抽油杆防脱器在螺杆泵井的应用

郭立娜

摘要：螺杆泵井因为杆断脱引起的检泵现象逐年增多，大大的缩短了检泵周期，频繁检泵影响产量的同时极大的增加了作业成本，我们引进了螺杆泵专用防脱器从根本上解决了这一问题，特别是跟插接杆配合使用以后，检泵次数明显减少，检泵周期明显延长，减少了作业成本。

关键词：螺杆泵；防脱器；检泵周期；插接杆

前言

近年来，在螺杆泵井生产过程中因为杆断脱引起的检泵现象逐年增多，大大的缩短了检泵周期，频繁检泵影响产量的同时极大的增加了作业成本，我们针对这种情况进行了技术攻关，参考其他油田生产方式，最终决定引进专门的螺杆泵防脱器来解决这一问题。

1防脱器的研究

螺杆泵井简单的杆柱组合难以应对卡井时扭矩的释放，我们需要设置一种在油井正常生产时，工具能随杆柱正常旋转；螺杆泵卡停后，杆柱反转时能够释放杆柱反扭矩；螺杆泵转子被抱死时，上提一定拉力可使杆柱在转子上方折断。我们设计了出螺杆泵插接杆专用防脱器。

防脱器主要有连接公母头，连接轴、外钢套、弹簧、定位销等组成，连接螺杆泵转子和插接杆。当抽油杆正转时，防脱器内在定位键的作用下，使联结轴和外套一起旋转。当抽油杆反转时，防脱器的联结轴在外套内旋转而外套不转，从而达到了抽油杆释放反扭矩的作用。

2工作原理

螺杆泵抽油杆在井下工作时其受力状况较为复杂，一方面要传递扭矩，另一方面由于离心力的作用，抽油杆接箍与油管内壁碰撞并产生横向震动。因此我们从研究螺杆泵井杆柱脱扣机理入手，制定防脱措施。

抽油杆旋转带动螺杆泵转子、定子旋转，再带动防脱器的内管旋转，在螺纹作用下锥体向下行走，卡瓦向外移动，从而将螺杆泵定子固定不动，螺杆泵转子继续旋转，将井内原油抽至地面。由于螺杆泵定子上部有井下轴承，因此，螺杆泵定子在固定之前的旋转不会造成泵上油管卸扣脱落。内管与锥体产生相对旋转锥体向下行走时，在摩擦装置的作用下，卡瓦托不会向下移动，内管的外台肩与卡瓦托内台肩之间有一定的距离，当油井作业提油管时，内管与锥体同时上行，卡瓦、卡瓦托、摩擦装置相对内管下行，使卡瓦托与锥体之间的距离增大，卡瓦收回，从而解除锚定。

总之，抽油杆正传时在定位键的作用下，联结轴和外套一起旋转。当抽油杆反转时，联结轴在外套内旋转而外套不转。从而达到了抽油杆反转防脱的功能。停机时，将抽油杆由惯性产生的扭矩释放，避免抽油桿因惯性扭矩断脱而造成井下事故。

3主要技术参数

4操作要求

1）抽油杆防脱器连接在螺杆泵井中的抽油杆上。

2）轻拿、轻放，不要猛摔、猛砸。

3）下井连接时丝扣应完好无损，防止工具脱落。

4）起、下过程中要求平稳操作，严格按施工设计要求施工。

5现场应用情况分析

从现场应用效果来看，通过2年多的试验，2014年到2016年，由杆断脱引起的检泵井大幅度减少，并且锯杆作业也急剧减少（表1）。

6防脱器的改进与配套工具的应用

在防脱器投入生产以后，检泵周期明显延长，但生产中发现存在由于防脱器的焊接点有些薄弱，造成断裂的问题。

鉴于防脱器因焊接点薄弱造成的断裂问题，通过改进防脱器的结构，降低了防脱器的失效几率，极大的延长了螺杆泵的检泵周期。设计出安全短接，当螺杆泵卡停检泵时，上提一定拉力可使杆柱与转子断开，避免了边提杆边锯杆的情况发生，不仅降低了作业过程中的安全风险以及作业难度，也减少了采油杆柱的浪费。

同时，插接杆安全接头的应用也辅助减少了螺杆泵检泵井的次数。插接杆安全接头（见图2）的设计原理是在杆短接接头处设置一个缩径点，当轴向拉力大于180-200KN时，从缩径点断开，使转子与杆分离。

7应用分析

从现场应用效果来看，改进后的防脱器及插接杆安全接头的应用极大地延长了检泵周期，减少了检泵次数，减少了作业成本（表2）。

8结论

螺杆泵防脱器的引进应用能减少杆断脱的次数，延长检泵周期，减少作业成本，特别是与插接杆的配合使用优势极其明显。

（作者单位：辽河油田锦州采油厂工艺研究所）