抽油杆失效分析
抽油杆断脱原因分析
抽油杆断脱原因分析
抽油杆断脱是一种常见的产生油井失效的故障，造成了油井生产受限或停止产出。
该
故障的主要原因有以下几种：
1. 抽油杆材质和质量不良
抽油杆的材质和质量是导致抽油杆断脱的主要原因之一。
如果抽油杆的材料不符合相
关标准，或者质量存在缺陷，就容易发生断脱故障。
此外，还需要注意抽油杆的表面处理，保证表面光滑，防止表面裂纹的形成。
2. 抽油杆设计不合理
抽油杆的设计是控制抽油杆断脱的重要因素。
如果抽油杆的结构、尺寸、强度等设计
不合理，就容易导致断脱故障。
因此，设计方面需要考虑井深、工作压力、负荷大小等因素，以保证抽油杆的稳定性和强度。
3. 抽油杆的受力不平衡
抽油杆在使用过程中容易受到弯曲、拉伸、压缩等多种应力的作用。
如果抽油杆的受
力不平衡，就容易导致断脱故障。
这种情况通常是由于运行时的振动、井壁塌陷、沉降不
均等原因导致的。
4. 抽油杆与井壁之间的摩擦力
抽油杆与井壁之间的摩擦力也是导致抽油杆断脱的原因之一。
摩擦力的大小取决于杆
子的类型、直径和井筒的大小、形状等因素。
如果摩擦力过大，就可能导致抽油杆断裂或
脱离。
5. 防腐保护不当
抽油杆常常受到水腐蚀和化学腐蚀的影响。
如果防腐措施不到位，就会导致抽油杆表
面的腐蚀损伤，从而影响抽油杆的使用寿命和稳定性。
在某些情况下，这种腐蚀还会导致
抽油杆表面出现孔洞和裂纹，进一步加剧抽油杆的受力环境，加速抽油杆的断脱。
抽油机井杆管泵失效分析及防范措施
抽油机井杆管泵失效分析及防范措施摘要：随着油田开发时间的延长，地层和井下液体性质的发生变化，井身结构的损坏等因素增加，致使抽油井生产管理难度增大，维护性作业井次大幅增加，本文对抽油机井杆泵失效的原因进行了分析，提出了相应的对策，有效地提高了采油时率。
关键词：抽油井杆泵失效采油时率一、抽油井维护性作业井的原因分析导致抽油机井维护性作业井产生的原因主要有：油管失效、抽油杆失效，抽油泵失效、井下工具失效、油井结蜡、结盐、出砂等造成油井蜡卡、盐卡、砂卡等几个方面。
1.油管失效油井腐蚀影响。
根据水质分析，高含水油井井筒中含CL-、游离CO2、S2-等腐蚀性介质，它们对井内油管腐蚀性较强，油管长期处于恶劣环境中而造成漏失。
油井偏磨影响。
井筒套管、抽油杆、油管变形是引起系统偏磨的根本原因。
1.1油井套管变形在钻井过程中井筒本身并非完全是直井段，每一口井都存在着拐点。
井筒本身由于长期受地壳变动的作用，会使原有的固井强度不同程度的受损，导致在井筒的薄弱部位引起套管变形而出现新的拐点，使井筒段出现立体“S”形结构。
1.2井筒生产管柱出现的变形A井筒本身存在的不规则变形曲线，使管柱随弯就弯而变形；B采油生产过程中，受抽油机往复载荷和液柱的压力变化产生的变形；C作业时，野蛮起吊，人为造成的单根油管变形，使局部产生变形拐点。
1.3抽油杆柱产生的变形抽油杆属于采油系统柔性最强的杆柱，它是极易变形的配套部件，在生产过程中杆柱的变形由以下几方面引起的：A受到管柱变形而出现的被动变形；B杆柱往复运动中，受到拉压载荷的变化会引起杆柱系统产生随机或不规则的变形；C杆柱与井口装置对中偏差较大，致使杆柱偏离油管中心而靠向油管内表面出现局部磨损。
2.油管质量差主要表现在试压油管方面，目前油管厂试压标准已达到20MPa。
而在井筒内油管受力是多方面的，比较复杂。
尤其是垂直方向的拉力，对丝扣的密封性影响较大。
目前部分井下在用的油管丝扣磨损严重，造成油管公扣和接箍母扣之间存在缝隙，虽然施工时使用了丝扣胶密封胶，但在每天上万次的交变载荷，在高速动载荷的冲击作用下油管发生疲劳破坏，使油管结构丧失正常工作能力，油管丝扣的牙塑变形会使丝扣的咬合出现缝隙，使油管丝扣渗水，最终导致油管漏失。
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨抽油杆是油田开发中常用的一种采油设备，其主要作用是通过上下运动来提取地下油层中的原油。
由于长期高强度的工作状态，抽油杆在运行过程中往往会出现各种故障，严重影响采油效率。
对抽油杆故障类型进行分析并制定相应的治理对策，对于保障油田生产和提高采油效率具有重要意义。
一、抽油杆故障类型分析1. 断裂故障抽油杆在长时间的运行过程中，由于受到地质条件和工作环境的影响，很容易出现断裂故障。
断裂故障的主要原因包括杆材质量问题、设计不当、操作不当等因素。
2. 磨损故障在抽油杆与泵杆相互摩擦的由于砂粒等固体颗粒的影响，抽油杆表面会逐渐产生磨损，导致其使用寿命缩短。
3. 弯曲故障抽油杆在运行过程中，由于外力的作用或自身的材质问题，很容易出现弯曲故障，导致泵杆的运行不稳定，影响采油效率。
4. 腐蚀故障由于地下水、化学物质等对抽油杆的侵蚀，会导致抽油杆表面出现腐蚀，严重影响其使用寿命。
二、抽油杆故障治理对策探讨1. 加强材料质量监控针对抽油杆的断裂故障，可以通过加强材料质量检测，确保抽油杆的质量符合使用要求。
针对地质条件的不同，选用不同强度的抽油杆，提高其抗断裂能力。
2. 表面涂层技术应用针对抽油杆的磨损故障，可以通过表面涂层技术来加强抽油杆的表面硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
在使用过程中采取定期检查和维护，及时更换磨损严重的抽油杆，减少磨损故障的发生。
3. 技术改进和加固设计针对抽油杆的弯曲故障，可以通过改进设计和加固设计，提高抽油杆的承载能力和稳定性，减少弯曲故障的发生。
对于弯曲故障已经发生的抽油杆，需要及时更换和修复，以免影响采油效率。
4. 提高抽油杆的抗腐蚀能力抽油杆在采油过程中容易出现各种故障，需要针对不同的故障类型采取相应的治理对策，提高抽油杆的使用寿命和采油效率。
加强对抽油杆的监测和维护工作，及时发现并处理抽油杆的故障，保障油田生产的正常进行。
【2000字】。
抽油杆失效分析
石 油 矿 场 机 械
２１ 年 ７ ０１ 月
裂、 抽油 杆 与油 管偏 磨 断 裂 断脱 失 效 约 占总 失 效 率
的 ２ 。 由于结构 形式 的差 异 和 加 工工 艺 的不 同 ， ０
纵 向剖面 ， 在不 同部 位取 点进 行 硬度 检测 ， 测试 点 其
