抽油杆疲劳断裂原因分析及对策

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抽油杆断脱原因分析

抽油杆断脱原因分析

抽油杆断脱原因分析抽油杆断脱是指在油田钻井、采油和注水作业中,抽油机或注水泵上的抽油杆出现断裂或脱落的现象。

这种情况会给油田生产带来严重的影响,不仅增加了维修成本,还降低了产量,甚至可能引发安全事故。

对抽油杆断脱的原因进行分析,对于改善油田生产效率和保障作业安全具有重要意义。

一、设备故障设备故障是导致抽油杆断脱的主要原因之一。

由于抽油杆在长期高强度工作的情况下,可能会出现磨损、腐蚀或疲劳等情况,导致其强度下降,最终断裂或脱落。

抽油机或注水泵的链条、链轮、齿轮等传动部件如果出现故障,也会影响到抽油杆的正常工作,从而导致抽油杆断脱。

为了减少设备故障对抽油杆的影响,必须加强设备的日常维护和定期检修工作,并及时更换受损的部件,提高设备的可靠性和安全性。

二、操作不当操作不当也是导致抽油杆断脱的重要原因之一。

在油田作业中,如果操作人员操作不当,比如拉升或降低速度过快、启停频繁、负载过大等,都会对抽油杆产生不利的影响,容易引发断脱事故。

抽油杆的连接件如果安装不当或者强度不够,也会成为抽油杆断脱的隐患。

加强操作人员的培训和管理,规范操作流程,严格执行操作规程,对于减少操作不当带来的风险,具有十分重要的意义。

三、工况恶劣在油田作业中,可能会遇到一些特殊的工况,比如温度过高、压力过大、井筒环空过大等情况,这些因素都会对抽油杆的正常工作产生不利影响,容易导致抽油杆断脱。

特别是在高温、高压、硫化氢等严峻环境下,抽油机和抽油杆容易受到腐蚀和疲劳的影响,进而导致抽油杆的断裂或脱落。

针对不同的工况恶劣情况,必须采取合适的措施,比如加强防腐处理、增加润滑剂、降低负载等,以提高抽油杆的耐久性和可靠性。

四、材料质量抽油杆的材料质量对于其耐久性和可靠性具有重要的影响。

如果抽油杆的材料质量不达标,意味着其抗拉强度、抗压强度、抗腐蚀性等指标都无法满足要求,容易在实际作业中出现断裂或脱落的情况。

必须对抽油杆的材料质量进行严格把控,确保其符合国家标准和行业要求,从源头上杜绝因材料质量问题而导致的抽油杆断脱事故。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是油田采油过程中常见的问题,一旦发生将对油田生产造成严重影响,甚至影响到整个油田的开发进程。

对抽油杆断脱的成因进行深入分析,并提出相应的防治对策对于保障油田的稳定生产具有十分重要的意义。

一、抽油杆断脱的成因分析1. 动作不规范采油现场的操作人员在进行抽油杆动作时,如果动作不规范,如顶驱过猛、冲击过大等均会导致抽油杆断脱。

2. 抽油杆材质问题抽油杆本身的材质问题,如内部存在缺陷、裂纹等都可能成为抽油杆断脱的隐患。

3. 抽油杆疲劳损伤长期的高频次运动会导致抽油杆的疲劳损伤,超过其承载极限就会发生断脱。

4. 抽油杆受力过大抽油杆在受力过大情况下,如承受过大载荷、受到外力冲击等也容易断脱。

5. 抽油泵工作异常抽油泵的工作异常,比如启动不顺畅、运行不稳定等都会对抽油杆产生不良影响,导致断脱。

二、抽油杆断脱的防治对策1. 规范操作提高操作人员的技术水平,规范操作流程,严格按照操作规程进行操作,避免因操作不规范造成的抽油杆断脱事件发生。

2. 定期检查定期对抽油杆进行全面检查,检查抽油杆的材质、疲劳程度、受力情况等,及时发现问题并进行处理,确保抽油杆的健康状态。

3. 加强维护加强对抽油杆的维护保养工作,延长抽油杆的使用寿命,减少断脱事件发生的可能性。

4. 抽油泵监控对抽油泵进行严格的监控,一旦发现抽油泵运行异常,及时停机检修,排除故障,避免故障对抽油杆的影响。

5. 抽油杆设计优化通过改进抽油杆的设计,优化抽油杆的结构和材质,提高抽油杆的抗压能力和疲劳寿命,从根本上减少抽油杆断脱的可能性。

三、抽油杆断脱的对策实施1. 完善制度建立健全相关的操作规程和制度,明确操作人员的操作责任和要求,确保操作流程的规范性。

2. 加强培训加强对操作人员的技术培训,提高其操作水平和安全意识,使其能够熟练掌握操作技能并严格执行操作规程。

3. 强化监管加强对抽油杆的质量监管,确保抽油杆的质量达到标准要求,减少因抽油杆材质问题导致的断脱事件发生。

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是油田生产中常见的问题之一,它会造成油井停产、生产受阻等后果,严重影响油田开发和生产效率。

