抽油杆断脱原因剖析及防治措施探讨

理抽 油杆 断脱 的综合 防治工程 。
关键 词 ： 油杆 断 脱 ； 劳破 坏 ； 械 磨损 ； 抽 疲 机 腐蚀损 坏
中 图分类 号 ： Ｅ ３ Ｔ ９３
文 献标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ０９ ２ ７ ２ １ ）１ ００ — ２ １０— ３４（ ０ １ ３ — １７ ０ （ ） 劳 破坏 一 疲
近几年 ，随着胡庆油 田挖潜力度 的不 断加大 ，老 油 田油杆老化 、斜井偏磨 、腐蚀等 问题 日益严重 ，使 得油杆 断脱井 次不断增加 ，不仅 困扰着 油井的正常生
产 ，而且增加 了采油成本 。
一
１ ．抽 油杆 工作条 件 。抽油杆 在工作过程 中，承
受 不对称 循环 载荷 的作用 ，上部光 杆承受 的载荷 包
１ ９ 年我 国几 家单位 合 作研制 成功 的Ｋ 级抽 油 ９８ Ｄ
杆 ，采用２ Ｃ Ｎ Ｍ Ｖ ，经正火加 回火 处理 ，抗拉 强 ３ｒ ｉｏ钢 度达 ］７ ３ Ｐ ，屈服强度６ ０ Ｐ 。 ！ ９Ｍａ ｌ Ｊ ２ Ｍ ａ （ 超高强度抽油杆 二） 超 高强度抽油杆 承载 能力比Ｄ 级抽 油杆提 高２ ％ ０ 左
括 ：抽油杆柱 的载荷 ，液柱载荷 ，抽 油杆柱 、油管柱
和液 柱 的惯性 载荷 ，抽 油杆柱 在运 动 中受 的摩擦 阻
、
几种 常见抽油杆 类型及 主 要性能参数
（ 常规钢抽油杆 一）
力 ，抽 油管柱和油管柱的弹性 引起 的振动载荷， 由液
击引起 的冲击 载荷 ， 由井斜变化 、螺纹不 同心、悬绳 器摆动等因素造成的扭力等七方面 的力 。而抽油杆柱 承受的载荷随深度 有所变化 ，如抽 油杆柱载荷越往下 越小，加上下部抽 油杆柱所承受 的上顶力 的作用，在 中和点 以下抽 油杆柱 由承受 张应力变成压应力，迫使 抽油杆弯 曲，增大了扭力和摩擦力 ，使得下部抽油杆 工作条件更加恶劣。因此 ，抽 油杆柱承受 的不是简单 的不对 称循环 载荷 ，而实际上 中和 点以下 的抽油杆承
右，适用于深井 、稠油井和大泵强采井 ，９ 年代 以来 ０ 北京 巴威 工贸总 公司牟丰石 油机械厂 试制成功Ｈ 的 级 超 高强度抽油杆，平均抗拉强度提高￣ １２ Ｍ ａ Ｕ０ ０Ｐ 。 （ 玻璃钢抽油杆 三） 玻 璃钢 抽 油杆 具有 重 量轻 、抗 腐蚀 、疲 劳 性能 好 、没有疲劳极限、可实现超行程 ，但其缺点也很 明 显 ，主 要有 价格 贵 ，大 约贵６ ％ ５ ；不能承 受重 ０ ￣８ ％
抽油杆断脱原因剖析及防治措施探讨
孙 国峰 马金 春 张保 民 魏海军 边志 荣
（ 中原 油 田采 油五 厂 井 下作 业 大队 五联 队 ， 南 濮 阳 ４ ７ ０ 河 ５ ０ ０）
摘 要 ： 油杆 柱 的断脱 是 影 响油 田正 常 生产 的主要 因素之 一 。文 章针 对 胡庆 油 田抽 油杆柱 断脱 资料 的 实 际， 抽 通过 分析 认 为疲 劳破 坏 、机 械磨 损 、腐蚀 损坏 是 导致 胡庆 油 田抽 油杆 断脱 的三 大主要 因素 。基 于此提 出了治
