油井防偏磨技术培训教程.pptx
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1、 油田开发到中后期油田开发到中后期,随着油井含水的上升和斜井定向井的增加,有杆泵井管随着油井含水的上升和斜井定向井的增加,有杆泵井管杆偏磨、磨蚀问题越来越严重杆偏磨、磨蚀问题越来越严重85%21%偏磨井数偏磨井数12381250814196开井数开井数有杆泵井数有杆泵井数一、胜利油田油井管杆偏磨现状油井管杆偏磨问题普遍存在油田各采油厂油井管杆偏磨问题普遍存在油田各采油厂油油田田管管杆杆偏偏磨磨现现状状第1页/共57页高 含 水 期 油 井 管 杆 偏 磨 的 主 要 原 因高 含 水 期 油 井 管 杆 偏 磨 的 主 要 原 因产出液物性产出液物性管、杆受力运动管、杆受力运动三种因素的共同作
2、用加剧了三种因素的共同作用加剧了油井的管、杆偏磨油井的管、杆偏磨井身结构井身结构井斜或井筒弯曲井斜或井筒弯曲失稳弯曲失稳弯曲腐蚀严重腐蚀严重油井管杆偏磨原因油井管杆偏磨原因第2页/共57页69%1、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素 斜井偏磨比例大。且随井斜角的增加,偏磨越严重斜井偏磨比例大。且随井斜角的增加,偏磨越严重 斜井、定向井比例逐渐增加,造斜井、定向井比例逐渐增加,造斜点也逐渐上移斜点也逐渐上移东辛采油厂,斜井比例占开井数的东辛采油厂,斜井比例占开井数的40%,造斜点在,造斜点在300-400米,米,380口抽口抽油泵在造斜点以下生产。油泵在造斜点以下
3、生产。第3页/共57页直井不直。方位角变化、地应力变化使套管弯曲变形,造成管杆接触偏磨直井不直。方位角变化、地应力变化使套管弯曲变形,造成管杆接触偏磨河河110-21井井身轨迹图井井身轨迹图井身轨迹俯视图井身轨迹俯视图井身轨迹侧视图井身轨迹侧视图1、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素 第4页/共57页 在杆柱下冲程受综合阻力作用,中性点以下失稳弯曲,造成管杆偏磨。在杆柱下冲程受综合阻力作用,中性点以下失稳弯曲,造成管杆偏磨。生产参数生产参数 井液粘度井液粘度2、管杆受力运动失稳弯曲,造成管杆接触磨损、管杆受力运动失稳弯曲,造成管杆接触磨损 l泵挂越深偏磨越严重泵
4、挂越深偏磨越严重 泵挂大于泵挂大于1500米的偏磨井占米的偏磨井占同泵挂深度井的同泵挂深度井的37.7%,比例,比例最高最高第5页/共57页年度年度6 6次以下次以下6-96-9次次9 9次次-12-12次次井井数数占偏磨油井占偏磨油井百分数,百分数,占同冲次油占同冲次油井百分数,井百分数,%井井数数占偏磨油井占偏磨油井百分数,百分数,占同冲次油占同冲次油井百分数,井百分数,%井井数数占偏磨油井占偏磨油井百分数,百分数,占同冲次油占同冲次油井百分数,井百分数,%20052005242419.219.24.14.1525241.641.610.410.4494939.239.224.524.5平
5、均冲次平均冲次4.64.67.87.810.810.8孤东采油厂冲次对偏磨统计表孤东采油厂冲次对偏磨统计表l冲次越高,偏磨越严重冲次越高,偏磨越严重 孤岛采油厂聚驱和非聚驱偏磨井统计表孤岛采油厂聚驱和非聚驱偏磨井统计表 注聚区偏磨井比例高于非注聚驱偏磨井注聚区偏磨井比例高于非注聚驱偏磨井48%采油区采油区开井开井(口口)偏磨井数偏磨井数(口口)占开井比例占开井比例()注聚区注聚区3673672152155959非注聚区非注聚区1539153917217211 11 l注聚井,见聚后粘度增大,失稳弯曲加剧偏磨注聚井,见聚后粘度增大,失稳弯曲加剧偏磨第6页/共57页油包水型油包水型水包油型水包油型
