抽油桿減震器的現場應用情況及效果分析

【摘 要】 本文從應用抽油桿減震器前后上下載荷的變化、不對稱循環應力的變化、上下電流系統效率的變化情況、功圖圖形的變化等方面、分析抽油桿減震器在現場的應用情況。現場應用的19口井，在未使用抽油桿減震器之前平均每年作業1.5 井次（包括返工），2004年這19口井共作業23井次，現場鑒定情況19井次為桿斷，自2004年4月使用抽油桿減震器后，只有2口井檢泵作業，鑒定結果桿斷1口，脫節器爪斷1口，年少檢泵21井次，節省作業費用42萬元，同時避免因泵況異常導致的產量損失420噸，每噸原油按1200元計算，獲經濟效益50.4萬元，這19口井全年獲經濟效益134.4萬元。

【關鍵詞】 桿斷比例 不對稱循環應力 經濟效益

Abstract ： The paper mainly discusses the field application of the sucker rod shock absorber and effect analysis.

1.問題的提出

油田進入高含水后期，為保持產油穩產，多采用大直徑深井泵進行強化開采，抽油機井桿柱承受的載荷逐漸加大，由于抽油桿承受的非對稱循環應力，沖次、部分新桿質量存在問題、抽油桿超期服役、施工質量、管理方面存在的問題以及受桿偏磨影響，各類問題引發的桿斷井在檢泵井中占有相當大的比例，2003年抽油機井純桿斷比例已經達到18.01％，偏磨引發的桿斷比例為17.69％，占抽油機井檢泵比例的35.71％。因此，分析研究引發桿斷的各類因素并采取相應的治理措施，已成為采油工程技術人員必須面對及解決的問題。治理抽油機井桿斷主要是降低抽油機井的振動載荷，降低上下載荷的差異，減少抽油桿承受的不對稱循環應力，因此，2004年在19口桿斷幾率大的抽油機井上安裝抽油桿減震器，主要目的是降低桿斷井的比例。

2.抽油桿減震器的工作原理

2.1、抽油桿的受力狀況分析

抽油桿在工作時承受著交變載荷，因此，在抽油桿內產生了由бmax到бmin的非對稱循環應力。在交變載荷作用下，抽油桿往往由于疲勞而發生斷裂。因為，如果在最大拉應力下發生破壞，那么抽油桿的斷裂事故將發生在拉應力最大的上部，但是，現場監督的實踐表明：抽油桿在上部、中部和下部都有斷裂。因此，抽油桿斷與非對稱循環應力有關。

2.2、抽油桿減震器的工作原理

抽油桿減震器是通過彈簧緩解上下沖程交變載荷，降低抽油桿承受的不對稱循環應力，減輕抽油桿拉伸強度，減震效果顯著，能夠改善抽油桿受力狀況，具有防脫、防斷、節能、增油的效果，能夠有效地降低抽油桿桿斷幾率，同時降低電機運行電流，消除振動造成的共振影響，提高了抽油桿柱使用壽命，延長檢泵周期，功圖測試效果良好，適用于振動載荷較大、桿斷比例較高的井上使用。

3.抽油桿減震器的現場應用情況及效果分析

3.1從振動載荷及不對稱循環應力對比來看

抽油桿減震器安裝前后，19口井的最大載荷、最小載荷都發生了不同程度的變化，平均最大載荷由安裝前的55.40KN減少到安裝后的51.35KN，減少了4.05KN；最小載荷由安裝前的18.85KN上升到安裝后的20.37KN，上升了1.52KN；不對稱循環應力由安裝前的409.22KN/mm2下降到安裝后的362.98KN /mm2，下降了46.24 KN /mm2，，功圖圖形由振動較大到圖形比較平緩，降低振動載荷的作用較為明顯。

例如，一口抽油機井安裝了抽油桿減震器，安裝后該井的最大載荷由安裝前的69.14KN減少到安裝后的53.84KN，減少了15.3KN；最小載荷由安裝前的25.3KN上升到安裝后的27.65KN，上升了2.35KN；不對稱循環應力由安裝前的422.61KN/mm2下降到安裝后的295.77KN /mm2，下降了126.84 KN /mm2，降低載荷的作用比較好。

3.2電流及系統效率變化情況對比

19口井上電流平均值由安裝前的46A下降到安裝后的44 A，下降了2A；下電流平均值由安裝前的41A下降到安裝后的39A，下降了2A；抽油機井系統效率平均值由安裝前的29.26％上升到到安裝后的31.1％，上升了1.84％。

3.3從檢泵井次及檢泵周期的變化情況來看

19口井在安裝抽油桿減震器之前， 23井次，桿斷為21井次，平均檢泵周期為212天，安裝抽油桿減震器之后，截至目前檢泵3井次，桿斷為1井次，平均檢泵周期為364天，年減少檢泵21井次，檢泵周期延長了152天，檢泵費用按2萬元計算，節省作業費用42萬元，同時這19口井避免因泵況異常檢泵造成的產量損失420噸，一噸原油按1200元計算，可獲經濟效益50.4萬元，19口井年獲經濟效益134.4萬元。

3.4從日產液的變化情況來看

安裝抽油桿減震器前后對比，19口井日產液由安裝前的68.7t/d略升到按裝后的70.8t/d，日產液上升2.5t/d，日產油由安裝前的5.8 t/d略升到按裝后的5.96t/d，日產油上升0.16t/d，有一定的增液增油效果。

4.目前存在的問題及下步建議

4.1目前存在的問題

由于上產力度加大，增加了抽油桿的懸點載荷，誘發了桿斷脫井的幾率。統計145井次檢泵井中，桿斷井33 井次，占檢泵井比例為19.31%，作業隊撈桿28井次，采油隊自己淺部打撈32井次，總計93井次。從泵徑上看，70mm以上大泵桿斷井為62井次，占桿斷井比例66.67％；從沖次上看，沖次8n/min的桿斷井為53井次，占桿斷井比例56.99％。

4.2下步建議

4.2.1加大抽油桿減震器在現場的應用力度，對于70mm以上大泵的井以及沖次8n/min的抽油機井建議全部安裝抽油桿減震器。

4.2.2由于抽油桿減震器有較好的節能效果，可降低電機的運行電流，提高抽油機井系統效率，因此對于電機利用率大于85％以上的井安裝抽油桿減震器。

5.認識及體會

5.1抽油機井減震器在振動較大的抽油機井上應用，可有效降低懸點載荷，降低抽油井不對稱循環應力，改善抽油桿受力狀況，降低抽油機井桿斷幾率，延長抽油機井檢泵周期，減少產量損失，節約作業費用，效果明顯。

5.2抽油機井抽油桿減震器可以降低抽油機井運行電流，降低電機利用率，能夠一定程度的提高抽油機井系統效率。

5.3抽油機井抽油桿減震器安裝方便，性能可靠，可以在現場推廣使用。

5.4抽油桿減震器適用于沖次快、泵徑大于70mm的井以及斷脫幾率高，不對稱循環應力高、振動載荷大的抽油機井上安裝使用。

（作者單位：大慶油田有限責任公司）