对抽油杆断脱进行分析,并提出相应的防治对策,对于保障油田生产的顺利进行具有重要意义。

一、抽油杆断脱的定义及原因分析抽油杆断脱是指由于抽油杆自身或周围环境的因素导致抽油杆断裂或脱离井口,造成油井停产或生产受阻的故障现象。

(1)操作不慎:抽油杆在使用过程中,由于操作不当、设备磨损、连接不牢固等原因造成断脱。

(2)井口环境因素:油井井口周围环境的恶劣气候、季节变化、地震等自然因素导致抽油杆断脱。

(3)设备质量问题:抽油杆本身质量不合格、材料疲劳、生产工艺不规范等原因导致断脱。

(4)油井产量超载:油井产量超过设计标准,导致抽油杆承受过大的拉力,从而断脱。

二、抽油杆断脱的防治对策1. 加强管理,严格操作通过加强对抽油杆使用与操作过程的管理,严格执行操作规程,确保抽油杆正确安装、牢固连接,提高操作人员的操作技能,减少人为因素导致的抽油杆断脱。

2. 定期检测和维护建立完善的抽油杆检测和维护制度,定期对抽油杆进行检测、修复和更换。

对于发现有质量问题的抽油杆及时进行更换,确保设备质量。

3. 调整生产工艺根据实际产量情况合理调整生产工艺,避免油井产量超载,减少抽油杆的工作负荷,延长抽油杆的使用寿命,降低断脱的发生率。

4. 改善井口环境加强对油井井口周围环境的管理和维护,根据气候变化和地震等自然因素的影响,采取相应的防护措施,保护抽油杆在恶劣环境下的安全运行。

5. 提高抽油杆质量加强对抽油杆生产制造的质量管理,确保抽油杆的材料、工艺符合标准要求,提高抽油杆的抗拉强度和使用寿命。

6. 制定紧急预案针对抽油杆断脱导致的油井停产、生产受阻等紧急情况,制定相应的紧急预案和处理措施,提高应急处置能力,减少因抽油杆断脱而造成的损失。

以上就是对抽油杆断脱进行分析与防治对策的介绍,希望能够帮助油田生产管理人员更好地了解抽油杆断脱的原因和对策,提高油田生产效率,保障油田生产的顺利进行。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆是油井中连接地面动力机械和井底油管的重要设备,在正常生产中起到非常重要的作用。