6、含水率含水率60-70%产出液腐蚀介质加剧管杆偏磨产出液腐蚀介质加剧管杆偏磨 产出液高含水、高矿化度造成了产出液高含水、高矿化度造成了腐蚀加剧偏磨腐蚀加剧偏磨。68%55%第7页/共57页10408351565634887426132950uu 腐蚀磨损随矿化度升高磨损量增加腐蚀磨损随矿化度升高磨损量增加腐蚀磨损随矿化度升高磨损量增加腐蚀磨损随矿化度升高磨损量增加uu 腐蚀磨损比纯磨损平均增加一倍腐蚀磨损比纯磨损平均增加一倍腐蚀磨损比纯磨损平均增加一倍腐蚀磨损比纯磨损平均增加一倍管管杆杆磨磨损损腐腐蚀蚀规规律律N80N80、J55J55油管油管20GrMo20GrMo、35GrMo35GrMo
7、杆杆腐蚀磨损结果实验结果实验结果管管杆杆材材料料配配管管杆杆材材料料配配对对腐腐蚀蚀对对腐腐蚀蚀3030天天天天未未腐腐蚀蚀管管杆杆未未腐腐蚀蚀管管杆杆配配对对纯纯磨磨损损配配对对纯纯磨磨损损对对比比分分析析腐腐对对比比分分析析腐腐蚀蚀磨磨损损规规律律蚀蚀磨磨损损规规律律测试腐蚀测试腐蚀测试腐蚀测试腐蚀磨损量磨损量磨损量磨损量测试纯磨测试纯磨测试纯磨测试纯磨损量损量损量损量有杆泵井管杆偏磨:有杆泵井管杆偏磨:磨损、腐蚀共同作用结果,腐蚀加剧磨损磨损、腐蚀共同作用结果,腐蚀加剧磨损第8页/共57页管 杆 失 稳 弯 曲主要影响因素。随井斜角的增大,管杆偏磨加重主要影响因素。随井斜角的增大,管杆偏
8、磨加重井斜或井筒弯曲产出液腐蚀介质l与生产参数相关。泵挂越深、冲次越高,偏磨越与生产参数相关。泵挂越深、冲次越高,偏磨越严重严重l管杆失稳弯曲造成中、下部偏磨管杆失稳弯曲造成中、下部偏磨l高粘度、下行阻力越大,管杆失稳偏磨越严重高粘度、下行阻力越大,管杆失稳偏磨越严重l含水越高、矿化度越大,管杆腐蚀速率越大、偏磨含水越高、矿化度越大,管杆腐蚀速率越大、偏磨越严重越严重固有结构因素固有结构因素不稳定动态因素不稳定动态因素催化因素催化因素管杆偏磨规律管杆偏磨规律 第9页/共57页二、油井防偏磨治理技术及系列化 获得了三 个 提 升 20062006年年年年-2008-2008年在分公司范围内开展了
9、三年的防偏磨专项治理工作,总计治理年在分公司范围内开展了三年的防偏磨专项治理工作,总计治理年在分公司范围内开展了三年的防偏磨专项治理工作,总计治理年在分公司范围内开展了三年的防偏磨专项治理工作,总计治理20002000余口井。余口井。余口井。余口井。技术上技术上 单一局部治理 集成配套综合治理管理上管理上分散治理模式 统一治理模式质量粗放管理 统一标准治理效益上效益上 有效果无效益 有效果有效益第10页/共57页形形成成了了多多种种防防偏偏磨磨工工艺艺锚定类防 腐 抽 油 杆 抗磨防腐油管 扶正类加重类 特种泵 减 磨 接 箍 类 油油 井井 管管 杆杆 防防 偏偏 磨磨 技技 术术 直直/斜
10、井防偏磨配套技术斜井防偏磨配套技术抽油杆扶正器抽油杆扶正器隔离油管、抽油杆隔离油管、抽油杆加重、锚定加重、锚定减少管杆失稳弯曲减少管杆失稳弯曲第11页/共57页形形成成了了多多种种防防偏偏磨磨工工艺艺锚定类防 腐 抽 油 杆 抗磨防腐油管 扶正类加重类 特种泵 减 磨 接 箍 类 油油 井井 管管 杆杆 防防 偏偏 磨磨 技技 术术 第12页/共57页技术特点技术特点变管杆的磨损变管杆的磨损 杆、套自磨损杆、套自磨损扶正套内孔采用抗磨、减磨材料扶正套内孔采用抗磨、减磨材料杆套接触面表面光滑,摩擦系数小杆套接触面表面光滑,摩擦系数小结结 构构 组组 成成l扶正套(弹性)扶正套(弹性)l高硬度、抗
