姚博明 大慶油田采油一廠
某廠某批次抽油桿桿斷分析
姚博明 大慶油田采油一廠
某采油廠使用的某批次抽油桿在應用過程中出現(xiàn)大量桿斷現(xiàn)象,通過調(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度低,工藝不完善等。采用高強度的HY級抽油桿,其抗拉強度為966~1195MPa,基本能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求;放棄原來的35CrmoA成分,采用脆性和柔韌性更合理的30CrmoA;購置超音頻淬火機床,對產(chǎn)品強度進行升級,增加桿頭磁粉探傷、桿體漏磁探傷和拋丸強化處理工序,以提高抽油桿的檢測手段。
抽油桿;桿斷分析;生產(chǎn)工藝;改進措施
2008年至2010年,某采油廠使用的某批次抽油桿全井更換1320井次,其中服役一年以內(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)和成本控制帶來了很大的影響。
通過對抽油桿進行綜合分析后得出結論:影響桿斷的因素有很多,但主要原因是抽油桿強度低,桿材質性能差,工藝不完善等。
(1)抽油桿強度。在此批次抽油桿中,普通D級桿占了相當大的比重,普通D級抽油桿的抗拉強度為795~965MPa。2007年以后,由于油田原油含水量上升,聚合物驅油以及結蠟嚴重等原因,使得采油一廠地下井況變得愈發(fā)復雜。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大。在這種情況下,普通D級桿的抗拉強度已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)要求。因此,抽油桿強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,但通過對在原生產(chǎn)工藝參數(shù)下的反復試驗,并到全國各大抽油桿廠調(diào)研,得知35CrmoA生產(chǎn)的抽油桿含碳量高、脆性強、熱處理控制難度大。因此,35CrmoA材質問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)過程中沒有對其進行100%探傷檢驗和拋丸強化處理,抽油桿的表面微觀裂紋沒有得到有效控制,這也是造成桿斷的原因之一。
(1)采用高強度的HY級抽油桿。HY級抽油桿的抗拉強度為966~1195MPa,其力學性能比普通D級抽油桿有了很大的提升,基本能滿足現(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17萬米,再沒有發(fā)生桿斷現(xiàn)象。
(3)改進生產(chǎn)工藝。通過購置超音頻淬火機床,對產(chǎn)品強度進行升級,增加桿頭磁粉探傷、桿體漏磁探傷和拋丸強化處理工序,以提高抽油桿的檢測手段。
(4)剩余抽油桿處理辦法。原批次抽油桿仍有部分庫存,需對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度,大幅提高抽油桿產(chǎn)品的質量。
10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.051
(欄目主持 樊韶華)