抽油杆常见事故原因分析及防治对策

抽油杆常见事故原因分析及防治对策

孙军亮，刘荣全，蔡旭东，侯晓东，刘海平

（青海油田公司采油一厂）

摘要：抽油杆是有杆抽油系统中的重要组成部分，它将抽油机的动力传递给井下抽油泵，实现原油的举升。然而，由于抽油杆在复杂的井下环境中工作，承受着交变载荷、腐蚀、磨损等多种不利因素的影响，容易发生断裂、偏磨、腐蚀等事故，不仅增加了油田的生产成本，还严重影响了油田的生产效率。因此，分析抽油杆常见事故的原因，并采取有效的防治对策，对于保障油田的正常生产具有重要意义。本文对抽油杆常见事故原因进行了深入分析，包括疲劳断裂、偏磨、腐蚀等，并提出了相应的防治对策，为提高抽油杆的可靠性和油田生产效率提供参考。

关键词：抽油杆；常见事故；原因分析；防治对策；

1抽油杆常见事故类型

1.1疲劳断裂

疲劳断裂是抽油杆最常见的事故类型之一。抽油杆在工作过程中，承受着周期性的交变载荷。在上下往复运动中，抽油杆不断地受到拉伸和压缩应力的作用。随着时间的推移，这种交变载荷会使抽油杆内部产生微小的裂纹。当裂纹逐渐扩展到一定程度时，抽油杆就会发生断裂。

1.2偏磨

偏磨也是抽油杆常见的事故类型之一。抽油杆在上下往复运动过程中，会与油管内壁发生摩擦。如果抽油杆与油管的中心线不重合，或者由于井斜等原因，抽油杆就会在某个部位与油管内壁发生偏磨。偏磨会使抽油杆的壁厚逐渐变薄，强度降低。当偏磨严重到一定程度时，抽油杆就会发生断裂。此外，偏磨还会导致油管内壁受损，增加油管泄漏的风险。

1.3腐蚀

腐蚀是抽油杆另一种常见的事故类型。井下环境中存在着各种腐蚀介质，如硫化氢、二氧化碳、盐水等，这些腐蚀介质会对抽油杆造成腐蚀。腐蚀会使抽油杆的表面产生坑蚀、裂纹等缺陷，降低抽油杆的强度和使用寿命。此外，腐蚀还会导致抽油杆与油管之间的连接部位松动，增加抽油杆脱落的风险。

2抽油杆常见事故原因分析

2.1疲劳断裂原因分析

抽油杆疲劳断裂是较为常见的一种事故类型。交变载荷的长期作用是导致疲劳断裂的重要因素。在抽油机的工作过程中，抽油杆不断地进行上下往复运动，承受着周期性的拉伸和压缩载荷。这种交变载荷会使抽油杆内部产生应力集中，随着时间的推移，在应力集中部位逐渐形成微小裂纹。当裂纹不断扩展，达到一定程度时，抽油杆就会发生断裂。例如，在一些高产油井中，抽油机的工作频率较高，抽油杆所承受的交变载荷也相应增大，疲劳断裂的风险也就更高。其次，材料质量问题也是引发疲劳断裂的关键因素之一。如果抽油杆的材料存在缺陷，如夹杂物、气孔、偏析等，会降低材料的强度和韧性，使其在承受交变载荷时更容易发生疲劳断裂。此外，材料的热处理工艺不当也会影响其性能。如果热处理不均匀，会导致抽油杆内部组织不均匀，产生应力集中，从而降低其疲劳寿命。例如，一些劣质的抽油杆在生产过程中可能没有经过严格的质量检测，材料中的缺陷较多，在使用过程中容易出现疲劳断裂的情况。在使用过程中，抽油机的工作参数调整不合理，如冲程过长、冲次过高，也会使抽油杆所承受的交变载荷超出其设计承受范围，加速疲劳断裂的发生。例如，一些操作人员为了提高油井的产量，盲目地增加抽油机的冲程和冲次，却没有考虑到抽油杆的承受能力，从而导致疲劳断裂事故的发生。

2.2偏磨原因分析

抽油杆偏磨也是常见的事故之一，井斜是导致抽油杆偏磨的主要原因之一。在钻井过程中，如果井眼轨迹偏离垂直方向，就会形成井斜。当抽油杆在井斜的井眼中上下往复运动时，由于重力的作用，抽油杆会偏向井眼的下侧，与油管内壁发生偏磨。井斜角度越大，偏磨的程度就越严重。例如，在一些老井中，由于地层的变化或者钻井技术的限制，井斜问题较为突出，抽油杆的偏磨现象也比较严重。其二，抽油杆和油管的弯曲变形也是造成偏磨的重要因素。在井下复杂的受力环境下，抽油杆和油管容易发生弯曲变形。当抽油杆弯曲时，其与油管内壁的接触面积增大，摩擦力也相应增大，从而导致偏磨加剧。此外，油管的弯曲也会使抽油杆在运动过程中受到不均匀的侧向力，增加偏磨的风险。例如，在一些深层油井中，由于地层压力较大，抽油杆和油管容易发生弯曲变形，偏磨问题较为普遍。

