油井故障分析之油杆断脱分析.ppt

油井故障分析之抽油杆断脱油井故障分析之抽油杆断脱葡北采油工区葡北采油工区二零零七年五月二零零七年五月 一、实例分析一、实例分析 二、诊断方法二、诊断方法 三、断脱原因三、断脱原因 四、预防措施四、预防措施提提 纲纲一一 、实例分析、实例分析1、一般井：神242井油杆断脱2007年4月18日发现该井不出液，停机时配重箱在下死点，并撞击枕木，功图显示泵不工作一、实例分析一、实例分析一般在断脱后液面随时间的推移略有增加，但该井由于处于刚刚调参后不久，故在液面上不能体现 一、实例分析一、实例分析 一、实例分析一、实例分析 一、实例分析一、实例分析一、实例分析一、实例分析2、低产液井：2007年2月火8井不出液，前后功图对比，没有明显变化，从抽油机平衡无法判断，打压正常，排除管漏与泵漏失，碰泵声音较模糊，判定为杆断检泵证实二、诊断方法二、诊断方法1、抽油机悬点载荷：、抽油机悬点载荷：（1）、上冲程：抽油杆柱自重、液柱重量及惯性载荷、振动载荷等动载荷、各种摩擦载荷 2）、下冲程：抽油杆柱自重、及惯性载荷、振动载荷等动载荷、各种摩擦载荷 。

二、诊断方法二、诊断方法（1）井口不出液，气大或液面较高井可能出少许2）抽油机上行程速度加快，下行程速度减慢3）电流上行程减小，下行程增大4）电机运行有超负荷运行的声音5）伴随皮带磨损，有烧焦味6）停抽油机后严重不平衡7）功图测试加以验证2、一般井：、一般井：二、诊断方法二、诊断方法3、低产液井：、低产液井：（1）、井口完全不出液2）、抽油机系统运行平稳3）、电流、功图对比不明显4）、憋压显示泵、管均无漏失5）、打液后开抽不出液 抽油杆断脱的主要原因是偏磨,占近50%;其次是疲劳,占近1/3;其它因素和材质占近20% 抽油杆断脱机理主要与锻造、机械损伤、杆体弯曲、预紧力不足、腐蚀环境等诸多因素有关三、原因分析三、原因分析1、锻造的影响、锻造的影响三、原因分析三、原因分析(1)锻造缺陷锻造缺陷主要缺陷是折叠、裂纹、皱折和缺肉 折叠和裂纹的存在，减少了有效载面，降低了承载能力，特别是折叠和裂纹末端的应力集中，大大缩短了疲劳裂纹的萌生期，从而大大降低了抽油杆的疲劳寿命 (2)热影响区热影响区 在锻造过程中，由于沿纵向的非均匀加热使抽油杆产生热塑性变形，从而在热影响区段产生纵向的高残余拉应力和金相组织粗大 。

2、机械损伤的影响、机械损伤的影响在运输、储存过程中可能受到人为的机械损伤在运输、储存过程中可能受到人为的机械损伤 ： 杆体表面被擦伤或碰伤而出现凹坑、刻痕 这些表面缺陷就会因局部应力集中而形成疲劳源，导致疲劳断裂 当处于腐蚀环境中，这些凹坑和刻痕还会加快腐蚀的速度引起疲劳断裂 另外，在施工中严重磨损的抽油杆吊卡有时损伤杆头的颈部，也会引起疲劳断裂三、原因分析三、原因分析3、抽油杆偏磨、抽油杆偏磨3.1　井斜的影响　井斜的影响在斜井中,管杆随套管井眼轨迹弯曲,斜度越大,管杆磨损越严重通常,人们只注意油井的垂直斜,而实际上,在斜井中,特别是定向井中,方位斜与垂直斜同样严重影响管杆磨损,并且不易为人们所发现,这就是部分井斜并不大,但确是造成管杆磨损的重要原因三、原因分析三、原因分析3.2、井下座封器的影响、井下座封器的影响 当生产管柱有封隔器时,靠生产管柱的自重进行座封,使管柱产生弯曲,在生产过程中弯曲段油管与抽油杆产生磨损,从而降低了抽油杆的寿命三原因分析三原因分析3.3　高含水率的影响　高含水率的影响 产出液含水越高,偏磨越严重。

原因是产出液含水率低时,管杆摩擦面处于良好的油润滑状态,动摩擦因数较小,磨损较轻;当产出液含水高时,管杆摩擦处于水润滑状态,动摩擦因数大大增加,加快了管杆磨损三、原因分析三、原因分析三、原因分析三、原因分析4、液击现象：、液击现象：供液能力差的油井产生的液击，大大加快了抽油杆的疲劳损坏5、预紧力不足的影响、预紧力不足的影响 当预紧力不足时，抽油杆外螺纹接头不仅受到较高的应力幅度的作用，而且由于外螺纹接头在接箍中摇动还要受到弯曲应力，就可能发生早期断脱三、原因分析三、原因分析6、腐蚀与出砂的影响（、腐蚀与出砂的影响（神242、神220）） 抽油杆断脱的另一种原因是腐蚀疲劳在腐蚀介质的作用下，腐蚀坑处产生应力集中，形成腐蚀疲劳裂纹源 出砂会加大抽油杆与油管之间的摩擦，严重时可造成泵卡从而拉断抽油杆 腐蚀与出砂相互作用，腐蚀坑为砂粒的存在提供空间，砂粒的摩擦加速抽油杆的腐蚀三、原因分析三、原因分析三、原因分析三、原因分析7、振动的影响：、振动的影响： 冲次增加，使抽油杆产生强烈振动，增加循环次数和动应力，事故与冲次的高（>4）次方成正比严重者高冲次引起剧烈振动乃至趋于共振。

四、预防措施四、预防措施1、严把油杆质量关严把油杆质量关2、抽油杆运输过程中保证不擦伤、碰伤抽油杆运输过程中保证不擦伤、碰伤3、合理安装合理安装四、预防措施四、预防措施4、斜井下专门的斜井泵或防偏磨措施斜井下专门的斜井泵或防偏磨措施5、碰泵时间和幅度不能过长过大碰泵时间和幅度不能过长过大6、高含水井在不能采取其他措施的情况、高含水井在不能采取其他措施的情况下尽量采取低冲次下尽量采取低冲次四、预防措施四、预防措施7、对于有油杆腐蚀历史的井，尽量采用、对于有油杆腐蚀历史的井，尽量采用低冲次8、对于出砂井采取大冲程低冲次对于出砂井采取大冲程低冲次9、对于出液能力差的油井尽量降低冲次，、对于出液能力差的油井尽量降低冲次，降低液击现象对抽油杆的损坏降低液击现象对抽油杆的损坏四、预防措施四、预防措施10、抽油机的最大冲次不能和抽油杆自抽油机的最大冲次不能和抽油杆自振频率的整数倍相重合，以免发生共振振频率的整数倍相重合，以免发生共振现象：现象：L：下泵深度或抽油杆柱长度，m。