抽油桿故障類型分析及治理對策探討

包曉航

摘 要 對抽油桿常見的各類故障如斷、脫、偏磨、腐蝕、偏磨加腐蝕等故障原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，指出要切合實(shí)際實(shí)施防斷、防脫、防偏磨、防腐蝕的治理對策，對今后抽油井生產(chǎn)技術(shù)管理有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞 抽油桿 故障類型 治理對策

1抽油桿故障類型

1.1抽油桿斷脫

抽油桿斷脫原因很多，歸納起來有：（1）油桿下井時上扣扭矩不夠;（2）桿柱組合或生產(chǎn)參數(shù)不合理;（3）桿柱固有工作特性所致;（4）抽油桿節(jié)箍處存在嚴(yán)重偏磨和腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致桿在節(jié)箍處脫扣。

1.2抽油桿斷

抽油桿斷的原因絕大部分情況是由于桿的金屬材質(zhì)存在缺陷，在井筒介質(zhì)環(huán)境下形成了局部的小陽極與大陰極腐蝕電偶，從而造成在斷點(diǎn)處局部坑蝕;再由于桿在生產(chǎn)過程中受拉伸壓縮等復(fù)雜交變應(yīng)力的作用，就容易在桿坑蝕處發(fā)生斷裂。當(dāng)然，由于桿偏磨嚴(yán)重造成桿斷的現(xiàn)象也存在，但從廣義上講，偏磨也屬于腐蝕范疇內(nèi)的磨蝕現(xiàn)象。桿斷的原因主要是桿材質(zhì)問題和由于腐蝕傷害及受力情況綜合作用的結(jié)果。

1.3偏磨

抽油桿發(fā)生偏磨的原因也很多，歸納起來有：（1）井斜，這種情況必然導(dǎo)致抽油桿偏磨;（2）地層蠕變，如地層出砂、出鹽嚴(yán)重等井況因素造成套管變形，使井段出現(xiàn)彎曲，產(chǎn)生“狗腿子”;（3）多種因素使抽油泵柱塞下沖程時阻力增大，導(dǎo)致抽油桿發(fā)生彎曲;（4）原油含水升高，增加了管桿接觸面的摩擦阻力，導(dǎo)致偏磨加重。

1.4腐蝕

腐蝕是一種廣泛存在的電化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。在有桿泵的原油生產(chǎn)中，抽油桿在生產(chǎn)過程中起著舉足輕重的作用，抽油桿一旦出現(xiàn)問題，油井的正常生產(chǎn)將無法進(jìn)行。惡劣介質(zhì)環(huán)境對腐蝕反應(yīng)速率起著催化促進(jìn)作用，且含量高，提供了抽油桿形成坑蝕的條件和機(jī)會。容易在桿表面形成大陰極一小陽極的面積比結(jié)構(gòu)，形成閉塞電池，逐漸“深挖”，最后將才桿斷。

1.5偏磨加腐蝕

桿的偏磨和腐蝕并不是簡單的疊加，而是相互作用.相互促進(jìn)。管桿偏磨，使管桿偏磨表面產(chǎn)生熱能，從而使管桿表面鐵分子活化，而產(chǎn)出液具有強(qiáng)腐蝕性，使偏磨處優(yōu)先被腐蝕。由于腐蝕，使管桿偏磨表面更粗糙，從而磨損更嚴(yán)重。

2降低抽油桿各類故障的治理對策

2.1防偏磨

（1）桿上加裝尼龍扶正器。防磨扶正器以絲扣連接在抽油桿上，拆裝方便，扶正體是高強(qiáng)度耐磨塑料，能減少油管的磨損。另外，利用直鋸齒和螺旋槽使扶正體旋轉(zhuǎn)而均勻磨損，以達(dá)到使用壽命長久的目的。固定式扶正器直接在抽油桿體上注塑。其主要特點(diǎn)是抽油桿體扶正的防偏磨。在彎曲度大的井段，對產(chǎn)生抽油桿偏磨的扶正有明顯效果但是在抽油桿的上部或偏磨嚴(yán)重的井段，使用壽命較短。扶正節(jié)箍是在抽油桿節(jié)箍上增加了扶正防偏磨尼龍體。其主要特點(diǎn)是拆裝方便，扶正效果好，適用于抽油桿柱下部因壓縮彎曲的防偏磨;而在中性點(diǎn)上部，使用壽命較短。（2）合理調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。采取長沖程，低沖次;增加泵下尾管的長度，減少油管彎曲，尾管管長度不低于200 m;在抽油桿底部加加重桿，使抽油桿柱的中性點(diǎn)下移，減少抽油桿的彎曲。改變抽油桿柱上節(jié)箍的位置，來改變偏磨位置的措施。