11、磨杆体高硬度、抗磨杆体u扶正类核心技术扶正类核心技术抗磨副技术抗磨副技术第13页/共57页u定位式扶正器技术定位式扶正器技术技技术术特特点点代替固定式扶正器应用,无活塞叠加效代替固定式扶正器应用,无活塞叠加效 应,不增加应,不增加下行阻力。下行阻力。适应偏磨、腐蚀较轻的油井。成本低。适应偏磨、腐蚀较轻的油井。成本低。结结构构组组成成l由上、下扶正块组成由上、下扶正块组成l旋转旋转90,置于抽油杆体,置于抽油杆体第14页/共57页u抗磨副技术参数表抗磨副技术参数表规格规格扶正杆长度扶正杆长度m m扶正体最大外径扶正体最大外径mmmm适用油管适用油管mmmm配套泵型配套泵型CYY25/73CYY2
12、5/736-76-7580.5580.57373抽油泵抽油泵螺杆泵螺杆泵CYY28/73CYY28/73580.5580.57373CYY25/89CYY25/89720.5720.58989CYY28/89CYY28/89720.5720.58989第15页/共57页形形成成了了多多种种防防偏偏磨磨工工艺艺锚定类防 腐 抽 油 杆 抗磨防腐油管 扶正类加重类 特种泵 减 磨 接 箍 类 油油 井井 管管 杆杆 防防 偏偏 磨磨 技技 术术 碳碳锆锆复复合合树树脂脂内内涂涂层层油油管管HDPE/EXPE内内 衬衬 油油 管管uu油管腐蚀磨损占偏磨作业井油管腐蚀磨损占偏磨作业井油管腐蚀磨损占偏磨
13、作业井油管腐蚀磨损占偏磨作业井80%80%80%80%uu常用管杆配合常用管杆配合常用管杆配合常用管杆配合 N80N80N80N80、J55J55J55J55油管易遭受腐蚀油管易遭受腐蚀油管易遭受腐蚀油管易遭受腐蚀第16页/共57页热热 熔熔 固固 化化热热 熔熔 固固 化化碳碳 锆锆 复复 合合 树树 脂脂碳碳 锆锆 复复 合合 树树 脂脂涂涂 层层 油油 管管 新新 技技 术术涂涂 层层 油油 管管 新新 技技 术术碳碳锆锆复复合合树树脂脂新新涂涂料料抗抗 磨磨 防防 腐腐双双 重重 特特 性性配配套套配配套套生生 产产 工工 艺艺生生 产产 工工 艺艺通过在油管表面内涂一隔离防腐层,提高
14、抗磨防腐性能通过在油管表面内涂一隔离防腐层,提高抗磨防腐性能u碳锆复合树脂内涂层油管技术碳锆复合树脂内涂层油管技术 第17页/共57页固化产物牢固的网状结构,分子量固化产物牢固的网状结构,分子量2000-2500CH2CHOHCHCH2OHNN CH2CHOHCHCH2OHNN NN CHOHCH2CHOHCH2CHOHCH2CHOHCH2 NN CH2CHOCHCH2O环氧树脂环氧树脂H2NNH2固化剂固化剂+固固固固化化化化原原原原理理理理u碳锆复合树脂内涂层油管技术碳锆复合树脂内涂层油管技术 第18页/共57页涂涂 料料 原原 材材 料料涂涂 料料 原原 材材 料料固固 化化 后后 涂涂
