抽油桿斷脫原因分析

李大鵬

摘 要：油電開采井下作業的風險性是非常高的，而抽油桿斷作為對油田開采井下作業影響大的一個問題，不僅使企業的利益遭受了巨大的影響，同時還大大的加重了作業工作量，進而使得成本不斷提高。本文以大慶油田的抽油桿斷情況作為基礎，對如何有效的預防抽油桿斷問題進行了仔細地研究。

關鍵詞：抽油桿;磨損;斷脫;分析

抽油桿斷脫問題地最直接后果就是導致井下作業工作量的大大提高，成本費用也隨之提高，對企業地正常經濟收益造成了不利地影響。為了解決這一問題，石油企業必須要不斷加大資金與技術投入力度，完善開采技術。同時要加強管理，盡量避免抽油桿斷脫問題的發生。這不僅影響到企業地經濟利益，同時也是加強井下作業質量的必然措施。下面我們就以大慶油田第六作業區的抽油桿斷脫問題為案例，分析其原因并指出如何有效的預防抽油桿斷脫問題。

1. 大慶油田第六作業區現狀

當前大慶油田現開油井共933井，兩年內抽油桿斷脫約372井，其中有253井出現重復抽油桿斷脫，大大的加重了原油產量的壓力，同時造成了巨大的不必要成本。并且根據歷年來的趨勢判斷，這種現象仍會持續增加，因此，我們就有必要來分析一下抽油桿斷脫問題產生了主要原因，進而找到解決對策。

2. 抽油桿斷脫原因分析

根據這些年來抽油桿斷脫現象的實際情況以統計學知識進行分析，我們發現將近一半比率的抽油桿斷脫主要原因是偏磨，這也是最主要的原因，其次就是疲勞導致的抽油桿斷脫，其比率將近三成，剩下的兩成則是其他原因造成的抽油桿斷脫。

2.1 抽油桿偏磨

石油開采工藝的完善雖然對石油開采能力的提高造成了積極作用，但是在另一方面，也加劇了有關于抽油桿的磨損，從而引發了大量的抽油桿斷脫問題。

2.1.1 高含水率的影響

當液含水率較低時，抽油桿于管之間的摩擦由于有油潤滑摩擦較小，但是隨著液含水率的不斷提高，抽油桿于管之間由油潤滑之間變為水潤滑，而此時的動摩擦因素也隨之變大，導致管桿遭受到嚴重的腐蝕，使得磨損迅速加快。在進幾十年來的開采之后，隨著大慶油田開采進度的不斷加深，當前已經進入高含水階段，油田開采處的原有含水比重越來越高，造成了嚴重的偏磨現象。

2.1.2 摩擦系數較大的摩擦副

由于抽油桿在工作時上下運動會與油管產生多次摩擦，就形成了兩個物體間的摩擦副，而隨著其摩擦系數的不斷增加，產生的摩擦力也就不斷上升，使得加劇抽油桿偏磨程度，再加上此時為水潤滑，相對于油潤滑來說造成的摩擦更大。

2.1.3 井筒內流體（聚合物）黏度較大

大慶油田主要通過使用聚合物驅油來擴大石油產量。然而，如果井筒內流體的黏度過大，密度過高，就會大大的增加抽油桿的運動阻力。在這種情況下，如果抽油桿處于下行狀態，過高的阻力、浮力使得其中和點往上推移，進而使得下抽油桿的彎曲應力增加。同時，抽油桿的正壓力也不斷提高，進而使得管桿摩擦力大大增加，加劇了偏磨。

2.1.4 扶正器等井下大直徑工具的影響

扶正器等大直徑工具對造成抽油桿偏磨的主要是由于其在增加抽油桿剛度的同時，也使得抽油桿與管的接觸大幅度增加。而扶正器知識增加的剛度只局限于一小段內，整體剛度并未得到增強，使得大直徑工具兩側的抽油桿應力降低，而對于油管的正壓力也隨之提高，摩擦力也隨之提高。

