浅谈油管锚定器在抽油泵中的应用

2022-09-10

近年来, 随着油田开采进入中后期, 动液面不断下降, 泵挂越来越深, 各种措施作业也越来越多, 在有杆抽油生产过程中, 不可避免的面临管柱伸缩加剧, 受力状态恶化的一系列问题, 为缓解井内受力矛盾, 提高产液效率, 除了加强技术攻关外, 改善管柱结构也是我们应重视的一个环节, 目前, 主要采用油管锚来固定油管的方式来解决上述问题。

1 目前管柱结构存在的问题

目前我厂有杆泵抽油系统中, 油管在油井中大多采用通过萝卜头连接井口, 管柱自由悬挂的方式, 油管锚定器应用较少。油管自由悬挂造成的主要危害有以下几个方面:

一是降低泵效:随着抽油机上下冲程交替工作, 管柱间产生有规律的弹性形变, 减少了柱塞的有效冲程, 从而降低泵效;

二是加速油管疲劳:在有杆泵抽吸过程中, 油管柱在静载荷和动载荷作用下将发生振动, 油管串自由振动会加速油管疲劳, 造成管断。

三是油管断脱:自由悬挂造成油管不断蠕动, 容易发生油管脱扣, 随着油管之间相互撞击, 油管弯曲, 增加打捞难度。

四是造成管柱偏磨:在油管自由悬挂井中, 随着液柱载荷与振动载荷的交替变化, 油管除了发生纵向伸缩外, 还会发生横向摆动, 受井眼限制, 伸缩和摆动限制直接导致油管与套管磨损, 尤其是油管接箍位置。同时油管内壁也与抽油杆磨损, 以冲次为6次井为例, 套管、油管、抽油杆之间摩擦次数每年达6.3*106次。

2 施工过程中问题及处理方法

在施工过程中, 时常遇到油管锚中途遇阻、坐封效果无法判断、解封困难等问题, 通过分析与探讨, 结合现场实际, 我们总结出几种油管锚问题的处理方法:

2.1 管柱中途遇阻

造成管柱中途遇阻主要原因有套变、蜡多和油管锚中途坐封。造成油管锚中途坐封主要是在施工过程中背钳固定油管时产生反转作用力, 带动油管锚中心管反转, 经多次反转累计, 造成锚爪释放。例如葡67-S702井, 管柱下放到221m处遇阻, 逆时针旋转解封无效后上提解封, 起出完井管柱后重新施工。因此现场施工时, 液压钳背钳要固定, 如果中途背钳反转, 应及时用油管钳恢复原位。如中途遇阻坐封, 要上提管柱10-20公分逆时针旋转解封, 如果还不解封就上提管柱解封, 起出油管刺洗干净更换剪钉在下井。

2.2 坐封效果无法判断

油管锚下入预定位置后, 需上提管柱, 使萝卜头高出四通10cm左右, 井口正向旋转5-8扣坐封后, 下方管柱将萝卜头坐回四通中。在萝卜头和油管锚共同作用下支撑整个管柱载荷, 此时我们无法判断井内油管锚是否完全坐封, 发挥其作用。因此我们建议在油管锚坐封后进行坐封验证。缓慢上提管柱, 如果负荷增加超过管柱自身重力证明锚定良好。同时要注意上提力不能超过额定的剪切负荷, 以防调整剪钉剪断, 油管锚解封失效。

2.3 解封难度大

在下次施工作业时, 需要对油管锚进行解封, 如果销钉选择不当, 油管锚难以解封, 造成复杂打捞。油管锚解封力是由销钉剪切力与油管自身重量所决定的, 我们以作业机额定载荷为30吨为例, 除去因设备老化以及砂卡等因素预留载荷, 作业机预留载荷为20吨, 剪钉的剪切力为2.26吨, 管锚出厂调整剪钉为4个, 解封载荷为9吨, 此时油管自身重量最大为11吨, 折合为泵挂深度1300m。因此当泵挂深度超过1300m时, 需要调整销钉数量或者型号来调整销钉剪切力, 以方便解封作业。