油井抽油杆断脱故障原因分析
- 格式:pdf
- 大小:261.66 KB
- 文档页数:2
抽油杆断脱原因分析
抽油杆断脱是一种常见的产生油井失效的故障,造成了油井生产受限或停止产出。
该
故障的主要原因有以下几种:
1. 抽油杆材质和质量不良
抽油杆的材质和质量是导致抽油杆断脱的主要原因之一。
如果抽油杆的材料不符合相
关标准,或者质量存在缺陷,就容易发生断脱故障。
此外,还需要注意抽油杆的表面处理,保证表面光滑,防止表面裂纹的形成。
2. 抽油杆设计不合理
抽油杆的设计是控制抽油杆断脱的重要因素。
如果抽油杆的结构、尺寸、强度等设计
不合理,就容易导致断脱故障。
因此,设计方面需要考虑井深、工作压力、负荷大小等因素,以保证抽油杆的稳定性和强度。
3. 抽油杆的受力不平衡
抽油杆在使用过程中容易受到弯曲、拉伸、压缩等多种应力的作用。
如果抽油杆的受
力不平衡,就容易导致断脱故障。
这种情况通常是由于运行时的振动、井壁塌陷、沉降不
均等原因导致的。
4. 抽油杆与井壁之间的摩擦力
抽油杆与井壁之间的摩擦力也是导致抽油杆断脱的原因之一。
摩擦力的大小取决于杆
子的类型、直径和井筒的大小、形状等因素。
如果摩擦力过大,就可能导致抽油杆断裂或
脱离。
5. 防腐保护不当
抽油杆常常受到水腐蚀和化学腐蚀的影响。
如果防腐措施不到位,就会导致抽油杆表
面的腐蚀损伤,从而影响抽油杆的使用寿命和稳定性。
在某些情况下,这种腐蚀还会导致
抽油杆表面出现孔洞和裂纹,进一步加剧抽油杆的受力环境,加速抽油杆的断脱。
抽油杆断脱原因分析抽油杆是油井中的一个重要组成部分,用于从井底将石油、气体等物质抽到地面。
抽油杆的工作过程是非常密切的,因此在使用过程中很容易出现一些问题。
其中,抽油杆断脱是一个比较常见的问题,其产生的原因有很多。
一、油井条件的影响1.油井沉降:油井石油资源的开采量不断增加,导致油井底部的沉降和塌陷,直接影响到油井的正常工作。
由于沉降和塌陷导致各种管道的变形和损坏,抽油杆的使用寿命明显缩短,容易造成断裂。
2.油井渗透压力:油井中的石油产量逐渐下降,理论上来说渗透压力也会随之下降,但实际上在一些油井中,渗透压力却逐渐增大,直接增加了抽油杆的负荷,导致抽油杆更容易断裂。
3.油井温度:很多油井的温度比较高,甚至超过了100℃,高温环境下所使用的抽油杆极易因晶间腐蚀和金相组织改变而断裂。
1.同位素:某些地质构造中,如断层、韧带、地层的同位素含量较高,有时候也会影响到油井下部的抽油杆,使其发生断裂。
2.化学成分:不同地质环境中岩石的化学组成不同,而一些元素会加剧油井杆件的腐蚀程度,从而缩短其使用寿命。
在这种情况下,抽油杆容易受到化学腐蚀而产生断裂。
三、操作因素的影响1.抽油杆尺寸:抽油杆在使用时需要不断地上下拉动,对其强度和耐磨性都有很高要求。
如果选用的抽油杆尺寸过小,或者轻度损坏的抽油杆被强行继续使用,很容易发生断裂。
2.工作灵活性:一些油井地质条件较为特殊,工作灵活性较高,由于隔水固井、人为造成压力波动等原因,会导致抽油杆的负荷暴增,从而磨损过快,并最终导致断裂。
以上,是抽油杆断脱原因分析的一些主要的因素。
对于油田工人来说,一个合理的选杆工艺和正确的操作方法是减缓抽油杆断裂的有效手段。
通过不断探索和实践,找到一种最符合潜在问题的解决方案,能提高生产效率和安全性,保障油井的长期稳定生产。
