CN105064929B - 一种防止油井杆管偏磨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止油井杆管偏磨的方法，属于石油工业采油工程领域。所述方法包括：确定施工油井的各井段的全角变化率；根据所述各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量；在所述施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；在确定的所述井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器；在其它井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆，所述其它井段为所述施工油井的各井段中，除确定的所述井段之外的井段。本发明在30余口油井现场应用后，油井单井平均检泵周期延长307天。

Description

一种防止油井杆管偏磨的方法

技术领域

本发明涉及石油工业采油工程领域，特别涉及一种防止油井杆管偏磨的方法。

背景技术

抽油杆在油管内往复运动，抽油杆与油管内壁之间产生摩擦，俗称偏磨。

随着油田开发的深入，油管与抽油杆之间的偏磨现象日益严重。井斜、管柱结构、杆管组合、工作制度不合理都可能成为杆管偏磨的原因，同时杆管的材料、产出液体的性质也可能影响杆管偏磨。

目前还没有一种有效的方法能防止各种情况的杆管偏磨。

发明内容

为了解决现有技术还没有一种有效的方法能防止各种情况的杆管偏磨的问题，本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法，所述方法包括：

(1)录取施工油井的全角变化率；

在地质资料库施工井井斜数据表中录取油井井眼每25m井深的全角变化率；

(2)根据全角变化率的大小确定抽油杆扶正器、抽油杆导向器下入位置及个数；

当全角变化率≥3时，需要下入抽油杆扶正器、抽油杆导向器，下入个数为：

其中，N为抽油杆扶正器、抽油杆导向器的下入个数，N取2的整数倍，N的单位为个；L为全角变化率≥3的井段的长度，L的单位为m；h₁为抽油杆的长度，h₁的单位为m；h₂为抽油杆扶正器的长度，h₂的单位为m；h₃为抽油杆导向器的长度，h₃的单位为m；

(3)按施工油井施工工程设计方案在油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；其中，在全角变化率≥3的井段，下入内衬油管代替普通油管；

(4)在油管内按设计下入抽油泵柱塞、抽油杆杆柱；在全角变化率≥3的井段，按“抽油杆+抽油杆扶正器+抽油杆导向器+抽油杆导向器+抽油杆扶正器+抽油杆”下入；

(5)完井。

另一方面，本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法，所述方法包括：

确定施工油井的各井段的全角变化率；

根据所述各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量；

在所述施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；

在确定的所述井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器；

在其它井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆，所述其它井段为所述施工油井的各井段中，除确定的所述井段之外的井段，其中，所述根据所述各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，包括：

将全角变化率大于设定值的井段，确定为设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段；

按照如下公式计算抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量：

N≤n＜N+2；

n为偶数；

其中，n为抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量，N为计算n的中间结果，L为确定的所述井段的长度，h₁为所述抽油杆的长度，h₂为所述抽油杆扶正器的长度，h₃为所述抽油杆导向器的长度。

可选地，所述设定值为3。

在本发明另一种可能的实现方式中，所述在确定的所述井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器，包括：

按如下顺序重复下入抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器：

抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述在所述施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器，包括：

在确定的所述井段内下入内衬油管。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述各井段的长度为25m。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述确定施工油井的各井段的全角变化率，包括：

从记录有全角变化率的井斜数据表中获取施工油井的各井段的全角变化率。

在本发明又一种可能的实现方式中，所述确定施工油井的各井段的全角变化率，包括：

按照如下公式计算施工油井的各井段的全角变化率：

K＝γ/△L；

cosγ＝cosα₁×cosα₂+sinα₁×sinα₂×cos(β₁-β₂)；

其中，K为全角变化率，γ为计算K的中间结果，△L为各井段的长度，α₁为上一测点的井斜角，α₂为当前测点的井斜角，β₁为上一测点的方位角，β₂为当前测点的方位角。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，并在确定的井段的油管内下入抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，可以有效克服杆管在“狗腿”井段(全角变化率大于设定值)的偏磨问题，在30余口油井现场应用后，油井单井平均检泵周期延长307天。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种防止油井杆管偏磨的方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种防止油井杆管偏磨的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：确定施工油井的各井段的全角变化率。

步骤102：根据各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量。

步骤103：在施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器。

步骤104：在确定的井段的油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，在其它井段的油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆。

