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标题 油田平式油管丝扣漏失浅析
范文 王洪岩
摘 要:针对平式油管丝扣磨损漏失严重现象,分析了检泵原因及油管丝扣检测状况。从实际示功图、现场油管锥度检测试验数据和油管结构理论等方面对造成油管磨损和漏失进行阐述,找到油管漏失的原因,并提出解决的方法。
关键词:平式油管 丝扣 漏失
油管漏失这一现象,一直捆扰和影响着抽油机井的泵况管理。随着目前抽油机井井下油管使用时间不断延长和施工次数的增加,油管漏失、脱扣隐患大量存在。虽然油管在下井的施工过程中使用了丝扣胶对丝扣进行密封,但是由于在用油管丝扣磨损严重,锥度检测技术的滞后,至使近几年油管漏失检泵井数仍居高不下,给油井生产及井下作业造成的损失非常严重。
1.现状分析
对2006年和2007年检泵井油管漏失及锥度检测情况进行了统计。统计表明,因油管漏失直接造成的检泵分别在12.6 %和12.2 %(其它问题检泵的也有部分井间接存在管漏),仅次于偏磨检泵。油管锥度检测存在问题井占检测井的46.2 %,检测报废油管603 根,占检测油管的7.3 %,这些问题的存在对泵况管理和延长检泵周期有很大的影响。
(1)丝扣在使用过程中造成局部缺损,施工中未被发现而下井使用,致使缺损部分由初期的渗漏,到最后的丝扣刺坏漏失。
(2)井下起出油管经锥度检测合格,但有部分油管经游标卡尺检测,受力段锥度测量尺寸不和格。
(3)由于油管自身材质问题,造成油管公扣和接箍丝扣损坏和碾扣,使其达不到油管丝扣要求的密封条件而漏失。
(4)油管不符合API专业标准,其外径小于标准油管外径,造成油管公扣与接箍母扣配合不好致使油管漏失。
2.结构原理
下井油管的连接是靠油管公扣和接箍母扣之间丝扣的咬合来完成的,见图1。各种规格油管的公扣和接箍母扣都有其生产、加工和配套的标准,下面对油井用API标准油管的结构及物理机械性能进行分析。

3.油管漏失剖析
井下油管的使用是靠丝扣连接来保证的,丝扣连接质量的好坏,直接影响井下油管的使用效果,为了更好的对油管丝扣结构、尺寸的了解,下面对油管丝扣的结构原理及产生漏失的理论进行分析。

3.1油管螺纹牙塑性变形的理论分析
上紧的油管公扣和接箍母扣之间,主要承受轴向拉伸应力、径向挤压应力和环向应力的作用,运用有限元理论对油管丝扣内部的应力和应变进行分析,发现在正常的工作状态下,油管螺纹处于弹塑性工作状态。通过借鉴油管螺纹上扣后受拉力载荷作用的有限元图示分析看出,B受力变形区的丝扣在拉力载荷的作用下产生变形,这种变形状态对新油管或磨损量小的油管不会产生漏失和脱扣现象。见图2。由于目前部分井下在用的油管丝扣磨损量严重,造成油管公扣和接箍母扣之间存在缝隙,虽然施工时使用了丝扣密封胶,但是在每天上万次的交变载荷的作用下,油管丝扣的牙塑变形会使丝扣的咬合出现缝隙,使油管丝扣渗水,最终导致油管漏失和脱扣。
4.油管动载荷对油管漏失的影响
通过对油管螺纹牙塑性变形的理论分析,从理论得出了油管动载荷对油管漏失的影响,为了验证动载荷在实际生产中对油管丝扣漏失的影响。
(1)冲次动载荷对油管漏失的影响。冲次对油管动载荷变化影响,见图3。由图3可知,冲次对油管动载荷的影响是很大的。我们对三口冲次不同井实测功图进行对比,结果表明,随着冲次的降低,功图的载荷波动次数减少,波动幅度减小并趋于平稳,油管丝扣的受力状态得到了改善。
(2)液面对油管动载荷及丝扣的影响(统计Φ57以下泵)。随着液面深度的增加,造成油管丝扣漏失的比率越高。这种现象的出现主要是液面越深,油管丝扣承受的液柱压差越大,造成有缺陷的油管丝扣漏失。
作业施工对油管漏失原因
(1)作业井架立放的影响
(2)起下油管不使用护丝的影响
(3)作业工人操作的影响
5.油管丝扣锥度检测现状
2007年1~10月全厂油管丝扣锥度检测197口,油管存在问题井91口,占检测井46.2%,有问题井油管检测8252根,有缺险油管603根,占检测油管的7.3%。目前油管丝扣锥度检测采用的是标准扣锥度检测仪,它对新油管和油管修复扣的检测适用,但是对现场磨损后的油管检测存在很大的弊端,如丝扣段中间磨损检测不了。针对上述油管丝扣锥度检测仪现场应用存在的实际问题,我们对在用锥度检测仪进行重新设计,以求更准确地对油管丝扣锥度进行检测。

6.结束语
对下井油管进行全面的检查,并对有问题的油管进行修复。对施工单位制定严格的油管上扣扭距标准,严格按标准进行施工、检查。杜绝施工单位野蛮施工,防止其大扭距连接油管,以及起下油管不使用油管公扣护丝。严把油管材质关,杜绝因材质问题造成的油管漏失,以及不必要的成本消耗和损失。对一次作业施工有多次起下的施工井,应使用备用油管进行施工,以减少多次起下对油管丝扣的磨损和损坏。采用油管锚定装置,消除油管因上下冲程所产生的交变载荷,改善油管的受力,减小油管螺纹牙塑性变形。合理调整抽油机井的生产参数,恢复油井的液面,减小油管内、外的压差。
参考文献:
[1] 陈涛平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工业出版社,2004.
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更新时间:2025/3/21 12:17:23