抽油杆断脱原因分析抽油杆断脱是指在油田钻井、采油和注水作业中,抽油机或注水泵上的抽油杆出现断裂或脱落的现象。
这种情况会给油田生产带来严重的影响,不仅增加了维修成本,还降低了产量,甚至可能引发安全事故。
对抽油杆断脱的原因进行分析,对于改善油田生产效率和保障作业安全具有重要意义。
一、设备故障设备故障是导致抽油杆断脱的主要原因之一。
由于抽油杆在长期高强度工作的情况下,可能会出现磨损、腐蚀或疲劳等情况,导致其强度下降,最终断裂或脱落。
抽油机或注水泵的链条、链轮、齿轮等传动部件如果出现故障,也会影响到抽油杆的正常工作,从而导致抽油杆断脱。
为了减少设备故障对抽油杆的影响,必须加强设备的日常维护和定期检修工作,并及时更换受损的部件,提高设备的可靠性和安全性。
二、操作不当操作不当也是导致抽油杆断脱的重要原因之一。
在油田作业中,如果操作人员操作不当,比如拉升或降低速度过快、启停频繁、负载过大等,都会对抽油杆产生不利的影响,容易引发断脱事故。
抽油杆的连接件如果安装不当或者强度不够,也会成为抽油杆断脱的隐患。
加强操作人员的培训和管理,规范操作流程,严格执行操作规程,对于减少操作不当带来的风险,具有十分重要的意义。
三、工况恶劣在油田作业中,可能会遇到一些特殊的工况,比如温度过高、压力过大、井筒环空过大等情况,这些因素都会对抽油杆的正常工作产生不利影响,容易导致抽油杆断脱。
特别是在高温、高压、硫化氢等严峻环境下,抽油机和抽油杆容易受到腐蚀和疲劳的影响,进而导致抽油杆的断裂或脱落。
针对不同的工况恶劣情况,必须采取合适的措施,比如加强防腐处理、增加润滑剂、降低负载等,以提高抽油杆的耐久性和可靠性。
四、材料质量抽油杆的材料质量对于其耐久性和可靠性具有重要的影响。
如果抽油杆的材料质量不达标,意味着其抗拉强度、抗压强度、抗腐蚀性等指标都无法满足要求,容易在实际作业中出现断裂或脱落的情况。
必须对抽油杆的材料质量进行严格把控,确保其符合国家标准和行业要求,从源头上杜绝因材料质量问题而导致的抽油杆断脱事故。
抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是油田钻采过程中常见的问题之一,不仅直接影响采油效果和成本,还会对生产安全造成严重威胁。
因此,对于抽油杆的断脱问题需要进行详细的分析,并制定相应的防治对策。
本文将对抽油杆断脱进行分析,并提出相应的防治对策。
一、抽油杆断脱的原因1.杆体结构问题:如果抽油杆的杆体结构不合理,或者杆体质量不合格,不仅会降低杆体的强度和耐磨性,还会对杆体的刚性和硬度造成影响。
这种情况下,抽油杆可能会在运行过程中发生振动和晃动,最终导致抽油杆断脱。
2.井下环境问题:油井的环境条件非常苛刻,常常存在高温、高压、腐蚀等情况。
如果抽油杆没有经过必要的抗腐蚀处理,就会发生腐蚀损伤,从而降低了杆体的强度和硬度,使抽油杆容易断裂。
3.操作人员的失误:在运行抽油杆的过程中,如果操作人员的技术水平不高,就很容易疏忽大意,造成杆体的受损和断脱。
例如,操作人员在吊卡抽油杆时没有保证角度垂直,或者吊卡的抓扣不良,都可能导致抽油杆受损。
4.抽油杆的老化:抽油杆在长期使用过程中,由于杆体的疲劳受损、腐蚀介质的腐蚀、杆体受热等原因,会逐渐老化。
如此一来,抽油杆的强度和硬度会降低,密封性能也会受到影响,最终导致抽油杆断脱。