2.2防脫

（1）必須保證作業(yè)時桿下井前上扣扭矩上緊上滿，不能因人為的原因造成桿脫隱患;（2）桿柱組合和生產(chǎn)參數(shù)必須嚴(yán)格按相關(guān)API標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，認(rèn)真優(yōu)化桿柱組合和生產(chǎn)參數(shù)，決不能隨意人為操作，避免無功而為;（3）增強(qiáng)桿的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度等性能強(qiáng)度，從而盡量降低桿柱固有工作特性造成的桿脫;（4）通過桿上裝尼龍扶正器，油井加緩蝕劑等方法解決桿偏磨腐蝕嚴(yán)重的問題造成的桿脫。

2.3防磨蝕

為了同時解決存在偏磨、腐蝕的抽油桿，經(jīng)過研究在抽油桿節(jié)箍處有意識的加長，然后在節(jié)箍加長空間處裝填鋅鋁合金犧牲陽極塊。利用扶正器解決桿的偏磨問題，利用鋅鋁合金犧牲陽極塊解決桿的腐蝕問題。在電解液中，離子在電場作用下發(fā)生遷移，正離子向陰極遷移，負(fù)離子向陽極遷移，起到傳遞電荷的作用。

2.4防桿斷

桿斷主要是桿材質(zhì)、腐蝕和交變應(yīng)力頻繁作用的結(jié)果。防治桿斷須從3個方面著手：增強(qiáng)桿的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度等性能，引進(jìn)先進(jìn)的檢測系統(tǒng)，杜絕不合格桿下井，解決好桿的防腐蝕問題;杜絕人為因素造成的桿下井前在地面的損傷。

2.5防腐蝕

（1）少量多次加緩蝕劑。加緩蝕劑是解決油井管桿腐蝕的一種常用、有效的方法。其原理通過緩蝕劑加入產(chǎn)出介質(zhì)中，與金屬本體形成一種致密保護(hù)膜，使金屬本體與腐蝕介質(zhì)隔離開來，以達(dá)到保護(hù)金屬，防止腐蝕的目的。（2）并口連續(xù)加藥。井口連續(xù)加藥是針對一些偏遠(yuǎn)井管理難度大，腐蝕情況較為嚴(yán)重所采取的一項(xiàng)防治措施。根據(jù)油井液量，含水、加藥濃度，確定合理加藥量，一次性將藥液裝入井口連續(xù)加藥裝置，定量連續(xù)加入井內(nèi)，以起到防腐作用。（3）油管內(nèi)預(yù)膜防腐措施。作業(yè)施工時，下泵后在油管內(nèi)加入一定的緩蝕劑，使之在油管內(nèi)表面和抽油桿表面形成較厚的保護(hù)膜以達(dá)到預(yù)防腐蝕的目的。（4）應(yīng)用防腐桿。防腐桿的應(yīng)用對一些腐蝕較嚴(yán)重的抽油井，在加藥防腐的同時應(yīng)用防腐桿。防腐桿就是在抽油桿表面涂敷有一種特殊防腐涂料的抽油桿。通過現(xiàn)場12口井的應(yīng)用，防腐效果明顯。

3結(jié)語

重視抽油桿常見故障的原因分析和對癥防治至關(guān)重要。加強(qiáng)質(zhì)量管理，引進(jìn)應(yīng)用高強(qiáng)度油桿超聲波自動檢測系統(tǒng)，杜絕不合格桿下井。提高作業(yè)質(zhì)量，杜絕人為因素造成故障。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真優(yōu)化桿柱組合和確定生產(chǎn)參數(shù)。應(yīng)用防偏磨、防腐蝕新技術(shù)、新工藝，以小投入帶來高效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉冬偉.王優(yōu)強(qiáng)抽油桿斷脫故障樹分析[J].石油礦場機(jī)械，2007（09）.