抽油机井光杆断脱悬挂器的研制与应用

赵岩(中石油辽河油田公司金海采油厂运输大队， 辽宁 盘锦 124010)

抽油机井光杆断脱悬挂器的研制与应用

赵岩(中石油辽河油田公司金海采油厂运输大队， 辽宁 盘锦 124010)

小洼油田属于深层特稠油油田，采用蒸汽吞吐的开采方式。当油井生产进入吞吐中后期时，出现油水分离严重现象，光杆承受较大的交变载荷，光杆易发生光杆断裂的现象。上部断裂的部分光杆与负载卡子没有固定点，受自身重力与抽油机运转时驴头高度势能影响，上部断裂的光杆不能预测坠落方向，向四周任意方位自由坠落，为避免上部断杆与负载卡子脱离整体后，向下无方位掉落，对井口设备造成一定的损坏。为此研制了井口断杆悬挂器，降低了安全隐患，提高井口操作的安全稳定性。

深层特稠油;交变载荷;断杆悬挂器;安全隐患

1 生产背景

小洼油田属于深层特稠油油田，目前生产油井240多口，采用蒸汽吞吐的开采方式，生产原油使用的抽油机为CYJ12型游梁式抽油机。目前，抽油机悬绳器处安装了断脱防污染吊卡，当光杆断裂时，该装置能将下部断裂光杆与悬绳器紧紧“捆绑”在一起，避免了断裂的下部光杆落入井筒内。但上部断杆与负载卡子脱离整体后，向下无方位掉落，对现场操作人员造成人身伤害，同时也对井口设备造成一定的损坏。所以完善井口操作安全工作至关重要。

2 上部断杆掉落原因分析及危害

小洼油田抽油机光杆承受较大的交变载荷，光杆易在负荷卡子根部发生光杆断裂的现象，使井场和抽油机污染。光杆断裂后，下部光杆在重力作用下下落，可通过断脱防污染吊卡承接，能避免断裂的下部光杆掉入井中，使抽油机井口的污染情况减轻。而上部断裂的部分光杆与负载卡子没有固定点，受自身重力与抽油机运转时驴头高度势能影响，上部断裂的光杆不能预测坠落方向，向四周任意方位自由坠落。如果附近有操作人员正在进行操作，对现场操作人员的人身安全仍会造成很大的伤害。同时，如上部光杆在坠落过程中，碰到压力表、取样阀门、生产阀门等井口设备，可导致井口设备的损坏，还会造成原油从损坏设备处喷出，使其在对井口设备造成损害的同时，还造成了井口周围环境和设备的污染。

作业区每年发生光杆断裂17口左右，上部光杆断裂短接均自由落体掉落，落点无法预测。上部光杆掉落，砸坏井口的压力表短接，喷出原油，造成井口设备及井场的污染，年产生清污费用3．4万元。

3 上部断杆掉落处理措施论证

(1)断杆悬挂器各部件的选择 经过讨论，断杆悬挂器主要由主体固定部位、两翼悬挂部位、中间紧固密封部位三部分组成。①上部断杆固定部位的选择。上部断裂部分包括断裂的光杆和其上的负载卡子两部分，要实现主体部分从外部紧密包裹，首先要选择被包裹的部位。选用常用的光杆负载卡子卡在光杆上作为固定主体位置，将上部断裂的光杆和其上的负载卡子固定在一起。②上部断杆悬挂部位的选择。游梁式抽油机运转的主要特点是靠一个柔性配件即绳辫子把抽油机的驴头和光杆、抽油杆连接起来，因此，绳辫子是游梁式抽油机运转的主要部件，并承担着井下管柱的主要载荷，同时还要考虑不影响其他配件的正常运转。经过现场实验，在将绳辫子确定为悬挂部位。③中间紧固密封部件的选择。由于固定部位负载卡子卡牙对光杆造成较大损伤，缩短光杆使用寿命。因上部断裂部位重量较轻，所研制的设备不需承受较大的载荷。因此，选用橡胶密封件作为中间的紧固密封部件。

(2)断杆悬挂器组合方式的筛选 ①设计过程。首先去掉了原负载卡子，主体部分与双翼采用整体制作，主体重新进行设计，将原塔形密封件改成O型密封件，双翼采用环形结构，将双翼一侧采用销钉将其连接在一起，确保其能活动自如，另一侧采用螺栓进行紧固，保证设备与光杆之间的契合度(见图1)。②现场试验。在现场洼38-21-17C、洼38-21-16两口井进行了现场试验。现场安装操作简单，一个人即可完成操作，安装后稳定性能好，改进后的一体式光杆断脱悬挂器彻底解决了分体式悬挂器存在的各项缺陷。

图1 一体式断脱悬挂器整体示意图

(3)技术特点 一体式断脱悬挂器技术特点主要有：①抽油机断脱悬挂器不影响整个系统的正常运转，并能有效防止上部断杆坠落而造成安全生产事故。②断脱悬挂器的成本低，可采用现有的零件进行改装，具有绝对可观的经济效益，降低了作业区的成本支出。③具有结构简单，安装方便，现场操作简单，安全可靠等特点。④停机时间短，一人即可安装，降低了职工的劳动强度，不影响正常生产。

4 现场应用效果

从2014年10月份开始，共在作业区洼18站17口油井全部进行了安装，2015年5月7日洼38-21-15C井发生杆断，该悬挂器将断裂部分牢牢地控制在原位置。

5 经济效益分析

在作业区洼18站安装断杆悬挂器至今，至今未发生光杆掉落砸伤人事件，及配件损坏造成污染事件的发生。节约配件维修费用及清污费用约0．5万元。

6 结论及认识

①断杆悬挂装置降低了职工的劳强度，提高了井口操作的安全系数。②定期检查悬点载荷和平衡度，加强抽油机维护保养，及时消除不正常因素，减少断杆次数，使抽油机在最佳工况下运行。③该装置设计合理，制作简便，工作可靠，现场操作方便，具有投入少，安全性高等特点，可以有效避免上部断杆坠落伤人事故的发生，值得继续推广应用。