（ ｈ ｉ ｔｏｅ ｍ ｕ ｐ ｎ ｗ ｅ ｔ ｒ ｎ ｛ ｃｕ ｉ ｇ Ｃｏ Ｂｏ ａ ｒ ｌｕ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔＮｅ Ｃ ｎｕ ｙ Ｍａ ｕ Ｒ ｔｒｎ ｍｐａ ｙ， ａ ｊｎ， ０ ２ ０Ｃｈｎ ） Ｐｅ ｎ Ｔｉｎ ｉ ３ ０ ８ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｃ ｅ ｏ ａ ｌ ｒ ｓ ｌ ｓｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ｏ ｔｔ ｒ ａ ｔ ｒ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ａ ｓｔｓ ｃ ｉ ｎ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｕ ｋ ｒ ｒ ｄ ｆ ｉ ｅ ｍｏ ｔｙ ｉ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｏ ｕ ｈ ｅ ｄ，ｈ ｅ ｄ， ｎ ｈ ｒ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ ｕ ｏ
抽油 杆失效 会 造 成停 井 作 业 ， 会 因质 量 索 赔 还 给抽 油杆 生产 厂造 成 经济 损 失 ， 因此 有 必要 进 行 抽 油杆 失效 分析 。导致 抽油 杆失效 的基 本 因素主要 是 设 计 制造 和使用 问题 。抽油 杆 因使用 环境 和结构 形 式 不 同 ， 效部位 也 不 同 ， 其 进行 失 效 分 析 ， 助 失 对 有 于降低成 本 和提 高产 品质量 。
（ 海石油装备新世纪机械制造有限公司 ， 津 ３０８） 渤 天 ０２ ０
摘 要 ： 油杆 失效 部位 主要 集 中在 外螺 纹 、 纹卸荷 槽 、 手 方颈 、 口和杆 体 与接 头过 渡位 置 ， 抽 螺 扳 焊 抽 油杆 失效部位 与 其结构 形 式和制造 工 艺有 关。介 绍 了抽 油杆 失 效 分析 的基 本 程 序 ， 其 常见 失效 对 部 位及 原 因进 行 了分析 ， 目的是 明确失效 原 因 ， 有针 对性 地采取 措施 ， 降低 抽 油杆 失效率 ， 避免 或减
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨抽油杆是油田生产中重要的生产设备，起到了提取地下油藏油品的关键作用。
但是在长时间的运行中，抽油杆也会面临各种故障问题，这些故障问题不仅会影响油田的生产效率，还会增加生产成本。
对抽油杆的故障类型进行分析，并提出对应的治理对策对于提高生产效率和降低成本具有重要意义。
一、抽油杆的故障类型1. 抽油杆断裂抽油杆断裂是抽油杆故障中比较常见的一种情况。
抽油杆在长期高频次的工作状态下，由于自身结构缺陷或者工作环境的恶劣因素，抽油杆可能会出现断裂现象。
断裂会导致生产中断，严重影响油田的产量。
2. 抽油杆折断在抽油杆工作时，由于油井内部的介质变化或者设备操作不当，抽油杆可能会发生折断，导致生产中断，需要及时进行维修处理。
3. 抽油杆扭曲抽油杆在工作过程中，可能会受到不均匀的外力作用，导致抽油杆的扭曲变形，严重影响其正常工作状态。
4. 抽油杆腐蚀由于油井中存在的酸性、碱性等腐蚀介质，加上长期的工作状态，抽油杆很容易出现腐蚀现象，影响抽油杆的使用寿命。
5. 抽油杆卡阻由于油井内部的渣层、尘土等杂质固积在抽油杆上，使得抽油杆无法正常工作，产生卡阻现象。
二、抽油杆故障的治理对策探讨1. 抽油杆断裂的治理对策针对抽油杆断裂的情况，首先需要对抽油杆的质量进行严格控制，确保抽油杆的材料和制造工艺符合标准要求。
在抽油杆的安装和使用过程中，要严格遵循操作规程，做好抽油杆的日常维护保养工作，及时发现并处理抽油杆的隐患，防止断裂事故的发生。
采用先进的检测技术，对抽油杆进行定期检测，发现问题及时更换抽油杆，以确保生产的连续性和稳定性。
2. 抽油杆折断的治理对策抽油杆折断通常是由于设备操作不当或者油井内部介质异常导致的，因此在生产过程中，需要严格按照操作规程进行操作，确保设备的正常运行。
对于油井内部介质的异常情况，需要加强对油井的监测和管理，及时清理油井内部的杂质，保持油井的清洁状态，减少抽油杆折断的风险。
抽油杆断脱原因分析
抽油杆断脱原因分析抽油杆断脱主要有以下几个原因：1. 载荷过大：抽油杆在工作过程中承受巨大的载荷，如果油井产能超过设计范围，或者泵杆过长或过重，都会导致抽油杆承受更大的载荷，从而增加断脱的风险。
2. 材料质量不合格：抽油杆通常由高强度的合金钢制成，如果材料质量不合格，会导致抽油杆的强度不足，容易发生断裂或脱落。
3. 抽油杆疲劳损伤：由于油井工况的变化以及抽油杆的工作负荷，抽油杆会长期处于循环应力的作用下，导致疲劳损伤。
如果抽油杆经过长时间的疲劳循环后，未及时更换或维修，就容易出现断脱现象。
4. 抽油杆结构问题：抽油杆的结构设计是否合理也会影响其断脱风险。
抽油杆的螺纹连接是否牢固，是否存在设计缺陷等。
5. 抽油杆的安装和维护问题：抽油杆在安装过程中需要严格遵守操作规程，如果安装不当、固定不牢或者维护不及时，都会增加抽油杆断脱的概率。
针对以上原因，可以采取以下措施来预防和解决抽油杆断脱问题：1. 加强油井动态监测：及时了解油井的工作负荷，确保抽油杆的承载能力和油井产能相匹配，避免载荷过大。
2. 优化抽油杆材料：选择高强度的合金钢材料，确保抽油杆的强度和耐久性。
3. 做好抽油杆的维护保养：定期对抽油杆进行检查，发现问题及时进行更换或维修，避免疲劳损伤。
5. 严格遵守操作规程：在抽油杆的安装和维护过程中，严格按照操作规程进行操作，确保安装牢固可靠，及时维护，防止问题产生。
抽油杆断脱是一个复杂的问题，需要从多个方面进行分析和解决。
通过加强动态监测、优化材料、做好维护保养、优化结构设计以及严格遵守操作规程等措施，可以有效预防和解决抽油杆断脱问题。
抽油杆断脱分析与防治对策
抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是油田生产中常见的故障之一，一旦发生将会造成生产中断，影响油田的正常开采。
非常有必要对抽油杆断脱进行分析并提出相应的防治对策，以保障油田生产的顺利进行。
一、抽油杆断脱的原因分析1. 抽油杆受力不均匀：在油井开采过程中，抽油杆承受着巨大的拉扯力，长时间的受力不均匀会导致抽油杆的断裂和脱落。
2. 抽油杆腐蚀：由于油井环境的特殊性，抽油杆易受到腐蚀的影响，长期的腐蚀会降低抽油杆的强度，增加了断脱的风险。
3. 抽油杆设计不合理：抽油杆的设计不合理或者制造工艺不当也会导致抽油杆的断脱。
4. 抽油杆使用寿命到期：长时间的使用会导致抽油杆的疲劳损伤，降低了抽油杆的强度和稳定性。
二、抽油杆断脱的防治对策1. 加强抽油杆的运行监测：定期对抽油杆进行力学性能检测和腐蚀检测，及时发现问题并进行修复或更换。
2. 优化抽油杆的设计和制造工艺：采用合理的设计和优质的材料，提高抽油杆的抗腐蚀性和强度。
