姚博明 大慶油田采油一廠(chǎng)

某廠(chǎng)某批次抽油桿桿斷分析

姚博明 大慶油田采油一廠(chǎng)

某采油廠(chǎng)使用的某批次抽油桿在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)大量桿斷現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)造成這種現(xiàn)象的主要原因是抽油桿強(qiáng)度低，工藝不完善等。采用高強(qiáng)度的HY級(jí)抽油桿，其抗拉強(qiáng)度為966～1195MPa，基本能滿(mǎn)足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求；放棄原來(lái)的35CrmoA成分，采用脆性和柔韌性更合理的30CrmoA；購(gòu)置超音頻淬火機(jī)床，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度進(jìn)行升級(jí)，增加桿頭磁粉探傷、桿體漏磁探傷和拋丸強(qiáng)化處理工序，以提高抽油桿的檢測(cè)手段。

抽油桿；桿斷分析；生產(chǎn)工藝；改進(jìn)措施

1 應(yīng)用情況

2008年至2010年，某采油廠(chǎng)使用的某批次抽油桿全井更換1320井次，其中服役一年以?xún)?nèi)的桿斷383井次，占全井更換總數(shù)的29%；服役一年以上的桿斷294井次，占全井更換總數(shù)的22%，抽油桿桿斷給原油生產(chǎn)和成本控制帶來(lái)了很大的影響。

2 桿斷原因分析

通過(guò)對(duì)抽油桿進(jìn)行綜合分析后得出結(jié)論：影響桿斷的因素有很多，但主要原因是抽油桿強(qiáng)度低，桿材質(zhì)性能差，工藝不完善等。

（1）抽油桿強(qiáng)度。在此批次抽油桿中，普通D級(jí)桿占了相當(dāng)大的比重，普通D級(jí)抽油桿的抗拉強(qiáng)度為795～965MPa。2007年以后，由于油田原油含水量上升，聚合物驅(qū)油以及結(jié)蠟嚴(yán)重等原因，使得采油一廠(chǎng)地下井況變得愈發(fā)復(fù)雜。為保證原油產(chǎn)量，采用更換大泵、提高沖次等措施造成井下抽油桿載荷過(guò)大。在這種情況下，普通D級(jí)桿的抗拉強(qiáng)度已經(jīng)很難滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。因此，抽油桿強(qiáng)度低是造成桿斷的主要原因之一。

（2）抽油桿原材料。理論上生產(chǎn)抽油桿原材料主要采用35CrmoA，但通過(guò)對(duì)在原生產(chǎn)工藝參數(shù)下的反復(fù)試驗(yàn)，并到全國(guó)各大抽油桿廠(chǎng)調(diào)研，得知35CrmoA生產(chǎn)的抽油桿含碳量高、脆性強(qiáng)、熱處理控制難度大。因此，35CrmoA材質(zhì)問(wèn)題是造成抽油桿的桿斷原因之一。

（3）生產(chǎn)工藝。為了控制生產(chǎn)成本，在此批次抽油桿的生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行100%探傷檢驗(yàn)和拋丸強(qiáng)化處理，抽油桿的表面微觀裂紋沒(méi)有得到有效控制，這也是造成桿斷的原因之一。

3 解決措施

（1）采用高強(qiáng)度的HY級(jí)抽油桿。HY級(jí)抽油桿的抗拉強(qiáng)度為966～1195MPa，其力學(xué)性能比普通D級(jí)抽油桿有了很大的提升，基本能滿(mǎn)足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求。

（2）選用性能更優(yōu)越的原材料。放棄原來(lái)的35CrmoA成分，采用脆性和柔韌性更合理的30CrmoA。2009年至2010年下井使用17萬(wàn)米，再?zèng)]有發(fā)生桿斷現(xiàn)象。

（3）改進(jìn)生產(chǎn)工藝。通過(guò)購(gòu)置超音頻淬火機(jī)床，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度進(jìn)行升級(jí)，增加桿頭磁粉探傷、桿體漏磁探傷和拋丸強(qiáng)化處理工序，以提高抽油桿的檢測(cè)手段。

（4）剩余抽油桿處理辦法。原批次抽油桿仍有部分庫(kù)存，需對(duì)該部分抽油桿增加超音頻表面淬火工序，使抽油桿的表面產(chǎn)生13%的淬硬層以提高抽油桿強(qiáng)度，大幅提高抽油桿產(chǎn)品的質(zhì)量。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.051

（欄目主持 樊韶華）