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摘 要：空心抽油杆热洗工艺是热洗清蜡的一种重要手段，本文主要介绍该工艺的技术特点和杆柱设计方法，并对空心抽油杆在现场的使用情况进行了分析和总结。
关键词：空心抽油杆 热洗 评价
一、空心杆工艺技术特点
空心抽油杆热洗，就是从空心抽油杆内注入热油，从抽油杆与油管环形空间返回井口，从而提高油管内液体温度，达到熔蜡降粘的目的，延长油井的热洗、检泵周期。与其它井筒热洗清蜡工艺相比，该工艺具有投资少、热效率高、对地层无污染等特点。
1.机械性能
空心杆柱由悬接器、空心光杆、空心抽油杆及单向掺水阀等组成。
2.密封性能
空心杆在井下工作时，杆体外部液体压力高于内部液体压力，故内外存在压差，其值可通过下式计算：
P=ρ1·H/100+P0-ρ2·H/100
式中：P-内外压差，MPa；ρ1-抽油杆与油管环空液体比重；H-取点深度，m；ρ2-空心抽油杆内液体比重。
空心杆长时间往复运动，承受着交变载荷，且存在内外液柱压差，连接部位的密封是空心杆中最薄弱环节，也是其内在质量的主要体现。目前，空心杆采用φ36mm普通抽油杆扣连接，丝扣根部使用双“O”型密封圈，接箍端面内侧加工为粗糙度很小的半圆型倒角，避免上卸扣时将密封圈破坏，从而达到密封要求。
二、机抽杆柱设计
1.杆柱组配
空心杆的下入深度需根据油井井筒温度、结蜡深度、原油物性、抽油机载荷等确定。油井产量高、原油物性好，相对而言井筒温度高，结蜡位置在中上部，则空心杆下深较浅；油井产量低、原油物性差，结蜡位置在中下部，则空心杆下入应适当加深。既要保证空心杆有足够的下入深度，又要考虑空心杆的强度及驴头悬点载荷。对于泵深较浅的井（1000m左右），可全部采用空心杆柱；对于深抽井，由于中下部液温、压力较高，原油流动性好，析蜡量极少，故对应部位可采用普通实心杆，上部则用空心杆，采用这样的混合抽油杆柱既可满足熔蜡降粘要求，又减轻了整个杆柱重量（相对于整井空心杆而言），降低了生产成本。
2.强度校核
与同等外径的实心杆相比，空心杆的受力面积远远要小，因此空心杆必须以等效直径来设计。如杆体外径36mm、内径25mm的抽油杆，截面积为526.735mm2，等效直径为26mm，类似φ25mm实心杆，因此机抽设计时应对抽油杆柱强度进行校核，校核主要包括以下几个方面：
2.1许用载荷P1=0.08×10-3（D2-d2）·σX 公式（1）
式中P1-许用载荷，t；σX-许用应力，120MPa；D-杆体外径，mm；d-杆体内径，mm。
2.2抗拉极限 P2=0.08×10-3（D2-d2）·σS 公式（2）
式中P2-抗拉极限，t；σS-屈服极限，750MPa。
2.3抗外压挤毁
式中：P3-抗外压挤毁压力，MPa ；e-椭圆度，0.01 ；E-弹性系数，2.1×105MPa ；其中δ=（D-d）/2，δmin=0.875δ，δ0=0.904δ，kmin =δmin /D，k0=δ0/D，p= k0 / kmin =δ0 / δmin。
三、现场应用
2012年在长庆五里湾油田柳85-46井进行空心抽油杆热洗试验。该井含水0.8%，在采取空心抽油杆采油工艺以前，主要以井口加药、热洗清蜡为主，作为延长油井的检泵周期主要途径。 2012年7月14日，采用空心杆采油工艺，下入 38mm深井泵生产，杆柱自下而上： 19mm×408m+ 22mm×352m+ 36mm×792m，抽汲参数为：泵深1589m* 38mm*冲程3m*冲次6次。
2012年10月7日对该井进行热洗，监测数据如下：
从上表看出，热洗前后抽油机上下冲程电流均有所降低，表明热洗效果良好。
四、经济效益评价
采用该装置以前，要维持正常的生产，用于清防蜡的费用平均每月至少在1万元左右（其中热洗费用6000元，加清防蜡剂4500元），由于存在各种客观因素，从该井的上修情况来看，清防蜡效果不是很理想。空心抽油杆采油工艺每热洗一井次，节约2部罐车拉油费用2880元。
五、结论
空心抽油杆采油工艺通过在该区柳85-46井等9口井的应用，结合采油现场出现的实际情况，得出以下几点结论：
1.对于高粘度、高含蜡、低出口液温油井，采用该工艺能在井筒中上部建立热力场，熔蜡降粘，故能维持油井正常生产，延长油井热洗检泵周期，为开采和开发双高油藏提供一种重要手段。
2.减少常规热洗施工作业时间，增加生产时效，且降低原油流动阻力，有利于提高油井产量。
3.热洗液量小，热洗效果好，降低了采油成本。
4.对于水敏性较强的油层，避免了热洗井等施工作业造成的污染，有利于保护油气层。
5.该工艺的应用受到油井造斜点、结蜡井段位置、抽油杆柱设计、产品质量（如密封性能、抗拉强度）的一定限制。如果下井后其故障频繁，不但不能延长检泵周期，反而会增加施工作业量，因此，在引进、下井作业时，必须坚持质量第一的原则，精心设计，精心施工。
作者简介：李春（1972）男，汉，吉林扶余人，油气田开发工程师。