再 次 ，柔性 抽油杆 。柔性抽 油杆 是利 用 结构稳 定 、伸长量小、金属 断面值高 的密封钢丝绳制成 ，它 具有弹性模量低 （ 是钢质抽 油杆的７ ％ ０ ）、重量较轻 （ 同规 格钢 质杆 的７ ％ 是 ０ ）、抗 拉强度大 （ 是钢质抽
而 产 出水 中又含 有各 种腐蚀 介质 ，如ｃ 。 ０ 、Ｈ Ｏ Ｃ 、
Ｓ ，腐蚀性微 生物等 ，伴生气 中也会有ｃ ２ 等 ０ ０、ＨＳ 腐蚀气体 ，由于存在这些腐蚀 介质 ，加上抽油杆承受 的是不对称循环载荷 ，所 以腐蚀损坏 便成 为油杆断裂 的又一主要原因 。
油杆的１３ ）、耐磨蚀、起下作业方便的特 点。 ．倍
（ ）推广适用技 术 ，遏止腐 蚀影响 。缓蚀 剂防 ４ 腐 技术 ： 目前 ，油井加入缓蚀剂是解 决油井井筒和地 面集输 系统腐蚀 的一种常用有效方法。其 原理是通过 缓蚀剂与金属表面 的化学吸附 ，在金属表面形成 牢固
压 、耐温低 、杆体不耐磨、报废后 的抽油杆不能熔化 回收利用 。
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受的是不对称 拉压循环载荷 ，加上抽油杆柱本身未加
工面积达８ ％ ５ 以上 ，不可避 免地 会有疲劳源存在 ，从 而产 生疲劳断裂 。 ２ ．抽油杆 强度分析 。现代抽 油杆 强度计算都采 用了无 限寿命 疲劳设计 ，即把抽油杆 的许用应力控制 在疲 劳极 限 以下 ， 以保证抽 油杆 工作循 环次 数大 于
为机械采 油中可靠性最低的设备 ，很容易发生断脱 ，
导致抽 油杆 柱断脱 的原因是多方面的 ，影响因素也错
２ ．井斜 引起 的机械 磨损 。由于井 斜 ，使油 管产 生弯 曲，在抽 油井生产 时 ，抽油杆 的综合拉力Ｆ 或综 合 重力ｗ 生了一个水平分力Ｆ 。在水平分 力Ｆ 正 产 ｘ ｘ（ 压力 ）的作用下 ，油管和抽油杆相互接触产 生摩擦上 冲程时 ，使抽油杆与油管 内壁的一侧产生磨损 ，下冲
三 、抽油杆 断脱综 合 防治措 施探讨
（ 综合 防治原则 一） 抽油杆断脱的综合防治措施要 以防杆断为重点，防
１ ｖ ，一般应用最 大拉应 力与许用应 力 比较来校 核 ０次
二 、抽 油杆 断脱原 因分析
抽油杆柱 由于 长期受交变载荷和油、气 、水 以及 腐蚀 介质 的共同作用，再加之定 向井 的偏磨 ，使其成
强度 。
（ 抽油杆机械磨损 二） １ ．直井下冲程抽油杆底部受压弯 曲致使杆管偏磨。
综复杂 ，就 胡庆 油田的抽 油井而言，根据断脱特征、
部位及断脱原 因分类统计 ，主要 应从以下三个方面进
行剖析。
２ ｛ １ ｏ 中圆 新斌 企业 １ ７ ０１１ 高 术 ０
程时 ，抽油杆弯 曲与油管 内壁的另一侧面产生摩损 。
（ 抽油 杆 腐 蚀破 坏 三） 绝大多数油井 ，在开发中后期产 出液都会含水，