本發(fā)明涉及油田有桿泵采油技術(shù)，具體地說(shuō)是一種實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井抗磨防腐節(jié)能深抽的配套方法。

背景技術(shù)：

抽油機(jī)舉升是油田開(kāi)發(fā)的主要方式。隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)和采出程度的增加，目前油田的開(kāi)發(fā)方向已經(jīng)在逐漸向深層油藏轉(zhuǎn)移。油層普遍埋深在3000米以上，井深軌跡復(fù)雜，同時(shí)進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，隨著地層壓力的逐漸下降，油井生產(chǎn)呈動(dòng)液面深、泵掛深、載荷大、耗能高的特點(diǎn)。在惡劣的工作環(huán)境下，抽油機(jī)井往往泵效較低，且因疲勞、偏磨、腐蝕等因素頻繁躺井，通過(guò)現(xiàn)查調(diào)查主要表現(xiàn)為桿斷、管漏。

目前常用的抽油井深抽配套技術(shù)主要為鋼制抽油桿、鋼制油管，配以減載器、防腐桿、抗磨副、抽油桿扶正器等防腐蝕、防偏磨工具。一方面鋼制抽油桿密度大，千米自重近4噸，受抽油機(jī)提升載荷能力影響，下入深度有限，且大載荷下長(zhǎng)期工作，抽油桿易發(fā)生斷裂，同時(shí)抽油機(jī)能耗較高；另一方面，防腐桿、抗磨副、抽油桿扶正器等防腐、防偏磨工具延長(zhǎng)周期有限，同時(shí)增加了過(guò)流阻力，加大了桿柱載荷；再者鋼制抽油桿一般單根長(zhǎng)8-10米，必須靠多個(gè)接頭和接箍連接下入井內(nèi)，作業(yè)周期較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全度較低。

經(jīng)過(guò)檢索，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相同或類(lèi)似技術(shù)，得知本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供的技術(shù)方案沒(méi)有被公開(kāi)過(guò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井抗磨防腐節(jié)能深抽的配套方法，通過(guò)技術(shù)配套及優(yōu)化，在提高桿管抗疲勞、抗腐蝕、抗偏磨性能的基礎(chǔ)上，降低桿柱載荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能深抽，提高泵效的同時(shí)，桿管抗疲勞、抗腐蝕、抗偏磨性能提升，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井節(jié)能長(zhǎng)效生產(chǎn)；縮短了作業(yè)周期，減輕了施工勞動(dòng)強(qiáng)度。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井抗磨防腐節(jié)能深抽的配套方法，包括以下步驟:

桿柱采取三級(jí)桿柱組合，即上部使用柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿，中部使用鋼制抽油桿，下部使用加重桿；三級(jí)桿柱組合同時(shí)下入油管中；

根據(jù)地層溫度梯度及下泵深度，折算溫度變化，下入位置溫度小于80℃時(shí)，油管采 用最高工作溫度為80℃內(nèi)襯抗磨、抗腐油管，下入位置溫度超過(guò)80℃部分，油管采用最高工作溫度為120℃的內(nèi)襯抗磨、抗腐油管。

所述下入油管桿柱時(shí)，同時(shí)配套油井示功圖監(jiān)控診斷計(jì)量系統(tǒng)、油井綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備監(jiān)控碳纖維抽油桿的運(yùn)行狀態(tài)。

所述內(nèi)襯抗磨、抗腐油管即為與三級(jí)桿柱組合對(duì)應(yīng)的油管內(nèi)壁設(shè)置抗磨抗腐的內(nèi)襯層。

所述內(nèi)襯層為聚乙烯材料。

在確定三級(jí)桿柱組合中各部分的長(zhǎng)度、直徑、強(qiáng)度時(shí)，要先根據(jù)油井生產(chǎn)情況，確定油井的合理泵掛，再根據(jù)碳纖維—鋼混合抽油桿設(shè)計(jì)軟件，仿真模擬油井及抽油桿柱的工作狀態(tài)，合理設(shè)計(jì)混合抽油桿柱，達(dá)到最佳運(yùn)行工藝參數(shù)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿，油管采用內(nèi)襯抗磨、抗腐油管，采用軟件優(yōu)化組合比例，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)。

一、管桿節(jié)能長(zhǎng)效技術(shù)