杨海军（1972）男，汉，甘肃高台人，机械助理工程师，长庆油田分公司采油三厂五里湾第二采油作业区，主要从事油气田开发管理工作。
关键词：空心抽油杆 热洗 评价
一、空心杆工艺技术特点
空心抽油杆热洗，就是从空心抽油杆内注入热油，从抽油杆与油管环形空间返回井口，从而提高油管内液体温度，达到熔蜡降粘的目的，延长油井的热洗、检泵周期。与其它井筒热洗清蜡工艺相比，该工艺具有投资少、热效率高、对地层无污染等特点。
1.机械性能
空心杆柱由悬接器、空心光杆、空心抽油杆及单向掺水阀等组成。
2.密封性能
空心杆在井下工作时，杆体外部液体压力高于内部液体压力，故内外存在压差，其值可通过下式计算：
P=ρ1·H/100+P0-ρ2·H/100
式中：P-内外压差，MPa；ρ1-抽油杆与油管环空液体比重；H-取点深度，m；ρ2-空心抽油杆内液体比重。
空心杆长时间往复运动，承受着交变载荷，且存在内外液柱压差，连接部位的密封是空心杆中最薄弱环节，也是其内在质量的主要体现。目前，空心杆采用φ36mm普通抽油杆扣连接，丝扣根部使用双“O”型密封圈，接箍端面内侧加工为粗糙度很小的半圆型倒角，避免上卸扣时将密封圈破坏，从而达到密封要求。
二、机抽杆柱设计
1.杆柱组配
空心杆的下入深度需根据油井井筒温度、结蜡深度、原油物性、抽油机载荷等确定。油井产量高、原油物性好，相对而言井筒温度高，结蜡位置在中上部，则空心杆下深较浅；油井产量低、原油物性差，结蜡位置在中下部，则空心杆下入应适当加深。既要保证空心杆有足够的下入深度，又要考虑空心杆的强度及驴头悬点载荷。对于泵深较浅的井（1000m左右），可全部采用空心杆柱；对于深抽井，由于中下部液温、压力较高，原油流动性好，析蜡量极少，故对应部位可采用普通实心杆，上部则用空心杆，采用这样的混合抽油杆柱既可满足熔蜡降粘要求，又减轻了整个杆柱重量（相对于整井空心杆而言），降低了生产成本。
2.强度校核
与同等外径的实心杆相比，空心杆的受力面积远远要小，因此空心杆必须以等效直径来设计。如杆体外径36mm、内径25mm的抽油杆，截面积为526.735mm2，等效直径为26mm，类似φ25mm实心杆，因此机抽设计时应对抽油杆柱强度进行校核，校核主要包括以下几个方面：
2.1许用载荷P1=0.08×10-3（D2-d2）·σX 公式（1）
式中P1-许用载荷，t；σX-许用应力，120MPa；D-杆体外径，mm；d-杆体内径，mm。
2.2抗拉极限 P2=0.08×10-3（D2-d2）·σS 公式（2）
式中P2-抗拉极限，t；σS-屈服极限，750MPa。
2.3抗外压挤毁
式中：P3-抗外压挤毁压力，MPa ；e-椭圆度，0.01 ；E-弹性系数，2.1×105MPa ；其中δ=（D-d）/2，δmin=0.875δ，δ0=0.904δ，kmin =δmin /D，k0=δ0/D，p= k0 / kmin =δ0 / δmin。
三、现场应用
2012年在长庆五里湾油田柳85-46井进行空心抽油杆热洗试验。该井含水0.8%，在采取空心抽油杆采油工艺以前，主要以井口加药、热洗清蜡为主，作为延长油井的检泵周期主要途径。 2012年7月14日，采用空心杆采油工艺，下入 38mm深井泵生产，杆柱自下而上： 19mm×408m+ 22mm×352m+ 36mm×792m，抽汲参数为：泵深1589m* 38mm*冲程3m*冲次6次。
2012年10月7日对该井进行热洗，监测数据如下：
从上表看出，热洗前后抽油机上下冲程电流均有所降低，表明热洗效果良好。
四、经济效益评价
采用该装置以前，要维持正常的生产，用于清防蜡的费用平均每月至少在1万元左右（其中热洗费用6000元，加清防蜡剂4500元），由于存在各种客观因素，从该井的上修情况来看，清防蜡效果不是很理想。空心抽油杆采油工艺每热洗一井次，节约2部罐车拉油费用2880元。
五、结论
空心抽油杆采油工艺通过在该区柳85-46井等9口井的应用，结合采油现场出现的实际情况，得出以下几点结论：
1.对于高粘度、高含蜡、低出口液温油井，采用该工艺能在井筒中上部建立热力场，熔蜡降粘，故能维持油井正常生产，延长油井热洗检泵周期，为开采和开发双高油藏提供一种重要手段。
2.减少常规热洗施工作业时间，增加生产时效，且降低原油流动阻力，有利于提高油井产量。
3.热洗液量小，热洗效果好，降低了采油成本。
4.对于水敏性较强的油层，避免了热洗井等施工作业造成的污染，有利于保护油气层。
5.该工艺的应用受到油井造斜点、结蜡井段位置、抽油杆柱设计、产品质量（如密封性能、抗拉强度）的一定限制。如果下井后其故障频繁，不但不能延长检泵周期，反而会增加施工作业量，因此，在引进、下井作业时，必须坚持质量第一的原则，精心设计，精心施工。
作者简介：李春（1972）男，汉，吉林扶余人，油气田开发工程师。
杨海军（1972）男，汉，甘肃高台人，机械助理工程师，长庆油田分公司采油三厂五里湾第二采油作业区，主要从事油气田开发管理工作。