1. 技术改进:通过技术升级和优化设计,提高抽油杆的强度和刚度,使其更容易适应井下环境的变化。
另外,加强对杆体材料的选择和质量检测,对抽油杆的生产和加工环节进行彻底的质量控制,保证抽油杆的质量和性能。
2. 作业规范:抽油杆的使用要遵循规范,确保每个操作环节都得到科学的规划和准确的执行。
特别是在处理断裂、捻转、积石、间隙等问题时,操作人员要有一定的技术水平和判断能力,以保证沉降杆的正常运行。
3.配套设备升级:升级井下设备,使用高效可靠的设备,减少因设备故障、维修不及时等原因导致抽油杆断脱的情况发生。
例如,应考虑采用进口万能测试机、无损检测设备、杆头封端机等先进设备。
4. 抗腐蚀处理:抽油杆的防腐处理非常重要,主要是针对矿泉水、渗透水、苯、醇、甲醛等对抽油杆造成腐蚀的介质。
抽油杆断脱原因分析抽油杆是油井中传递动力和支撑泵心的关键设备,它的安全运行对油井的生产和经济效益至关重要。
然而,在实际的生产过程中,抽油杆往往会因为断裂或脱离而引发一系列的问题,严重影响油井的生产和安全运行。
本文对抽油杆断脱的原因进行分析,从而提高油井的生产效率和安全性。
一、抽油杆的设计和使用条件抽油杆的设计和使用条件是抽油杆断脱原因的重要因素。
抽油杆的设计应考虑井深、井口载荷、井眼直径、油层压力等多种因素,才能满足井况的需求。
同时,在使用过程中,需要严格控制拉力、扭矩等参数,避免抽油杆过度弯曲、锁死,导致抽油杆变形、疲劳破坏、断裂和脱离等事故。
二、油井环境和工艺条件油井环境和工艺条件对抽油杆断脱也有重要影响。
油井环境有时会存在腐蚀、磨损、砂石等情况,使得抽油杆表面出现缺陷,导致裂纹、断裂等事故发生;而油井沉积物、结垢等也会影响泵心的工作状态,使得抽油杆的受力分布不均,从而导致抽油杆断裂。
此外,一些工艺条件如温度、压力、间隙、润滑等也会对抽油杆产生影响,例如温度过高或过低,泳架条件不良,润滑不足等都会导致抽油杆的磨损和损坏。
三、操作和维护操作和维护对抽油杆安全和寿命也有着至关重要的作用。
操作时应注意调节好拉力、扭矩,在离心泵等辅助设备启停、调节过程中控制好抽油杆的受力情况;同时,定期进行维护检查、清洗检修和润滑保养,及时发现和处理抽油杆的缺陷和故障。
综上所述,抽油杆断脱原因的复杂性和多样性需要我们从多个方面进行分析和解决。
合理的设计和使用条件、良好的油井环境和工艺条件、规范的操作和维护,都是提高抽油杆运行效率和安全性的关键措施。
抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是油田生产中常见的问题之一,它会造成油井停产、生产受阻等后果,严重影响油田开发和生产效率。
对抽油杆断脱进行分析,并提出相应的防治对策,对于保障油田生产的顺利进行具有重要意义。
一、抽油杆断脱的定义及原因分析抽油杆断脱是指由于抽油杆自身或周围环境的因素导致抽油杆断裂或脱离井口,造成油井停产或生产受阻的故障现象。
(1)操作不慎:抽油杆在使用过程中,由于操作不当、设备磨损、连接不牢固等原因造成断脱。
(2)井口环境因素:油井井口周围环境的恶劣气候、季节变化、地震等自然因素导致抽油杆断脱。
(3)设备质量问题:抽油杆本身质量不合格、材料疲劳、生产工艺不规范等原因导致断脱。
(4)油井产量超载:油井产量超过设计标准,导致抽油杆承受过大的拉力,从而断脱。
