抽油桿斷脫原因分析

李大鵬

摘 要：油電開采井下作業(yè)的風(fēng)險性是非常高的，而抽油桿斷作為對油田開采井下作業(yè)影響大的一個問題，不僅使企業(yè)的利益遭受了巨大的影響，同時還大大的加重了作業(yè)工作量，進(jìn)而使得成本不斷提高。本文以大慶油田的抽油桿斷情況作為基礎(chǔ)，對如何有效的預(yù)防抽油桿斷問題進(jìn)行了仔細(xì)地研究。

關(guān)鍵詞：抽油桿;磨損;斷脫;分析

抽油桿斷脫問題地最直接后果就是導(dǎo)致井下作業(yè)工作量的大大提高，成本費(fèi)用也隨之提高，對企業(yè)地正常經(jīng)濟(jì)收益造成了不利地影響。為了解決這一問題，石油企業(yè)必須要不斷加大資金與技術(shù)投入力度，完善開采技術(shù)。同時要加強(qiáng)管理，盡量避免抽油桿斷脫問題的發(fā)生。這不僅影響到企業(yè)地經(jīng)濟(jì)利益，同時也是加強(qiáng)井下作業(yè)質(zhì)量的必然措施。下面我們就以大慶油田第六作業(yè)區(qū)的抽油桿斷脫問題為案例，分析其原因并指出如何有效的預(yù)防抽油桿斷脫問題。

1. 大慶油田第六作業(yè)區(qū)現(xiàn)狀

當(dāng)前大慶油田現(xiàn)開油井共933井，兩年內(nèi)抽油桿斷脫約372井，其中有253井出現(xiàn)重復(fù)抽油桿斷脫，大大的加重了原油產(chǎn)量的壓力，同時造成了巨大的不必要成本。并且根據(jù)歷年來的趨勢判斷，這種現(xiàn)象仍會持續(xù)增加，因此，我們就有必要來分析一下抽油桿斷脫問題產(chǎn)生了主要原因，進(jìn)而找到解決對策。

2. 抽油桿斷脫原因分析

根據(jù)這些年來抽油桿斷脫現(xiàn)象的實(shí)際情況以統(tǒng)計學(xué)知識進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)將近一半比率的抽油桿斷脫主要原因是偏磨，這也是最主要的原因，其次就是疲勞導(dǎo)致的抽油桿斷脫，其比率將近三成，剩下的兩成則是其他原因造成的抽油桿斷脫。

2.1 抽油桿偏磨

石油開采工藝的完善雖然對石油開采能力的提高造成了積極作用，但是在另一方面，也加劇了有關(guān)于抽油桿的磨損，從而引發(fā)了大量的抽油桿斷脫問題。

2.1.1 高含水率的影響

當(dāng)液含水率較低時，抽油桿于管之間的摩擦由于有油潤滑摩擦較小，但是隨著液含水率的不斷提高，抽油桿于管之間由油潤滑之間變?yōu)樗疂櫥?，而此時的動摩擦因素也隨之變大，導(dǎo)致管桿遭受到嚴(yán)重的腐蝕，使得磨損迅速加快。在進(jìn)幾十年來的開采之后，隨著大慶油田開采進(jìn)度的不斷加深，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入高含水階段，油田開采處的原有含水比重越來越高，造成了嚴(yán)重的偏磨現(xiàn)象。

2.1.2 摩擦系數(shù)較大的摩擦副

由于抽油桿在工作時上下運(yùn)動會與油管產(chǎn)生多次摩擦，就形成了兩個物體間的摩擦副，而隨著其摩擦系數(shù)的不斷增加，產(chǎn)生的摩擦力也就不斷上升，使得加劇抽油桿偏磨程度，再加上此時為水潤滑，相對于油潤滑來說造成的摩擦更大。

2.1.3 井筒內(nèi)流體（聚合物）黏度較大

大慶油田主要通過使用聚合物驅(qū)油來擴(kuò)大石油產(chǎn)量。然而，如果井筒內(nèi)流體的黏度過大，密度過高，就會大大的增加抽油桿的運(yùn)動阻力。在這種情況下，如果抽油桿處于下行狀態(tài)，過高的阻力、浮力使得其中和點(diǎn)往上推移，進(jìn)而使得下抽油桿的彎曲應(yīng)力增加。同時，抽油桿的正壓力也不斷提高，進(jìn)而使得管桿摩擦力大大增加，加劇了偏磨。

2.1.4 扶正器等井下大直徑工具的影響

扶正器等大直徑工具對造成抽油桿偏磨的主要是由于其在增加抽油桿剛度的同時，也使得抽油桿與管的接觸大幅度增加。而扶正器知識增加的剛度只局限于一小段內(nèi)，整體剛度并未得到增強(qiáng)，使得大直徑工具兩側(cè)的抽油桿應(yīng)力降低，而對于油管的正壓力也隨之提高，摩擦力也隨之提高。

2.2 疲勞斷脫

雖然當(dāng)前都通過無限壽命疲勞設(shè)計來使得抽油桿的應(yīng)力不超過疲勞極限，但是在實(shí)際的是工作，由于各種因素的影響，抽油桿的工作次數(shù)往往不能超過107次，一般都在107次往后就更換抽油桿。大慶油田第六作業(yè)區(qū)的抽油機(jī)沖次主要為每分鐘6轉(zhuǎn)，實(shí)際的理論壽命為3.17年。