3. 合理调整油井生产参数：通过合理调整油井的生产参数，降低抽油杆的受力，减少断脱的风险。
4. 定期对抽油杆进行润滑保养：合理使用润滑剂，定期对抽油杆进行润滑保养，延长抽油杆的使用寿命，降低断脱的风险。
5. 提高抽油杆的安装质量：在抽油杆的安装过程中，严格按照操作规程进行操作，确保抽油杆的安装质量。
6. 加强人员培训和管理：对油田作业人员进行专业的培训，提高其对抽油杆故障的识别和处理能力，规范作业管理，减少断脱事故的发生。
三、结语抽油杆断脱是油田生产中不可忽视的问题，其造成的影响是不容忽视的。
针对抽油杆断脱的原因分析，制定相应的防治对策是十分必要和紧迫的。
只有通过科学的管理和技术手段，可以有效降低抽油杆断脱的风险，确保油田生产的顺利进行。
希望油田相关管理部门和企业能够高度重视，并采取切实可行的预防措施，共同保障油田生产的稳定和安全。
抽油杆断脱原因分析
抽油杆断脱原因分析抽油杆断脱是指在油井生产过程中，油井的抽油杆出现断裂或脱离的问题。
这种情况会导致油井的生产受阻，甚至无法正常生产。
以下是对抽油杆断脱原因的分析。
1. 力学疲劳：抽油杆在长期的往复运动中会受到油井产生的重压力和摩擦力，以及其他外部因素的影响，会产生疲劳损伤。
当材料强度不足或者疲劳寿命到达时，抽油杆就会发生断裂或脱离。
2. 材料质量不合格：抽油杆是由金属材料制成的，如果材料质量不合格，存在缺陷或者内部应力大，容易引起断裂。
这种情况通常是由于生产过程中的原料问题、工艺问题或者质量控制不严格造成的。
3. 抽油杆磨损：抽油杆在长期工作过程中会受到油井内油液的冲蚀和磨损，特别是在高硫和高酸性的油井中，磨损速度更快。
当抽油杆磨损严重时，会导致强度下降，从而发生断裂或脱离现象。
4. 抽油杆防腐不当：油井中的油液中常含有一定量的酸性物质，如果抽油杆表面的防腐层破损或者涂层质量不好，会导致抽油杆被腐蚀，进而引起断裂或脱离。
5. 抽油杆连接部位松动：抽油杆是由多根杆段组成的，连接杆与杆之间采用螺纹连接。
如果连接部位松动或者螺纹损坏，会引起抽油杆的断裂或脱离。
6. 操作不当：在油井的生产过程中，如果操作人员不规范或者错误操作，比如提升速度过快、抽油杆碰撞或者受到外力冲击等，都可能引起抽油杆断裂或者脱离。
7. 环境因素：油井生产过程中的环境因素也会对抽油杆产生影响，比如地震、泥石流等自然灾害，以及油井中的高温、高压等因素，都可能导致抽油杆的损坏。
抽油杆断脱原因多种多样，从材料质量、力学疲劳、磨损等多个方面分析，有助于找到并解决问题，保障油井的正常生产。
在设计和生产过程中，需要严格按照相关标准进行材料选择、质量控制和防腐处理，同时加强操作规范和人员培训，以降低抽油杆断脱的风险。
抽油杆疲劳断裂原因分析及对策
抽油杆疲劳断裂原因分析及对策胜利油田地质构造复杂、天然能量不足，所以有杆泵机械采油为主。
抽油杆断脱事故较多，直接影响了油井的正常生产。
造成抽油杆断脱的原因有内因，也有外因。
随着胜利油田的不断开发，井筒条件不断恶化，抽油杆断裂已经成为油井停产的重要因素，而疲劳断裂是其中的重要部分。
一、抽油杆失效原因分析1.1、概况近年以来，抽油杆失效已经成为影响胜利油田开发管理的深层次矛盾之一，2011年8-12月份作业油井统计：有杆泵维护作业154次，抽油杆断51井次，占33.1%，是影响全矿油井维护率的第一大因素。
1.2、抽油杆疲劳断裂原因分析影响抽油杆疲劳断裂的原因有很多，归纳起来主要有材料质量问题、超疲劳极限、超许用应力、施工及管理问题。
（1）锻造热影响区造成的抽油杆疲劳断裂抽油杆锻造热影响区即距外螺纹接头端面250毫米以内的抽油杆杆体部分。
资料表明抽油杆在锻造热影响区发生早期断裂的次数占总断裂次数的65%以上。
在锻造热影响区内，对锻造温度要求很严，温度过高过低都会影响金属组织，使抽油杆产生热塑性变形，从而产生高的残余拉应力，降低了材料的强度和韧性，致使发生早期疲劳断裂。
（2）超许用应力造成抽油杆断裂抽油杆在井下做上下往复运动，抽油杆在拉伸过程中可分为四个阶段：弹性阶段、流动阶段、强化阶段、局部变形阶段，这时在杆的某一部位会出现载面明显缩小，成为缩径，导致杆断。
为了节约不必要的重量和很好地将应力分布到长的抽油杆上，经常采用次级杆柱。
在一个总的杆柱中，根据井深和工作条件不同，可以采用几种尺寸的抽油杆。
问题在于确定总杆柱中每种尺寸杆的长度。
设计的最后一步，就是检验最大应力，根据改进的古德曼应力图计算出的应力，决不能大于允许工作应力，也不能超过允许应力范围。
我们以某井为例加以说明：该井于2007年2月28日改下70泵后，生产一直正常，2007年5月25突然不出，经现场及功图分析为断脱，仅仅生产了87天。
按照《采油技术手册》推荐的d级抽油杆组合二级组合（7/8inx3/4in）杆柱最大下入深度为φ70泵x720米, 抽油杆已超负荷运转,作业前生产正常数据见下表：该井杆为修复杆，根据所测光杆最小载荷可求出smin=最小光杆载荷/抽油杆顶部的横截面积最小光杆载荷——19.67kn抽油杆顶部直径25mm根据上式可求出smin=40兆帕，根据改进的古德曼应力图可求出sa=(198.5+0.5625smin)xsxf=（198.5+0.5625x40）x0.9=198兆帕(系数按照盐水介质)而实际上根据悬点载荷计算出的最大应力sa=最大光杆载荷/抽油杆顶部横截面积=158.8兆帕>sa-smin=198-40=158兆帕，超过了允许工作应力范围,属于疲劳断裂.。
抽油杆断脱分析与防治对策
抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是油田生产过程中常见的问题，其发生不仅会导致生产中断和设备损坏，还可能对环境造成严重影响。
对于抽油杆断脱的分析与防治对策显得尤为重要。
一、抽油杆断脱的原因分析1. 设备老化：随着设备使用年限的增加，抽油杆等部件可能会出现磨损，导致抽油杆断脱的风险增加。
2. 操作不当：操作人员在使用抽油杆时未能按照标准操作程序来进行，或者在维修保养过程中存在疏漏，也可能导致抽油杆断脱。
3. 地质因素：油田地质条件复杂多变，地层压力、井壁稳定性等因素都可能导致抽油杆断脱的发生。
4. 设备质量问题：可能由于制造商的技术水平或材料质量问题导致设备本身的强度不足，造成抽油杆断脱。
1. 生产受阻：抽油杆断脱会导致油井生产中断，影响油田的正常运营。
2. 设备损坏：抽油杆断脱可能给抽油设备和管道等设备造成严重的损坏，增加了维护和维修的成本。
3. 安全风险：抽油杆断脱可能导致石油泄漏，造成环境污染和安全隐患。
三、抽油杆断脱的防治对策1. 加强设备检修：定期对抽油设备进行检修和维护，及时更换老化或损坏的部件，确保设备的正常运转。