二、抽油杆断脱的防治对策1. 加强管理,严格操作通过加强对抽油杆使用与操作过程的管理,严格执行操作规程,确保抽油杆正确安装、牢固连接,提高操作人员的操作技能,减少人为因素导致的抽油杆断脱。
2. 定期检测和维护建立完善的抽油杆检测和维护制度,定期对抽油杆进行检测、修复和更换。
对于发现有质量问题的抽油杆及时进行更换,确保设备质量。
3. 调整生产工艺根据实际产量情况合理调整生产工艺,避免油井产量超载,减少抽油杆的工作负荷,延长抽油杆的使用寿命,降低断脱的发生率。
4. 改善井口环境加强对油井井口周围环境的管理和维护,根据气候变化和地震等自然因素的影响,采取相应的防护措施,保护抽油杆在恶劣环境下的安全运行。
5. 提高抽油杆质量加强对抽油杆生产制造的质量管理,确保抽油杆的材料、工艺符合标准要求,提高抽油杆的抗拉强度和使用寿命。
6. 制定紧急预案针对抽油杆断脱导致的油井停产、生产受阻等紧急情况,制定相应的紧急预案和处理措施,提高应急处置能力,减少因抽油杆断脱而造成的损失。
以上就是对抽油杆断脱进行分析与防治对策的介绍,希望能够帮助油田生产管理人员更好地了解抽油杆断脱的原因和对策,提高油田生产效率,保障油田生产的顺利进行。
抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆是油井中连接地面动力机械和井底油管的重要设备,在正常生产中起到非常重要的作用。
然而,抽油杆断脱现象的出现会严重影响油井的正常生产,甚至会导致油井停产,给油田的生产带来很大困扰。
究竟抽油杆断脱是如何发生的,我们需要对其成因进行分析,然后制定相应的防治对策。
一、成因分析1.抽油杆粘滞油井在生产过程中会产生大量的沉积物,若未及时清除,则会在抽油杆表面粘附大量淤泥。
随着沉积物的增多,摩擦力不断升高,以至于杆身与钻井管壁之问的摩擦力超过了抽油杆的承受能力,最终导致抽油杆发生断脱。
2.抽油杆过度拉伸抽油杆在遇到过度拉伸时,杆体容易发生形变、位移或破裂等严重问题,尤其是在乏油或枯水区产生的抽油杆拉断部分多由于过度拉伸引起。
过度拉伸的原因可能是因为生产条件不佳,造成井下油管中的液柱失衡;或是由于动力机械的不正常操作,使得抽油杆过度拉伸,最终导致抽油杆断脱。
3.抽油杆腐蚀油井环境恶劣,含盐、含硫等腐蚀因子,容易侵蚀抽油杆,同时也会容易受到沉积物的侵蚀。
抽油杆因腐蚀而形成了弱点,一旦断脱,将会对油井产生灾难性的影响。
二、防治对策要避免抽油杆粘滞问题,最好的办法就是定期清洗抽油杆。
清洗可以去除沉积的淤泥和杂质,有效减少抽油杆表面的摩擦力,一定程度上防止抽油杆的断脱。
需要在控制抽油杆的拉伸过程中严格控制因素,确保动力机械正常操作,保证井下油管中的液柱平衡,避免因过度拉伸导致的抽油杆破裂断脱。
应警觉地关注抽油杆的腐蚀状况,一旦发现腐蚀,应立即修缮或更换抽油杆,以确保其在正常的生产条件下顺畅工作。
总而言之,掌握抽油杆断脱的成因和防治对策,可以在油田生产中得到很好的应用,帮助油井充分发掘石油资源,并确保其生产条件的稳定和可靠。
抽油杆断裂原因分析与预防本文根据下寺湾采油厂近两年来修井作业施工、修井资料的调查,对抽油杆断脱井进行了统计分析认为:断脱的主要原因丝抽油杆柱的组合不合理、偏磨、腐蚀、疲劳破坏及管理不当等所致,并提出了应采取的技术管理措施,可通过优选抽油杆组合、井筒综合治理、调节抽油机参数等方法来预防抽油杆断脱。