2.3腐蚀原因分析

抽油杆的腐蚀问题同样不可忽视，井下环境中的腐蚀介质是导致抽油杆腐蚀的主要原因。在油田开发过程中，井下往往存在着各种腐蚀介质，如硫化氢、二氧化碳、盐水等。这些腐蚀介质会与抽油杆表面的金属发生化学反应，形成腐蚀产物，破坏抽油杆的表面结构，降低其强度和使用寿命。例如，在一些含硫化氢较高的油井中，硫化氢会与抽油杆表面的铁发生反应，生成硫化亚铁，导致抽油杆腐蚀严重。

3抽油杆常见事故防治对策

3.1优化设计与选材

在抽油杆的设计阶段，应充分考虑其在不同工况下所承受的载荷、应力等因素。采用先进的设计软件和模拟技术，对抽油杆的强度、刚度、疲劳寿命等进行精确分析。例如，可以通过优化抽油杆的直径、长度、螺纹连接方式等，提高其整体性能。对于一些特殊井况，如深井、超深井、斜井等，应设计专门的抽油杆结构，以满足其特殊的工作要求。选择高质量的抽油杆材料是预防事故的关键。应优先选用具有高强度、高韧性、良好耐腐蚀性和抗疲劳性能的材料。例如，合金钢材料具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷；不锈钢材料则具有良好的耐腐蚀性，适用于腐蚀性较强的井下环境。同时，要严格控制材料的质量，确保材料中不存在夹杂物、气孔、裂纹等缺陷。

3.2优化使用与维护管理

根据油井的实际情况，合理调整抽油机的工作参数，如冲程、冲次、悬点载荷等。避免工作参数过大或过小，导致抽油杆承受不合理的载荷。例如，对于供液不足的油井，可以适当降低冲次，减少抽油杆的疲劳损伤；对于高产油井，可以适当增加冲程，提高抽油效率，但要注意控制悬点载荷，防止抽油杆过载。建立健全的抽油杆维护保养制度，定期对抽油杆进行检查、清洗、防腐处理等。及时发现和处理抽油杆的磨损、腐蚀、裂纹等问题，避免事故的发生。例如，定期对抽油杆进行探伤检测，及时更换存在严重缺陷的抽油杆；对抽油杆进行防腐处理，如涂敷防腐涂料、注入缓蚀剂等，延长抽油杆的使用寿命。加强对抽油机操作人员的培训，提高其操作技能和安全意识。操作人员应熟悉抽油机的工作原理、操作规程和维护保养方法，能够正确操作和维护抽油设备。同时，要加强对操作人员的安全培训，提高其应急处理能力，确保在事故发生时能够及时采取有效的措施。

3.3采用先进的技术手段

应用智能监测技术，对抽油杆的工作状态进行实时监测。通过安装传感器、数据采集系统等设备，采集抽油杆的应力、应变、温度、振动等参数，并通过数据分析和处理，及时发现抽油杆的异常情况。例如，可以采用光纤光栅传感器对抽油杆的应力进行监测，当应力超过设定值时，发出预警信号，提醒操作人员采取措施。针对抽油杆偏磨问题，采用先进的防偏磨技术。例如，可以安装扶正器、防偏磨接箍等设备，减少抽油杆与油管之间的摩擦；采用旋转抽油杆技术，使抽油杆在工作过程中不断旋转，改变摩擦部位，延长抽油杆的使用寿命。研发和应用先进的防腐技术，提高抽油杆的耐腐蚀性。例如，可以采用耐腐蚀材料制造抽油杆，如不锈钢复合抽油杆、玻璃钢抽油杆等；采用表面防腐处理技术，如电镀、热喷涂等，在抽油杆表面形成一层耐腐蚀的涂层，保护抽油杆不受腐蚀介质的侵蚀。

4结束语

抽油杆在油田开采过程中容易发生疲劳断裂、偏磨、腐蚀等事故，这些事故不仅影响了油田的生产效率，还增加了油田的生产成本。通过对抽油杆常见事故原因的分析，我们可以采取相应的防治对策，如优化设计、提高材料质量、改进制造工艺、加强安装管理、优化井身结构、优化抽油杆设计、优化抽油泵工作参数、改善油管内壁质量、选择耐腐蚀材料、控制腐蚀介质、优化生产工艺、加强监测和维护等，提高抽油杆的可靠性和使用寿命，保障油田的正常生产。

参考文献

[1]潘文卓.浅谈抽油杆常见事故因素及解决方法[J].文摘版：工程技术,2015,0(48):257.