抽油机井抽油杆断脱判断及原因分析
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过公 式 （ ２）中的 计算 出的最 大 许用 应 力 ，即 ：
ａ ｏ （ ２）
一
液体抽不下去 ，液面 自然上升。功图反映为一条与载荷线平行的
直线 ，位 置 在下 载荷 线 附近 。
２ ． ３ 经 验 法 判 断
杆 断 时 用 管 钳 转 动 封井 器 ，看钢 丝 绳 是 否 能 转 动 ，若 能 转
动 ，说明抽油机杆断 。根据杆的吃力情况可以判断杆断的大体位
置。
３ 实例 分 析
将公式 （ １） 代入公式 （ ２）中得 ：
７’
Ｐ ｏ ＝（
＋ ０ ． ５ ６ ２ ５ Ｐ ｍ 。 ） Ｓ Ｆ
（ ３）
３ １ 问题发 现
公式 （ ３） 即 为 计算 满 足 抽 油 杆 强度 所 允 许 的悬 点 最 大 载 荷
用下发生的疲劳破坏。统计现场抽油杆断脱井 情况，认为抽油杆 断脱不是在最大拉应 力下发生，而是在交变应力作用下发生的疲
劳 破 坏 。如 果在 最 大拉 应 力下 发 生破 坏 ，那 么 抽 油杆 的断 脱将 主
抽油杆 断脱后 ，驴头 的载 荷只有剩 余杆 的 自重 ，明显 减 小。当抽油杆上行程时由于井下一端负荷小 ，靠平衡块的重量即 可将驴头拉起 ，电机作功小电流下降 ；当抽油杆下行程时由于井
井 出现 的 杆 断 问题进 行 综合 判 断 ，分 析 问题 原 因 ，制 定有 效措 施 。 关键 词 抽 油机 井 抽 油杆
随着油田开采进入高含水后期 ，开采难度增加 ，机械强采
力度 进 一步 加 大 ，抽 油机 井 抽 油杆 断脱 事 故 的发 生频 率 也 随之 增 加 ，给 油 田 的正常 生 产管 理 带来 诸 多 困难 ，不 仅 维护 性 措施 工 作
１ 抽 油杆 断 脱原 因分 析
抽 油 杆 断 脱 后 ，最 直 接 反 映 是生 产 数 据 的突 然 变 化 ，如 电
流、产量 、含水的变化 ，低压测试资料 ，如示功图、液面也有明
显 反 映 ， 同时也 可 以根据 现 场经 验来 判断是 否杆 断 。
２ ． １ 生 产数 据 分析
下 一端 的 负荷 小 ，平衡 块 将要 靠 电机 作功 来举 升 上 去 ，电机 作功 大 电流 上升 。所 以 ，抽油 杆断 脱 后 电机 的上 电流 会突 然下 降 ，下
要发生在拉应力最大的上部。但是实际情况表明，在抽油杆柱 的
上 部 、中部 、下 部 都有 断 脱故 障 的发 生 。 另外 ，从 现 场实 际 观察 发 现 ，抽 油 杆呈 脆性 断 脱 ，而 不 是塑 性变 形 ，这也 是 疲劳 破坏 的 特 点之 一 。 抽 油机 井 正 常工 作 时 ，抽 油杆 柱 承 受 着 由 。 到尸 ｍ 交变 载 荷 的作 用 ，因此 ，在 抽 油杆 内产生 了 由 … 到
这就是在现场观察到的抽油杆断头的脆性断脱。
２ 抽 油杆 断脱 现 场特 征
量增大 ，原油成本增加 ，经济效益降低，同时还影响原油产量 。 因此 ，分析 、研究抽油杆断脱的发生原因 ，采取有效的防治措 施 ，预防及减少抽油杆断脱故障发生 ，对油田今后的可持续发展 有着极其重要的意义。
抽 油 杆 断 脱 时 ，液 面 和 功 图 也 可 以 明 显反 映 出来 。井 筒 中
根 据公 式 （ １ ）可 以 知道 ， 当抽 油 杆柱 确 定 后 ，其截 面 积 就
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是一个确定的值 ，那么抽油杆柱产生的循环应力的大小就由悬点 最大和最小载荷确定 。 要 保证 抽油杆柱 不发 生疲 劳破 坏 ，抽油杆的最大应力不超
（ １ ）电流分析 。抽油机 电流的大小直接反映 出抽油机负荷 的大小 。正常生产井在生产时抽油机的负荷时相对稳定的 ，电动