1、柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿

柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿由碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料組成,配以專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度專(zhuān)用接頭。該桿具有以下特點(diǎn)：一是抗疲勞性能好。10⁷次疲勞實(shí)驗(yàn)后，剩余強(qiáng)度90％，同樣條件下，鋼桿的剩余強(qiáng)度僅為30-40％；二是重量輕，截面積小。千米碳纖維抽油桿重量?jī)H200公斤，是鋼制抽油桿重量的1/20，是玻璃鋼抽油桿重量的1/6，截面積為鋼制抽油桿的五分之一，節(jié)電效果顯著，與鋼桿混合使用后可實(shí)現(xiàn)超深井采油；三是抽油桿連續(xù)特性，避免了采油過(guò)程中活塞效應(yīng)。機(jī)械化作業(yè)，節(jié)省作業(yè)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；四是碳纖維的減磨特性和可彎曲性，極大地減小了摩擦力，可有效保護(hù)油管；五是廢桿可回收再利用，不會(huì)造成環(huán)境污染。

2、內(nèi)襯抗磨、抗腐油管

內(nèi)襯抗磨、抗腐油管是通過(guò)特殊工藝在常規(guī)油管內(nèi)部襯入一層超高密度聚乙烯材料。襯層表面光滑、柔韌，摩擦系數(shù)較低，可以防止抽油桿與油管內(nèi)壁直接摩擦，同時(shí)降低抽油桿的磨損量，對(duì)油管以及抽油桿都起到很好的保護(hù)作用；抗腐蝕性強(qiáng)，有較高防蠟防垢性能；彈性高，可自動(dòng)適應(yīng)由于油井溫度變化和應(yīng)力變化導(dǎo)致的油管伸縮變形，并能始終保證襯管緊緊地脹緊在鋼管的內(nèi)表面；強(qiáng)度較高，不會(huì)產(chǎn)生小孔、裂縫、斷裂、和剝落等現(xiàn)象而造成油井停產(chǎn)；該材料具有惰性，不易與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且 無(wú)毒、對(duì)原油沒(méi)有污染。

二、管桿優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、優(yōu)化設(shè)計(jì)桿組合，實(shí)現(xiàn)節(jié)能深抽

通過(guò)對(duì)采油廠32口井實(shí)測(cè)日耗電及60口油井生產(chǎn)周期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，沉沒(méi)度在300-500m，抽油機(jī)井處于工作最佳狀態(tài)。結(jié)合動(dòng)液面等數(shù)據(jù)，優(yōu)化泵掛深度，采取三級(jí)桿柱組合，即上部使用柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿，中部使用鋼制抽油桿，下部使用加重桿。根據(jù)碳纖維—鋼混合抽油桿設(shè)計(jì)軟件，仿真模擬油井及抽油桿柱的工作狀態(tài)，合理設(shè)計(jì)混合抽油桿柱，達(dá)到最佳運(yùn)行工藝參數(shù)。軟件分為三個(gè)模塊，即數(shù)據(jù)輸入模塊、計(jì)算模塊、計(jì)算結(jié)果保存及查詢(xún)模塊，從而保證了軟件的可操作性及維護(hù)性。

2、合理應(yīng)用內(nèi)襯，提升油管整體耐溫性能

內(nèi)襯抗磨、抗腐油管分為2種型號(hào)，I型最高工作溫度為80℃，II型內(nèi)襯抗磨、抗腐油管工作溫度為120℃，根據(jù)地層溫度梯度及下泵深度，折算溫度變化，下入位置溫度小于80℃的油管采用I型內(nèi)襯抗磨、抗腐油管，超過(guò)80℃部分采用II型內(nèi)襯抗磨、抗腐油管。

三、桿柱運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)

通過(guò)油田四化建設(shè)中的油井示功圖監(jiān)控診斷計(jì)量系統(tǒng)、油井綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備監(jiān)控碳纖維抽油桿的運(yùn)行狀態(tài)，防止沖擊載荷，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)控制。

所述油井示功圖監(jiān)控診斷計(jì)量系統(tǒng)為北京威爾泰克石油科技有限公司開(kāi)發(fā)，油井綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)為東營(yíng)匯安高科電子有限責(zé)任公司研發(fā)。均為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。

