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机采井抽油杆断脱原因及预防措施探究

文档作者：刘晓丽潘兵涛庞菲李泽刘杰文档来源：长庆油田第一采油厂		点击数：	更新时间： 2022年11月28日
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机采井抽油杆断脱原因及预防措施探究
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)
摘要：本文介绍并分析了机采井各类抽油机抽油杆断脱的
原因，并结合笔者多年工作经验，据此对抽油杆断脱预防措施
提出几点建议，以供参考。
关键词：机采井；抽油杆；断脱；原因；预防措施
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
CO。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H：s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。
2．3在操作时应注意的问题
在实际操作过程中，应注意以下三点：在操作中爱护抽油
杆，确保其不受损坏；操作与搬运时避免抽油杆发生弯曲变形，
并且及时对弯曲的抽油杆进行更换。
2．4对整油井的生产参数进行合理调整
在生产过程中油井的生产参数采用长冲程、小冲次、小泵
径，是泵效得以提高，同时如此可以将抽油杆的震动载荷以及
拉力减小，针对处于环境较为复杂的井筒应改善设备工况，减
小悬点震动载荷，使管杆泵的摩擦得以减轻，进而降低抽油杆
断脱的概率。
参考文献：
f11彭群丽．机采井抽油杆断脱原医及预防措施[J]．中国科技
纵横，2014，(1 1)：212-212．
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88【万扎方二数据哲理2015年6月

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