抽油桿防脫器在螺桿泵井的應用

郭立娜

摘要：螺桿泵井因為桿斷脫引起的檢泵現象逐年增多，大大的縮短了檢泵周期，頻繁檢泵影響產量的同時極大的增加了作業成本，我們引進了螺桿泵專用防脫器從根本上解決了這一問題，特別是跟插接桿配合使用以后，檢泵次數明顯減少，檢泵周期明顯延長，減少了作業成本。

關鍵詞：螺桿泵；防脫器；檢泵周期；插接桿

前言

近年來，在螺桿泵井生產過程中因為桿斷脫引起的檢泵現象逐年增多，大大的縮短了檢泵周期，頻繁檢泵影響產量的同時極大的增加了作業成本，我們針對這種情況進行了技術攻關，參考其他油田生產方式，最終決定引進專門的螺桿泵防脫器來解決這一問題。

1防脫器的研究

螺桿泵井簡單的桿柱組合難以應對卡井時扭矩的釋放，我們需要設置一種在油井正常生產時，工具能隨桿柱正常旋轉；螺桿泵卡停后，桿柱反轉時能夠釋放桿柱反扭矩；螺桿泵轉子被抱死時，上提一定拉力可使桿柱在轉子上方折斷。我們設計了出螺桿泵插接桿專用防脫器。

防脫器主要有連接公母頭，連接軸、外鋼套、彈簧、定位銷等組成，連接螺桿泵轉子和插接桿。當抽油桿正轉時，防脫器內在定位鍵的作用下，使聯結軸和外套一起旋轉。當抽油桿反轉時，防脫器的聯結軸在外套內旋轉而外套不轉，從而達到了抽油桿釋放反扭矩的作用。

2工作原理

螺桿泵抽油桿在井下工作時其受力狀況較為復雜，一方面要傳遞扭矩，另一方面由于離心力的作用，抽油桿接箍與油管內壁碰撞并產生橫向震動。因此我們從研究螺桿泵井桿柱脫扣機理入手，制定防脫措施。

抽油桿旋轉帶動螺桿泵轉子、定子旋轉，再帶動防脫器的內管旋轉，在螺紋作用下錐體向下行走，卡瓦向外移動，從而將螺桿泵定子固定不動，螺桿泵轉子繼續旋轉，將井內原油抽至地面。由于螺桿泵定子上部有井下軸承，因此，螺桿泵定子在固定之前的旋轉不會造成泵上油管卸扣脫落。內管與錐體產生相對旋轉錐體向下行走時，在摩擦裝置的作用下，卡瓦托不會向下移動，內管的外臺肩與卡瓦托內臺肩之間有一定的距離，當油井作業提油管時，內管與錐體同時上行，卡瓦、卡瓦托、摩擦裝置相對內管下行，使卡瓦托與錐體之間的距離增大，卡瓦收回，從而解除錨定。

總之，抽油桿正傳時在定位鍵的作用下，聯結軸和外套一起旋轉。當抽油桿反轉時，聯結軸在外套內旋轉而外套不轉。從而達到了抽油桿反轉防脫的功能。停機時，將抽油桿由慣性產生的扭矩釋放，避免抽油桿因慣性扭矩斷脫而造成井下事故。

3主要技術參數

4操作要求

1）抽油桿防脫器連接在螺桿泵井中的抽油桿上。

2）輕拿、輕放，不要猛摔、猛砸。

3）下井連接時絲扣應完好無損，防止工具脫落。

4）起、下過程中要求平穩操作，嚴格按施工設計要求施工。

5現場應用情況分析

從現場應用效果來看，通過2年多的試驗，2014年到2016年，由桿斷脫引起的檢泵井大幅度減少，并且鋸桿作業也急劇減少（表1）。

6防脫器的改進與配套工具的應用

在防脫器投入生產以后，檢泵周期明顯延長，但生產中發現存在由于防脫器的焊接點有些薄弱，造成斷裂的問題。

鑒于防脫器因焊接點薄弱造成的斷裂問題，通過改進防脫器的結構，降低了防脫器的失效幾率，極大的延長了螺桿泵的檢泵周期。設計出安全短接，當螺桿泵卡停檢泵時，上提一定拉力可使桿柱與轉子斷開，避免了邊提桿邊鋸桿的情況發生，不僅降低了作業過程中的安全風險以及作業難度，也減少了采油桿柱的浪費。

同時，插接桿安全接頭的應用也輔助減少了螺桿泵檢泵井的次數。插接桿安全接頭（見圖2）的設計原理是在桿短接接頭處設置一個縮徑點，當軸向拉力大于180-200KN時，從縮徑點斷開，使轉子與桿分離。

7應用分析

從現場應用效果來看，改進后的防脫器及插接桿安全接頭的應用極大地延長了檢泵周期，減少了檢泵次數，減少了作業成本（表2）。

8結論

螺桿泵防脫器的引進應用能減少桿斷脫的次數，延長檢泵周期，減少作業成本，特別是與插接桿的配合使用優勢極其明顯。

（作者單位：遼河油田錦州采油廠工藝研究所）