2. 强化操作流程：制定严格的操作流程和标准作业程序，确保操作人员在使用和维护抽油设备时严格遵守规定，减少操作失误引发的事故。
3. 加强地质监测：加强对油田地质条件的监测和分析，充分了解井底情况，及时调整生产参数，减少地质因素对抽油杆断脱的影响。
4. 提高设备质量：选用优质材料制造抽油设备，提高设备的强度和稳定性，减少抽油杆断脱的风险。
5. 强化安全防护措施：建立健全的安全生产管理制度，加强对油田作业人员的安全教育和培训，提高他们的安全意识和应急处置能力。
这些是对于抽油杆断脱的分析与防治对策，只有在不断加强设备管理和操作规范的基础上，才能有效地降低抽油杆断脱的发生概率，确保油田生产的安全和稳定。
抽油杆断脱的成因分析与防治对策
抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是油田开采中常见的一种问题，一旦发生会严重影响油田的生产效率和安全运行。
对于抽油杆断脱的成因分析及防治对策具有重要的意义。
下面将对此进行详细的分析和总结。
一、成因分析1.1 引起抽油杆断脱的主要原因之一是抽油机失控，这可能是由于抽油机本身出现了故障，或者是由于操作不当引起的。
当抽油机失控时，抽油杆的受力情况会发生变化，从而导致抽油杆断脱的发生。
1.2 抽油杆本身的质量问题也是导致抽油杆断脱的重要原因。
如果抽油杆的材质不符合要求，或者在使用过程中出现了疲劳裂纹等问题，都会增加抽油杆断脱的风险。
1.3 抽油杆的设计和安装不合理也是导致抽油杆断脱的重要原因之一。
如果在设计和安装时考虑不周，抽油杆在使用过程中可能发生过大的变形和应力，从而导致抽油杆断脱的发生。
1.4 环境因素也会对抽油杆的断脱产生一定的影响，比如温度、湿度、化学腐蚀等因素都可能会导致抽油杆的损坏，进而引发抽油杆断脱。
二、防治对策2.1 从抽油机本身出发，应该定期对抽油机进行维护和检查，确保抽油机的正常运行。
对操作人员进行专业培训，提高操作技能，避免因操作不当而引发抽油机失控的情况。
2.2 对抽油杆的质量进行严格把关，确保抽油杆的材质和质量满足要求，杜绝疲劳裂纹等问题的发生。
定期对抽油杆进行检查和维护，及时发现问题并进行更换或修理。
2.3 在抽油杆的设计和安装过程中，应该充分考虑抽油杆在使用过程中的受力情况，合理设计抽油杆的结构，在安装过程中严格按照要求进行操作，避免过大的变形和应力产生。
2.4 针对环境因素的影响，可以在抽油杆的表面进行防腐处理，提高抽油杆的抗腐蚀能力，延长使用寿命。
2.5 对于已经发生抽油杆断脱的情况，应该及时进行紧急处理，保障现场的安全。
在处理完紧急情况后，还需要对抽油设备进行全面的检查，找出问题的根源，并采取相应的措施进行修复，避免类似问题再次发生。
抽油杆断脱是油田开采中的一种常见问题，对于这一问题，我们应该充分认识到其危害性，并采取相应的措施进行预防和处理。
刚性抽油杆与柔性抽油杆的失效机制分析
刚性抽油杆与柔性抽油杆的失效机制分析刚性抽油杆和柔性抽油杆是用于油井抽油工艺中的关键组件。
它们的设计和使用对于确保油井的稳定运行和提高产能至关重要。
然而，由于工作环境的复杂性和长期使用的影响，这些抽油杆可能会出现失效，导致油井运行中断和生产下降。
本文将针对刚性抽油杆和柔性抽油杆的失效机制进行深入分析，以帮助理解并预防这些问题的发生。
首先，我们来讨论刚性抽油杆的失效机制。
刚性抽油杆通常由高强度钢材制成，具有较高的刚度和抗扭转能力。
然而，随着时间的推移，刚性抽油杆可能会受到以下几种失效机制的影响。
首先是疲劳失效。
由于油井抽油过程的往复载荷作用，抽油杆会不断经历应力变化，这会导致材料内部的应力集中和微裂纹的形成。
当这些微裂纹逐渐扩展并达到临界尺寸时，抽油杆就会发生疲劳断裂。
这种失效机制在长时间高负荷运行下特别容易发生。
其次是腐蚀失效。
油井环境中存在丰富的化学物质和湿度，这可能导致刚性抽油杆被腐蚀。
腐蚀会导致抽油杆表面的金属层被侵蚀，从而削弱材料的强度和抗腐蚀能力。
腐蚀失效可以通过合理的材料选择和使用耐腐蚀涂层来延缓。
此外，刚性抽油杆还可能面临弯曲、扭转和振动等外力作用，这些外力会导致抽油杆产生应力集中，从而增加断裂的风险。
因此，在设计和使用刚性抽油杆时，要考虑到这些外力的影响，并选择适当的强度和刚度，以保证抽油杆在井下工作时能够承受这些力。
接下来，我们来讨论柔性抽油杆的失效机制。
与刚性抽油杆相比，柔性抽油杆由由多层金属带和橡胶层交替堆叠而成，具有较高的柔性和抗挠曲能力。
然而，柔性抽油杆也存在一些可能导致失效的机制。
首先是疲劳失效。
与刚性抽油杆类似，柔性抽油杆在长时间高频次弯曲作用下，也会发生疲劳断裂。
橡胶层的老化和疲劳裂纹的形成是柔性抽油杆疲劳失效的主要原因。
因此，应定期检查柔性抽油杆的橡胶层，并进行必要的更换和维修。
其次是温度和压力的影响。
柔性抽油杆在油井中承受高温和高压，这会对材料和橡胶层产生影响。
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨
抽油杆故障类型分析及治理对策探讨抽油杆作为油井生产的核心部件之一，是将地下油体通过井口抽到地面的重要工具，而抽油杆在长期使用过程中，也会发生各种各样的故障，导致生产受阻或者中断。
本文将结合实际生产情况，对抽油杆故障类型进行分析，并提出治理对策。
一、抽油杆的常见故障类型1. 断杆断杆是抽油杆故障中最常见的问题之一，对于单井生产而言，断杆的排产时间不可避免，而对于油田整体而言，断杆也是不可避免的，特别是在山区和弯曲地层。
一旦发生抽油杆断裂，会严重阻碍油田的生产，造成经济损失。
2. 潜杆潜杆是指抽油杆在井下被卡住，无法移动，导致油井生产中断的一种故障。
潜杆的主要原因是井壁穿透了抽油杆，或者抽油杆与油管之间夹了沙子之类的异物，导致摩擦力增大而无法移动。
3. 折杆折杆是抽油杆在一定外力作用下呈现倾斜、凹陷、逐层变形等现象，最终导致抽油杆折损的故障。
折杆的主要原因是在生产过程中，抽油杆受到的应力过大引起变形，甚至会引起严重的塑性变形和断裂。
4. 磨损抽油杆因长期受到油井介质的摩擦和颠簸，容易出现表面磨损、点蚀、疲劳断裂等问题，特别是井口段和接头处等易受损部位。
磨损会导致抽油杆减小外径，直接影响到油井的生产量以及抽油杆的使用寿命。
1. 加强巡视和维护管理针对抽油杆的各种故障类型，加强巡视和维护管理是首选的治理措施，通过定期检查和维护抽油杆状态，及时发现故障，及时进行调整和拆卸，避免故障扩大化。
2. 采用强度高、耐磨损、耐腐蚀性好的抽油杆材料为增加抽油杆的抗拉强度和抗磨耗性能，选择强度高、耐磨损、及耐腐蚀性好的抽油杆材料进行换装，以提高抽油杆的使用寿命，减少抽油杆故障率，提高油田的生产效益。
