抽油杆断脱原因与预防分析

抽油杆断脱原因与预防分析

邱海阳

大庆油田有限责任公司第三采油厂作业大队 163000

摘要：我国经济体制改革以来，石油企业得到较快发展，逐渐成为我国经济发展较为重要的支柱性产业。其中，在进行石油采掘的过程中，采油器械在其中扮演着较为重要角色，但是在机械采油装置期间抽油杆是装置相对薄弱的环节，在运行的过程中极易出现抽油杆失效问题，主要问题便是抽油杆断脱，这在较大程度上会导致工作效率有不同程度的降低。为此，需要对抽油杆在运行期间存在的断脱原因进行深入分析，并在此基础上采取有效措施对存在的问题实施全面预防，以此为抽油杆正常运行奠定良好的基础。

关键词：抽油杆断脱；原因；预防

前言：石油企业在对石油井进行开发的过程中，抽油杆在运行期间易出现断脱情况的发生，并且较为普遍，这在较大程度上会对正常生产造成较大影响。虽然对抽油杆实施了扶正防磨设计，并且避免了与油管直接偏磨而发生断脱。但是，抽油杆在斜井中会受到循环应力以及弯曲应力的影响，导致抽油杆在斜井中断脱现象不可避免，不利于工作效率的提升。为此，需要对断脱原因进行深入分析，同时对抽油杆柱扶正防磨工艺进行有效的完善，并且在此基础上优化抽油杆柱结构，以此将抽油杆断脱问题的发生率降至最低。

1 抽油杆断脱原因

受力情况导致断脱

在进行动力传递的过程中，抽油杆负荷因其位置不同而有一定差异性，上部受力比下部相对较小。此外，抽油杆不但受到重力与惯性之外，还受到抽油杆振动力的影响，同时还引起冲击荷载以及柱塞、泵筒与液柱之间的摩擦力作用。此外，由于上下冲程中抽油杆受力存在一定的差异性，也就是抽油杆在交变载荷作用下进行往复运动^[1]。

1.2 油井井筒状况影响

1.2.1 井筒结蜡影响

油井在正常生产的过程中，井筒结蜡对其会产生不同程度的影响，在此作业区域井筒结蜡现象相对较为普遍，在该区块中原油有较大的粘度，并且结蜡周期相对比较短，同时油井负荷相对比较大，直接导致抽油杆断脱情况的发生。由于一些油井热洗周期性相对较长，热洗之后会产生卡泵抽油杆产生断脱情况，造成此种情况的主要原因是清蜡时间间隔比较长，导致油井结蜡，热洗后会增加负荷，导致抽油杆断脱。

1.2.2 井筒腐蚀

结垢油井较多是中高含水井，分为下部油管杆长期侵在水中，由于水中含有一些腐蚀性成分，极易导致油井出现腐蚀情况的发生，其中油井腐蚀主要有酸性腐蚀、非酸性腐蚀以及电流腐蚀等，在此过程中，酸性腐蚀主要是由于原油中有一定的硫化氢导致腐蚀。非酸性腐蚀主要是由于细菌所致的腐蚀。电流腐蚀主要是由抽油杆在井筒中出现了电解反应导致的腐蚀。

1.2.3 抽油杆偏磨

抽油杆在运行的过程中，出现偏磨情况也极易导致抽油杆断脱情况的发生。由于一些地区的斜井相对比较多，在此期间抽油杆柱下部会产生一定的弯曲，在此期间受到弯曲应力的作用，极易使油井中的下部油管以及油杆之间产生不同程度的摩擦情况，导致抽油杆断脱^[2]。

1.3 操作不当导致的抽油杆断脱

1.3.1 操作损伤问题

操作人员在进行操作的过程中，会因为操作不正确，并且在此一些情况下没有对抽油杆进行保护，会导致抽油杆表面出现凹坑，致使抽油杆因受力不均匀导致断脱情况的发生。此外，在实际生产的过程中，需要定期测井，并且进行对扣、碰泵等，在此过程中需要采用卡盘在盘根盒中进行卸载，此时抽油杆载荷被卡牙卡住光杆而落在盘根盒中，若在使用卡牙期间不配套，极易导致光杆受到损伤。

1.3.2 变形导致抽油杆断裂

抽油杆在运行的过程中，将弯曲变形后的抽油杆下至油井内，在此过程中需要承受一定压力，该压力会在抽油杆弯曲凹面聚集，随着压力的积聚，抽油杆无法承载过高的压力，极易导致抽油杆断脱。