标签:抽油杆断脱;原因分析;预防措施一、抽油杆断裂故障分析为了找出抽油杆断裂的原因,针对采油厂近两年来的抽油杆断裂井进行了分析,断裂的位置大部分集中在抽油杆柱的两端(井口位置和接近泵口位置),最上部10%和最下部30%的杆柱断裂次数占65.3%。
杆柱下部断裂的次数多,是由于活塞在上行过程中,杆柱受拉,在下行中杆柱中和点以上的油杆受拉,中和点以下的油杆受压。
在上述杆柱中,90%-100%的抽油杆在中和点以下,上行受一个拉力,下行受到一个压力,同时由于相当部分井缺少油杆扶正器,油杆受压时在油管内产生弯曲,这就加速了杆疲劳破坏,造成了下部断裂的次数增加。
上部油杆在杆柱中所受的拉力最大,长期在高的许用应力状态下工作,如果杆柱组合不合理或卡泵(卡泵时,杆柱所受拉力增大,易造成上部抽油杆断裂,这种原因造成的油杆断裂,在现场发现了不少)等原因都有可能造成上部抽油杆断裂,特别是光杆。
二、抽油杆断裂原因分析1、机械因素1.1抽油机不平衡,抽油机长时间在不平衡的状态下工作,那么抽油杆在长期的不对称循环交变载核作用下易脱扣和断裂。
(如:加深或上提泵挂,而抽油机未调平横)1.2抽油杆的疲劳的影响:由于抽油杆在上下运动中,受到一个交变应力的作用,易引起疲劳断裂。
2、油杆加工及运输问题2.1 为了保证抽油杆的抗疲劳性能必须通过热处理使其获得一定的综合力学性能。
即要有一定的强度又要有一定的韧性。
但抽油杆是细长杆,热处理时质量沿轴向的不均匀不容易保证,金象组织不正常,机械性能不符合要求,同时杆体变形严重。
2.2 在热处理过程中易产生气泡,抽油杆在冷却后在本体上留下坑点,为油杆断裂埋下伏点。
抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆是石油钻井和开采过程中的重要设备之一,主要用于将油井中的原油提升到地面。
然而,在长期的使用过程中,抽油杆往往会发生断裂、脱离等故障,给生产造成很大的损失。
因此,对于抽油杆断脱的成因进行分析,并找出相应的防治对策具有重要的现实意义。
一、成因分析(一)材料质量问题如果抽油杆的材质质量不良,会引发很多断脱故障。
例如,过于脆弱,则在使用过程中容易断裂;而如果太软,则极易出现弯曲变形等情况。
因此,材料的选择必须经过严格的考虑,保证质量过硬。
(二)连接件问题连接件的强度和可靠性对于抽油杆的正常运行至关重要。
如果连接件的设计或者安装不当,会导致连接件自身出现疲劳或者磨损,进而引发抽油杆的脱落。
此外,连接件的紧固力度也要注意,过紧或过松都容易导致抽油杆脱离。
(三)操作不当工人在进行抽油杆的拆卸组装、安装以及调试过程中如果没有严格遵循操作规程,会容易引发抽油杆断裂、脱离等故障。
例如,在拧紧连接件时使用了高扭矩,或者在安装过程中松动操作不慎,都会造成抽油杆的脱落。
(四)老化问题抽油杆的使用寿命是有限的,如果使用时间过长,或者常受到重负荷的工作状态,会导致抽油杆发生老化问题。
例如,金属零件的内外削蚀、疲劳以及变形等问题都会引发抽油杆的故障。
二、防治对策抽油杆的材料质量必须保证上乘,才能降低故障率。
要选择具有良好韧性和强度的合金钢来制作抽油杆,保证其具有很强的抗拉强度,同时耐磨性以及耐腐蚀性也要相对较高。