3. 对井筒进行清洗和除沙对石油沉积物和淤泥等井口堵塞物进行清除，避免抽油杆因为钻泥等其他异物而卡住，进一步避免潜杆故障的发生。
4. 引进先进的智能化抽油杆监测技术抽油杆监测技术目前比较成熟，提前预知故障、预防故障是未来的发展趋势。
高分子封闭钨合金抽油杆失效分析
高分子封闭钨合金抽油杆失效分析高分子封闭钨合金抽油杆是一种新型抽油杆，由于具有高强度、高耐蚀性等优良性能，在油田开采中得到了广泛的应用。
但是，在使用过程中，该材料也会存在一定的失效问题。
本文将分析高分子封闭钨合金抽油杆失效原因，并提出相关改进措施。
一、失效问题分析（一）杆体断裂在高分子封闭钨合金抽油杆的使用过程中，发现抽油杆的杆体会出现断裂的问题。
这主要是由于长期受到油压和载荷作用，导致杆体疲劳开裂，进而断裂。
这种情况一般出现在抽油杆顶部和接头处。
（二）橡胶密封失效高分子封闭钨合金抽油杆中的橡胶密封是其重要的组成部分，因为它能起到密封效果。
但是，在使用过程中，密封会失效，导致泄漏。
造成这一问题的原因主要有两个：一是由于橡胶本身的老化、劣化导致材料性能降低；二是由于密封结构上的问题，比如结构不合理、制造工艺不当等。
二、改进措施（一）杆体断裂问题1、优化抽油杆设计，提高其承载能力，降低疲劳开裂风险。
2、采用高强度材料或采用陶瓷复合材料，提高抽油杆的强度和硬度。
（二）橡胶密封失效问题1、采用新型的橡胶材料，提高其耐老化性能。
2、优化密封结构，增加密封压力，确保其密封效果。
3、提高制造工艺水平，保证结构的精度和制造质量。
三、总结高分子封闭钨合金抽油杆在油田开采中的应用非常广泛，但是在使用过程中可能会出现一些失效问题。
主要包括杆体断裂和橡胶密封失效两种情况。
为了解决这些问题，可以采取一些措施，例如优化抽油杆设计、采用高强度材料、采用新型的橡胶材料、优化密封结构等等。
这些措施能够有效地提高高分子封闭钨合金抽油杆的使用寿命和稳定性。
四、关于高分子封闭钨合金抽油杆的优势高分子封闭钨合金抽油杆是一种新型的抽油杆，相比于传统的金属材料，具有以下几个优势：（一）具有高强度和高硬度高分子封闭钨合金抽油杆采用了钨合金材料，钨在元素中的比重接近金，具有高密度，同时与其他元素结合后也具有高强度、高硬度等优良性能。
其强度是一般钢的两倍以上，硬度也明显高于普通金属材料，能够承受更大的载荷。
HL级35CrMoA抽油杆杆体失效分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｆ ｌ Ｐ ｒ ｔ 【 ｌ ｓ ｌ ｕ ｛ Ｉ ）ｔ ｈｅ ｆ ａ ｉ ｈ ｎ ’ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｌ １ ｔ ） ｆ ＨＩ ｇｌ 【 ａ ｄｅ ３５ ＆ Ｍ（ ） Ａ ｓ ｕ ｃ ｋｅ ｌ ‘Ｔ ’ ｏ ｄ ｂ ｏ ｄｘ ｔ ｌ １ Ｐ ｍ ａ ｃ ｒ ｏｓ （ － Ｏ １ ） 《 ｌ １ ） Ｈ Ｐ ｒ 、 ． １ ｌ ｉ ０ ｌ １川 ｌ ｌ Ｉ
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提 供 重要 的 理 论 依 据
关 键 词 ：３ ５ Ｃｒ Ｍｏ Ａ：抽 油 杆 ：疲 劳 失效
中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ９ ３ ３ ． ２
文献标志码 ：Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ９ ２ ９ １ （ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ｌ 一 ３ ９ ３ ８ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ６ ． ０ ０ ６
抽油杆断裂失效分析
抽油杆断裂分析姓名——班级——摘要：某油田用抽油杆服役半年即发生失效断裂。
从断口的宏微观形貌特征、微组织、常规力学性能和化学成分等方面进行了分析，认为，材料化学成分不当、存在冶金缺陷及强度偏低等是造成该抽油杆发生早期疲劳断裂的主要原因。
关键词：抽油杆；断口；疲劳；失效分析一、引言某厂生产的一批超高强度抽油杆，在服役近半年后，其中一根距地面处的抽油杆突然断裂，导致采油工作中断，造成了一定的经济损失。
该抽油杆杆径为25mm，其技术要求σs≥800MPa ，σb为966~1200MPa，δ≥14%，ψ≥45%。
热处理工艺： 930℃正火，400℃回火。
二、检验与结果1断口宏观分析原断口（见图1）表面虽已氧化锈蚀，但仍可提供如下信息：①断裂起始于抽油杆内部，并以此呈弧线状向前扩展，比较符合疲劳断口宏观形貌特征；②断裂的扩展台阶明显，扩展方向一目了然；③原断口上具有较大的剪切唇，一方面说明材料基体本身塑韧性较高，另一方面也说明该抽油杆断裂时所受应力可能要大于其实际许用应力。
图1 抽油杆断口宏观低倍形貌（实物）2断口微观形貌分析将原断口样用SEM进行观察，可见，在断裂扩展台阶及其扩展方向的裂纹源区存在着一断裂撕拉斜面(见图2a)，但其更详细的微观形貌特征已被腐蚀产物所覆盖(见图2b)(a)断裂起始及扩展区 (b)断裂扩展区图2 抽油杆原断口的SEM二次电子形貌为进一步考察材质、深入分析断裂成因。
本试验选取新的冲击断口试样进行SEM观察与分析。
①新断口上存在较多尺寸很大的裂纹和孔洞（见图3a）、以及导电性差的白亮带（见图3b）；②该材料基体的正常微观断口形貌特征为韧窝状，同时还存在夹杂物。
对图中A处夹杂物进行能谱分析），结果显示，夹杂物中含有S，Al，Mn和Ca等元素；③新断口上很多区域如一些孔洞洞壁上存在着导电性不佳的块状物，进一步观察，其为堆集在一起的细颗粒状物质，这些聚集颗粒物经ESD分析主要含Al元素，同时还有少量的S和Ca元素。
抽油杆失效及防控措施分析
抽油杆失效及防控措施分析摘要：抽油杆柱是将地面往复运动传递到井下抽油泵的中间环节，也是有杆抽油系统中最薄弱的环节之一。
其工作的可靠性直接决定着油井是否能正常生产，其工作性能的好坏直接影响着抽油效率。
为此，文章主要分析了油田抽油杆常见失效故障及其防控措施。
关键词：抽油杆；失效；防控；效率抽油杆作为抽油机中一种重要的抽油设备，其实际结构简单，使用可靠，操作和维护等也相对比较方便，但由于抽油杆长期处于比较复杂的环境中，以及油田不断地增长与开发，油田综合含水率不断地增加等问题的存在，故而便导致抽油杆在工作中容易出现一些故障影响抽油机的正常运作，其主要故障包括抽油杆疲劳破坏和抽油杆机械磨损。
而应当如何有效治理这些故障，保证油田抽油杆的正常运转，则是文章重点研究的内容。
