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抽油杆防腐扶正器的研制与应用技术

   2015-08-03 中国节能网2150
核心提示:当抽油杆面因疲劳出现细小裂纹时,采出液充满于裂纹内,形成电化学腐蚀。在交变应力作用下,裂纹不断扩展,裂纹前沿始终保持新鲜金属与周围液体接触而不断地腐蚀,并可造成氢脆,两种作用共同加速裂纹的扩展,最后导致抽油杆断裂。

抽油杆防腐扶正器的研制与应用陈春江黎陛炎李雪燕中原油田分公司井勘探开发处中原油田分公司第采油厂蚀和采用魏旋,尼龙扶正器防止偏磨时案。研制的抽油杆防腐扶正器节尼龙扶正器厘8以1合金阳极和接箱组成。227井和,2,应用这种扶正器的现场试验明,前者的检果周期由原平均476延长到132七后者由原平均823延长到胸,有效地解决了抽井主词抽油杆偏磨腐蚀扶正器设计应用随着油田开发进人高含水期,抽油井中抽油杆与油管之间的腐蚀和偏磨问日益突出,例如卫城油田的22区块,腐蚀和偏磨已使许多油井成为频繁作业井,同时油管抽油杆的更换周期大幅度缩短,成本投入相应增加,抽油井腐蚀与偏磨的治理成为当务之急。为此,笔者对腐蚀与偏磨及其防治方法进行了分析探讨,并研制种能减缓偏磨与腐蚀的井下工具抽油杆防腐扶正器。

腐蚀与偏磨的分析油井采出液中含有+5200等腐蚀性离子和细菌产物。当抽油杆面因疲劳出现细小裂纹时,采出液充满于裂纹内,形成电化学腐蚀。在交变应力作用下,裂纹不断扩展,裂纹前沿始终保持新鲜金属与周围液体接触而不断地腐蚀,并可造成氢脆,两种作用共同加速裂纹的扩展,最后导致抽油杆断裂。

笔者对50口典型偏磨井近两年内各因素与偏磨偏磨程度剧增。同时,在这些井检泵时发现,抽油杆接箍的摩擦面周围几乎都有不同深度的腐蚀凹槽,这明摩擦面的剥蚀是腐蚀与摩擦共同作用的结果,且者具有很强的相关效应,摩擦使新鲜的金属面始终与采出液接触,加速摩擦面的腐蚀,而腐蚀改变摩擦面的性质,加速摩擦面的磨损。

油管和抽油杆之间的磨损是因两者的接触摩擦引起的机械擦伤,磨损的大小取决于两者的润滑边界和接触应力。当油管中连续相从原油变为产出水时,由于油管和抽油杆两摩擦面油相润滑边界消失,磨损会突然加剧,磨损和腐蚀共同作用,进步加速了抽油杆有效截面的减小和油管内壁减薄,造成抽油杆断裂和油管穿孔。

研制方案腐蚀的防治方法很多,由于油井内工作条件的限制,合适的方法却较少。例如,抽油杆工作时的摩擦和细小裂纹的不断扩展,使得抽油杆的面防腐处理收效不大;抽油杆通过油管套管与地层相连,用阴极保护方法耗电太大。通过各种防腐防偏磨措施有效性与有效期等关键指标的比较,并根据腐蚀介质的特点,认为采取牺牲阳极保护是种较为合理的防腐方法。在现场实践发现杆断大都在距抽油杆接箍1540.1!1处,该处较薄弱,应在接箍,陈春江,工程师,生于1971年,1991年毕业于西安石油学院采油工程专业,现从事采油工程研究工作。地址457001河南省潢收稿日期20010209;修改稿收到日期2001处进行牺牲阳极保护。因此,在抽油杆接箍上安装阳极合金块,以期在腐蚀性采出液中保护附近的抽油杆面,特别是抑制在抽油杆裂纹尖端处的腐蚀反应,同时该处的氢脆腐蚀程度也将大幅度降低。

对于偏磨,由于井斜和抽油杆柱下部弯曲不可避免地存在,只能尽量减轻其带来的危害。通过各种防偏磨措施的比较后决定采用带螺旋凹槽的尼龙扶正器来扶正抽油杆,避免抽油杆与油管的接触。

另外,螺旋凹槽尼龙扶正器具有良好的自润滑和柔韧性,能将磨损几乎完全转移到自身,从而有效保护油管和抽油杆。因此,把螺旋凹槽尼龙扶正器和阳极合金块进行组合,设计出种新的抽油杆防腐扶正器。

特点及技术参数根据上面的分析,结合抽油杆柱的工作特点,设计了两种规格的抽油杆防腐扶正器,结构1.

1短节;2尼龙扶正器;3幻合金;4接籀单个台金块采用具有较大面积的层叠叶片形状设计,力求在其被腐蚀消耗的同时,尽可能长时间对抽油杆,特别是接箍及其附近的抽油杆本体提供牺牲阳极保护。

尼龙扶正器的过流通道采用螺旋凹槽形状,保证各个摩擦方向的尼龙隔层厚度样,可以在轴向±2mra自由串动,自由状态时能在液流作用下转动,以便均,磨损,且有足够的过流断面。

尼龙扶正器材料采用尼龙66.根据以往抽油泵防腐保护器在卫城油田的使用经验,以及MgAl合金与纯Zn的实验室模拟条件下的保护效果和有效寿命等指标的综合对比,阳极采用了俎1合金,在其他油田或区块使用时可根据具体的采出液性质等情况进行更换。

阳极合金和尼龙扶正器可根据不同要求自由更换,其余部分能重复使用。

工具长度400,钢体材质35,旦,尼龙扶正器外径58,尼龙扶正器内径2124室内和现场试验1999年开展防腐扶正器的实验室模拟分析和抗拉试验是在贾60型万能实验机上进行的,两种规格022ml和0l9mm共进行了6组试验,结果明,防腐扶正器的抗拉能力均大于同等规格现场使用时,抽油杆防腐扶正器放置在油井偏磨井段,根据井斜或偏磨程度确定抽油杆防腐扶正器的分布密度,般每口偏磨油井要求使用3,个。抽油杆防腐扶正器的第批现场试验在贾0227和贾020井进行。双0227井产出液中25含量较高,在井深1400,1左右井斜角较大,同时悬点载荷大,含水达82,腐蚀偏磨均很严重。在未使用抽油杆防腐扶正器之前,近两年的平均检泵周期只有47检泵原因除油管管壁磨透外就是抽油杆本体或接箍因磨损而断裂,未磨损面也因腐蚀遍布大小不等的凹坑或蚓槽。120井也因为类似的原因,检泵周期只有82夂此外,这两口井几乎每隔45个月就因磨损严重更换部分油管和抽油杆。使用抽油杆防腐扶正器之后,102 27井的检泵周期已延长到132,贾0120井的检泵周期也延长到了1901.从两口井内起出原腐蚀偏磨井段的油管和抽油杆检,明,偏磨和腐蚀痕迹明显减轻,仅评,2,井有6个0191抽油杆接箍面有少许擦痕。特别是胃,27井使用抽油杆防腐扶正器后检泵作业起出的抽油杆接箍面几乎无偏磨腐蚀痕迹,87的尼龙扶正器有不同程度夹角范围,360,平均260,绝大部分尼龙扶正器发生了转动;阳极41合金也被腐蚀,洗净后平均质量只有原来的62.5.

现场试验明,抽油杆防腐扶正器能有效地解决油井的偏磨与腐蚀问,延长了检泵周期。该扶正器的结构简单,使用灵活方便,适用范围广,总体使用效果较为理想。

 
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