(二)加强检修和维护在抽油杆的工作过程中,要对其进行定期的检修和维护,确保连接件的强度和可靠性。
要严格按照操作规程进行组装和拆卸,避免出现操作不当产生的故障。
(三)增加可靠性寿命可以在连接件设计上增加安全因素,如在连接螺栓上增加防松螺丝垫,使其在使用过程中更加稳定。
同时,在生产中可采用先进的表面硬化技术,提高抽油杆的耐磨性和耐腐蚀性,延长其寿命。
(四)完善管理体制在管理体制方面,要加强监督和管理,确保操作规程的落实。
抽油杆断脱原因分析抽油杆断脱主要有以下几个原因:1. 载荷过大:抽油杆在工作过程中承受巨大的载荷,如果油井产能超过设计范围,或者泵杆过长或过重,都会导致抽油杆承受更大的载荷,从而增加断脱的风险。
2. 材料质量不合格:抽油杆通常由高强度的合金钢制成,如果材料质量不合格,会导致抽油杆的强度不足,容易发生断裂或脱落。
3. 抽油杆疲劳损伤:由于油井工况的变化以及抽油杆的工作负荷,抽油杆会长期处于循环应力的作用下,导致疲劳损伤。
如果抽油杆经过长时间的疲劳循环后,未及时更换或维修,就容易出现断脱现象。
4. 抽油杆结构问题:抽油杆的结构设计是否合理也会影响其断脱风险。
抽油杆的螺纹连接是否牢固,是否存在设计缺陷等。
5. 抽油杆的安装和维护问题:抽油杆在安装过程中需要严格遵守操作规程,如果安装不当、固定不牢或者维护不及时,都会增加抽油杆断脱的概率。
针对以上原因,可以采取以下措施来预防和解决抽油杆断脱问题:1. 加强油井动态监测:及时了解油井的工作负荷,确保抽油杆的承载能力和油井产能相匹配,避免载荷过大。
2. 优化抽油杆材料:选择高强度的合金钢材料,确保抽油杆的强度和耐久性。
3. 做好抽油杆的维护保养:定期对抽油杆进行检查,发现问题及时进行更换或维修,避免疲劳损伤。
5. 严格遵守操作规程:在抽油杆的安装和维护过程中,严格按照操作规程进行操作,确保安装牢固可靠,及时维护,防止问题产生。
抽油杆断脱是一个复杂的问题,需要从多个方面进行分析和解决。
通过加强动态监测、优化材料、做好维护保养、优化结构设计以及严格遵守操作规程等措施,可以有效预防和解决抽油杆断脱问题。
油井抽油杆断脱故障原因分析
发表时间:2019-12-16T15:17:40.097Z 来源:《基层建设》2019年第25期作者:赵海涛周秋实邢颖
[导读] 摘要:本文对抽油杆常见的断、脱、偏磨、腐蚀、偏磨加腐蚀等事故原因进行了详细的分析,并提出了防断、防脱、防偏磨、防腐蚀的防治对策,原因分析和防治对策对实际生产有一定的借鉴指导作用。
大庆油田有限责任公司第二采油厂第六作业区大庆油田有限责任公司第六采油厂培训中心
大庆油田有限责任公司第六采油厂第四油矿
摘要:本文对抽油杆常见的断、脱、偏磨、腐蚀、偏磨加腐蚀等事故原因进行了详细的分析,并提出了防断、防脱、防偏磨、防腐蚀的防治对策,原因分析和防治对策对实际生产有一定的借鉴指导作用。
关键词:抽油杆事故原因防治对策
1 常见事故原因分析
1.1 断
抽油杆断的原因绝大部分情况是由于杆的金属材质存在缺陷,在井筒介质环境下形成了局部的小阳极与大阴极腐蚀电偶,从而造成在断点处局部坑蚀;再由于杆在生产过程中受拉伸压缩等复杂交变应力的作用,就容易在杆坑蚀处发生断裂。
因此,杆断的原因主要是杆材质问题和由于腐蚀伤害及受力情况综合作用的结果。
1.2 脱