2.2.1 抽油桿的使用超過疲勞限制

去掉因?yàn)槠サ仍蛟斐蓙淼母鼡Q抽有關(guān)，大慶油田第二采油廠更換的抽油桿每年大概37.682*104m，但是大慶油田的老井每年只需要更換約29.35*104m，第二采油廠比老井每年多了約8.324*104m。大慶油田第二采油廠在這些年的抽油桿更換力度不斷增加，但是由于之前的欠賬過多，使得抽油桿疲勞斷脫問題仍舊相對突出。

2.2.2 部分更換

為了降低成本，大慶油田第二采油廠的不同作業(yè)區(qū)在更換抽油桿時，出現(xiàn)了更換抽油桿與未更換抽油桿循環(huán)出現(xiàn)問題的不利現(xiàn)象，更換的抽油桿不斷了，但是沒有更換的卻斷了。再加上一些工作人員的責(zé)任意識不足，在更換抽油桿時地組合缺乏合理性，導(dǎo)致抽油桿斷脫問題發(fā)生的概率大大提升。

3. 減少抽油桿斷脫應(yīng)采取地措施

3.1 抽油桿加重，使抽油桿始終處于受拉伸狀態(tài)

要想有效的減少抽油桿斷脫問題，我們首先要確保抽油桿柱處于受拉伸狀態(tài)，因此，我們就需要對抽油桿地重量進(jìn)行計算，適當(dāng)?shù)膶钊课贿M(jìn)行加重，同時還要注重抽油機(jī)系統(tǒng)地整體平衡，多做調(diào)節(jié)，確保整體的工作效率不受影響，達(dá)到降低抽油桿彎曲造成的油管正壓力。

3.2 定期旋轉(zhuǎn)抽油桿

根據(jù)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)將近九成的油井的扶正器的偏磨都出現(xiàn)在同一側(cè)，單側(cè)偏磨現(xiàn)象顯著，隨后查閱資料發(fā)現(xiàn)單側(cè)偏磨的抽油桿壽命為180d+。因此，為了提高扶正器的使用期限，我們就需要針對部分運(yùn)轉(zhuǎn)周期過半年的抽油桿，通過人工旋轉(zhuǎn)抽油桿的方式，或者通過設(shè)置自動選裝設(shè)備，利用其上下的運(yùn)動，推動抽油桿的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)圈數(shù)保持在2到4圈，確保扶正器的磨損為均勻磨損，這樣，抽油桿的使用期限就得到了有效的延長，同時還大大的解閱了成本的消耗。

3.3 使用油管張力錨

我們可以將在泵下一根到兩根油管處插入油管張力錨，提高上油管的預(yù)拉力，同時將油管進(jìn)行固定，盡量降低抽油桿與油管之間的正壓力，降低磨損負(fù)擔(dān)。

3.4 對大沉默度井上提泵掛

我們可以對沉沒度超過400米的抽油桿，通過并上提泵掛的方式來降低抽油桿與油管之間的磨損接觸面積，同時還能有效的減小管桿正壓力。在另一方面，抽油機(jī)的負(fù)荷與抽油桿拉力也隨之減小，抽油桿的磨損情況獲得了有效的緩解。

3.5 采用高強(qiáng)度抽油桿

為了避免下沖程的抽油桿底部彎曲所造成的偏磨與疲勞斷脫情況，同時也為了不強(qiáng)抽油桿的抗彎性與抗拉性，我們可以通過使用HY級的高強(qiáng)度抽油桿來實(shí)現(xiàn)這些目的。

3.6 針對聚驅(qū)采油的井建議采用抽聚泵

由于聚驅(qū)采油的井在采油過程中含聚液體情況較為突出，為了改善這一問題，我們可以主要通過利用抽聚泵減小桿柱的下行阻力。

3.7 建立抽油桿探傷系統(tǒng)

我們要想有效的解決抽油桿斷脫問題，可以通過引進(jìn)抽油桿探傷儀來提高修復(fù)抽油桿的合格率。同時還能針對無法從外觀上有效判斷的偏磨，腐蝕坑等細(xì)小問題的進(jìn)行探測，有效的降低抽油桿的事故發(fā)生概率。

4.總結(jié)

在本文中我們主要介紹了抽油桿斷脫問題發(fā)生的主要原因時抽油桿的偏磨現(xiàn)象以及疲勞問題，隨后針對其對抽油桿斷脫的實(shí)際產(chǎn)生原理指出了針對性的解決措施，具體措施本人就不再一一敘述，但是我們在針對抽油桿斷脫問題進(jìn)行研究室，必須要針對其產(chǎn)生的實(shí)際原因進(jìn)行分析，這樣才能有效的找出解決辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡俊杰. 抽油桿斷脫原因分析[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2004， 26（1）：75-78.

[2]胡廣強(qiáng)， 李趙飛， 王東寨. 關(guān)于托甫臺地區(qū)抽油桿斷脫的原因分析及綜合治理方法[J]. 新疆石油科技， 2012， 022（003）：35-37.

[3]曹建新. 茨13、34斷塊抽油桿斷脫原因分析及對策[J]. 特種油氣藏， 2004（02）：67-69+103-104.