机采井抽油杆断脱原因及预防措施探究

2015-03-25刘晓丽潘兵涛庞菲李泽刘杰长庆油田第一采油厂陕西延安716009

化工管理 2015年18期

刘晓丽潘兵涛庞菲李泽刘杰(长庆油田第一采油厂,陕西延安 716009)

1 各类抽油机抽油杆断脱原因分析

根据抽油机不同的工作方式，可将其分为游梁式抽油机、螺杆泵抽油机以及电潜泵抽油机等，其中游梁式抽油机与螺杆泵抽油机才会发生抽油杆断脱的情况。在运行抽油机采油设备时，随着时间的推移会逐渐暴露出抽油杆老化、定向井偏磨以及原油腐蚀等问题，进而不断增加抽油杆断脱的次数，对于采油设备的正常运行有着十分严重的影响，给油田的正常生产带来了困扰，并且由于抽油杆的断脱，会使采油成本因为捞杆和作业而得到一定程度的增加，不利于企业的经济效益的提高。关于各类抽油机抽油杆断脱的原因，具体分析如下：

1.1 螺杆泵抽油机抽油杆断脱原因分析

1.1.1 抽油杆和盘根撑起摩擦疲劳破坏

在支撑架的上方与传动机构下方有一个有采用了盘根密封的盘根盒。由于螺杆泵的抽油杆处于一个旋转的的状态，盘根密封为螺杆泵泵的常用密封手段。在实际生产过程中，应结合现场情况确定安装盘根的数量，应结合油井压力与光杆的旋转速度对盘根帽旋紧的压力进行确定。当光杆旋转速度较高时，就会因为摩擦产生过多热量于光杆和盘根之间，导致光杆的使用寿命受到影响，此时应降低盘根帽的旋紧力度。若油井套管的压力过大，应将提高盘根帽的旋紧力度以防止盘根处漏油。

1.1.2 油井产出液的腐蚀

由于抽油杆的长期工作条件较为恶劣，通常为油、气、水以及腐蚀介质的恶劣环境，这减弱了抽烟杆的应力。

油井的产出液的组成成分较为复杂，不仅含有大量酸性介质以及腐蚀性微生物，还含有腐蚀性的气体，这种环境不可避免会出现抽油杆在正常工作状况下的电化学腐蚀，凹坑被腐蚀的地方产生集中的应力进而使抽油杆疲劳断裂，这是抽油杆断裂的根本原因，因此，抽油杆断裂的主要原因之一有腐蚀损坏。

通过分析电化学腐蚀的内容，钢材容易与游离状态下的CO2发生腐蚀而成的产物在水中的溶解度较高，不容易在金属表面形成保护膜。含H2S的水也会从两个方面对金属材料进行腐蚀破坏，第一是钢材内部渗入了由于电化学腐蚀产生的氢，弱化了材料的韧性，降低了钢材的刚度；第二是硫化物应力腐蚀，钢材氢脆裂纹随着拉应力与残余应力的作用而变大，导致钢材破裂。

1.2 游梁式抽油机抽油杆断脱原因分析

1.2.1 抽油杆疲劳破坏

在上下冲程中光杆负荷具有一定的差别。抽油杆在上冲程时承受液柱的重量，在下冲程时液柱重量作用于油管之上，因此，当上冲程开始时，抽油杆的负荷会由于举升的液柱重量而发生剧变，冲次与负荷成正比例关系。是抽油杆所有坏形式的基本特点为由于负荷反复变化的冲击而导致疲劳破坏。而因反复的拉伸作用导致抽油杆产生分裂则是应力疲劳破坏的表现。

1.2.2 抽油杆机械磨损

抽油杆机械磨损有两种类型，第一是直井下冲程抽油杆底部受压弯曲致使杆管偏磨，第二是井斜引起的机械磨损，具体介绍如下：

前者是抽油杆下行时尤其是打开在活塞游动凡尔前的瞬间，活塞会由于泵内液体以及泵筒内壁产生阻力以及之上力的作用，造成整个杆柱下部受压上部受拉，杆柱由于受到压力而产生弯曲，弯曲的杆柱接触了油管内壁，并由于相对发生运动对杆管造成磨损。如果现场发现下行均由较为严重的磨损，那么可以得出偏磨的主要原因为下行杆柱受压而产生弯曲。

后者主要是在斜井时，弯曲的油管在上冲程时内壁一侧与抽油杆产生磨损，下冲程时抽油杆弯曲与油管内壁的另一侧面接触而产生磨损。其中弯曲度与磨损程度成正比，在抽油杆接箍与油管内壁出现磨损的同时，还会导致抽油杆本体也接触油管内壁进而产生磨损。

2 抽油杆断脱预防措施

针对各类抽油杆断脱的情况，本文对抽油杆断脱预防措施进行大致的分析，并提出几点建议，具体如下：

2.1 抽油杆受力情况采取措施

在生产过程中，应针对实际情况对整油杆进行合理的调整，防止抽油杆偏磨；增下游杆防脱器，避免由于毛辫子反转而导致油杆脱扣；使修井监督力度得以有效提高以保证修井质量，在监督过程中，应及时对偏磨、腐蚀的油杆进行更换，杜绝油杆不合格就下井的情况。此外还应在上扣过程中确保上扣力矩达到设计要求，避免出现人为因素导致返工。

2.2 针对油井井筒状况采取相应预防措施

目前，通常可以采取有效措施进行油井清蜡以预防抽油杆断脱的问题，主要可以通过加药、热洗、投收球以及预检泵来实现；同时还应采取相应措施进行除垢工作，针对作业区结构较为严重的油井，应通过添加除垢剂等进行定期的除垢，避免由于严重的结构导致油井出现卡泵、抽油杆断脱等现象。此外应采用相应的防腐措施，防止油管杆腐蚀；最后还可以加大扶正防偏磨力度以预防抽油杆的断脱。