杆脱原因很多,归纳起来有:①抽油杆下井时上扣扭矩不够;②杆柱组合或生产参数不合理;③杆柱固有的工作特性所致;④抽油杆节箍处存在严重的偏磨和腐蚀现象,导致杆在节箍处脱扣。
1.3 偏磨
杆发生偏磨的原因也很多,归纳起来有:①井斜;②地层蠕变,如地层出砂、出盐严重等井况因素造成套管变形,使井段出现弯曲,产生“狗腿子”;③多种因素(如井筒结蜡、结盐较严重)使抽油泵柱塞下冲程时阻力增大,导致抽油杆发生弯曲;④原油含水升高,增加了管杆接触面的摩擦阻力,导致偏磨加重。
在弯曲度(狗腿度)较小的地方,油管内壁和抽油杆节箍产生磨擦,油管偏磨面积较大,磨损较轻。
而弯曲度越大的地方,不仅油管内壁与抽油杆节箍产生磨擦,油管内壁与抽油杆本体也产生磨擦,油管偏磨面积较小,磨损较严重。
在抽油杆柱的上部,表现为单面偏磨(见图1a),偏磨的正压力较大,上冲程和下冲程均产生摩擦,偏磨严重。
这种偏磨往往把油管磨穿,是偏磨现象中最常见,也是破坏性最大的一种。
在抽油杆柱的中性点以下,为双面偏磨。
上冲程时,由于井斜使抽油杆与油管内壁的一侧面产生偏磨,下冲程时,由于管内各种阻力与重力的综合作用,使抽油杆弯曲,并与油管内壁的另一侧面产生偏磨,这样就使被偏磨的节箍断面呈图1b 和1c 所示的形状,同时使油管杆对应的两侧面磨成深槽,甚至被磨穿。
a 单面偏磨
b 双面偏磨
c 两侧面偏磨
图1 抽油杆接箍断面偏磨示意图
1.4 腐蚀
腐蚀是一种广泛存在的电化学反应现象。
由于抽油机井所处的恶劣介质环境,“高温、高矿化度、高含水”都对腐蚀反应速度起着催化促进作用,Cl - 含量高,提供了抽油杆形成坑蚀的条件和机会。
因此,容易在杆表面形成大阴极—小阳极的面积比结构,形成闭塞电池,逐渐“深挖”,最后将杆蚀断。
1.5 偏磨加腐蚀
杆的偏磨和腐蚀并不是简单的叠加,而是相互作用,相互促进。
管杆偏磨,使管杆偏磨表面产生热能,从而使管杆表面铁分子活化,而产出液具有强腐蚀性,使偏磨处优先被腐蚀。
由于腐蚀,使管杆偏磨表面更粗糙,从而磨损更严重。
2 防治对策
2.1 防脱
从上述造成杆脱的4 个方面的原因分析可知,要防治杆脱,主要应针对这4个方面对症下药进行防治:①必须保证作业时杆下井前上扣扭矩,上紧上满,不能因人为的原因造成杆脱隐患;②杆柱组合和生产参数必须严格按相关API 标准执行,认真优化杆柱组合和生产参数,决不能随意人为操作,避免无功而为;③增强杆的抗拉强度、抗疲劳强度等性能强度,从而尽量降低杆柱固有工作特性造成的杆脱;
④通过杆上装尼龙扶正器,油井加缓蚀剂等方法解决杆偏磨腐蚀严重的问题造成的杆脱。
2.2 防偏磨
抽油杆偏磨这一常见问题,通过大量的实践和研究,目前已经有了较为成熟的防治办法。
2.2.1 杆上加装尼龙扶正器
扶正器类型较为理想的有:KZX防磨扶正器,KBV 固定式扶正器,扶正节箍等。
KZX防磨扶正器以丝扣连接在抽油杆上,拆装方便,扶正体是高强度耐磨塑料,能减少油管的磨损。
另外,利用直锯齿和螺旋槽使扶正体旋转而均匀磨损,以达到使用寿命长久的目的。
该扶正器适用于斜井和偏磨严重的井。
具有结构简单,使用方便,寿命长,成本低的特点。
KBV 固定式扶正器直接在抽油杆体上注塑。
其主要特点是抽油杆体扶正的防偏磨。
在弯曲度大的井段,对产生抽油杆偏磨的扶正有明显效果。
但是在抽油杆的上部或偏磨严重的井段,使用寿命较短,有效期短。
扶正节箍是在抽油杆节箍上增加了扶正防偏磨尼龙体。