在本实施例中，其它井段为施工油井的各井段中，除确定的井段之外的井段。

本发明实施例通过各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，并在确定的井段的油管内下入抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，可以有效克服杆管在“狗腿”井段(全角变化率大于设定值)的偏磨问题，在30余口油井现场应用后，油井单井平均检泵周期延长307天。

实施例二

本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法，参见图2，该方法包括：

步骤201：确定施工油井的各井段的全角变化率。

可选地，各井段的长度可以为25m。

在本实施例的一种实现方式中，该步骤201可以包括：

从记录有全角变化率的井斜数据表中获取施工油井的各井段的全角变化率。

在实际应用中，地质资料库的井斜数据表中记录有油井井眼每25m井深的全角变化率，可以直接从中获取施工油井的各井段的全角变化率。

在本实施例的另一种实现方式中，该步骤201可以包括：

按照如下公式(1)、(2)计算施工油井的各井段的全角变化率：

K＝γ/△L； (1)

cosγ＝cosα₁×cosα₂+sinα₁×sinα₂×cos(β₁-β₂)； (2)

其中，K为全角变化率，γ为计算K的中间结果，△L为各井段的长度，α₁为上一测点的井斜角，α₂为当前测点的井斜角，β₁为上一测点的方位角，β₂为当前测点的方位角。

步骤202：根据各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量。

在本实施例的又一种实现方式中，该步骤202可以包括：

将全角变化率大于设定值的井段，确定为设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段；

按照如下公式(3)计算抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量：

N≤n＜N+2；

n为偶数；

其中，n为抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量，N为计算n的中间结果，L为确定的井段的长度，h₁为抽油杆的长度，h₂为抽油杆扶正器的长度，h₃为抽油杆导向器的长度。

例如，若N＝17.3，则n＝18；若N＝16.3，则n＝18。

又如，若L＝750，h₁＝8，h₂＝0.28，h₃＝0.58，则N＝42.33，n＝44。

具体地，n的单位为个，L、h₁、h₂、h₃的单位均为m。

优选地，设定值可以为3。对全角变化率大于3的井段，设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器，一方面可以有效防止油井杆管偏磨，另一方面也节省了抽油杆扶正器和抽油杆导向器的使用。

步骤203：在施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器。

可选地，该步骤203可以包括：

在确定的井段内下入内衬油管。

容易知道，内衬油管的衬层可以避免抽油杆与油管间的直接摩擦，从而防止油管内壁磨损，延长抽油杆管的使用寿命。

可选地，该步骤203还可以包括：

在其它井段内下入普通油管，其它井段为施工油井的各井段中，除确定的井段之外的井段。

容易知道，普通油管就是油井内通常使用的油管，实现成本较低。

步骤204：在确定的井段的油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，在其它井段的油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆。

在本实施例中，其它井段为施工油井的各井段中，除确定的井段之外的井段。

可选地，在确定的井段的油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，可以包括：

按如下顺序重复下入抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器：

抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆。

具体地，在确定的井段的油管内的抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器的下入顺序为抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆、抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆、……、抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆，如此不断重复。

举例来说，TWX09井中全角变化率大于3的井段为1225m～1975m，长度为1975m-1225m＝750m，在此井段内需要下入抽油杆导向器和抽油杆扶正器，N＝750/(8+0.28+0.58)≈42.33，下入个数n＝44。下入顺序为抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆，结果表明，该井实施之后，油井检泵周期延长419天。

步骤205：完井。

本发明实施例通过各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，并在确定的井段的油管内下入抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，可以有效克服杆管在“狗腿”井段(全角变化率大于设定值)的偏磨问题，在30余口油井现场应用后，油井单井平均检泵周期延长307天。

实施例三

本发明实施例提供了一种防止油井杆管偏磨的方法，本实施例以TXW09井为例，按如下步骤进行：

1、录取TXW09井全角变化率。

在地质资料库TXW09井井斜数据表中录取油井井眼每25m井深的全角变化率。

2、根据全角变化率的大小确定抽油杆扶正器、抽油杆导向器下入位置及个数。

TXW09井全角变化率大于3的井段为1225m～1975m，长度为750m，在此井段需要下入抽油杆导向器和扶正器。下入位置为：抽油杆+抽油杆扶正器+抽油油导向器+抽油油导向器+抽油杆扶正器+抽油杆。下入个数的计算公式为：

