抽油桿防脫器在螺桿泵井的應(yīng)用

郭立娜

摘要：螺桿泵井因?yàn)闂U斷脫引起的檢泵現(xiàn)象逐年增多，大大的縮短了檢泵周期，頻繁檢泵影響產(chǎn)量的同時(shí)極大的增加了作業(yè)成本，我們引進(jìn)了螺桿泵專用防脫器從根本上解決了這一問題，特別是跟插接桿配合使用以后，檢泵次數(shù)明顯減少，檢泵周期明顯延長(zhǎng)，減少了作業(yè)成本。

關(guān)鍵詞：螺桿泵；防脫器；檢泵周期；插接桿

前言

近年來，在螺桿泵井生產(chǎn)過程中因?yàn)闂U斷脫引起的檢泵現(xiàn)象逐年增多，大大的縮短了檢泵周期，頻繁檢泵影響產(chǎn)量的同時(shí)極大的增加了作業(yè)成本，我們針對(duì)這種情況進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，參考其他油田生產(chǎn)方式，最終決定引進(jìn)專門的螺桿泵防脫器來解決這一問題。

1防脫器的研究

螺桿泵井簡(jiǎn)單的桿柱組合難以應(yīng)對(duì)卡井時(shí)扭矩的釋放，我們需要設(shè)置一種在油井正常生產(chǎn)時(shí)，工具能隨桿柱正常旋轉(zhuǎn)；螺桿泵卡停后，桿柱反轉(zhuǎn)時(shí)能夠釋放桿柱反扭矩；螺桿泵轉(zhuǎn)子被抱死時(shí)，上提一定拉力可使桿柱在轉(zhuǎn)子上方折斷。我們?cè)O(shè)計(jì)了出螺桿泵插接桿專用防脫器。

防脫器主要有連接公母頭，連接軸、外鋼套、彈簧、定位銷等組成，連接螺桿泵轉(zhuǎn)子和插接桿。當(dāng)抽油桿正轉(zhuǎn)時(shí)，防脫器內(nèi)在定位鍵的作用下，使聯(lián)結(jié)軸和外套一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)抽油桿反轉(zhuǎn)時(shí)，防脫器的聯(lián)結(jié)軸在外套內(nèi)旋轉(zhuǎn)而外套不轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了抽油桿釋放反扭矩的作用。

2工作原理

螺桿泵抽油桿在井下工作時(shí)其受力狀況較為復(fù)雜，一方面要傳遞扭矩，另一方面由于離心力的作用，抽油桿接箍與油管內(nèi)壁碰撞并產(chǎn)生橫向震動(dòng)。因此我們從研究螺桿泵井桿柱脫扣機(jī)理入手，制定防脫措施。

抽油桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺桿泵轉(zhuǎn)子、定子旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)防脫器的內(nèi)管旋轉(zhuǎn)，在螺紋作用下錐體向下行走，卡瓦向外移動(dòng)，從而將螺桿泵定子固定不動(dòng)，螺桿泵轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將井內(nèi)原油抽至地面。由于螺桿泵定子上部有井下軸承，因此，螺桿泵定子在固定之前的旋轉(zhuǎn)不會(huì)造成泵上油管卸扣脫落。內(nèi)管與錐體產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)錐體向下行走時(shí)，在摩擦裝置的作用下，卡瓦托不會(huì)向下移動(dòng)，內(nèi)管的外臺(tái)肩與卡瓦托內(nèi)臺(tái)肩之間有一定的距離，當(dāng)油井作業(yè)提油管時(shí)，內(nèi)管與錐體同時(shí)上行，卡瓦、卡瓦托、摩擦裝置相對(duì)內(nèi)管下行，使卡瓦托與錐體之間的距離增大，卡瓦收回，從而解除錨定。

總之，抽油桿正傳時(shí)在定位鍵的作用下，聯(lián)結(jié)軸和外套一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)抽油桿反轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)結(jié)軸在外套內(nèi)旋轉(zhuǎn)而外套不轉(zhuǎn)。從而達(dá)到了抽油桿反轉(zhuǎn)防脫的功能。停機(jī)時(shí)，將抽油桿由慣性產(chǎn)生的扭矩釋放，避免抽油桿因慣性扭矩?cái)嗝摱斐删率鹿省?/p>

3主要技術(shù)參數(shù)

4操作要求

1）抽油桿防脫器連接在螺桿泵井中的抽油桿上。

2）輕拿、輕放，不要猛摔、猛砸。

3）下井連接時(shí)絲扣應(yīng)完好無損，防止工具脫落。

4）起、下過程中要求平穩(wěn)操作，嚴(yán)格按施工設(shè)計(jì)要求施工。

5現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況分析

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來看，通過2年多的試驗(yàn)，2014年到2016年，由桿斷脫引起的檢泵井大幅度減少，并且鋸桿作業(yè)也急劇減少（表1）。

6防脫器的改進(jìn)與配套工具的應(yīng)用

在防脫器投入生產(chǎn)以后，檢泵周期明顯延長(zhǎng)，但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)存在由于防脫器的焊接點(diǎn)有些薄弱，造成斷裂的問題。

鑒于防脫器因焊接點(diǎn)薄弱造成的斷裂問題，通過改進(jìn)防脫器的結(jié)構(gòu)，降低了防脫器的失效幾率，極大的延長(zhǎng)了螺桿泵的檢泵周期。設(shè)計(jì)出安全短接，當(dāng)螺桿泵卡停檢泵時(shí)，上提一定拉力可使桿柱與轉(zhuǎn)子斷開，避免了邊提桿邊鋸桿的情況發(fā)生，不僅降低了作業(yè)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)以及作業(yè)難度，也減少了采油桿柱的浪費(fèi)。

同時(shí)，插接桿安全接頭的應(yīng)用也輔助減少了螺桿泵檢泵井的次數(shù)。插接桿安全接頭（見圖2）的設(shè)計(jì)原理是在桿短接接頭處設(shè)置一個(gè)縮徑點(diǎn)，當(dāng)軸向拉力大于180-200KN時(shí)，從縮徑點(diǎn)斷開，使轉(zhuǎn)子與桿分離。

7應(yīng)用分析

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來看，改進(jìn)后的防脫器及插接桿安全接頭的應(yīng)用極大地延長(zhǎng)了檢泵周期，減少了檢泵次數(shù)，減少了作業(yè)成本（表2）。

8結(jié)論

螺桿泵防脫器的引進(jìn)應(yīng)用能減少桿斷脫的次數(shù)，延長(zhǎng)檢泵周期，減少作業(yè)成本，特別是與插接桿的配合使用優(yōu)勢(shì)極其明顯。

（作者單位：遼河油田錦州采油廠工藝研究所）