鐵邊城區塊抽油桿斷脫機理分析以及預防措施

靳莎莎 強焱 胡佳杰(長慶油田第八采油廠 陜西710018)

一、鐵邊城區塊抽油桿斷脫情況

目前鐵邊城作業區共有油井五百余口，其中定向井占總井數的94.4%；通過對作業區所有的油井維護性作業進行了統計分析，發現抽油桿(光桿)共斷脫井次占維護性作業的25%。斷脫類型主要包括：油桿脫、油桿斷、拉桿斷、光桿斷、光桿脫。其中油桿脫與油桿斷分別占總井次的25.0%和28.6%。油桿上部斷占油桿斷總井次的57%，油桿下部脫扣占抽油桿脫總井次的62%。

二、抽油桿斷脫的原因分析

目前我們使用的抽油桿是寧夏長慶抽油桿制造有限責任公司生產的，其抽油桿的強度級別為D級，直徑為Φ22mm和Φ 19mm,采用的光桿是Φ25mm的KD級標準光桿。使用的D級抽油桿的各種參數見下表1。

表1 D級抽油桿的力學性能參數

不同直徑的抽油桿在空氣中和混合液體中的線重分別見表2，鐵邊城區塊的平均含水在30%左右，按30%計算，鐵邊城區塊的油井的混合液體平均相對密度計算出為0.89。不同泵徑的活塞以上液體重量見表3。

表2 不同直徑的抽油桿線重(kg/m)

表3 不同泵徑的活塞以上的液體的重量(kg/m)

三、預防抽油桿斷脫的建議

1.桿柱組合設計方面

目前抽油桿斷脫的主要是2006年老井，而在2007年以后投產的油井，目前基本還沒有出現斷脫的現象。針對老井：檢泵一口，優化桿柱設計一口；對于新井：根據每口井的不同下泵深度、泵徑、井斜數據，進行優化設計，使抽油桿強度滿足前提下，抽油桿的組合最合理。

2.抽油桿的底部加一定比例的加重桿

新投油井在設計時候在抽油桿的底部加一定比例的加重桿，一方面可增加桿柱自重消除或降低抽油桿中和點,另一方面增加底部的抗彎曲性能,減少抽油桿的彎曲而產生偏磨導致抽油桿斷，或者產生倒扣扭矩導致抽油桿脫。目前這批油井沒有脫扣的現象，建議繼續推廣使用。

3.使用防磨抽油桿和旋轉尼龍扶正器

目前在定向井中的下泵投產時，在造斜點以下下防磨抽油桿，防磨桿是將尼龍扶正體緊緊注塑到抽油桿體上，可防止桿體及接箍的偏磨。除了使用防磨抽油桿外，在造斜點處，最大井斜處，最大方位角處，最大狗腿度處均安裝旋轉式尼龍扶正器，旋轉尼龍扶正器具有滑動和轉動雙重扶正功能，避免了單向偏磨，延緩了磨損速度。

4.采用小泵徑、長沖程、低沖次的工作參數

當沖次降低時,抽油桿的動載荷將大大減小，也就降低了抽油桿受非對稱應力循環次數，減緩了抽油桿的疲勞失效；有關文獻資料證明采用大泵徑的油井抽油桿斷脫的比例大于采用小泵徑的油井，目前鐵邊城區塊的平均抽汲參數為：沖程*沖次*泵徑=2.5m*5m*32mm，建議不要使用大于5次的抽汲參數。

5.安裝抽油桿防脫器

針對目前抽油桿上部脫的現象，建議在光桿與抽油桿連接處安裝一個防脫器；而對于下部脫的問題，建議活塞以上50m處安裝一個防脫器來防止抽油桿的脫扣，目前08年新投的這批井沒有出現脫扣的現象，建議繼續推廣應用。

6.加強新井投產、檢泵作業的監督力度

在新井投產和檢泵作業中，監督施工按要求操作，對于一些違章的操作，要堅決制止，防止對桿柱造成傷害，在抽油桿的運輸和在場地的排放時要嚴格要求，防止造成對抽油桿的損傷。

結論和認識

本文通過對鐵邊城區塊抽油桿斷脫的資料的統計，對可能引起斷脫的原因進行了分析并提出了相應的建議，可以得出以下幾點認識：

1.本文對目前我們使用的抽油桿行了強度校核，并對抽油桿組合地合理性進行了驗證，發現抽油桿的強度是完全可以滿足要求的，目前抽油桿組合的強度富余量很大。

2.目前，鐵邊城區塊引起抽油桿斷脫的主要原因是偏磨和抽油桿下部彎曲，目前采取防磨扶正和加重防脫措施收到了明顯的效果。

3.隨著油田的開發，抽油桿疲勞，腐蝕等多方面的因素都會導致抽油桿失效，所以防止抽油桿的斷脫,是一項長期復雜的工作。

[1]陳濤平，胡靖邦。石油工程[M]。石油工業出版社，2002。