抽油杆断脱原因分析

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1、抽油杆断脱原因分析［摘要］随着采油作业的进行，抽油杆柱断脱事故频繁发生。断脱失效的影响因素主要包括机械偏磨、腐蚀破坏、疲劳破坏。［关键词］抽油杆；断脱；磨损；腐蚀；疲劳中图分类号:F426.91文献标识码：A文章编号：1009-914X(2016)10-0304-01［Abstract］Astheoilrecoveryoperation,suckerrodfailuresoccurfrequentlybrokenoff.Factorsbreakoffpartialfailureineludemechanicalwear,corrosion

2、damage,fatiguedamage・［Keywordsjsuckrod；breakoff；eccentricwear；corrosion；fatigue在现场进行采油工作时抽油杆由于长期受力不均,被采出液中各种成分的长期腐蚀，加上杆柱与井筒间本身的偏磨，及其容易发生断脱失效。导致抽油杆柱断脱失效的原因是多方面的，下面主要从机械偏磨、腐蚀破坏、疲劳破坏三个方面进行剖析。1.机械偏磨引起断脱在抽油杆工作过程中，抽油杆柱与油管壁相互碰撞引发偏磨，降低抽油杆的稳定强度，造成抽油杆磨损断裂，油管漏失，引发多种事故。实际油田生产中偏磨形象极为常

3、见，对生产造成了很大的影响，是抽油杆柱失效的一个主导原因。1.1底部受压弯曲致使杆管偏磨分析抽油杆柱工作时的受力情况及运动状态，上冲程和下冲程时差异较大，抽油机在运行过程中，抽油杆柱在交变载荷的作用下会产生弹性的弯曲变形，这种纵横弯曲和失稳变形都会造成抽油杆偏磨失效。(1)±冲程时，液柱载荷由油管转移到抽油杆上，中和点以下的这一段油管因卸载而发生弹性收缩产生螺旋弯曲，造成抽油杆、油管相互接触摩擦，同时增加了抽油杆上行时对油管的横向压力，加剧杆管的偏磨损伤⑴。(2)下冲程时，液柱载荷转移到油管上，抽油杆载荷突然减少，发生弹性收缩而产生弯曲形

4、变。下行时抽油杆柱除了要承受在液柱中的重力，还将受到柱塞与泵筒间摩擦阻力及液流通过柱塞产生的阻力和井液对杆柱的浮力。因此抽油杆柱下部受压上部受拉，拉压之间存在一既不受拉又不受压的中和点，中和点以下，容易发生弹性形变，引发杆、管相互接触摩擦形成偏磨。抽油杆柱与井筒之间的相互接触摩擦所造成的偏磨影响因素也比较复杂，其中包括泵深、含水率、沉没度、冲次、管柱的原始压缩弯曲等。1.2井斜引起的机械磨损斜井的条件下，抽油杆的综合拉力将产生了一个水平分力，在水平分力的作用下，往复运动的抽油杆就会与油管壁接触，产生摩擦。一般弯曲度越大，磨损越严重，不仅抽

5、油杆接箍与油管内壁产生磨损，而且抽油杆的本身也会产生磨损。在斜井造斜点的附近,油管一定呈弯曲形态，且抽油泵一般安装在造斜点以下。因此，在造斜点处，抽油杆与油管必然发生接触摩擦。1.3采出液影响造成杆管偏磨加剧含水升高造成井内液体密度增高，也就增加了抽油杆柱收到的浮力，降低了屈曲临界压力，因此抽油杆柱更容易弯曲，也就增加了偏磨的可能性。当杆与管相接触发生滑动摩擦，水的摩擦系数远远大于油的摩擦系数，因此采出液的含水率越高，则偏磨越严重。产出液混合均匀状态下，含水率高于74.02%时产出液将由油相变为水相，润滑剂由原油变化为水，失去了原本的润滑

6、效果，摩擦力增大，偏磨速度加快。另外，含水率升高后会加重抽油杆柱的腐蚀，采出液中的腐蚀成分与表面金属会发生化学反应。腐蚀与偏磨并不是简单的叠加，相互作用，破坏性更强。1.4油井参数对偏磨的影响油井的各个生产参数如冲程、冲次、沉没度以及泵径等都会对偏磨造成一定的影响。在实际生产时，抽油杆下行会受到井液的阻力、与杆管以及柱塞与泵筒之间的摩擦阻力作用。如油井冲次过快，会导致抽油杆下行速度滞后于驴头的运动速度，驴头再对抽油杆产生压力，使中和点以下的杆几乎全部处于受压屈曲变形状态，弯曲变形的抽油杆又会与油管发生接触，又进一步加剧了偏磨的严重性。1.

7、5井口回压对偏磨的影响油井的井口回压会增加抽油杆工作时的悬点载荷,增加井口回压时相当于增加了抽油杆的重力，使上冲程悬点载荷增加，而下冲程降低。井口回压过高，悬点载荷增大，同样也可造能成泵的漏失，在井偏角的作用下，会导致抽油杆与油管偏磨加剧。因此在实际生产中，应使回压调节至适中，以减缓偏磨损坏。1.6油井结蜡对偏磨的影响抽油杆或油管结蜡会造成堵塞，减小二者之间的缝隙，油管内径与抽油杆外径比值减小，于是结蜡点处的液体摩擦力大于其它部位受到的摩擦力，液体通过游动阀时的阻力增大，导致该部位的抽油杆柱易产生弯曲形变，从而发生偏磨。2腐蚀破坏引起断脱

8、在采油作业中，油井大部分为中高含水井，下部抽油杆长期侵在水中，处于H2S、C02、溶解氧及其他导电性钻井液的极易被腐蚀的环境中，且抽油杆受到流体流动和磨粒磨损的作用，腐蚀加剧并极易产生腐蚀疲劳