然而,抽油杆断脱现象的出现会严重影响油井的正常生产,甚至会导致油井停产,给油田的生产带来很大困扰。

究竟抽油杆断脱是如何发生的,我们需要对其成因进行分析,然后制定相应的防治对策。

一、成因分析1.抽油杆粘滞油井在生产过程中会产生大量的沉积物,若未及时清除,则会在抽油杆表面粘附大量淤泥。

随着沉积物的增多,摩擦力不断升高,以至于杆身与钻井管壁之问的摩擦力超过了抽油杆的承受能力,最终导致抽油杆发生断脱。

2.抽油杆过度拉伸抽油杆在遇到过度拉伸时,杆体容易发生形变、位移或破裂等严重问题,尤其是在乏油或枯水区产生的抽油杆拉断部分多由于过度拉伸引起。

过度拉伸的原因可能是因为生产条件不佳,造成井下油管中的液柱失衡;或是由于动力机械的不正常操作,使得抽油杆过度拉伸,最终导致抽油杆断脱。

3.抽油杆腐蚀油井环境恶劣,含盐、含硫等腐蚀因子,容易侵蚀抽油杆,同时也会容易受到沉积物的侵蚀。

抽油杆因腐蚀而形成了弱点,一旦断脱,将会对油井产生灾难性的影响。

二、防治对策要避免抽油杆粘滞问题,最好的办法就是定期清洗抽油杆。

清洗可以去除沉积的淤泥和杂质,有效减少抽油杆表面的摩擦力,一定程度上防止抽油杆的断脱。

需要在控制抽油杆的拉伸过程中严格控制因素,确保动力机械正常操作,保证井下油管中的液柱平衡,避免因过度拉伸导致的抽油杆破裂断脱。

应警觉地关注抽油杆的腐蚀状况,一旦发现腐蚀,应立即修缮或更换抽油杆,以确保其在正常的生产条件下顺畅工作。

总而言之,掌握抽油杆断脱的成因和防治对策,可以在油田生产中得到很好的应用,帮助油井充分发掘石油资源,并确保其生产条件的稳定和可靠。

抽油杆断裂原因分析与预防

抽油杆断裂原因分析与预防

抽油杆断裂原因分析与预防本文根据下寺湾采油厂近两年来修井作业施工、修井资料的调查,对抽油杆断脱井进行了统计分析认为:断脱的主要原因丝抽油杆柱的组合不合理、偏磨、腐蚀、疲劳破坏及管理不当等所致,并提出了应采取的技术管理措施,可通过优选抽油杆组合、井筒综合治理、调节抽油机参数等方法来预防抽油杆断脱。

标签:抽油杆断脱;原因分析;预防措施一、抽油杆断裂故障分析为了找出抽油杆断裂的原因,针对采油厂近两年来的抽油杆断裂井进行了分析,断裂的位置大部分集中在抽油杆柱的两端(井口位置和接近泵口位置),最上部10%和最下部30%的杆柱断裂次数占65.3%。

杆柱下部断裂的次数多,是由于活塞在上行过程中,杆柱受拉,在下行中杆柱中和点以上的油杆受拉,中和点以下的油杆受压。

在上述杆柱中,90%-100%的抽油杆在中和点以下,上行受一个拉力,下行受到一个压力,同时由于相当部分井缺少油杆扶正器,油杆受压时在油管内产生弯曲,这就加速了杆疲劳破坏,造成了下部断裂的次数增加。

上部油杆在杆柱中所受的拉力最大,长期在高的许用应力状态下工作,如果杆柱组合不合理或卡泵(卡泵时,杆柱所受拉力增大,易造成上部抽油杆断裂,这种原因造成的油杆断裂,在现场发现了不少)等原因都有可能造成上部抽油杆断裂,特别是光杆。

二、抽油杆断裂原因分析1、机械因素1.1抽油机不平衡,抽油机长时间在不平衡的状态下工作,那么抽油杆在长期的不对称循环交变载核作用下易脱扣和断裂。

(如:加深或上提泵挂,而抽油机未调平横)1.2抽油杆的疲劳的影响:由于抽油杆在上下运动中,受到一个交变应力的作用,易引起疲劳断裂。

2、油杆加工及运输问题2.1 为了保证抽油杆的抗疲劳性能必须通过热处理使其获得一定的综合力学性能。

即要有一定的强度又要有一定的韧性。

但抽油杆是细长杆,热处理时质量沿轴向的不均匀不容易保证,金象组织不正常,机械性能不符合要求,同时杆体变形严重。

2.2 在热处理过程中易产生气泡,抽油杆在冷却后在本体上留下坑点,为油杆断裂埋下伏点。

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是指在油田采油过程中,由于工作条件、设备故障或操作失误等原因造成抽油杆在井下断裂或脱离工作状态的现象。