1、油田抽油杆常见失效故障分析1.1抽油杆疲劳破坏油田抽油杆常见故障，主要是以疲劳破坏为主，主要造成抽油杆断脱，抽油杆断。
这一原因的形成，主要是因为油田的抽油杆长期未更换，并长期利用同一个抽油杆，带动柱塞作上下往复运动，故而便导致油田抽油杆因长期未更换，而承受不对称交变循环载荷的作用。
油田抽油杆在工作过程中，上部光杆承受的载荷包括有抽油杆柱的载荷、抽油杆柱、油管柱和液柱等惯性载荷，在承受这些载荷时，抽油杆都承受的摩擦阻力会随之增加，然后由液击引起的冲击载荷，也会使抽油杆承受其方面的力。
同时，抽油杆柱载荷越往下越小，又因受下部抽油杆柱所承受的上顶力作用，迫使抽油杆变得弯曲甚至变形，在一定程度上加大抽油杆与油管之间的摩擦力，使得抽油杆在油管中的工作条件变得更加不适。
由此可见，抽油杆在工作过程中所承受的不对称循环载荷，导致其形成疲劳过度从而造成破坏的现象。
1.2抽油杆机械磨损抽油杆机械磨损又称抽油杆偏磨，在抽油杆运作过程中导致杆出现偏磨的原因有很多，而造成这些原因的发生主要是因为抽油杆在抽油机带动下做上下冲程运动，在此过程中，抽油杆与油管产生刚性摩擦，故而造成抽油杆出现磨损、管杆失效等问题。
抽油杆失效机理分析及对策措施
抽油杆失效机理分析及对策措施摘要：针对鲁胜油公司鲁安管理区抽油杆断脱成为有杆泵失效的主要因素，抽油杆的失效大大加重了油井的维护费用。
本文主要从公司生产的角度，对鲁安管理区抽油杆失效的化学因素和物理因素进行深入细致的分析。
并针对性的提出了一些相应的技术对策措施，取得了较好的效果。
关键词：抽油杆失效因素对策措施引言通过对鲁安管理区148口井的作业井情况调查，抽油杆失效因素占21.2%。
2000年由于抽油杆报废，投入的抽油杆数量占总抽油杆总量的31%。
从作业现场描述可以看出，抽油杆失效主要是由于偏磨和腐蚀所至。
本文主要通过大量的鲁安管理区资料统计，对抽油杆的失效因素进行分析，通过治理，取得了较好的效果。
一、影响抽油杆失效的因素分析1.化学因素由于抽油杆与其他钢材一样，含有一些杂质，长期浸泡在电解质采出液中，易形成腐蚀电池，发生电化学反应。
通过对鲁安管理区148口油井的统计，平均矿化度达到了18226mg/l ，采出液的水型90%以上的为CaCl2型。
CL离子的平均浓度达到了10292mg/l。
从采出气分析，CO2平均含量为2.2356%。
游离CO2含量为8～36.96mg/l ，CO2的存在导致了油井采出液基本呈弱酸性，PH值小于7的油井占34%。
PH值最小的为6.2。
酸性的介质环境直接加剧了杆管的电化学腐蚀反应。
溶解氧的含量为0.04-1.12mg/l，由于介质不均匀，主要为氧的浓度不一样。
2.物理因素通过对鲁安管理区148口油井维护作业现场描述情况进行统计，存在杆管偏磨现象的占到48%，是造成抽油杆投入高的一个重要因素，分析主要有以下几个方面。
2.1 座封造成的管杆偏磨随着鲁胜油公司开采程度的提高，油井射开层位逐年增多，井下管柱复杂化，60%以上的井都采用封隔器卡封生产，封隔器座封导致管柱中性点下油管弯曲，特别是泵挂卡封在在造斜点以下的油井，由于管柱弯曲，造成管杆偏磨。
2.2 润滑介质发生变化特高含水改变了有杆泵井的工作介质环境，目前含水大于90%的油井占83%，高含水一是导致了润滑介质由原油变为地层水，润滑性能降低，摩擦系数增大，磨损加快；二是管、杆表面失去了原油的保护作用，产出水直接接触金属，加剧了腐蚀。
抽油杆失效分析及下部措施
抽油杆失效分析及下部措施摘要：当油田开采进入中后期，油井的产能逐渐降低，开采难度增加，抽油杆长期在承受交变载荷以及腐蚀介质的协同作用，还有在水平井和斜井中还有偏磨等原因，使得抽油杆成为最常见的失效部位。
因此，要确保油田的高效运行，减少作业维护费用，实现降本节效就必须提升技术实力和管理水平。
本文就清河采油厂杆失效情况进对造成抽油杆偏磨的原因进行分析，为抽油井的杆管偏磨防治提供了参考。
关键词：抽油杆；失效井；治理方法中图分类号：TE385引言：2021年1-5月，通过对清河采油厂167口井的作业情况调查，共有53口井抽油杆失效，占失效总数的31.7%，由作业现场起出情况中发现，抽油杆失效的主要原因是偏磨和腐蚀。
本文通过对八面河区块作业维护资料进行统计，对抽油杆失效原因进行分析，对下部工作提出了建议。
一、抽油杆失效因素分析（一）化学因素的关系：八面河油田原油的地面密度约为0.8822~0.9870g/cm3，地面粘度在38.76~16396.34mpas，油田水总矿化度在30000~50000范围内，采出液为为型，Cl-离子浓度达到18500，PH值为5.6~6.0。
抽油杆面临的腐蚀情况主要CaCl2有以下三种：1.电池腐蚀。
由于抽油杆材质与钢材类似，含有不同种类的杂质，比成微粒状存在的碳化铁杂志，由于其电极电位高，相对之下易成为电池的阴极，导致同样与电解质接触的纯铁阳极发生腐蚀，八面河油田的地层水处于酸性环境，加剧了电池腐蚀的过程。
2.表面非均匀腐蚀。
由于抽油杆在井筒中不可避免的出现受力不均或者表面磨损的情况，受力较大的部分以及杆表面磨损的金属部分就会成为阳极，导致抽油杆腐蚀断裂情况出现。
3.氧浓度差腐蚀。
八面河区域油田水溶解氧的含量为0-0.2mg/l，主要原因是介质不均匀以及生活污水等影响造成分布不规律，由奈斯特方程式：式中E——实际电位，V；E0——基本电位，V；[O]——O2的浓度，rag／L；[OH-]——OH-的浓度，mg／L。
抽油杆失效分析
抽油杆失效分析研究性实验院系: 机电工程学院专业: 材料科学与工程学号: 12044124 学生姓名: 潘姝静指导教师: 宋玉强抽油杆失效分析潘姝静指导教师：宋玉强（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛，266555）摘要：抽油杆作为杆抽抽油设备的重要部件，承担将抽油机的动力传递给井下抽油泵的作用，由数十根或数百根抽油杆通过接箍连接而成，承受不对称循环载荷的作用，工作介质为井液（原油和矿层水），而许多抽油井的井液含有腐蚀介质。
因此，抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂。
抽油杆失效部位主要集中在外螺纹、螺纹卸荷槽、扳手方颈、焊口和杆体与接头过渡位置,与其结构形式和制造工艺有关。
本文介绍了抽油杆失效分析的基本程序, 对抽油杆的试样磨制、组织分析和硬度测试进行分析，总结了常见抽油杆失效形式与防治措施。