發(fā)明的效果：本發(fā)明公開(kāi)的一種實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井抗磨防腐節(jié)能深抽的配套方法，通過(guò)完善管桿配套技術(shù)，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為基礎(chǔ)，創(chuàng)新采用柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿與內(nèi)襯抗磨、抗腐油管組合配套，利用軟件優(yōu)化桿管組合比例，實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得整個(gè)抽油機(jī)系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能深抽長(zhǎng)效生產(chǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿，可有效降低桿柱載荷，便于實(shí)現(xiàn)深抽，提高泵效，與內(nèi)襯抗磨、抗腐油管組合配套，可使桿管抗疲勞、抗腐蝕、抗偏磨性能提升，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井節(jié)能長(zhǎng)效生產(chǎn)，為采油廠原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為碳纖維—鋼混合抽油桿設(shè)計(jì)軟件的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，說(shuō)明如下。

根據(jù)圖1和圖2所示，一種實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井抗磨防腐節(jié)能深抽的配套方法，包括以下步驟:

桿柱采取三級(jí)桿柱組合，即上部使用柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿2，中部使用鋼制抽油桿3，下部使用加重桿4；三級(jí)桿柱組合同時(shí)下入油管1中；

根據(jù)地層溫度梯度及下泵深度，折算溫度變化，下入位置溫度小于80℃時(shí)，油管采用最高工作溫度為80℃內(nèi)襯抗磨、抗腐油管，下入位置溫度超過(guò)80℃部分，油管采用最高工作溫度為120℃的內(nèi)襯抗磨、抗腐油管。

所述下入油管桿柱時(shí)，同時(shí)配套油井示功圖監(jiān)控診斷計(jì)量系統(tǒng)、油井綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備監(jiān)控碳纖維抽油桿的運(yùn)行狀態(tài)。

所述內(nèi)襯抗磨、抗腐油管即為在三級(jí)桿柱組合的內(nèi)壁設(shè)置抗磨抗腐的內(nèi)襯層構(gòu)成，包括柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿、鋼制抽油桿、加重桿的內(nèi)壁均設(shè)置上述內(nèi)襯層。

在確定三級(jí)桿柱組合中各部分的長(zhǎng)度、直徑、強(qiáng)度時(shí)，要先根據(jù)油井生產(chǎn)情況，確定油井的合理泵掛，再根據(jù)碳纖維—鋼混合抽油桿設(shè)計(jì)軟件，仿真模擬油井及抽油桿柱的工作狀態(tài)，合理設(shè)計(jì)混合抽油桿柱，達(dá)到最佳運(yùn)行工藝參數(shù)。

上述步驟可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井節(jié)能深抽，同時(shí)減少桿管偏磨、腐蝕及疲勞現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效生產(chǎn)。

具體實(shí)施例：

以實(shí)際F720井為例，措施前Φ38mm管式泵生產(chǎn)，泵掛2000m，液面1950m，普通管桿配套，功圖嚴(yán)重供液不足，且歷次生產(chǎn)周期均較短，前周期僅為225天。

1、管桿優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合油井生產(chǎn)情況，為保證合理沉沒(méi)度，泵掛加深至2300m，同時(shí)采用三級(jí)桿柱組合，應(yīng)用碳纖維—鋼混合抽油桿設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化。

油管設(shè)計(jì)(自下而上)：Φ89mmEXPE內(nèi)襯抗磨、抗腐油管500m+Φ89mmHDPE內(nèi)襯抗磨、抗腐油管1800m。

桿柱設(shè)計(jì)(自下而上)：Φ42mm加重桿100m+Φ25mm桿360m+Φ32mm柔性連續(xù)碳纖維復(fù)合材料抽油桿1800m+Φ25mm桿40m。

2、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

開(kāi)井生產(chǎn)正常后，功圖最大載荷由措施前的77.25KN下降至37.08KN，下降幅度52％， 電機(jī)電流由措施前的23A/19A下降至14A/13A，功圖轉(zhuǎn)為輕微供液不足，泵效由3.8％提升至57.9％，產(chǎn)量由措施前的0.3t/d*0.1t/d*66.7％增加至4.5t/d*1.7t/d*62.2％，已累計(jì)生產(chǎn)310天，目前仍正常。實(shí)現(xiàn)了該井節(jié)能深抽長(zhǎng)效運(yùn)行。

措施前后生產(chǎn)情況

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非用以限定本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，其他運(yùn)用本發(fā)明的專(zhuān)利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專(zhuān)利范圍。