抽油杆断脱不仅会影响油田的正常生产,还可能导致安全事故的发生。

对抽油杆断脱进行分析与防治对策的研究具有重要的意义。

一、抽油杆断脱的主要原因分析1.工作条件不良抽油杆在井下工作时,受到地质条件、井筒环境、油管内流体压力等多种因素的影响。

如果井下环境恶劣,如井筒受损、地质层不稳定、油管内流体压力过大等,就容易导致抽油杆断脱。

2.设备故障抽油杆及其附件是油田采油中的重要设备,如果这些设备出现故障或磨损,就会增加抽油杆断脱的风险。

抽油杆变形、接头断裂、泵积炭等问题都可能导致抽油杆断脱。

3.操作失误操作人员在日常作业中,如果没有按照操作规程和安全操作规定来进行,就容易出现操作失误导致抽油杆断脱的情况。

在抽油杆的安装、维修、调整等过程中,如果操作不当就会引发断脱事件。

二、抽油杆断脱的防治对策1.改善工作条件针对工作条件不良导致的抽油杆断脱问题,可以采取一系列措施来改善工作条件。

比如在井下环境恶劣的井筒内增加支撑物,加强井下设备的维护和管理,提高井筒的稳定性等。

2.加强设备维护设备是抽油杆断脱的重要因素之一,因此加强设备的维护工作是预防断脱的关键。

定期对抽油杆及其附件进行检查,及时发现问题并进行修理或更换,能有效降低断脱的风险。

3.加强操作培训操作失误是导致抽油杆断脱的重要原因之一,因此加强操作人员的培训是预防断脱的重要措施。

培训内容包括操作规程、安全操作规定、紧急应对措施等,提高操作人员的安全意识和专业技能。

4.安全监测系统建立完善的安全监测系统是预防抽油杆断脱的一项重要举措。

通过安全监测系统,可以对井下环境、设备状态、操作情况进行实时监测,及时发现问题并采取措施,保障抽油杆的安全运行。

5.科学作业管理加强科学的作业管理是提高抽油杆运行安全性的关键。

对工作人员进行安全教育,建立健全的安全管理制度,规范作业流程,全面提高作业管理水平,从而减少抽油杆断脱的风险。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆是石油钻井和开采过程中的重要设备之一,主要用于将油井中的原油提升到地面。

然而,在长期的使用过程中,抽油杆往往会发生断裂、脱离等故障,给生产造成很大的损失。

因此,对于抽油杆断脱的成因进行分析,并找出相应的防治对策具有重要的现实意义。

一、成因分析(一)材料质量问题如果抽油杆的材质质量不良,会引发很多断脱故障。

例如,过于脆弱,则在使用过程中容易断裂;而如果太软,则极易出现弯曲变形等情况。

因此,材料的选择必须经过严格的考虑,保证质量过硬。

(二)连接件问题连接件的强度和可靠性对于抽油杆的正常运行至关重要。

如果连接件的设计或者安装不当,会导致连接件自身出现疲劳或者磨损,进而引发抽油杆的脱落。

此外,连接件的紧固力度也要注意,过紧或过松都容易导致抽油杆脱离。

(三)操作不当工人在进行抽油杆的拆卸组装、安装以及调试过程中如果没有严格遵循操作规程,会容易引发抽油杆断裂、脱离等故障。

例如,在拧紧连接件时使用了高扭矩,或者在安装过程中松动操作不慎,都会造成抽油杆的脱落。

(四)老化问题抽油杆的使用寿命是有限的,如果使用时间过长,或者常受到重负荷的工作状态,会导致抽油杆发生老化问题。

例如,金属零件的内外削蚀、疲劳以及变形等问题都会引发抽油杆的故障。

二、防治对策抽油杆的材料质量必须保证上乘,才能降低故障率。

要选择具有良好韧性和强度的合金钢来制作抽油杆,保证其具有很强的抗拉强度,同时耐磨性以及耐腐蚀性也要相对较高。

(二)加强检修和维护在抽油杆的工作过程中,要对其进行定期的检修和维护,确保连接件的强度和可靠性。

要严格按照操作规程进行组装和拆卸,避免出现操作不当产生的故障。

(三)增加可靠性寿命可以在连接件设计上增加安全因素,如在连接螺栓上增加防松螺丝垫,使其在使用过程中更加稳定。

同时,在生产中可采用先进的表面硬化技术,提高抽油杆的耐磨性和耐腐蚀性,延长其寿命。

(四)完善管理体制在管理体制方面,要加强监督和管理,确保操作规程的落实。

抽油杆断脱原因分析

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

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是油井开采过程中常见的故障,对于油田的安全稳定和效益有重大影响。

本文将分析抽油杆断脱的成因,并提出相应的防治对策。

一、成因分析1.化学腐蚀:地下水中常含有大量的氧、二氧化碳等氧化性物质,而抽油杆多数采用无保护的碳素钢,经久耐用性差,容易受到腐蚀而使其强度下降,继而导致抽油杆的断脱。

2.机械磨损:由于油井内液体的剧烈搅拌和波动,抽油杆的表面会受到不同程度的磨损,特别是管柱连接、扶正器与抽油杆之间,更容易受到机械磨损,进而导致其断脱。

3.结构缺陷:抽油杆由多段杆段和螺纹连接组成,所产生的应力过大,杆段及螺纹连接处出现裂纹或缺陷,这些缺陷会在施力过程中迅速扩大,最终导致抽油杆的断脱。

4.操作不当:操作人员在施工过程中,如果没有掌握好操作技术和施力强度,力量大小不协调,就容易导致抽油杆的弯曲或断裂,进而导致抽油杆的断脱。

二、防治对策1.加强抽油杆防腐处理:选用具有出色耐腐蚀性的材质,如不锈钢、镍铜合金等材质,或在抽油杆表面涂上专业防腐漆,加强杆体的抗腐蚀能力,从而提高其使用寿命。