2 抽油杆断脱措施

2.1 抽油杆受力状况

油井在生产的过程中，需要根据实际生产情况，对抽油杆柱组合方法进行有效的调整，这在较大程度上能够避免抽油杆偏磨情况的发生，以此确保抽油杆的正常运行。此外，一些油井脱扣相对比较严重，因此需要使用增下减震防脱器方法，能够全面避免油杆出现脱扣情况的发生^[3]。此外，为了避免抽油杆出现断脱情况，需要对油井进行修整施工，这就需要确保油井修整质量，为此需要对油井修整实施有效的监督，在此期间需要对腐蚀油杆、偏磨等进行更换，并且在此基础上对不合格油杆严禁使用。

2.2 根据油井井筒状况采取预防措施

2.2.1 油井清蜡

在对油井进行清蜡的过程中，主要措施由热洗、加药以及投收球等方法，在此过程中可以通过不同情况采取针对性清蜡措施。此外，需要对油井结蜡进行有效的清除，在此过程中应使回压进行不同程度的降低，同时对抽油机负荷实施全面降低，对油井检泵周期进行延长，这在较大程度上能够使油井正常生产，以此对开井时率的提高具有较大促进作用。在进行油井清蜡的过程中，还可以使用热洗措施，对于高液面油井进行定期热洗，低液面油井进行定期加药。

2.2.2 采取防垢措施

由于一些油井作业区极易出现结垢情况，甚至一些作业区结垢相对比较严重，生产周期相对比较短，这在较大程度上很难提升生产效率。为此，如果一些油井结垢较为严重，需要进行固体防垢块的增加，并且在此基础上还需要添加阻垢剂，以此能够避免油井结垢造成的的卡泵，从而避免抽油杆断脱情况的发生。

2.2.3 扶正防偏磨

由于一些油井斜井相对比较多，油管杆偏磨相对较为严重，在对井深轨迹以及斜点位置，并且在此基础上结合现场监督记录，对油杆偏磨部位增加高强度尼龙扶正器以及扶正抽油杆，同时对已下扶正器与扶正油杆的井段增加扶正密度。

2.3 在操作方面应注意的问题

首先，在操作的过程中需要对抽油杆采取有效的保护措施，在搬运期间应当平稳，并且应当避免对抽油杆撞击，尤其是不能在光杆表面出现凹坑、毛刺等，在此过程中如果出现凹坑与毛刺的情况下，需要采取有效措施对其进行清除，还应配备同规格的卡瓦牙。光杆卡还需要在悬绳器中，在安放的过程中应当平稳，避免光杆出现弯曲^[4]。在对抽油杆进行操作与搬运期间，不能使抽油杆弯曲，并且在修井的过程中需要对弯曲的抽油杆进行更换。

2.4 调整油井生产参数

油井在生产期间，主要使用小冲数、小泵径等油井生产参数，不但能够使泵效得到有效提高，而且通过使用小泵径以及小冲程能够对抽油杆震动载荷进行有效的降低，并且在此基础上将抽油杆拉力实施降低。此外，如果井筒状况相对较为复杂，需要提高设备质量，并且确保悬点震动载荷不能过大，同时降低管杆泵摩擦，这对抽油杆断脱几率的降低具有较大促进作用。

结语：

综上所述，由于抽油杆在应用期间极易出现断脱情况，对于一些修井施工因需要对油管杆进行更换，极易使数据有不同程度的偏差。为此，需要在拐点以及斜井段部位注明偏差数据，以便在施工中进行数据核实。此外，施工队伍需要根据设计对井下工具进行有效的组配。在井眼段进行高强度的油杆大小头的设计，以此使大小头与垂直油杆保持在同一平面内，确保其受力均匀，避免了从丝扣部位脱口的情况发生，从而保证抽油杆正常运行。

参考文献：

[1]孟祥娟, 陈德飞, 潘昭才, et al. 塔中油田稠油井空心抽油杆断裂原因及对策[J]. 承德石油高等专科学校学报, 2018(3)：14-15.

[2]吕庆钢, 刘彦, 于国龙, et al. 35CrMoA抽油杆断裂原因分析[J]. 热加工工艺, 2017(24):257-259.

[3]王军, 刘西西, 徐蔼彦. 30CrMoA抽油杆断裂原因分析[J]. 石油管材与仪器, 2017(6)：94-95.

[4]丁雯, 彭振华, 张园, et al. 基于损伤力学的HL级抽油杆疲劳分析研究[J]. 石油钻探技术, 2019(4):47-53.