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防光杆落井新型悬绳器设计探讨

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：王燕霞田丽媛张前保

[导读] 抽油机井采油是油田开采的主要方法，光杆裂断落井事故频发，光杆落井后原油从密封盘根盒泄漏，短时间就会造成大面积环境和设备污染。通过对光杆裂断原因分析，总结出了防光杆裂断落井的综合措施，取得了良好的效果，解决了生产中的难题，具有较高的推广应用价值。

山东省德州市临邑县临盘采油厂王燕霞田丽媛张前保邮编257507

摘要：抽油机井采油是油田开采的主要方法，光杆裂断落井事故频发，光杆落井后原油从密封盘根盒泄漏，短时间就会造成大面积环境和设备污染。通过对光杆裂断原因分析，总结出了防光杆裂断落井的综合措施，取得了良好的效果，解决了生产中的难题，具有较高的推广应用价值。
关键词：抽油机；悬绳器；光杆落井；悬绳器设计
        1光杆裂断成因分析
        抽油机的悬绳器通过方卡子悬挂光杆，方卡子下端光杆悬挂点承受井筒内抽油杆柱和液柱总重量及摩擦阻力、振动力、惯性力等载荷，长期承受上、下冲程的交变负荷产生疲劳损坏，强度降低到一定程度后发生裂断。由于管理不善造成的驴头背光杆、悬绳器不水平、方卡子偏斜使光杆发生的弯折现象，及生产中油井出砂、结蜡、油稠等因素产生的光杆与悬绳器运行不同步上冲程产生的剧烈撞击，加剧了光杆的裂断速度。光杆未裂断前表面伤痕细小，由于方卡子和悬绳器遮挡，不易预先发现，裂断后下部光杆快速落入油井密封盒以下，井内油气瞬间喷出井口，采油工巡井发现时已经造成大面积环境和设备污染，处理的难度大、费用较高。
        2.防光杆裂断措施
        2.1定期移动方卡子位置
        根据悬绳器中心孔直径（36mm）与光杆直径（25mm）的差值做一个扶正衬套，使光杆垂直穿过悬绳器，确保两侧毛辫子和光杆的中心线在一条直线上。加强日常管理，及时发现消除驴头背光杆、悬绳器不水平、方卡子安装偏斜等现象。依据抽油机井光杆负荷的大小进行分类，制定光杆上方卡子位移周期方案，负荷越大周期越短，改变上、下冲程的交变载荷长期集中在光杆一点造成的疲劳裂断。方卡子的位移规律：把抽油机井防冲距调至允许范围内的最小值（以不碰泵为原则），按照制定的位移周期向下移动方卡子，每次移动距离不超过150mm，当防冲距达到允许范围内的最大值后，开始向上移动方卡子，错开原先卡过的位置，使光杆的悬挂点不断变换，避免光杆在悬挂点疲劳裂断。
        2.2防光杆裂断落井悬绳器
        新型悬绳器的承托器制作成“凹”槽状，在凹槽内安装备用方卡子，正常生产时垫铁上部的方卡子悬挂光杆，当光杆发生裂断时，备用方卡子坐在承托器上悬挂光杆，防止光杆落入油井，并能够保持油井正常生产。它主要由1-承重方卡子；2-备用方卡子；3-挡板；4-档销；5-毛辫子；6-垫铁；承托器；8-光杆等组成。

        防光杆落井悬绳器具有三方面优点，一是光杆裂断后油井能够继续保持正常生产，避免了产量损失，有效地防止了光杆落入油井，避免了设备和环境污染；二是光杆裂断后上提150mm就可重新恢复使用垫铁上部的方卡子悬挂光杆，节约了打捞光杆的作业费；三是油稠、结蜡、砂卡井下冲程不同步时，悬绳器靠自重带动毛辫子随驴头继续下行，避免了在悬绳器下部安装防落井方卡子造成毛辫子跳槽，发生的抽油机游梁拉弯变形、翻抽等事故。
        3.光杆落井防喷措施
        下泵较深、油井负荷大且有自喷能力的稀油井，蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油（SAGD）的热采井，因光杆裂断落井发生井喷事故后，不易控制，危害严重，事故损失大。针对这样的重点防喷井，我们应用了具有防喷作用的多功能光杆密封器。它主要由1-防喷压盖；2-防喷阀主体，3-防喷球；4-二级盘根压盖；5-二级球形盘根；6-一级盘根压盖；7-一级球形盘根；8-胶皮闸门；9-固定螺母；10-球形接头；11-卡箍接头等组成

        该光杆密封器由上部的防喷和密封装置、中部的双翼胶皮闸门和下部的调偏球头组成。防喷装置安全可靠，结构简单，无需拆卸维护。光杆裂断入井后，上部的防喷装置启动，压差通过传压通道推动防喷球，在推力和浮力的双重作用下，防喷球封堵住防喷压盖上的光杆通道，压差越大坐封越紧，启动时间小于5s、耐压16 MPa、耐温200℃，球头调偏9°，能够有效控制井喷风险。
        4.效果评价
        目前进行了上述三种措施的综合应用，光杆裂断故障下降60%以上，备用卡子上方光杆裂断后能够保持继续生产高达90%以上，发生光杆裂断落井8井次，均无发生井喷现象，保障了抽油机井的安全生产，避免了井喷造成的环境污染和经济损失。井口偏斜较小的油井，解决了光杆偏磨造成的裂断故障，更换盘根周期由7天延长至45天，有效地预防了高温高压油井盘根刺漏造成的井喷事故，具有在石油开发系统推广应用的前景和价值。
参考文献
[1]陶延令.采油技术问答汇编[M]. 北京：石油工业出版社.1998.11