2.加强抽油杆表面涂层保护:在抽油杆表面涂层或数码包覆层,以减少因摩擦产生的磨损,同时还能减缓断裂扩展速度,从而提高其磨损性能,并减小抽油杆的断脱率。

3.加强抽油杆结构设计:对抽油杆的结构进行有针对性地改进,根据抽油杆承受的力学负荷,提高其机械性能,完善抽油杆主要部件的结构设计,从而避免杠杆运动和疲劳破坏。

4.加强操作管理:培养专业操作技术,对操作人员进行相关专业知识和防护操作的培训,加强抽油杆的施工标准规范,规范操作流程,严格执行操作规程,并随时对设备进行检查维护,及时清理、修缮和更换损坏部件,保障操作安全。

总之,抽油杆断脱问题对油田的稳定和效益有深远的影响。

因此,重大的技术和管理手段必不可少,通过科学的技术手段和管理方法,以及完善的应急措施,可以有效地避免抽油杆断脱问题的发生。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是油井作业中常见的问题,其成因可以有多种,主要包括以下几点:1. 动载因素:油井生产过程中液压冲击和冲击震动等动载因素会导致抽油杆发生断脱。

液压冲击是指液体在突然停止或流速突然变化时产生的压力冲击,这会对杆柱产生扭转和振动,从而引起抽油杆断脱。

2. 材料问题:抽油杆材料的选择不当、质量不合格等因素也可能导致抽油杆断脱。

抽油杆的强度不足、材料脆化、疲劳裂纹等问题,都可能导致抽油杆在工作过程中发生断脱。

3. 操作不当:操作不规范、不严谨也是抽油杆断脱的主要原因之一。

过度扭转抽油杆、超负荷运作、不正确的抽油杆连接等,都会导致抽油杆的疲劳破坏和断脱。

为了预防和控制抽油杆断脱的问题,可以采取以下对策:1. 加强设计和选材:在设计抽油杆时,应充分考虑井底环境和抽油杆所承受的动载荷,选择合适的材料和规格,并进行合理的计算和优化设计,确保抽油杆的强度和刚度满足工作要求。

2. 加强材料检验和管理:对抽油杆材料进行严格的检验和把控,确保质量合格。

要进行材料强度、韧性、耐蚀性等指标的检测,杜绝使用质量不合格的材料。

3. 完善制造工艺:在抽油杆的制造过程中,要根据材料性能和工作要求,采取合适的制造工艺,提高抽油杆的成品率和质量。

要进行杆柱的温度控制和热处理等工艺措施,以提高抽油杆的材料性能和使用寿命。

4. 规范操作和维护:加强人员的培训和管理,提高操作人员的业务水平和技能,确保操作规范。

要定期进行抽油杆的检查和维护,及时发现和解决潜在问题,防止因操作不当而导致抽油杆断脱。

5. 加强事故分析和经验总结:定期对抽油杆断脱事故进行分析,找出问题的共性和特点,并总结经验教训。

在以后的工作中,要根据经验总结,采取相应的措施,提高工作的安全性和可靠性。

抽油杆断脱是一个复杂的问题,其成因多种多样。

通过加强设计、材料管理、制造工艺、操作和维护的规范,可以有效预防和控制抽油杆断脱的发生,提高油井的生产效益和安全性。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是在油井工作过程中常见的问题,它会给油田生产带来严重的损失。

抽油杆是油井中用于提升地下油气的主要设备,一旦出现断脱情况,不仅会影响生产效率,还可能导致设备损坏和人员安全问题。

对抽油杆断脱的成因进行深入的分析,并提出相应的防治对策,对油田生产具有重要的意义。

一、抽油杆断脱的成因分析1. 设备质量问题:抽油杆本身的质量问题可能会导致断脱,例如材料、工艺等方面存在缺陷,导致抽油杆在井下受到了不可预测的力量而断脱。

2. 操作不当:使用和维护过程中操作不当也是导致抽油杆断脱的重要原因,比如在安装、拆卸、调试等过程中力度过大或者不合理,都有可能导致抽油杆的受力失衡,从而引发断脱问题。

3. 井下环境:油井井下环境复杂,存在着各种意外因素,如井筒积水、沉积物、腐蚀等,都有可能导致抽油杆在工作过程中断脱。

4. 动力设备问题:动力设备的故障或者不稳定也会引发抽油杆的断脱,例如抽油机、绕线器等设备的异常工作状态。

5. 频繁工况变化:油井生产过程中,由于油层压力、油水比等工作参数的变化,会导致抽油杆受力状态发生变化,进而引发断脱问题。

二、抽油杆断脱的防治对策1. 提高设备质量:在抽油杆的材料、工艺、设计等方面下功夫,尽可能降低设备本身的质量问题,选用高强度、耐腐蚀、耐磨损的材料,加强制造工艺控制,提高设备的可靠性和安全性。

