抽油杆断脱原因分析

李大鹏

摘 要：油电开采井下作业的风险性是非常高的，而抽油杆断作为对油田开采井下作业影响大的一个问题，不仅使企业的利益遭受了巨大的影响，同时还大大的加重了作业工作量，进而使得成本不断提高。本文以大庆油田的抽油杆断情况作为基础，对如何有效的预防抽油杆断问题进行了仔细地研究。

关键词：抽油杆;磨损;断脱;分析

抽油杆斷脱问题地最直接后果就是导致井下作业工作量的大大提高，成本费用也随之提高，对企业地正常经济收益造成了不利地影响。为了解决这一问题，石油企业必须要不断加大资金与技术投入力度，完善开采技术。同时要加强管理，尽量避免抽油杆断脱问题的发生。这不仅影响到企业地经济利益，同时也是加强井下作业质量的必然措施。下面我们就以大庆油田第六作业区的抽油杆断脱问题为案例，分析其原因并指出如何有效的预防抽油杆断脱问题。

1. 大庆油田第六作业区现状

当前大庆油田现开油井共933井，两年内抽油杆断脱约372井，其中有253井出现重复抽油杆断脱，大大的加重了原油产量的压力，同时造成了巨大的不必要成本。并且根据历年来的趋势判断，这种现象仍会持续增加，因此，我们就有必要来分析一下抽油杆断脱问题产生了主要原因，进而找到解决对策。

2. 抽油杆断脱原因分析

根据这些年来抽油杆断脱现象的实际情况以统计学知识进行分析，我们发现将近一半比率的抽油杆断脱主要原因是偏磨，这也是最主要的原因，其次就是疲劳导致的抽油杆断脱，其比率将近三成，剩下的两成则是其他原因造成的抽油杆断脱。

2.1 抽油杆偏磨

石油开采工艺的完善虽然对石油开采能力的提高造成了积极作用，但是在另一方面，也加剧了有关于抽油杆的磨损，从而引发了大量的抽油杆断脱问题。

2.1.1 高含水率的影响

当液含水率较低时，抽油杆于管之间的摩擦由于有油润滑摩擦较小，但是随着液含水率的不断提高，抽油杆于管之间由油润滑之间变为水润滑，而此时的动摩擦因素也随之变大，导致管杆遭受到严重的腐蚀，使得磨损迅速加快。在进几十年来的开采之后，随着大庆油田开采进度的不断加深，当前已经进入高含水阶段，油田开采处的原有含水比重越来越高，造成了严重的偏磨现象。

2.1.2 摩擦系数较大的摩擦副

由于抽油杆在工作时上下运动会与油管产生多次摩擦，就形成了两个物体间的摩擦副，而随着其摩擦系数的不断增加，产生的摩擦力也就不断上升，使得加剧抽油杆偏磨程度，再加上此时为水润滑，相对于油润滑来说造成的摩擦更大。

2.1.3 井筒内流体（聚合物）黏度较大

大庆油田主要通过使用聚合物驱油来扩大石油产量。然而，如果井筒内流体的黏度过大，密度过高，就会大大的增加抽油杆的运动阻力。在这种情况下，如果抽油杆处于下行状态，过高的阻力、浮力使得其中和点往上推移，进而使得下抽油杆的弯曲应力增加。同时，抽油杆的正压力也不断提高，进而使得管杆摩擦力大大增加，加剧了偏磨。

2.1.4 扶正器等井下大直径工具的影响

扶正器等大直径工具对造成抽油杆偏磨的主要是由于其在增加抽油杆刚度的同时，也使得抽油杆与管的接触大幅度增加。而扶正器知识增加的刚度只局限于一小段内，整体刚度并未得到增强，使得大直径工具两侧的抽油杆应力降低，而对于油管的正压力也随之提高，摩擦力也随之提高。

