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油井杆断脱与悬点载荷变化关联性分析

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：张洪波

[导读] 发生抽油机井光杆断脱的故障，需要采取最有效的处理措施，才能恢复井筒的正常运行状态。

胜利采油厂采油管理四区张洪波

摘要：发生抽油机井光杆断脱的故障，需要采取最有效的处理措施，才能恢复井筒的正常运行状态。通过对抽油机井光杆断脱解决办法的研究，解决抽油机井的故障问题，不断提高抽油机井的运行效率，满足机械采油生产的技术要求。分析影响光杆安全运行的因素，尤其针对井口的光杆承受的载荷的变化进行分析，应用高强度的光杆材质，并对光杆实施扶正管理，避免光杆和井口发生偏磨的现象，才能保证抽油机井的光杆高效运行，更好地为抽油机传递动力，进而提高抽油机系统运行的效率。
关键词：机械采油；抽油机井；光杆断脱；载荷分析；断脱治理
        针对抽油机井光杆断脱的问题，采取最有效的解决办法。使抽油杆断脱的故障及时得到解决，恢复油井的正常生产的状态。分析抽油机井导致光杆断脱的原因，采取最佳的预防措施，尽可能延长抽油井光杆的使用寿命，降低抽油机井的生产成本，不断提高抽油机采油生产的效率。
        1 抽油机井的光杆断脱概述
        当抽油机井的光杆发生断脱后，需要采取有效的措施，及时解决光杆的故障问题，恢复抽油机井的正常运行状态。如果光杆断脱点在盘根盒以下的位置，可能会出现油气泄漏的问题，采取的应急处理措施为：关闭生产闸门，关闭盘根盒(胶皮闸门)，然后停运抽油机，清除油污，保持井口的清洁卫生，实施压井作业施工程序，最后应用井下落物打捞的程序，打捞光杆。如果光杆断点在盘根盒以上的位置，可以将抽油机停掉即可。然后用吊车提出光杆，更换新的光杆即可恢复抽油机井的正常运行状态。
        引起抽油机井光杆断脱的原因是多方面的，由于金属的疲劳而降低抽油杆的强度，当井筒的液柱压力发生变化，导致抽油杆承受的载荷增大，而引起抽油机井光杆断脱，致使抽油机井停产。光杆承受交变载荷的作用，经过长期的运行后，金属疲劳程度增加，引起光杆发生断脱的事故。基于光杆的应力腐蚀和化学腐蚀的作用，井筒内的介质具有非常高的腐蚀性，导致金属的腐蚀，而形成断脱的故障。
        光杆在选择的时候存在问题，光杆材质的强度不能满足抽油机系统的需要。经过长期的上下往复运动，而导致光杆发生断脱。如果抽油机的运行参数不合理，工作制度不能满足油井生产的需要，冲次过大，极易导致光杆疲劳，降低了光杆的使用强度，无法达到正常运行的条件。而当抽油机系统的杆管设计不合理，引起光杆的局部受力过大，而引起该部位发生断裂的现象。同时由于抽油机井的光杆和井口发生磨损，增加了光杆和井口摩擦的阻力，降低了光杆的使用强度，引起光杆过早地出现故障，而影响到抽油机系统的正常进行。当抽油机井发生卡泵的现象，导致光杆承受更大的载荷，而引起光杆发生变形，经过长期的非正常受力的作用，引起光杆的承载能力下降，而导致光杆发生断脱的事故，影响到抽油机井的正常运行，给油田生产带来巨大的难度。
        引起光杆断脱的因素除了光杆本身承受载荷的变化外，也存在着人为的管理不善的问题。抽油机井的管理人员的专业素质不达标，对抽油机井的日常管理的措施不当，对抽油机井
的运行参数控制不当，如油井结蜡后，由于蜡的沉积粘附，增加了光杆的承载重量，而导致光杆承受的应力增大，当光杆承受的负荷达到极限数据时，就会在载荷最大的部位形成断脱，影响到抽油机井的正常运行。
        抽油机井的热洗作业施工的程度不够，热洗的温度不够，热洗介质的循环不理想，没有达到热洗清蜡的作用效果。也是导致光杆断脱的原因之一。井口的盘根盒过紧，造成光杆部位的夹紧力过大，降低了光杆的强度，影响到光杆的受力，也是导致光杆断脱的条件。