15、 层层固固 化化 后后 涂涂 层层水煮后的涂层水煮后的涂层80,24hu碳锆复合树脂内涂层油管技术碳锆复合树脂内涂层油管技术 第19页/共57页u碳锆复合树脂内涂层油管技术碳锆复合树脂内涂层油管技术 技技术术特特点点涂层具有防腐、抗磨的双重特性,附着力达到一级涂层具有防腐、抗磨的双重特性,附着力达到一级涂层具有防腐、抗磨的双重特性,附着力达到一级涂层具有防腐、抗磨的双重特性,附着力达到一级涂层耐热性好,能在涂层耐热性好,能在涂层耐热性好,能在涂层耐热性好,能在130130的环境中连续工作的环境中连续工作的环境中连续工作的环境中连续工作表面光滑,具有较低的摩擦系数,减磨性能好表面光滑,具有较低的
16、摩擦系数,减磨性能好表面光滑,具有较低的摩擦系数,减磨性能好表面光滑,具有较低的摩擦系数,减磨性能好第20页/共57页高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯内衬油管新技术内衬油管新技术内衬油管新技术内衬油管新技术高高密密度度聚聚乙乙烯烯内内衬衬高高密密度度聚聚乙乙烯烯内内衬衬新新材材料料新新材材料料高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯内衬管内衬管内衬管内衬管特特 种种 挤挤 出出 工工 艺艺抗抗磨磨防防腐腐双双重重特特性性通过在油管表面内衬一层高密度聚乙烯新材料通过在油管表面内衬一层高密度聚乙烯新材料uHDPE/EXPE内衬油管技术内衬油管技术 第21页/共57页高密度聚
17、乙烯:高密度聚乙烯:高密度聚乙烯:高密度聚乙烯:分分分分 子子子子 链链链链 长长长长 分分分分 子子子子 量量量量 高高高高 分子排列紧分子排列紧分子排列紧分子排列紧密密密密 高密度聚乙烯新材料通过分子结构改性和添加特种助剂达到抗磨耐温性高密度聚乙烯新材料通过分子结构改性和添加特种助剂达到抗磨耐温性能。能。普通普通聚乙烯聚乙烯高密度高密度聚乙烯聚乙烯松散高松散高分子链分子链紧密高分紧密高分子长链子长链普通聚乙烯:普通聚乙烯:普通聚乙烯:普通聚乙烯:分分分分 子子子子 链链链链 短短短短 支支支支 链链链链 多多多多 分子排列松散分子排列松散分子排列松散分子排列松散uHDPE/EXPE内衬油管
18、技术内衬油管技术 第22页/共57页uHDPE/EXPE内衬油管技术内衬油管技术 技技术术特特点点内衬内衬内衬内衬层表面光滑、摩擦系数较低层表面光滑、摩擦系数较低层表面光滑、摩擦系数较低层表面光滑、摩擦系数较低内衬层具有优良弹性、柔韧性、耐磨性内衬层具有优良弹性、柔韧性、耐磨性内衬层具有优良弹性、柔韧性、耐磨性内衬层具有优良弹性、柔韧性、耐磨性耐腐蚀(耐腐蚀(耐腐蚀(耐腐蚀(H H2 2S S、COCO2 2、酸、盐等)、酸、盐等)、酸、盐等)、酸、盐等)第23页/共57页抗磨防腐油管与普通油管抗磨性能对比表抗磨防腐油管与普通油管抗磨性能对比表 序号技术指标N80油管HDPE/EXPE内衬油管
19、碳锆涂层油管1表面处理技术内衬高分子聚乙烯管粉状涂料热熔在表面2处理层厚度,mm3.50.50.73耐磨性,mg31.894往复试验油管磨损量,最大/最小0.660.560.44/0.280.06/0.025对应接箍磨损量,最大/最小0.120.100.2/0.08第24页/共57页形形成成了了多多种种防防偏偏磨磨工工艺艺锚定类防 腐 抽 油 杆 抗磨防腐油管 扶正类加重类 特种泵 减 磨 接 箍 类 油油 井井 管管 杆杆 防防 偏偏 磨磨 技技 术术 铬铬 合合 金金 防防 腐腐 抽抽 油油 杆杆第25页/共57页u铬铬合合金金防防腐腐抽抽油油杆杆技技术术 解决普通抽油杆在高含水、高矿化度
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