個圓弧槽8的結(jié)構，最大限度增加出油面積，減小出油口處的阻力；c、將柱塞4長度縮短柱塞4長度由原來的1200mm縮短至900mm；d、將泵間隙放大柱塞4與泵筒5半徑方向的間隙由20μm～70μm放大至120μm～170μm。即由一級泵改為三級泵。
大流道泵各部分過流面積與原泵過流面積對比情況見下表。
凡爾罩結(jié)構改進前后過流面積對照表
由上表可見采取上述工藝后，液體過流面積增大，下行阻力變小減小偏磨的發(fā)生。
截至2003年11月底，全井抽油桿扶正、大流道泵及統(tǒng)一桿徑等防偏磨配套措施共在薩中油田含聚合物抽油機井上應用4100口，運轉(zhuǎn)1035天后僅有277口井出現(xiàn)偏磨，與未措施井對比，偏磨比例下降幅度達79.24％。
采取全井扶正措施井在防治偏磨的同時，桿斷現(xiàn)象大大降低，由于采取全井扶正，減少了法向力對抽油桿的影響，使抽油桿的受力狀況得到改善，全井抽油桿的鋼度得到加強，發(fā)生桿斷井數(shù)、比例明顯降低，運轉(zhuǎn)1035天后，桿斷井數(shù)僅為226口、比例11.88％，比2000年未措施井降低312口，下降幅度達55％。
采取防偏磨措施比較早的756口井，運轉(zhuǎn)900天后，仍有56％的井正常生產(chǎn)。
采取全井扶正措施后，抽油機井在運轉(zhuǎn)855天時的檢泵井比例與未見聚未措施井比例對比下降31.4個百分點，下降幅度達40.5％。
4100口井的現(xiàn)場試驗證明全井扶正、大流道三級泵、統(tǒng)一桿徑和定期旋轉(zhuǎn)抽油桿措施對防偏磨是有效的，經(jīng)濟效益顯著，投入產(chǎn)出比為1∶18.3。
實施例1、在含聚合物抽油機井北1-51-535上實施的防偏磨工藝包括以下步驟(1)、全井每根抽油桿4接箍下20cm處加裝一個扶正環(huán)5，并上下統(tǒng)一桿徑。(2)、a、將抽油泵的柱塞2總成改成單游動閥組，即取消上游動閥組，同時上凡爾罩3出油口的四孔結(jié)構改為三個圓弧槽1的結(jié)構；b、將柱塞2長度縮短柱塞2長度由原來的1200mm縮短至900mm；c、將泵間隙放大柱塞2與泵筒6半徑方向的間隙由20μm-70μm放大至220μm。(3)、定期旋轉(zhuǎn)抽油桿。采用該技術方案后運轉(zhuǎn)1035天后，沒有發(fā)生桿斷現(xiàn)象。
實施例2、在含聚合物抽油機井中1-63上實施的防偏磨工藝包括以下步驟(1)、全井每根抽油桿4接箍下25cm處加裝一個扶正環(huán)5，并統(tǒng)一桿徑。(2)、a、將抽油泵的柱塞2總成改成單游動閥組7，即取消上游動閥組，同時上凡爾罩3出油口的四孔結(jié)構改為三個圓弧槽1的結(jié)構；b、將柱塞2長度縮短柱塞2長度由原來的1200mm縮短至900mm；c、將泵間隙放大柱塞2與泵筒6半徑方向的間隙由20μm-70μm放大至120μm。(3)、定期旋轉(zhuǎn)抽油桿。采用該技術方案后運轉(zhuǎn)1035天后，沒有發(fā)生桿斷現(xiàn)象。
實施例3、在含聚合物抽油機井北1-42-丙55上實施的防偏磨工藝包括以下步驟(1)、全井每根抽油桿4接箍下23cm處加裝一個扶正環(huán)5，并且全井每根桿徑上小下大。(2)、a、將抽油泵的柱塞2總成改成單游動閥組7，即取消上游動閥組，同時上凡爾罩3出油口的四孔結(jié)構改為三個圓弧槽1的結(jié)構；b、將柱塞2長度縮短柱塞2長度由原來的1200mm縮短至900mm；c、將泵間隙放大柱塞2與泵筒6半徑方向的間隙由20μm-70μm放大至150μm。(3)、定期旋轉(zhuǎn)抽油桿。采用該技術方案后運轉(zhuǎn)1035天后，沒有發(fā)生桿斷現(xiàn)象。
權利要求
1.一種含聚合物抽油機井防偏磨工藝，其特征在于包括以下步驟(1)全井每根抽油桿(2)接箍下方20～25cm處加裝一個扶正環(huán)(3)，并上下統(tǒng)一桿徑；(2)a、上、下凡爾罩(6，7)出油口為三個圓弧槽(8)的結(jié)構；b、柱塞(4)長度為900mm；c、柱塞(4)與泵筒(5)半徑方向的間隙為120μm～220μm。
2.根據(jù)權利要求1所述的含聚合物抽油機井防偏磨工藝，其特征在于每根抽油桿(2)接箍上方20～25cm處加裝一個扶正環(huán)(3)。
3.根據(jù)權利要求1所述的含聚合物抽油機井防偏磨工藝，其特征在于全井每根抽油桿的下端半徑與上端半徑之差為正數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含聚合物抽油機井防偏磨工藝。解決了含聚合物抽油機井桿管偏磨的問題。其特征在于包括以下步驟(1)全井每根抽油桿(2)接箍下方20～25cm處加裝一個扶正環(huán)(3)，并上下統(tǒng)一桿徑；(2)a、上、下凡爾罩(6，7)出油口為三個圓弧槽(8)的結(jié)構；b、柱塞(4)長度為900mm；c、柱塞(4)與泵筒(5)半徑方向的間隙為120μm～220μm。該含聚合物抽油機井防偏磨裝置能夠防止抽油桿及油管偏磨，延長了抽油機井的檢修周期。
文檔編號E21B17/10GK1560422SQ20041001356
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月18日 優(yōu)先權日2004年2月18日
發(fā)明者王德民, 孫智, 王研, 宋旭東, 李德勝, 任剛 申請人:大慶油田有限責任公司