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        对抽油机井的测试不规范，测试示功图时的操作损坏光杆，示功图测试的过程中，没有释放悬点的载荷，强行进行仪器的拆卸，影响到光杆的强度。而引起井口部位的光杆发生故障，影响到抽油机井的正常运行。不严格执行安全操作规程，在进行防冲距调整时，硬提抽油杆柱等操作，势必影响到光杆的受力，而促使光杆产生金属疲劳，无法达到预期的使用强度，发生断脱事故。
        2 抽油机井光杆断脱解决对策
        当抽油机井出现光杆断脱事故后，研制和应用光杆打捞工具，将断脱的光杆柱打捞出井，经过修井作业施工，更换新的光杆，恢复抽油机系统的正常运行状态，才能获得最佳的油井产能，达到油田开发的产能指标。
        2.1 光杆断脱事故的自行处理措施
        通过打捞工具的使用，将断脱的光杆打捞出井。也可以通过吊车设备，将断脱的光杆吊装出井，重新安装新的光杆，恢复井筒的正常运行的条件。加工打捞工具，提高光杆落物打捞的成功率，保证光杆的安装质量，为后续的抽油生产提供保证措施。
        2.2 提高对抽油机井的管理水平
        为了保证抽油机井安全运行，不断提高抽油机系统的运行效率。加强对抽油机井的运行管理，建立完善的抽油机井的管理制度，制定安全操作规程，对抽油机井的洗井质量进行验收，保证热洗清蜡达到最佳的效果，降低油井结蜡对光杆的不利影响。由于油井结蜡后，导致光杆的承受重量增加，促使光杆受到更大的应力作用，而降低了光杆的强度，发生断脱的几率增多，影响到抽油机井的安全运行。提高热洗的温度，建立完善的热洗流程，促使热洗介质从油套管环形空间注入，从油管返出，依靠热载体的循环，将沉积在油管和抽油杆上的蜡溶化，使其随油流带到地面上来，降低油井结蜡带来的不利影响，避免频繁地出现光杆断脱的故障。加强对油井的作业施工管理，预防各种井下作业施工事故的发生。对作业施工的质量进行验收，如在对抽油机井进行防冲距调整时，由于操作不当，而损坏光杆的行为，严重影响到光杆的使用寿命，给抽油机井的安全运行带来不利的影响。对抽油机井的维护保养状况进行分析，加强对抽油机井悬点载荷的分析，为抽油机设备的安全运行提供保证措施。重视抽油机井管柱的维护工作，分析抽油机井的工作制度，定期进
        行抽油机井运行参数的调整，保证抽油机井在高效的区域运行，实施长冲程、慢冲数、小泵径的原则，确定合理的生产压差，不断提高抽油机井运行的效率，避免发生光杆断脱的故障。
        2.3 对抽油机井光杆断脱的解决措施
        研制抽油杆的扶正器，增加光杆的强度，预防各种光杆断脱事故的发生。抽油机井运行时，保证光杆始终对准井筒的中心位置，减少光杆和井口偏磨的几率，管理好防喷盒，适当控制盘根盒的松紧度，才能避免光杆失效，而发生断脱事故，导致抽油机井停产，影响到油田机械采油生产的顺利进行。研制光杆防断脱器，对光杆的运行状况进行实时监测管理，适当控制井口悬点的载荷，实施泄压处理，在保持抽油机井正常生产的前提条件下，尽可能提高光杆的运行效率，降低光杆断脱的次数，因此增加抽油机井的安全运行效率，达到油田开采的产能指标。不断研究和应用新的工艺和设备，保证抽油机井的光杆高效运行，降低光杆发生断脱等事故的几率，减少抽油机井作业的频次，相应地降低抽油机井的维护成本。降低了机械采油生产设备的维护成本，提高了抽油机采油设备的运行效率，为油田生产企业创造最佳的经济效益。
参考文献
[1]刘爽.抽油机井系统效率影响因素分析及提高措施[J].石油石化能,2018,8(10):11+55-58.