抽油杆防腐防偏磨技术探讨

抽油杆防腐防偏磨技术探讨摘要：通过对油田开发过程中出现抽油杆腐蚀和偏磨现象的机理进行扼要分析，总结出导致抽油杆腐蚀和偏磨的三点主要因素，同时抽油杆的偏磨与腐蚀相互作用、相互促进，又造成了更大的破坏性。结合其产生机理和主要影响因素，提出等技术来减少抽油杆的腐蚀和偏磨，从而提高抽油杆的工作寿命和减少能耗，从而提高经济效益。关键词：抽油杆腐蚀磨损防腐防偏磨油田进入开发期，由于采用注聚合物驱油等因素导致地下水矿化度极高，并且含硫化氢、二氧化碳等酸性气体，加上井本身角度等问题，使得井下油管、抽油杆等出现腐蚀、变形、偏磨等程度加大，甚至出现抽油杆漏失断脱等事故频繁发生，严重影响油田的快速增长任务。对于这些问题，采用频繁更换抽油杆的措施容易导致成本增加，经济效益降低的问题，因此，如何采取合理科学节省的方法和措施来控制抽油杆的腐蚀和偏磨技术成为急需解决的问题。一、抽油杆腐蚀偏磨机理分析通过对油田相关井腐蚀偏磨现象的分析和总结，结合油田实际情况，造成腐蚀偏磨的主要原因有以下几点：首先，地层水的高矿化度是造成抽油杆腐蚀的主要因素。随着地层水矿化度的增高，水的导电性能就增强，当抽油杆接触时就能被腐蚀。这是由于水中氯离子极性很强易吸附在铁的表面破坏保护膜的形成从而加剧腐蚀。其次，含硫化氢、二氧化碳等酸性腐蚀气体，及溶解氧的影响。通常酸性气体非常容易溶解到水中造成pH值降低，从而导致抽油杆的腐蚀。在中性或酸性水中，硫化氢气体溶解分解硫亚离子，其与亚铁离子反应生成不溶于水的硫化铁沉淀物，促使阳极反应进行，加重了铁抽油杆的腐蚀。而溶解氧作为去极化剂，能加速抽油杆等金属的腐蚀过程。二氧化碳腐蚀电化学反应式如下：阴极发生化学反应：2H+2eH2阳极发生化学反应：Fe-2eFe2+CO2+H2O=H2CO3电离为HCO3-+H+Fe+2HCO3-+2H+Fe（HCO3）2+H2Fe（HCO3）2=FeCO3+CO2+H2O并且CO2生成的碳酸可直接腐蚀井内油管、杆，其反应为：Fe+H2CO3=FeCO3+H2硫化氢腐蚀电化学反应方程式如下：阳极发生化学反应：Fe+H2S+H2O=Fe（HS-）吸咐+H3O+Fe（HS-）吸附（FeHS）+2e（FeHS）+H3O+Fe2+H2S+H2O阴极发生化学反应：Fe+HS-Fe（HS-）吸附Fe（HS-）吸附+H3O+Fe（H-S-H）吸附+H2O第三，油井井身结构、生产参数等影响抽油杆偏磨严重。抽油机在正常工作时，抽油杆向上的拉力和自身的重力会在水平方向产生一个分力，从而导致抽油杆和井筒产生摩擦，当抽油杆的弯曲度比较小的时候，此时产生的摩擦力比较大，而且抽油杆在整个井筒都会摩擦，从而导致磨损比较严重。同时，由于目前油田增产、上产比较明显，抽油机很多时候会在冲次高、冲程短的工作状态工作，从而导致摩擦次数增加，这也增加了偏磨的发生。二、抽油杆防腐防偏磨技术为综合治理抽油杆腐蚀及偏磨问题，通过科学分析机理，结合油田实际情况，主要推广了井口加缓蚀剂技术、固体缓蚀剂器技术、分瓣式尼龙扶正器、节箍式扶正器等工艺技术，下面详细介绍。2.1抽油杆防腐蚀技术2.1.1井口加缓蚀剂技术通过对油田流体的性质、特点和产生腐蚀的主要原因，通过室内的大量科学实验，筛选出适合本油田较好的缓蚀剂，来介绍抽油杆的腐蚀。通过利用缓蚀剂中溶解度小或吸附量大的粘合剂为载体，在添加多种增效剂和充填物来实现。通过对比发现，缓蚀剂能够在管、杆表面形成致密的吸附膜或沉淀膜，一方面可以把金属本体与腐蚀介质隔离开来以防治腐蚀，另一方面可以起到润滑的作用以减少磨损。2.1.2应用抗腐蚀能力的抽油杆针对个别油井出现抽油杆腐蚀严重的现象可应用防腐杆，这是由于防腐杆表面涂了一层特殊防腐涂料，其防腐性能适用于各种不同腐蚀介质的油井，但为了防止防腐杆表面防腐层被磨损，不用于偏磨腐蚀严重的井段。2.2防偏磨技术抽油杆防偏磨治理技术的出发点主要有以下几个：一是减少管杆之间的正压力；二是减少管杆之间的摩擦系数；三是减少管杆之间的偏磨距离。2.2.1抽油杆优化设计抽油杆优化设计技术主要利用在以下几个方面：首先是加重抽油杆技术。该项技术实质就是把生产过程中抽油杆柱中和点的位置向上移动，通过更换大直径的抽油杆来增加其挠度，从而达到减少其弯曲的概率，来达到防止偏磨的效果；其次是合理使用扶正器。对于井斜段较长的井，合理配套扶正器，从而达到减少液流阻力的效果，来减少磨损的发生；第三，合理使用旋转式扶正短节。该项技术主要使用于井斜较小的井段。利用扶正短节高强度高耐磨性的特点，减少油管和抽油杆之间的磨损，以达到防偏磨的作用。利用扶正套的旋转使扶正体均匀磨损，以达到延长使用寿命的目的。第四，光杆旋转器安装技术。该项技术是合理利用光杆自动旋转带动抽油杆顺时针旋转，从而从根本上减少抽油杆防脱扣的出现，同时也能有效减少了在生产中柱塞与泵筒的偏磨，减少了抽油杆柱与油管壁的单向偏磨，最终达到延长抽油杆使用寿命的效果。2.2.2合理优化油井生产参数根据前面分析的，如果油井生产过程中长时间出现冲次高，冲程短时，抽油杆摩擦次数频繁，从而出现偏磨较严重的现象。因此，在生产实际中，尽可能的充分利用油井的有效深度选择长冲程、慢冲次，从而达到有效延长抽油杆使用寿命的效果。2.2.3应用防腐装置及缓蚀剂在生产中，推广防腐装置和缓蚀剂的应用，将缓蚀剂加入油井中，在管杆表面形成一种致密的保护膜，与腐蚀介质隔离开，并起到润滑的作用，以达到保护管杆、防止腐蚀加剧偏磨的目的。三、结论通过对抽油杆腐蚀和偏磨原理的分析，总结出根据具体特点，选择不同的技术手段，在生产实际中不断进行完善和应用，从而很好的解决其腐蚀和偏磨。当然，尽管这些技术手段能有效减少其腐蚀和磨损程度，但是还需要我们不断进行理论创新，通过物理和数学模拟，对防止抽油杆的腐蚀和偏磨技术进行优化创新，才能不断提高经济