何成偉

摘要：近年來(lái)，隨著某油田開采力度的不斷加大，對(duì)油井生產(chǎn)過(guò)程中抽油桿斷脫的問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，抽油桿斷脫嚴(yán)重的影響著企業(yè)的工作效率，困擾著油井的正常生產(chǎn)，抽油桿斷脫的主要原因是油桿老化、斜井偏磨、腐蝕等，下文對(duì)某油田實(shí)際應(yīng)用的抽油桿防斷脫技術(shù)中使用的各項(xiàng)措施進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：防偏磨;防斷脫;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

有桿泵抽油管串的斷脫是影響油田正常生產(chǎn)的主要因素之一，在對(duì)斷脫最集中的關(guān)鍵管（桿）段的斷脫原因不斷分析、研究基礎(chǔ)之上，目前已經(jīng)形成了一套比較完善的防斷脫技術(shù)系列，經(jīng)過(guò)某油田現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用，收到了顯著的效果。

1 懸掛系統(tǒng)

一是從1998年開始推廣了Φ25 mm的D級(jí)專用標(biāo)準(zhǔn)光桿，取代了原來(lái)用Φ22 mm的抽油桿加工光桿的歷史。標(biāo)準(zhǔn)光桿的下端加工成Φ22 mm的抽油桿螺紋，仍與Φ22 mm 的抽油桿聯(lián)接，但承載截面積增大33%，并具有良好的耐磨性能。

二是推廣N-80管掛;從1998年開始統(tǒng)一采用N-80管掛，取代了J-55管掛，N-80比J-55的鋼級(jí)提高2級(jí)，螺紋處的抗拉能力由321.9 kN提高到467.5 kN，提高了145.6kN，使管掛斷裂現(xiàn)象得到了很好的解決。

2 防脫器

油桿防脫器主要是克服油桿運(yùn)行過(guò)程中的反扭矩和消減瞬間的振動(dòng)載荷，目前在用的防脫工具主要有旋轉(zhuǎn)防脫器和液壓式減震防脫器。

（1）旋轉(zhuǎn)防脫器

如圖1所示，該防脫器利用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)軸的原理設(shè)計(jì)而成，兩端和抽油桿相連接，當(dāng)油桿運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的反扭矩作用于防脫器上時(shí)可使防脫器自由旋轉(zhuǎn)及時(shí)的將卸扣反扭矩予以釋放，起到防止油桿脫扣的作用;該防脫器原理簡(jiǎn)單、功能單一，轉(zhuǎn)軸易磨損斷裂，逐漸被液壓式減震防脫器所替代。

（2）液壓式減震防脫器

在旋轉(zhuǎn)式防脫器的基礎(chǔ)上改進(jìn)為集旋轉(zhuǎn)、減振、扶正功能為一體的液壓式減振防脫器，如圖2所示。其原理示意圖如圖3所示，主要是通過(guò)套筒及耐磨件內(nèi)孔端面，使拉桿在換向過(guò)程中能隨抽油桿作徑向旋轉(zhuǎn)和軸向位移，能有效地釋放抽油桿的反扭矩，防止螺紋松脫;由于進(jìn)排油孔的作用，在抽油桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，緩沖慣性阻力，減小振動(dòng)載荷，防止抽油桿的斷裂和脫扣，該防脫工藝目前已全面推廣應(yīng)用。

3 HL級(jí)高強(qiáng)度抽油桿

對(duì)泵掛大于1600m的井，為了增加上部油桿的抗拉強(qiáng)度，選用HL級(jí)超高強(qiáng)度抽油桿，D級(jí)和HL級(jí)油桿性能對(duì)比見(jiàn)表1所示，可以看出HL級(jí)桿比D級(jí)油桿的抗拉強(qiáng)度增加了17.8-21.9%，有效的防止了上部油桿疲勞拉斷的現(xiàn)象發(fā)生。

4 扶正桿

目前斜井防磨的主要技術(shù)思路是在油桿上安裝扶正工具，使抽油桿與油管之間的剛性摩擦變?yōu)槟猃埛稣龎K與油管間的摩擦，有效的保護(hù)管、桿，延長(zhǎng)管、桿使用壽命。目前油田在用的斜井防磨工藝主要以尼龍扶正桿、高強(qiáng)度尼龍扶正器為主。對(duì)于定向井，造斜點(diǎn)以下全部配套扶正桿，根據(jù)扶正塊加工工藝的不同，扶正桿可分為澆注型尼龍扶正桿和機(jī)械卡槽式膠結(jié)扶正桿。

（1）澆注型尼龍扶正桿

澆注型扶正桿防磨工藝為在普通抽油桿的桿體上通過(guò)澆注的方法注塑尼龍扶正塊，一根油桿澆注三個(gè)外徑為Φ58mm的尼龍扶正塊，扶正塊的分布位置通過(guò)理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐對(duì)其位置不斷的進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整;2005年針對(duì)原用扶正桿扶正塊沒(méi)有充分起到保護(hù)油桿接箍易偏磨油管的問(wèn)題，對(duì)扶正塊安裝位置重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，將兩端的防磨塊分別向外移動(dòng)0.7m，接箍防磨間距由原來(lái)的3.0m縮短為1.6m，使扶正塊對(duì)接箍的保護(hù)作用得到進(jìn)一步加強(qiáng)，圖4為改進(jìn)前后的扶正桿結(jié)構(gòu)示意圖。