2. 加强操作培训:提高操作人员的专业水平和技能,严格按照操作规程进行操作,特别是在设备的安装、拆卸、调试、检修等关键环节,确保操作的准确性和稳定性。

3. 定期维护检查:对抽油杆设备进行定期的维护检查,及时发现和处理问题,减少因设备自身原因导致的断脱情况。

对井下环境进行清理和处理,避免井筒积水、沉积物等对设备产生影响。

4. 强化监控系统:配备合适的监控系统,实时监测抽油杆的状态,对于可能出现的断脱迹象做出及时的预警和处理,减少因井下环境变化、设备运行异常等导致的断脱问题。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是指在油井生产中,抽油杆发生断裂或脱离抽油机构的现象。

下面将从抽油杆断脱的成因分析和防治对策两个方面详细介绍。

1. 力学因素:油井生产中,由于井口液面压力的变化、抽油杆上下活动、输入动力的不稳定等因素,会产生动荷载和静荷载,导致抽油杆断脱。

井深较深、泵冲力较大、井眼内壁磨损严重等情况也会增加抽油杆断脱的风险。

2. 材料因素:抽油杆的材料质量、制造工艺等方面的问题,如材质不合格、生产工艺不规范等,都会降低抽油杆的强度和可靠性,容易引发断脱现象。

3. 腐蚀因素:油井生产环境中存在各种腐蚀介质,如酸性物质、含盐水等,这些腐蚀介质对抽油杆的腐蚀作用会导致抽油杆的质量下降,进而引发断脱。

4. 操作因素:操作人员在操作过程中,控制不当、参数设置错误、操作失误等,都可能导致抽油杆的断脱。

二、防治对策1. 材料选择:选择质量优良、强度高的抽油杆材料,制定严格的抽油杆质量标准,加强对抽油杆制造工艺的监督和检验。

2. 强化检测:加强抽油杆的质量检测,对抽油杆进行无损检测,发现隐性缺陷及时处理;对抽油杆进行定期检测,及时发现杆体的磨损、腐蚀等情况,并进行维修和更换。

3. 加强润滑维护:定期对抽油杆进行润滑维护,减少抽油杆与井眼之间的摩擦。

合理配置泵冲力,减少冲击荷载对抽油杆的影响。

4. 加强现场管理:加强对操作人员的培训和管理,规范操作流程,严格遵守操作规程,减少因操作失误引发的断脱事件。

5. 腐蚀防护:采用抗腐蚀材料,如镀层和涂层等,对抽油杆进行腐蚀防护,减少腐蚀对抽油杆的危害。

抽油杆断脱是由于力学因素、材料因素、腐蚀因素和操作因素等多方面因素共同作用下产生的。

针对不同的原因,可采取相应的防治措施,以提高抽油杆的使用寿命和安全性,确保油井的正常生产。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策抽油杆断脱是指在油井生产中,由于各种因素导致抽油杆与泵或井口工具脱离的现象。

