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高粘度螺杆泵井腐性磨损的原因及采油技术应用现状

  • 发布者:海鸿泵阀

    发布日期:2020-02-20
  • 其一、高粘度螺杆泵井腐性磨损的原因
      1、腐蚀磨损的内容
      腐蚀磨损失效是指在摩擦过程中,杆管与周围介质发生了化学或电化学作用,这种作用加剧了材料的磨损。其特征是化学腐蚀和机械磨损同时存在并互相促进。机械磨损可以除去杆管表面的可缓腐蚀产物,把新的金属暴露在介质中,从而促进了磨损面的腐蚀。
      2、腐蚀磨损的原因
      腐蚀磨损是螺杆泵采油系统中杆管磨损的另外一种磨损形式,这种形式主要体现在油田的开发后期。随着我国东部油田的不断深入开发,混合液中的含水量大大地增加,直到现在含水达到90%以上,含水量的增加也带来了其他介质的物性变化,下面列举目前已经存在的一些腐蚀磨损。
      (1)综合含水的影响
      随着含水的不断增加,油井产出液的化学性质也在发生变化。当含水比例达到一定程度后,油井产出液由油包水转换为水包油,在此产出液中工作的抽油杆、油管的外壁就失去了油液的保护作用,摩擦的润滑剂由原油变为产出水,产出水直接接触金属,产生化学腐蚀。另外,由于杆管本身原来就存在磨损的情况,又失去原油的润滑作用,使得油管内壁和抽油杆磨损速度加快,磨损严重。
      (2)腐蚀介质的影响
      随着我国东部油田的多年开发,在含水量大量增加的同时,时也出现了其他化学物质含量过高的特点,即矿化度、Cl-、H多等含量过高。产出液中这些化学物质的大量增加,导致了高粘度螺杆泵井抽油杆和油管等金属物质发生化学腐蚀的速度大大增加,终导致了抽油杆以及油管的腐蚀失效。腐蚀和偏磨可以互相促进,当杆管磨损以后,就加快了腐蚀的速度,而杆管被腐蚀后,其强度降低,磨损的速度也会加快固。
      (3)缝隙腐蚀和冲蚀明显
      由于产出液含水较高及产出液的强腐蚀性,使杆管螺纹联接处产生缝隙腐蚀;另外,由于产出液对油管公螺纹外缘的冲刷作用,再加上产出液的强腐蚀性,发生冲蚀,易使油管公螺纹老化。油管螺纹联接处处在偏磨腐蚀、缝隙腐蚀和冲蚀的综合作用下,易使该处产生油管断脱、刺漏。
      (4)管、杆等的材料耐腐蚀性能较差
      由于油井的产出液具有强腐蚀性,而所用的油管耐腐蚀性能达不到要求,油管表层涂料的强度和耐腐蚀性较差,再加上已经存在的偏磨,因此,油管腐蚀、磨损严重,甚至穿孔和磨蚀成裂缝。腐蚀疲劳的特点:在介质作用下,材料疲劳强度显著降低。
      其二、沥青螺杆泵采油技术应用现状
      近年来,沥青螺杆泵采油技术在世界石油发展中起到了重要的作用。沥青螺杆泵采油技术的发展以及人们观念的更新,使沥青螺杆泵不断在重油油井和含砂油井中应用,而且在稀油井、大排量举升油井、中后期水驱采油、聚合物驱油中得到应用。沥青螺杆泵正朝着规范化、系列化方向发展。目前大下泵深度已达到3000m(160m³/d),大排量已达到1000m³/d(800m)。不锈钢螺杆泵采油具有其它抽油设备所不能替代的优越性,而且国内在制造、应用等方面都取得了长足的进步。
      1、节能减排方面的应用
      大庆油田在沥青螺杆泵举升配套工艺技术方面,以降低机械采油成本为目标,开展了沥青螺杆泵采油工艺技术研究。矿场试验证明,沥青螺杆泵具有良好的经济性,与相同举升能力的抽油机相比,使用沥青螺杆泵的一次性投入和运行成本都大幅度降低。结果表明,在满足油井产量不变的情况下,使用沥青螺杆泵与电潜泵相比电费减少了70%,维护费减少了35%,比抽油机减小费用30%以上,有效缓解了油田电力供应紧张的矛盾,随着沥青螺杆泵综合配套工艺的不断完善,沥青螺杆泵油井的检泵周期不断延长,油井免修期超过1200d的油井越来越普遍,生产成本也随之下降,综合经济效益也越明显,在全国节能减排的大形势下,采用沥青螺杆泵采油工艺具有较好的社会效益。
      2、偏磨油井的应用
      目前,我国许多大油田陆续步入高含水期甚至特高含水期,含水上升导致油井偏磨、腐蚀现象越来越普遍;同时部分油田采用注聚采油工艺,注聚见效后,杆柱下行阻力大幅增加,下行力大可增加2倍以上,杆管偏磨越来越严重,偏磨成为影响油田开发成本的一个主要因素,胜利采油厂针对特高含水期和注聚见效后有杆泵井偏磨、出砂口趋严重、适应性变差的问题,于2002年转变人工举升方式,推广了连续杆配套双头沥青螺杆泵的采油工艺。通过应用该工艺以及相关的技术配套研究,达到了延缓偏磨、节能降耗、延长油井免修期、降低成本的目的,平均检泵周期由150d延长到300d以上,见到了可观的经济效益。
      3、稠油出砂井的应用
      胜利油田稠油区块比较多,原油粘度较高,多属疏松砂岩油藏。油层埋藏浅、压实程度差、泥质含量高、非均质严重,东辛油田永安油田地层埋藏浅,油层胶结疏松,出砂严重,绝大部分井易出砂,造成油井短期内倒井,砂卡严重者检泵时逐根锯抽油杆,造成严重的浪费,东辛采油厂在A8断块采用沥青螺杆泵携砂采油工艺,油井检泵周期由160d延长到300d以上。
      4、居民区改善环境噪音应用
      沥青螺杆泵其独特的结构特点决定了其占地面积小,无污染,产生的噪音明显小于抽油机井的噪音,特别适合于生活区或人口密集区油井使用。随着城市生产建设的发展,越来越多的油井转移到居民区,越来越多的油田开始使用沥青螺杆泵替代抽油机井生产,避免由此引发的油田与周边居民的矛盾,根据东辛采油厂现场应用测试,沥青螺杆泵井的噪音值介于44.3dB~52.1dB,平均值为48dB,低于国家关于居民区噪音值不高于55dB的要求。

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