1引言
石油是一种重要的矿产资源。我国工业高度发展,人民生活质量日益提高,和我们的石油开采紧密相连。石油的开采离不开抽油机,光杆是抽油机井的重要组成部件之一。如果断杆落入井下,光杆盘根盒处会喷油,原油落地造成环境污染,在维修与清理污油恢复正常生产过程中增加了石油工人的劳动强度,增加了采油成本,降低了经济效益。通过分析其发生原因,并找到规律,采取一定革新等技术措施,从而延长光杆的使用寿命,减少光杆断的频次。
2光杆断原因分析
光杆虽然是高碳钢制造,但由于其承载着井下全部抽油杆及深井泵截面积以上所有液体重量,以及抽油机上行程时,由井下抽油杆,泵上液体由于地心引力造成的巨大惯性载荷和其它载荷造成实际工作中光杆断现象频繁发生。
2.1光杆质量问题
任何一种产品质量越好使用相对就会使用很久,不出问题。相反质量越差,使用中会出现这样或是那样的问题,给我的安全生产带来不确定的危害因素。一根好的抽油杆,要求表面光洁高,表面无缺陷,无裂纹,材质要有一定的抗拉强度,用于聚合物驱油田的还要有一定的耐腐蚀性等,其硬度不能过大,硬度过大容易断。其安装后杆的轴心是一条直线看上去不弯曲,启动抽油机后光杆上行时,肉眼参照光杆盘根盒压盖儿上平面两厘米处进行观察,好质量的光杆没有蛇形慢弯儿。
2.2悬绳器不水平
施工过程中,由于悬绳器上平面,面积较小不方面摆放常用的水平尺,在安装光杆的操作中由于不方便,没有使用水平尺,给悬绳器找水平,只凭肉眼观察或者凭经验给悬绳器找水平,造成了悬绳器上平面倾斜不水平。
这样造成的危害是,在光杆打上卡子坐落在悬绳器上以后,由于卡子下平面与光杆的轴心线是垂直关系,在抽油机启动时,悬绳器上行时卡子吃上负荷,卡子下平面接触悬绳器上平面后卡子整体会发生倾斜,造成卡子上方的光杆与卡子下方的光杆不在一条轴线上,卡子下平面处的光杆发生弯曲。抽油机工作中由于光杆弯曲,光杆的横截面受力不均匀,长时间工作后在疲劳应力作用下发生杆断。
2.3光杆卡子使用不当
一是在打光杆卡子时,选择了不常用的有牙的卡子,有牙的卡子打紧后会给光杆咬出永久性的伤害,并且缩小了光杆的受力横街面积。这样,就会缩短光杆的使用寿命给今后发生光杆断带来隐患。
二是选择了目前常用的无牙卡子,但是卡子很薄,较薄的卡子打上去在使用相同的预紧力情况下,其对光杆表面造成的塑性形变较厚卡子严重一些,更容易造成光杆发生杆断的几率。
三是选择了较厚实的无牙卡子,但是打卡子时由于预紧力过大,使得光杆卡子对光杆表面造成了不可逆转的塑性变形,而产生缺陷,减少了光杆的使用寿命。
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2.4高产液井冲次过大
高产液井冲次过大,也是抽油机井易发生杆断的主要原因。光杆运行过程中承载着井下抽油泵横截面以上所有液体重量和井下千百米抽油杆的重量。当抽油机上行程时,随着产液量增大,井下抽油杆和抽油泵横截面以上液体由于地心引力造成的惯性载荷也随之增大;同时冲次的增加,造成光杆单位时间内加载减载次数增加。巨大的惯性载荷和高频率的加载减载,加速了钢材的疲劳程度,光杆寿命随之缩短。
2.5下行时光杆不同步
不同步就是抽油机悬绳器下行时,光杆并不与悬绳器同步下行,处于不正常生产状态。主要原因是油井井下结蜡严重,造成井下抽油杆在抽油机下冲程时,井下抽油杆遇到蜡阻,难以下行。当悬绳器下行时光杆下行速度低于悬绳器下行速度,二者不在相互紧密接触而产生分离。由于下行速度不同,当悬绳器下冲程到下死点返回时,撞击到正在下行的光杆卡子,原本稳步的同向运行,变成了相对运动的猛烈撞击。这也是,造成光杆断的原因之一。
2.6回压过高
在现实生产过程中,时常由于输送距离远、油稠、低油温等原因造成回油管线内部结蜡,导致回压高。高回压无疑大大增加了抽油机井上行程时光杆所承受的载荷,加速了光杆疲劳程度,增加了光杆断的几率。
3预防措施
一要选用正规厂家的合格产品,保证光杆质量,使其正常生产时不因本身质量问题发生杆断。
二要在施工过程中,用水平尺给悬绳器找好水平,确保悬绳器上平面与卡子平行,避免光杆发生弯曲造成杆断。
三要选择合适厚度的卡子,并且打卡子的时候,预紧力要合适。同时对光杆卡子进行改进,增大卡子与光杆的接触面积,软化光杆卡子的内弧面,减少卡子对光杆的硬损伤。
四要合理调整生产参数。保证产液量不变的前提下可采用大泵径,长冲程,小冲次生产,减轻其疲劳程度,延长其使用寿命。
五要制定出合理的洗井周期。及时洗井,避免井下结蜡严重的现象发生。
六要及时冲洗回油管线。对于距离远、油稠、低油温的井可以摸索出回压变化规律,制定方案,定期冲洗回油管线,避免回压过高。
4结论
石油是我们国家需求量较大的重要矿产资源之一,抽油机是我们开采石油的主要设备,光杆是安装在抽油机井上的重要部件。通过革新等技术措施,保证光杆长期正常工作而不发生杆断,从而降低成本,提高开采效率,增加企业的经济效益,降低工人的劳动强度,保护好环境。
参考文献
[1]赵光聚.油田抽油机常见故障分析及处理方法[J].内蒙古石油化工,2015(9):63-64.
[2]刘建兴,董航.抽油机常见故障及处理方法探究[J].中国石油和化工标与质量,2013(11):119.
论文作者:俞晓峰,丛日东,赵庆文,易海
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/17
标签:卡子论文; 井下论文; 抽油机论文; 发生论文; 载荷论文; 平面论文; 过大论文; 《中国西部科技》2019年第7期论文;