式中：N为抽油杆扶正器、抽油杆导向器的下入个数，N取2的整数倍，N的单位为个；L为全角变化率≥3的井段的长度，L的单位为m；h₁为抽油杆的长度，h₁的单位为m；h₂为抽油杆扶正器的长度，h₂的单位为m；h₃为抽油杆导向器的长度，h₃的单位为m。

3、按施工油井施工工程设计方案在油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；其中，在全角变化率≥3的井段，下入内衬油管代替普通油管。

4、在油管内按设计下入抽油泵柱塞、抽油杆杆柱；在在全角变化率≥3的井段，按“抽油杆+抽油杆扶正器+抽油油导向器+抽油油导向器+抽油杆扶正器+抽油杆”下入。

5、完井。

TXW09井实施本发明后，油井检泵周期延长419天。

其中，抽油杆扶正器由中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石油机械厂生产，抽油杆导向器由中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石油机械厂生产。

本发明实施例通过各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，并在确定的井段的油管内下入抽油杆、抽油杆扶正器、以及抽油杆导向器，可以有效克服杆管在“狗腿”井段(全角变化率大于设定值)的偏磨问题，在30余口油井现场应用后，油井单井平均检泵周期延长307天。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防止油井杆管偏磨的方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)录取施工油井的全角变化率；

在地质资料库施工井井斜数据表中录取油井井眼每25m井深的全角变化率；

(2)根据全角变化率的大小确定抽油杆扶正器、抽油杆导向器下入位置及个数；

当全角变化率≥3时，需要下入抽油杆扶正器、抽油杆导向器，下入个数为：

$N=\frac{L}{2(h_1+h_2+h_3)};$

其中，N为抽油杆扶正器、抽油杆导向器的下入个数，N取2的整数倍，N的单位为个；L为全角变化率≥3的井段的长度，L的单位为m；h₁为抽油杆的长度，h₁的单位为m；h₂为抽油杆扶正器的长度，h₂的单位为m；h₃为抽油杆导向器的长度，h₃的单位为m；

(3)按施工油井施工工程设计方案在油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；其中，在全角变化率≥3的井段，下入内衬油管代替普通油管；

(4)在油管内按设计下入抽油泵柱塞、抽油杆杆柱；在全角变化率≥3的井段，按“抽油杆+抽油杆扶正器+抽油杆导向器+抽油杆导向器+抽油杆扶正器+抽油杆”下入；

(5)完井。

2.一种防止油井杆管偏磨的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定施工油井的各井段的全角变化率；

根据所述各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量；

在所述施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器；

在确定的所述井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器；

在其它井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆，所述其它井段为所述施工油井的各井段中，除确定的所述井段之外的井段，其中，所述根据所述各井段的全角变化率，确定设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段和数量，包括：

将全角变化率大于设定值的井段，确定为设置抽油杆扶正器和抽油杆导向器的井段；

按照如下公式计算抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量：

$N=\frac{L}{2(h_1+h_2+h_3)};$

N≤n＜N+2；

n为偶数；

其中，n为抽油杆扶正器和抽油杆导向器的数量，N为计算n的中间结果，L为确定的所述井段的长度，h₁为所述抽油杆的长度，h₂为所述抽油杆扶正器的长度，h₃为所述抽油杆导向器的长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定值为3。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在确定的所述井段的所述油管内下入抽油泵柱塞、抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器，包括：

按如下顺序重复下入抽油杆、所述抽油杆扶正器、以及所述抽油杆导向器：

抽油杆、抽油杆扶正器、抽油杆导向器、抽油杆导向器、抽油杆扶正器、抽油杆。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述施工油井内下入抽油泵泵筒、油管、油管悬挂器，包括：

在确定的所述井段内下入内衬油管。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述各井段的长度为25m。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定施工油井的各井段的全角变化率，包括：

从记录有全角变化率的井斜数据表中获取施工油井的各井段的全角变化率。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定施工油井的各井段的全角变化率，包括：

按照如下公式计算施工油井的各井段的全角变化率：

K＝γ/△L；

cosγ＝cosα₁×cosα₂+sinα₁×sinα₂×cos(β₁-β₂)；

其中，K为全角变化率，γ为计算K的中间结果，△L为各井段的长度，α₁为上一测点的井斜角，α₂为当前测点的井斜角，β₁为上一测点的方位角，β₂为当前测点的方位角。