这一问题在油田生产中并不罕见,但一旦发生会给整个生产过程带来很大的困扰,甚至造成严重的经济损失。

对于抽油杆断脱的成因进行深入分析,并制定相应的防治对策,对于确保油田生产的安全稳定具有重要的意义。

一、成因分析1.运转不当抽油杆在油井生产中承受着巨大的拉力和扭矩,如果操作不当会导致抽油杆断脱。

例如在运输抽油杆的过程中,搬动不慎或者吊卡操作不当,都有可能对抽油杆造成损伤导致断脱。

2.腐蚀和磨损长期运行的抽油杆会受到井液腐蚀和机械磨损,导致抽油杆的强度和韧性下降,进而引发抽油杆断脱。

3.泵的异常工作状态泵的异常工作状态也是导致抽油杆断脱的一个重要因素,例如泵的频繁启停、冲击加载等操作会对抽油杆造成损伤,加速抽油杆的断脱。

4.油井环境因素油井环境也是引发抽油杆断脱的重要因素,例如井深、井口温度、井口油管的运动状态等都会对抽油杆的接头产生不同程度的影响,从而导致抽油杆断脱。

二、防治对策1.规范操作对于运输、安装、维护抽油杆的操作进行规范化管理,确保操作人员严格按照操作规程进行操作,避免因操作不当而导致抽油杆断脱。

2.加强抽油杆的检测与维护定期对抽油杆进行全面的检测和维护,及时发现并处理抽油杆的腐蚀或者机械磨损等问题,确保抽油杆的良好状态。

3.改善井口工具针对井口环境因素导致的抽油杆断脱问题,改善井口工具的设计和选型,减少对抽油杆接头的损伤,提高抽油杆的使用寿命。

4.优化泵的运行状态对泵的运行状态进行优化,避免频繁的启停操作,减少对抽油杆的损伤,降低抽油杆断脱的风险。

5.加强油井监测加强油井的监测,及时发现油井环境的变化,对油井环境因素进行合理的调整,减少对抽油杆的影响,降低抽油杆断脱的发生概率。

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对策。

只有加强对抽油杆断脱成因的分析,同时采取有效的防治对策,才能有效地降低抽油杆断脱的风险,确保油田生产的安全和稳定。

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。

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策

抽油杆断脱分析与防治对策抽油杆断脱是指在油井生产过程中,由于油井工况或装置不当等原因,引起抽油杆断裂或脱落的现象。

这种情况会导致油井停产和设备损坏,给油田开发和生产带来不利影响。

对抽油杆断脱进行分析和采取相应的防治对策是十分必要的。

抽油杆断脱的分析可以从以下几个方面进行:1. 工况分析:对油井的工况进行详细的调查和分析,包括井筒的压力、温度、含水率等参数的测定,以及油井生产的情况、油井装置的状态等方面的观察,以找出可能引起抽油杆断脱的原因。