关键词：游梁式抽油机；抽油杆；硬度；疲劳；失效Study of failure analysis of sucker rodPan shujing Instructor：Song Yuqiang（China University of Petroleum, Shan dong,266555）Abstract:as an important part of sucker rod pumping equipment, sucker rod undertakes to transmit power of the oil pumping machine for oil well pump function, consisting of tens or hundreds of sucker rods and connected by coupling, under asymmetric cyclic load, the working medium is well fluid (oil and water, and ore) a lot of pumping wells well liquid containing corrosive medium. Therefore, the sucker rod is the main failure mode of fatigue fracture or corrosion fatigue fracture. Sucker rod failure occurred mainly in the external thread, the thread unloading groove, wrench square neck, weld and the rod body and the joint position of the transition, and its structure and manufacturing process related. This paper introduces the basic procedure of sucker rod failure analysis, analysis of the sample of sucker rod mill, organization analysis and hardness test, summarizes the common sucker rod failure mode and prevention measures.Key words: beam-pumping unit; sucker rod; hardness; fatigue; failure一、前言1.1抽油机结构及工作原理抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。
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抽油杆失效实验分析摘要：抽油杆是抽油机设备的重要部件，它将抽油机的动力传递给井下抽油泵，因此了解和学习抽油杆知识是必不可少的。
通过查阅资料、做实验以及分析结果，加强我们对抽油机和抽油杆的认识，并催使我们把所学的专业知识运用到实际中，并通过分析找到失效原因，以便提出相应的防止措施。
关键词：抽油杆、失效分析、组织。
Abstract: sucker rod pumping equipment is an important component of machine oil pumping machine, power it will be passed to the down hole pump, so understanding and learning the knowledge is essential for sucker rod. Do the experiment and the analysis results through access to information, understanding, strengthen our pumping and pumping rod, and it moves us to learn professional knowledge into practice, and through the analysis to find the cause of failure, so as to put forward corresponding prevention measures.Keywords: sucker rod, failure analysis, organization.一、前言1、抽油机基本介绍抽油机是石油工业中的一项重要组成部分，在抽油机驱动下，带动其他设备运转，实现油井的机械式开采。
主要分为游梁式和无梁式两大类。
游梁式抽油机主要由油梁—连杆—曲柄机构、减速装置、动力设备和辅助设备四部分组成。
如下图所示：图1 曲柄平衡常规型游梁式抽油机结构简图1一刹车装置;2一电动机;3一减速器皮带轮; 4一减速器;5一动力输入轴;6一中间轴;7一输出轴; 8一曲柄;9一曲柄销;10一支架;11一曲柄平衡块;12一连杆;13一横梁轴;14一横梁;15一游梁平衡块;16一游梁;17一支架轴;18一驴头;19一悬绳器;20一底座工作原理：减速器将动力机的高速旋转运动转变为曲柄轴的低速旋转运动；曲柄轴的低速旋转运动由连杆机构变为驴头悬绳器的上下往复直线运动，悬绳器下接抽油杆柱，抽油杆柱带动抽油泵柱塞(或活塞)在泵筒内作上下往复直线运动，从而将油井内的原油举升到地面，达到抽油的目的。
2、抽油杆受力分析抽油杆是抽油机的重要组成部分，抽油杆在运动过程中主要受以下几种力的作用：①动载(惯性力)F惯；②抽油杆柱所受的摩擦阻力F阻；③抽油杆柱所受的浮力F浮；④衬套与柱塞间的摩擦力F柱塞；⑤抽油杆自身重量G；⑥液体通过游动凡尔时的水力阻力F凡尔。
自由状态下金属破坏的最大程度决定于失稳的程度,抽油杆的失稳包括动力失稳和受压弯曲失稳。
动力失稳来源于杆体轴向和横向应力载荷变化,周期和载荷变化量越大,动力失稳越严重；弯曲失稳来源于杆体在螺旋状井筒中横向摆动的剧烈程度和频率。
由于上冲程时抽油杆受自重和液柱对活塞的压力影响，始终保持受拉状态，失稳性不严重。
在下冲程中，根据材料力学压杆稳定中的约束概念规定，将最下端抽油杆下部当固定点，上部为自由端进行研究。
则抽油杆失稳来自于F柱塞和F凡尔：F柱塞=(0.94D/δ)-140F凡尔=1.5nkA3[1-(f/A)]S2n2ρ/(729u2f2)F=F柱塞+F凡尔式中，D为柱塞断面直径，mm；δ为柱塞与衬套间隙(表1)，mm；nk为游动凡尔个数，在本文中取1；S为光杆冲程，m；n为冲次，min-1；ρ为井液密度，kg/m3；u为流量系数，取0.8；A为柱塞积，m2；f为游动凡尔座孔面积，m2。
