抽油桿斷脫原因分析

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1、抽油桿斷脫原因分析［摘要］隨著采油作業(yè)的進(jìn)行，抽油桿柱斷脫事故頻繁發(fā)生。斷脫失效的影響因素主要包括機(jī)械偏磨、腐蝕破壞、疲勞破壞。［關(guān)鍵詞］抽油桿；斷脫；磨損；腐蝕；疲勞中圖分類號:F426.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-914X(2016)10-0304-01［Abstract］Astheoilrecoveryoperation,suckerrodfailuresoccurfrequentlybrokenoff.Factorsbreakoffpartialfailureineludemechanicalwear,corrosion

2、damage,fatiguedamage?［Keywordsjsuckrod；breakoff；eccentricwear；corrosion；fatigue在現(xiàn)場進(jìn)行采油工作時抽油桿由于長期受力不均,被采出液中各種成分的長期腐蝕，加上桿柱與井筒間本身的偏磨，及其容易發(fā)生斷脫失效。導(dǎo)致抽油桿柱斷脫失效的原因是多方面的，下面主要從機(jī)械偏磨、腐蝕破壞、疲勞破壞三個方面進(jìn)行剖析。1.機(jī)械偏磨引起斷脫在抽油桿工作過程中，抽油桿柱與油管壁相互碰撞引發(fā)偏磨，降低抽油桿的穩(wěn)定強(qiáng)度，造成抽油桿磨損斷裂，油管漏失，引發(fā)多種事故。實際油田生產(chǎn)中偏磨形象極為常

3、見，對生產(chǎn)造成了很大的影響，是抽油桿柱失效的一個主導(dǎo)原因。1.1底部受壓彎曲致使桿管偏磨分析抽油桿柱工作時的受力情況及運動狀態(tài)，上沖程和下沖程時差異較大，抽油機(jī)在運行過程中，抽油桿柱在交變載荷的作用下會產(chǎn)生彈性的彎曲變形，這種縱橫彎曲和失穩(wěn)變形都會造成抽油桿偏磨失效。(1)±沖程時，液柱載荷由油管轉(zhuǎn)移到抽油桿上，中和點以下的這一段油管因卸載而發(fā)生彈性收縮產(chǎn)生螺旋彎曲，造成抽油桿、油管相互接觸摩擦，同時增加了抽油桿上行時對油管的橫向壓力，加劇桿管的偏磨損傷⑴。(2)下沖程時，液柱載荷轉(zhuǎn)移到油管上，抽油桿載荷突然減少，發(fā)生彈性收縮而產(chǎn)生彎曲形

4、變。下行時抽油桿柱除了要承受在液柱中的重力，還將受到柱塞與泵筒間摩擦阻力及液流通過柱塞產(chǎn)生的阻力和井液對桿柱的浮力。因此抽油桿柱下部受壓上部受拉，拉壓之間存在一既不受拉又不受壓的中和點，中和點以下，容易發(fā)生彈性形變，引發(fā)桿、管相互接觸摩擦形成偏磨。抽油桿柱與井筒之間的相互接觸摩擦所造成的偏磨影響因素也比較復(fù)雜，其中包括泵深、含水率、沉沒度、沖次、管柱的原始壓縮彎曲等。1.2井斜引起的機(jī)械磨損斜井的條件下，抽油桿的綜合拉力將產(chǎn)生了一個水平分力，在水平分力的作用下，往復(fù)運動的抽油桿就會與油管壁接觸，產(chǎn)生摩擦。一般彎曲度越大，磨損越嚴(yán)重，不僅抽

5、油桿接箍與油管內(nèi)壁產(chǎn)生磨損，而且抽油桿的本身也會產(chǎn)生磨損。在斜井造斜點的附近,油管一定呈彎曲形態(tài)，且抽油泵一般安裝在造斜點以下。因此，在造斜點處，抽油桿與油管必然發(fā)生接觸摩擦。1.3采出液影響造成桿管偏磨加劇含水升高造成井內(nèi)液體密度增高，也就增加了抽油桿柱收到的浮力，降低了屈曲臨界壓力，因此抽油桿柱更容易彎曲，也就增加了偏磨的可能性。當(dāng)桿與管相接觸發(fā)生滑動摩擦，水的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油的摩擦系數(shù)，因此采出液的含水率越高，則偏磨越嚴(yán)重。產(chǎn)出液混合均勻狀態(tài)下，含水率高于74.02%時產(chǎn)出液將由油相變?yōu)樗?，潤滑劑由原油變化為水，失去了原本的潤?/p>

6、效果，摩擦力增大，偏磨速度加快。另外，含水率升高后會加重抽油桿柱的腐蝕，采出液中的腐蝕成分與表面金屬會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。腐蝕與偏磨并不是簡單的疊加，相互作用，破壞性更強(qiáng)。1.4油井參數(shù)對偏磨的影響油井的各個生產(chǎn)參數(shù)如沖程、沖次、沉沒度以及泵徑等都會對偏磨造成一定的影響。在實際生產(chǎn)時，抽油桿下行會受到井液的阻力、與桿管以及柱塞與泵筒之間的摩擦阻力作用。如油井沖次過快，會導(dǎo)致抽油桿下行速度滯后于驢頭的運動速度，驢頭再對抽油桿產(chǎn)生壓力，使中和點以下的桿幾乎全部處于受壓屈曲變形狀態(tài)，彎曲變形的抽油桿又會與油管發(fā)生接觸，又進(jìn)一步加劇了偏磨的嚴(yán)重性。1.

7、5井口回壓對偏磨的影響油井的井口回壓會增加抽油桿工作時的懸點載荷,增加井口回壓時相當(dāng)于增加了抽油桿的重力，使上沖程懸點載荷增加，而下沖程降低。井口回壓過高，懸點載荷增大，同樣也可造能成泵的漏失，在井偏角的作用下，會導(dǎo)致抽油桿與油管偏磨加劇。因此在實際生產(chǎn)中，應(yīng)使回壓調(diào)節(jié)至適中，以減緩偏磨損壞。1.6油井結(jié)蠟對偏磨的影響抽油桿或油管結(jié)蠟會造成堵塞，減小二者之間的縫隙，油管內(nèi)徑與抽油桿外徑比值減小，于是結(jié)蠟點處的液體摩擦力大于其它部位受到的摩擦力，液體通過游動閥時的阻力增大，導(dǎo)致該部位的抽油桿柱易產(chǎn)生彎曲形變，從而發(fā)生偏磨。2腐蝕破壞引起斷脫

8、在采油作業(yè)中，油井大部分為中高含水井，下部抽油桿長期侵在水中，處于H2S、C02、溶解氧及其他導(dǎo)電性鉆井液的極易被腐蝕的環(huán)境中，且抽油桿受到流體流動和磨粒磨損的作用，腐蝕加劇并極易產(chǎn)生腐蝕疲勞