机 的 电流也 是 相对 稳 定的 。一 般 是上 电流大 于下 电流 ，而且 要求 上 、下 电流的 平衡 率 不小 于８ ５ ％。
从 抽 油 杆 受 力 角度 来 看 ，抽 油 杆 断 脱 是 非 对 称 循 环 应 力作
学 术 研 讨
缸科 技 ２ ０ １ ３ 年第５ 期
抽油机井 抽油 杆断脱判 断及原 因分析
赵 建 军
大 庆 油 田 第 三采 油 厂 第 四油 矿 生 产 保 障 队
摘 要
ｌ ６ ３ ｌ ｌ ３ 黑龙 江 大 庆
本 文通 过抽 油机 井 生产 时 电流 、产 量 、含 水 的 变化 分析 以及 机 采低 压 测试 资料 监 测 ，结合 现 场 经验 法对 抽 油机 断脱 栽荷 示功图
ｐ
＝ ＝
电流上升。断脱 的部位越是靠上 ，电流的变化值就会越大。
（ ２） 产 量 、含水 分 析 。抽 油 杆 断脱 后 ，驴 头仅 带 动 断脱 部 位上 部 的抽 油杆 上 下运 动 ，无 法带 动 液柱 上升 ，井下 液体 无 法抽 吸上 来 ，产 量 明显 下 降。此 时 从取 样 口取 出液 体基 本 为掺 水 流程 的循 环应 力 ：
（ １）
ｐ
二
ｊ
ｊ
一
倒灌进入井筒的水 ，因此 ，杆断时含水明显上升。
２ ． ２ 机 采 低压 测 试 资料 分析
一
抽 油杆 柱顶 部 的最 大 应 力 ； ． 一 抽 油 杆柱 顶部 的最 小应 力 ； 一
悬点 最 大载荷 ；
一悬点 最 小载 荷 ； 一 抽 油 杆 柱的 截 面积
公式 。
北４ — １ ０ 一 丙７ ５ 是 北 部 过 渡 带 四 条 带 一 口 抽 油 机 井 。２ ０ １ ２ 年 ３ 月１ 日录 取 电流 时发 现 电流 变化 比较 大 ，上 电流 出现 明显 下降 ， 下 电流上 升 。具体 变 化见 数 据表 ｌ 所示。
产液 时 日 ｔ ／ ｄ ｔ ／ ｄ 产１ 由 舍水（ ％） （Ⅲ） 液 自 ｝ 圈 （ ｍ） 电 流 （＾） 冲程 冲 次 幕 径
在悬点最 大载荷和最 小载 荷的作用下 ，抽油杆产生了非对 称的循环应力 ，由于各种因素影响 ，悬点最大载荷和最小载荷发
ａ ｏ （ ２）
一
液体抽不下去 ，液面 自然上升。功图反映为一条与载荷线平行的
直线 ，位 置 在下 载荷 线 附近 。
２ ． ３ 经 验 法 判 断
杆 断 时 用 管 钳 转 动 封井 器 ，看钢 丝 绳 是 否 能 转 动 ，若 能 转
动 ，说明抽油机杆断 。根据杆的吃力情况可以判断杆断的大体位
置。
３ 实例 分 析
将公式 （ １） 代入公式 （ ２）中得 ：
７’
Ｐ ｏ ＝（
＋ ０ ． ５ ６ ２ ５ Ｐ ｍ 。 ） Ｓ Ｆ
（ ３）
３ １ 问题发 现
公式 （ ３） 即 为 计算 满 足 抽 油 杆 强度 所 允 许 的悬 点 最 大 载 荷
用下发生的疲劳破坏。统计现场抽油杆断脱井 情况，认为抽油杆 断脱不是在最大拉应 力下发生，而是在交变应力作用下发生的疲
劳 破 坏 。如 果在 最 大拉 应 力下 发 生破 坏 ，那 么 抽 油杆 的断 脱将 主
抽油杆 断脱后 ，驴头 的载 荷只有剩 余杆 的 自重 ，明显 减 小。当抽油杆上行程时由于井下一端负荷小 ，靠平衡块的重量即 可将驴头拉起 ，电机作功小电流下降 ；当抽油杆下行程时由于井
井 出现 的 杆 断 问题进 行 综合 判 断 ，分 析 问题 原 因 ，制 定有 效措 施 。 关键 词 抽 油机 井 抽 油杆
随着油田开采进入高含水后期 ，开采难度增加 ，机械强采
力度 进 一步 加 大 ，抽 油机 井 抽 油杆 断脱 事 故 的发 生频 率 也 随之 增 加 ，给 油 田 的正常 生 产管 理 带来 诸 多 困难 ，不 仅 维护 性 措施 工 作
１ 抽 油杆 断 脱原 因分 析
抽 油 杆 断 脱 后 ，最 直 接 反 映 是生 产 数 据 的突 然 变 化 ，如 电
流、产量 、含水的变化 ，低压测试资料 ，如示功图、液面也有明