中性点以下抽油杆长度L为:L=(F液+F惯+F)/(πd2ρ杆g/4) F惯=F杆Sn2/1440式中,d为杆直径,m；F液为管内液柱作用在柱塞上的压力,MPa；F杆为杆柱重量,N；ρ杆为抽油杆的密度,kg/m3。
根据压杆理论,杆柱发生弯曲的临界载荷P为:P=π2EI/l2 I=πd4/64式中,E=20.59×104MPa；l为3/4in抽油杆单根长度,8m。
由于P 《F，所以下冲程时抽油杆中性点以下始终是严重弯曲的，变形的长度在L以下，泵挂越深，这部分抽油杆就越容易弯曲，磨损就越严重。
随着油田开发进入中后期，油井产能降低，产出液含水量高，需要电泵转抽、加深泵挂等措施来维持油田的产量。
但是，在设计过程中存在很多问题，使抽油杆频繁失效，影响油井产量，还浪费了大量的作业费用。
此外，抽油杆本身在长期承受交变载荷时也会发生疲劳断裂。
在这个往复运动过程中，抽油杆受到各种因素的影响。
主要有来自各种作用介质的作用力，产出液中的各种腐蚀介质包括原油、水及水中溶解的氧气、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类、砂、原油中析出的蜡、水中析出的垢等，结果抽油杆因磨损与腐蚀而失效。
据统计，抽油杆的失效形式主要有疲劳破坏、磨损破坏和腐蚀破坏，尤其以疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂最为严重。
3、研讨目的及意义通过查阅资料，了解抽油机和抽油杆的相关知识；通过亲手实验，得到相应结果；在试验过程中可以进一步锻炼金相制备、金相分析以及硬度试验的基本实验技能。
对抽油杆的失效分析以及组织成分分析和硬度测量，将理论与实践相结合，达到学以致用的效果。
通过一系列的试验对抽油杆的失效原因进行总结分析，提出了相应的改善措施。
并通过撰写综合创新实验研究论文，锻炼我们的自我思考，将所学专业课灵活应用的能力，同时也锻炼了我们的创新能力。
二、实验材料与方法1．实验材料和仪器设备实验材料：游梁式抽油机用抽油杆；金相制样材料；仪器设备：砂轮切割机、砂轮机、砂纸、预磨机、抛光机、抛光膏、酒精、3～4％硝酸酒精溶液、棉花、竹夹子、洛氏硬度计、金相显微镜。
2．实验方法2.1金相制样金相显微试样的制备过程包括有如下工序：取样、镶样、磨制、抛光、浸蚀等。
（1）用砂轮切割机把整根抽油杆分成若干份，得到初始试样；（2）用预磨机打磨，获得平整磨面；（3）使用金相砂纸按照先粗后细，依顺序进行磨制；（4）在抛光机上进行抛光，获得光亮镜面；（5）用浸蚀剂浸蚀试样磨面，得到待观察的试样；2.2组织观察将所得到的金相试样放到金相显微镜的载物台上，进行组织观察，对心部，表层及分界处组织分别进行观察，并拍摄不同倍数下的金相组织。
2.3硬度测试（1）根据试样预期硬度确定压头和载荷，并装入试样机。
（2）将试样置于工作台上，顺时针旋转手轮，使试样与压头缓慢接触，直到表盘小指针指在“3”或“小红点”处，此时即已预加载荷10Kgf。
然后将表盘大指针调整至零点（HRA、HRC零点为0，HRB零点为30），稍差一些可转动读数盘调整对准。
（3）向前拉动右侧下方水平方向的手柄，以施加主载荷。
（4）当指示器指针停稳后，将右后方弧形手柄向后推，卸除主载荷。
（5）读数并进行记录。
采用金刚石压头（HRA、HRC）时读外圈黑字，采用钢球压头（HRB）时读内圈红字。
（6）逆时针旋转手轮，使工作台下降，取下试样，测试完毕。
（7）分别在表层和心部进行硬度测定，每个部位测3次，最后求平均值。
三、实验结果与分析1．抽油杆宏观分析在实验前通过观察发现材料外层表面有较多的腐蚀斑点和腐蚀坑。
在金相试样被腐蚀处理以后，明显的看到试样出现了分界环，图2给出了抽油杆在锯断前的形貌，图3给出了抽油杆锯断后的截面形貌，图4给出了制样腐蚀后的宏观形貌。
图2 抽油杆锯断前形貌图3 抽油杆锯断后截面形貌图4 试样腐蚀后宏观形貌由宏观形貌图分析，在距表层不远处存在着明显的过渡带，可以推测表层和心部的显微组织不一样。
为了弄清楚为什么会出现过渡带，需要进一步对其组织进行观察。
2．抽油杆金相组织分析通过金相显微镜观察抽油杆截面的金相组织，在截面的心部与表层中间存在着明显的过渡带，以下金相组织图分别给出了抽油杆心部、抽油杆表层及抽油杆过渡区不同放大倍数的金相组织图。
图5 抽油杆心部组织x100 图6 抽油杆心部组织x400图7 抽油杆表层组织x100 图8 抽油杆表层组织x400图9 抽油杆过渡区组织x100 图10 抽油杆过渡区组织x400 由以上金相组织图分析，大致可以得出截面的心部组织是为回火索氏体，截面的表层组织为回火索氏体+马氏体。
图（9）清晰的反映出了抽油杆表层至心部存在明显的过渡区，呈现蓝色条带状。
而图（10）则是从表层到过渡区组织向心部回火索氏体的过渡图。
3．硬度测试试验在抽油杆试样的心部与表层各取三个样点进行洛氏硬度测试，结果汇总如表2所示：表2 抽油杆截面硬度表与抽油杆的热加工工艺有关，有可能是表面淬火，也有可能是某元素的渗层，以下会进行具体分析。
四、实验结果讨论查阅资料可知，抽油杆常用材料为钢，但目前也有一些新型的材料运用到制造抽油杆，例如碳纤维复合材料。
我们本次实验中的抽油杆，其材料为钢。
抽油杆的品种很多，分类方式也很多，许多国家都按API标准生产，下表是中国常用钢材及热处理方式和性能指标：查阅资料知，20CrMo钢D级抽油杆的心部和表面显微组织如下图：图11 20CrMo钢心部组织图12 20CrMo钢表面组织根据资料可知，20CrMo钢D级抽油杆的心部组织为调质组织即回火索氏体，表层组织为回火组织，其组织为回火索氏体和回火贝氏体。
由于表面经过喷丸处理，所以其晶粒比较细小。
由以上的分析知，本次实验的组织和20CrMo钢D级抽油杆的组织很相似，而且实验材料是来自胜利油田，属于实心抽油杆，目前是D级抽油杆大量使用，所以判定为是20CrMo。
查阅资料知，抽油杆用20CrMo钢的热处理工艺为：淬火温度880℃，淬火介质水，回火温度500℃，回火介质水。
由上述表格可知，此类热处理方式达不到我们实验测定的硬度值，但其表面经过喷丸处理，一定程度上增加了表面硬度。
再者其心部和表层的组织和硬度不同，观察其组织形态，与渗层组织不太一样，而且抽油杆的热处理方式很少有渗层处理，故可得到此抽油杆采用了表面淬火处理。
经过以上分析，得出结论如下：此抽油杆的材料为20CrMo钢D级抽油杆，热处理方式为：调质处理+表面淬火。
五、抽油杆失效原因总结及防止措施1.抽油杆失效的原因经查阅资料可知，造成抽油杆失效的主要原因有：1）杆管偏磨杆管偏磨是造成抽油杆柱断脱失效的主要因素，占全部抽油杆失效总数的50%左右，究其原因主要有以下两点：(1)油管承受交变的液柱载荷发生弯曲。