2. 设备分析:对抽油杆的材质、结构以及配件的完好程度等进行仔细检查,查找可能存在的裂纹、缺陷或磨损等。

对油井装置的运行情况进行评估,查找可能导致抽油杆断脱的故障。

3. 力学分析:通过对抽油杆所受力的计算和分析,确定抽油杆断脱的破坏形式和原因。

可以利用有限元分析软件进行模拟计算,预测抽油杆的受力情况,寻找疲劳破坏的痕迹。

1. 加强设计:在设计油井装置和抽油杆时,要考虑到工况的变化和抽油杆的使用寿命等因素,合理选择材料和结构,以提高抽油杆的强度和抗疲劳性能。

2. 加强检修:定期对抽油杆进行检查和维护,发现裂纹、缺陷或磨损等问题及时修复或更换受损部件,防止发生断脱事故。

3. 加强监测:利用传感器和监测设备对抽油杆的受力情况进行实时监测和记录,及时发现异常情况和故障,采取相应的措施进行调整或修复。

4. 加强管理:建立健全的油井管理制度,规范操作流程,加强作业人员的培训和交流,提高工作人员的安全意识和技能水平,减少操作失误和设备损坏的可能性。

5. 加强科技研发:加大对抽油杆材料、制造工艺和检测方法的研发力度,提高抽油杆的强度和耐腐蚀性能,改进抽油杆的制造和检修工艺,提高抽油杆的使用寿命和可靠性。

通过对抽油杆断脱的分析和采取相应的防治对策,可以有效地预防和避免抽油杆断脱事故的发生,提高油井的生产效率和设备的可靠性,保证油田的正常开发和生产。

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

抽油杆断脱的成因分析与防治对策
抽油杆断脱是指油井抽油杆在作业过程中发生断脱现象。

断脱会导致生产中断,并且还可能造成油井设备的损坏。

对于抽油杆断脱的成因进行分析和采取相应的防治对策非常重要。

1. 成因分析
1.1 油井工作条件不稳定:油井在生产过程中,地层压力、温度、流体性质等工作条件会发生变化。

如果这些变化超过了抽油杆的承载能力范围,就会导致抽油杆断脱。

1.2 抽油杆选择不当:抽油杆的材质、直径、长度等参数的选择不合理,会导致抽油杆的承载能力不足,从而发生断脱。

1.3 抽油杆结构缺陷:抽油杆在制造过程中可能存在缺陷,如材料不均匀、焊接缺陷等,这些缺陷会在工作过程中逐渐积累,导致抽油杆断脱。

1.4 抽油杆固定方式不合理:抽油杆在井口固定的方式有多种,如套管固定、锚杆固定等。

如果固定方式不合理,会使抽油杆受到额外的力,增加抽油杆断脱的风险。

2. 防治对策
2.3 加强抽油杆质量控制:在抽油杆制造过程中,加强材料选用、焊接工艺等的质量控制,确保抽油杆没有结构缺陷,提高抗断脱能力。

2.4 合理选择抽油杆固定方式:根据油井的具体情况选择合适的抽油杆固定方式,并合理安装固定装置,减少额外的力对抽油杆的影响。

2.5 建立健全的抽油杆检修制度:定期对抽油杆进行检修和维护,及时发现和修复可能存在的问题,预防抽油杆断脱的发生。

抽油杆断脱的成因是多方面的,从油井工作条件到抽油杆的选择、制造和固定等方面都可能影响抽油杆的断脱。

在实际工作中,要加强抽油杆的监测和质量控制,合理选择抽油杆参数和固定方式,并建立健全的检修制度,以预防抽油杆断脱的发生。

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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.。

从断口面可以看出:基本上可以分为两个外貌特征不同的区域,该断口一部分比较光滑,光滑部分有明暗相间的圆弧,类似贝壳线,另一部分粗糙不平。

可以断定该杆为疲劳断裂。

(3)超疲劳极限造成抽油杆断裂
在油井正常生产时,抽油杆的基本受力情况如下:在下冲程时、抽油杆柱下部承受通过柱塞向上集中作用的两种负荷,分别是在衬套和柱塞间的半摩擦力和采出液体流过游动阀的水力阻力所产生
的向上作用力;上冲程时,抽油杆柱下部也承受两种负荷的作用,即作用在抽油泵柱塞上的液体重量和在柱塞和衬套间的半摩擦力。

因而在抽油杆部下部,在抽油泵一个工作循环过程中受符号相反的循环应力,上冲程时,受拉伸;下冲程时,受挤压而弯曲。

抽油杆在工作中承受拉-拉交变应力或拉-压交变应力。

所以它有一个疲劳问题,抽油杆疲劳断裂源于表层的材料缺陷、尺寸和几何形状的变化引起应力集中,而形成裂纹源。

抽油杆在设计中的许用应力都选
在持久极限以下。

为什么还会发生疲劳断裂,这主要是抽油杆的第一局部应力超过了持久极限。

因此为了减少抽油杆的疲劳断裂造成的油井作业,我们应避免造成抽油杆应力集中,超过持久极限:管理制度要严格,分级使用不得混合等使用;有过超载历史的降级使用;新旧杆不得混用;全井一级杆生产的油井,定期上下调换抽油杆,避免应力集中造成的疲劳断裂;优选设计,等强度使用,不得超载;
以该井为例,从计算和实测结果可知,该井杆柱所受最大应力为130兆帕,如果按照盐水介质考虑,根据抽油杆疲劳特征曲线可求出:该井杆柱可承受的交变应力周次为0.85x107,该井的冲次为6.5次/分钟,按照上次换杆时间计算,周次已达到
6.5x60x24x370=0.4x107(修复杆投入该井之前时承受的交变应力周次数没有在内)若开井时率按照90%计,则杆柱的安全使用周期为2年左右,该井杆为2005年修复杆,粗略的估计使用寿命已超过两年,为了不超过疲劳寿命,需全井更换。

(4)使用管理不当造成抽油杆疲劳断裂
抽油杆使用管理上的混乱,也是造成抽油杆疲劳断裂的主要原因之一。

一是下井的抽油杆新旧混用、不同级别混用;二是抽油杆在运输、装卸、贮存、使用中,违章操作造成抽油杆机械损伤,形成应力集中,影响了抽油杆工作可靠性。

三是热洗、清蜡、加药、防砂措施不及时,生产管理不当,造成砂蜡卡,增大负荷,超载拉
断等。

四是抽油杆在搬运过程中弯曲引起应力集中,或者碰撞造成径向伤痕引起应力集中。

二、防止抽油杆疲劳断裂的措施
通过分析造成抽油杆疲劳断裂的主要原因,认为要防止抽油杆疲劳断裂可以相应采取以下措施:
1)严把抽油杆质量关。

要求出厂的抽油杆无弯曲现象,表面无伤痕。

选择从制造加工工艺技术较为先进的生产厂家进货。

2)运输过程中加强管理,尽可能避免运输过程中的损伤。

3)发生油井断裂时,不能局限在抽油杆表面现象,要根据应力要求,疲劳寿命计算更换抽油杆。

4)对抽油井系统进行优化设计。

从经济和技术方面进行综合论证,在降低冲次、改变抽油杆组合或采用玻璃钢抽油杆和改变泵径等方面,选出确实可行的方案。

(作者单位:山东省临邑县临盘采油厂)。

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