其主要特点是拆装方便,扶正效果好,适用于抽油杆柱下部因压缩弯曲的防偏磨;而在中性点上部,使用寿命较短。
2.2.2 旋转井口装置
该装置设计是通过地面人力转动来改变油管与抽油杆的偏磨面,使磨损面均匀分布,从而达到延长管杆使用寿命的目的。
2.2.3 合理调整生产参数
采取长冲程,低冲次;增加泵下尾管的长度,减少油管弯曲,一般尾管长度不低于200 m;在抽油杆底部加加重杆,使抽油杆柱的中性点下移,减少抽油杆的弯曲。
改变抽油杆柱上节箍的位置,来改变偏磨位置的措施。
2.3 防腐蚀
2.3.1 油井“少量多次”加缓蚀剂
加缓蚀剂是解决油井管杆腐蚀的一种常用、有效的方法。
其原理通过缓蚀剂加入产出介质中,与金属本体形成一种致密保护膜,使金属本体与腐蚀介质隔离开来,以达到保护金属,防止腐蚀的目的。
“少量多次”加药剂工艺技术是在确定出腐蚀油井每月合理的加药量前提下,通过缩短加药周期,提高防腐效果的目的进行的探索。
原因分析认为可能是缓蚀剂连续在油管内形成的保护膜,起到润滑作用,减少了管杆的磨损。
2.3.2 井口连续加药
井口连续加药是针对一些偏远井管理难度大,而又没有套管气,腐蚀情况较为严重所采取的一项防治措施。
根据该井的产液量,含水、加药度,进一步结合理论研究和加药经验确定出加药量,然后一次性将药液装入井口连续加药装置,定量连续加入井内,以起到防腐作用。
2.3.3 油管内预膜防腐措施
作业施工时,下泵后在油管内加入一定量的缓蚀剂,使之在油管内表面和抽油杆表面形成较厚的保护膜以达到预防腐蚀的目的。
2.3.4 防腐杆的应用
对一些腐蚀较严重的抽油井,在加药防腐的同时应用防腐杆。
防腐杆就是在抽油杆表面涂敷有一种特殊防腐涂料的抽油杆。
通过现场应用,防腐效果明显。
2.4 防偏磨、防腐蚀
为了同时解决存在偏磨、腐蚀的抽油杆,经过研究在抽油杆节箍处有意识的加长,然后在节箍加长空间处装填锌铝合金牺牲阳极块。
利用扶正器解决杆的偏磨问题,利用锌铝合金牺牲阳极块解决杆的腐蚀问题。
锌铝合金牺牲阳极块的防腐机理是:当2 种电位不同的金属浸在电解液中时(油井中就是产出液),它们之间通常存在着电位差,如果它们相互接触或用导线接通,那么电位差就驱动电子由电位较低的金属流向电位较高的金属。
同时在金属表面发生以氧化为主的反应,该电极为阳极,而电位较高的金属表面发生的是以还原为主的反应,该电极为阴极。
在电解液中,离子在电场作用下发生迁移,正离子向阴极迁移,负离子向阳极迁移,起到传递电荷的作用。
如在盐溶液中,锌(铝)和铁之间存在电位差,当用导线接通后,电子沿着导线流向铁,锌(铝)是阳极被腐蚀,而铁是阴极却被保护。
2.5 防断
从杆断的原因分析可知,杆断主要是杆材质、腐蚀和交变应力频繁作用的结果。
因此,防治杆断须从三个方面着手:增强杆的抗拉强度、抗疲劳强度等性能,引进先进的检测系统,杜绝不合格杆下井;解决好杆的防腐蚀问题;杜绝人为因素造成的杆下井前在地面的损伤。
3 结束语
有杆泵生产是目前采油生产的主要方式之一,因此,重视抽油杆常见事故的原因分析和对症防治至关重要,应该引起相关技术人员的注意。
具体做法如下:
a)加强质量管理,引进应用抽油杆检测系统,杜绝不合格杆下井。
b)提高作业质量,杜绝人为因素造成事故。
c)严格按API 标准认真优化杆柱组合和确定生产参数。
d)应用防偏磨、防腐蚀新技术、新工艺,以小投入带来高效益。