2.2 疲劳断脱

虽然当前都通过无限寿命疲劳设计来使得抽油杆的应力不超过疲劳极限，但是在实际的是工作，由于各种因素的影响，抽油杆的工作次数往往不能超过107次，一般都在107次往后就更换抽油杆。大庆油田第六作业区的抽油机冲次主要为每分钟6转，实际的理论寿命为3.17年。

2.2.1 抽油杆的使用超过疲劳限制

去掉因为偏磨等原因造成来的更换抽有关，大庆油田第二采油厂更换的抽油杆每年大概37.682*104m，但是大庆油田的老井每年只需要更换约29.35*104m，第二采油厂比老井每年多了约8.324*104m。大庆油田第二采油厂在这些年的抽油杆更换力度不断增加，但是由于之前的欠账过多，使得抽油杆疲劳断脱问题仍旧相对突出。

2.2.2 部分更换

为了降低成本，大庆油田第二采油厂的不同作业区在更换抽油杆时，出现了更换抽油杆与未更换抽油杆循环出现问题的不利现象，更换的抽油杆不断了，但是没有更换的却断了。再加上一些工作人员的责任意识不足，在更换抽油杆时地组合缺乏合理性，导致抽油杆断脱问题发生的概率大大提升。

3. 减少抽油杆断脱应采取地措施

3.1 抽油杆加重，使抽油杆始终处于受拉伸状态

要想有效的减少抽油杆断脱问题，我们首先要确保抽油杆柱处于受拉伸状态，因此，我们就需要对抽油杆地重量进行计算，适当的对活塞部位进行加重，同时还要注重抽油机系统地整体平衡，多做调节，确保整体的工作效率不受影响，达到降低抽油杆弯曲造成的油管正压力。

3.2 定期旋转抽油杆

根据调查，我们发现将近九成的油井的扶正器的偏磨都出现在同一侧，单侧偏磨现象显著，随后查阅资料发现单侧偏磨的抽油杆寿命为180d+。因此，为了提高扶正器的使用期限，我们就需要针对部分运转周期过半年的抽油杆，通过人工旋转抽油杆的方式，或者通过设置自动选装设备，利用其上下的运动，推动抽油杆的旋转。旋转圈数保持在2到4圈，确保扶正器的磨损为均匀磨损，这样，抽油杆的使用期限就得到了有效的延长，同时还大大的解阅了成本的消耗。

3.3 使用油管张力锚

我们可以将在泵下一根到两根油管处插入油管张力锚，提高上油管的预拉力，同时将油管进行固定，尽量降低抽油杆与油管之间的正压力，降低磨损负担。

3.4 对大沉默度井上提泵挂

我们可以对沉没度超过400米的抽油杆，通过并上提泵挂的方式来降低抽油杆与油管之间的磨损接触面积，同时还能有效的减小管杆正压力。在另一方面，抽油机的负荷与抽油杆拉力也随之减小，抽油杆的磨损情况获得了有效的缓解。

3.5 采用高强度抽油杆

为了避免下冲程的抽油杆底部弯曲所造成的偏磨与疲劳断脱情况，同时也为了不强抽油杆的抗弯性与抗拉性，我们可以通过使用HY级的高强度抽油杆来实现这些目的。

3.6 针对聚驱采油的井建议采用抽聚泵

由于聚驱采油的井在采油过程中含聚液体情况较为突出，为了改善这一问题，我们可以主要通过利用抽聚泵减小杆柱的下行阻力。

3.7 建立抽油杆探伤系统

我们要想有效的解决抽油杆断脱问题，可以通过引进抽油杆探伤仪来提高修复抽油杆的合格率。同时还能针对无法从外观上有效判断的偏磨，腐蚀坑等细小问题的进行探测，有效的降低抽油杆的事故发生概率。

4.总结

在本文中我们主要介绍了抽油杆断脱问题发生的主要原因时抽油杆的偏磨现象以及疲劳问题，随后针对其对抽油杆断脱的实际产生原理指出了针对性的解决措施，具体措施本人就不再一一叙述，但是我们在针对抽油杆断脱问题进行研究室，必须要针对其产生的实际原因进行分析，这样才能有效的找出解决办法。

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