澆注型扶正桿存在的最大問(wèn)題為注塑扶正塊凝固時(shí)間較長(zhǎng)，勞動(dòng)

效率低，易出現(xiàn)氣泡等澆塑缺陷，影響整體扶正效果。

（2）機(jī)械卡槽式膠結(jié)扶正桿

此防磨工藝是將提前澆注合格的兩塊防磨塊利用機(jī)械嚙合槽緊密的和油桿相嚙合，同時(shí)利用特制的膠使扶正塊和油桿牢牢的相膠結(jié)成為一個(gè)整體，在烤箱內(nèi)高溫固化5-6h，使其完全凝膠達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求。該工藝基本上解決了澆塑型扶正桿的加工缺陷，縮短了扶正桿成型加工周期，提高了工作效率。

5 高強(qiáng)度尼龍扶正器

扶正器為在長(zhǎng)約30cm的油桿短節(jié)上安裝一個(gè)外徑為Φ58mm抗耐磨的尼龍扶正防磨塊或防磨輪，充分保護(hù)偏磨部位的油管桿。扶正器發(fā)展共經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段為滾輪式扶正器，第二階段將滾輪扶正改進(jìn)為尼龍防磨塊扶正的旋轉(zhuǎn)式扶正器，第三階段為扶正、助抽和刮蠟為一體的多功能扶正器。在斜井“狗腿度”變化大的井段前后抽油桿上各接2個(gè)，在造斜點(diǎn)處接2個(gè)以上扶正器，在滑桿以上的抽油桿上依次接2個(gè)，在距井口25m和45m附近抽油桿上各接1個(gè)，全井共計(jì)接10個(gè)以上扶正器，根據(jù)具體情況可適當(dāng)?shù)募右哉{(diào)整，斜井全井最少不得少于5個(gè)。高強(qiáng)度尼龍扶正器主要有以下幾種：

（1）滾輪扶正器

滾輪扶正器由主體、滾輪和輪軸三部分組成。雖然起到了一定的防磨作用，但在使用中存在滾輪易卡死，銷子易斷裂，造成滾輪脫落和本體強(qiáng)度不夠，有時(shí)發(fā)生斷裂且偏磨往往導(dǎo)致滾輪扶正器一個(gè)滾輪的消耗等缺點(diǎn)，鑒于以上工藝缺 陷，目前滾輪扶正器已經(jīng)淘汰。

（2）旋轉(zhuǎn)式扶正器

針對(duì)滾輪扶正器存在諸多不足，在其基礎(chǔ)上發(fā)展改進(jìn)為旋轉(zhuǎn)式扶正器，主要工藝改進(jìn)為將原來(lái)的扶正滾輪改為可旋轉(zhuǎn)的扶正防磨塊，克服了滾輪扶正器易卡易損壞和單向偏磨的問(wèn)題，將管與桿之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦減小了摩擦力和摩擦損耗，并且在尼龍防磨塊上設(shè)計(jì)了四道導(dǎo)流刮蠟槽，在扶正防磨的同時(shí)還可起到刮蠟作用。目前此防磨扶正工藝已經(jīng)在各油田全面推廣應(yīng)用。

（3）多功能扶正器

見(jiàn)圖6所示，該裝置充分利用扶正塊上下行時(shí)的摩擦力而研發(fā)的，將原來(lái)旋轉(zhuǎn)式扶正器的一個(gè)防磨扶正塊改為固定式和游動(dòng)式兩個(gè)扶正防磨塊，并且設(shè)計(jì)四道具有20℃傾角的導(dǎo)流、助抽、刮蠟槽，易于兩個(gè)扶正塊的閉合助抽和錯(cuò)位刮蠟。油桿上行時(shí)游動(dòng)扶正塊在摩擦力的作用下和固定扶正塊緊密的相結(jié)合，起到扶正、助抽提液的作用;油桿下行時(shí)在摩擦力的影響下游動(dòng)，扶正塊和固定扶正塊錯(cuò)位相分離，扶正時(shí)又能起到刮蠟作用。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)偏磨情況以及井筒防偏磨斷脫技術(shù)的各項(xiàng)措施和原理進(jìn)行介紹，為抽油機(jī)井偏磨治理提供了技術(shù)保證，可以在對(duì)作業(yè)油井現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控下準(zhǔn)確掌握管桿偏磨的詳細(xì)情況，從而采取有效的防偏磨措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓修廷，王德喜，王研等.利用低摩阻柱塞抽油泵提高泵效及防偏磨技術(shù)的應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)，2007，28（4 ）：138-141.DOI：10.3321/j.issn：0253-2697.2007.04.030.