显 反 映 ， 同时也 可 以根据 现 场经 验来 判断是 否杆 断 。
２ ． １ 生 产数 据 分析
下 一端 的 负荷 小 ，平衡 块 将要 靠 电机 作功 来举 升 上 去 ，电机 作功 大 电流 上升 。所 以 ，抽油 杆断 脱 后 电机 的上 电流 会突 然下 降 ，下
要发生在拉应力最大的上部。但是实际情况表明，在抽油杆柱 的
上 部 、中部 、下 部 都有 断 脱故 障 的发 生 。 另外 ，从 现 场实 际 观察 发 现 ，抽 油 杆呈 脆性 断 脱 ，而 不 是塑 性变 形 ，这也 是 疲劳 破坏 的 特 点之 一 。 抽 油机 井 正 常工 作 时 ，抽 油杆 柱 承 受 着 由 。 到尸 ｍ 交变 载 荷 的作 用 ，因此 ，在 抽 油杆 内产生 了 由 … 到
这就是在现场观察到的抽油杆断头的脆性断脱。
２ 抽 油杆 断脱 现 场特 征
量增大 ，原油成本增加 ，经济效益降低，同时还影响原油产量 。 因此 ，分析 、研究抽油杆断脱的发生原因 ，采取有效的防治措 施 ，预防及减少抽油杆断脱故障发生 ，对油田今后的可持续发展 有着极其重要的意义。
抽 油 杆 断 脱 时 ，液 面 和 功 图 也 可 以 明 显反 映 出来 。井 筒 中
根 据公 式 （ １ ）可 以 知道 ， 当抽 油 杆柱 确 定 后 ，其截 面 积 就
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是一个确定的值 ，那么抽油杆柱产生的循环应力的大小就由悬点 最大和最小载荷确定 。 要 保证 抽油杆柱 不发 生疲 劳破 坏 ，抽油杆的最大应力不超
（ １ ）电流分析 。抽油机 电流的大小直接反映 出抽油机负荷 的大小 。正常生产井在生产时抽油机的负荷时相对稳定的 ，电动
机 的 电流也 是 相对 稳 定的 。一 般 是上 电流大 于下 电流 ，而且 要求 上 、下 电流的 平衡 率 不小 于８ ５ ％。
从 抽 油 杆 受 力 角度 来 看 ，抽 油 杆 断 脱 是 非 对 称 循 环 应 力作
学 术 研 讨
缸科 技 ２ ０ １ ３ 年第５ 期
抽油机井 抽油 杆断脱判 断及原 因分析
赵 建 军
大 庆 油 田 第 三采 油 厂 第 四油 矿 生 产 保 障 队
摘 要
ｌ ６ ３ ｌ ｌ ３ 黑龙 江 大 庆
本 文通 过抽 油机 井 生产 时 电流 、产 量 、含 水 的 变化 分析 以及 机 采低 压 测试 资料 监 测 ，结合 现 场 经验 法对 抽 油机 断脱 栽荷 示功图
ｐ
＝ ＝
电流上升。断脱 的部位越是靠上 ，电流的变化值就会越大。
（ ２） 产 量 、含水 分 析 。抽 油 杆 断脱 后 ，驴 头仅 带 动 断脱 部 位上 部 的抽 油杆 上 下运 动 ，无 法带 动 液柱 上升 ，井下 液体 无 法抽 吸上 来 ，产 量 明显 下 降。此 时 从取 样 口取 出液 体基 本 为掺 水 流程 的循 环应 力 ：
（ １）
ｐ
二
ｊ
ｊ
一
倒灌进入井筒的水 ，因此 ，杆断时含水明显上升。
２ ． ２ 机 采 低压 测 试 资料 分析
一
抽 油杆 柱顶 部 的最 大 应 力 ； ． 一 抽 油 杆柱 顶部 的最 小应 力 ； 一
悬点 最 大载荷 ；
一悬点 最 小载 荷 ； 一 抽 油 杆 柱的 截 面积
公式 。
北４ — １ ０ 一 丙７ ５ 是 北 部 过 渡 带 四 条 带 一 口 抽 油 机 井 。２ ０ １ ２ 年 ３ 月１ 日录 取 电流 时发 现 电流 变化 比较 大 ，上 电流 出现 明显 下降 ， 下 电流上 升 。具体 变 化见 数 据表 ｌ 所示。
产液 时 日 ｔ ／ ｄ ｔ ／ ｄ 产１ 由 舍水（ ％） （Ⅲ） 液 自 ｝ 圈 （ ｍ） 电 流 （＾） 冲程 冲 次 幕 径
在悬点最 大载荷和最 小载 荷的作用下 ，抽油杆产生了非对 称的循环应力 ，由于各种因素影响 ，悬点最大载荷和最小载荷发