2.2 疲勞斷脫

雖然當前都通過無限壽命疲勞設計來使得抽油桿的應力不超過疲勞極限，但是在實際的是工作，由于各種因素的影響，抽油桿的工作次數往往不能超過107次，一般都在107次往后就更換抽油桿。大慶油田第六作業區的抽油機沖次主要為每分鐘6轉，實際的理論壽命為3.17年。

2.2.1 抽油桿的使用超過疲勞限制

去掉因為偏磨等原因造成來的更換抽有關，大慶油田第二采油廠更換的抽油桿每年大概37.682*104m，但是大慶油田的老井每年只需要更換約29.35*104m，第二采油廠比老井每年多了約8.324*104m。大慶油田第二采油廠在這些年的抽油桿更換力度不斷增加，但是由于之前的欠賬過多，使得抽油桿疲勞斷脫問題仍舊相對突出。

2.2.2 部分更換

為了降低成本，大慶油田第二采油廠的不同作業區在更換抽油桿時，出現了更換抽油桿與未更換抽油桿循環出現問題的不利現象，更換的抽油桿不斷了，但是沒有更換的卻斷了。再加上一些工作人員的責任意識不足，在更換抽油桿時地組合缺乏合理性，導致抽油桿斷脫問題發生的概率大大提升。

3. 減少抽油桿斷脫應采取地措施

3.1 抽油桿加重，使抽油桿始終處于受拉伸狀態

要想有效的減少抽油桿斷脫問題，我們首先要確保抽油桿柱處于受拉伸狀態，因此，我們就需要對抽油桿地重量進行計算，適當的對活塞部位進行加重，同時還要注重抽油機系統地整體平衡，多做調節，確保整體的工作效率不受影響，達到降低抽油桿彎曲造成的油管正壓力。

3.2 定期旋轉抽油桿

根據調查，我們發現將近九成的油井的扶正器的偏磨都出現在同一側，單側偏磨現象顯著，隨后查閱資料發現單側偏磨的抽油桿壽命為180d+。因此，為了提高扶正器的使用期限，我們就需要針對部分運轉周期過半年的抽油桿，通過人工旋轉抽油桿的方式，或者通過設置自動選裝設備，利用其上下的運動，推動抽油桿的旋轉。旋轉圈數保持在2到4圈，確保扶正器的磨損為均勻磨損，這樣，抽油桿的使用期限就得到了有效的延長，同時還大大的解閱了成本的消耗。

3.3 使用油管張力錨

我們可以將在泵下一根到兩根油管處插入油管張力錨，提高上油管的預拉力，同時將油管進行固定，盡量降低抽油桿與油管之間的正壓力，降低磨損負擔。

3.4 對大沉默度井上提泵掛

我們可以對沉沒度超過400米的抽油桿，通過并上提泵掛的方式來降低抽油桿與油管之間的磨損接觸面積，同時還能有效的減小管桿正壓力。在另一方面，抽油機的負荷與抽油桿拉力也隨之減小，抽油桿的磨損情況獲得了有效的緩解。

3.5 采用高強度抽油桿

為了避免下沖程的抽油桿底部彎曲所造成的偏磨與疲勞斷脫情況，同時也為了不強抽油桿的抗彎性與抗拉性，我們可以通過使用HY級的高強度抽油桿來實現這些目的。

3.6 針對聚驅采油的井建議采用抽聚泵

由于聚驅采油的井在采油過程中含聚液體情況較為突出，為了改善這一問題，我們可以主要通過利用抽聚泵減小桿柱的下行阻力。

3.7 建立抽油桿探傷系統

我們要想有效的解決抽油桿斷脫問題，可以通過引進抽油桿探傷儀來提高修復抽油桿的合格率。同時還能針對無法從外觀上有效判斷的偏磨，腐蝕坑等細小問題的進行探測，有效的降低抽油桿的事故發生概率。

4.總結

在本文中我們主要介紹了抽油桿斷脫問題發生的主要原因時抽油桿的偏磨現象以及疲勞問題，隨后針對其對抽油桿斷脫的實際產生原理指出了針對性的解決措施，具體措施本人就不再一一敘述，但是我們在針對抽油桿斷脫問題進行研究室，必須要針對其產生的實際原因進行分析，這樣才能有效的找出解決辦法。

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