Page 57 - 理化检验-物理分册2024年第三期
P. 57

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202403011

                                              抽油杆断裂原因





                                                陈小琴 ,杜志杰 ,李   欢         2

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                                                               2
                    ( 1. 中海油田服务股份有限公司,天津 300459 ; 2. 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司,西安 710065 )





                    摘   要: 某油田抽油杆频繁发生断裂现象。采用宏观观察、 化学成分分析、 力学性能测试、 金相
                 检验、 扫描电镜及能谱分析等方法分析了抽油杆断裂的原因。结果表明: 该抽油杆的断裂性质为腐
                 蚀疲劳断裂; 采用深抽工艺后, 抽油杆承受较大的拉伸载荷, 增大了抽油杆的平均应力, 缩短了抽油
                 杆的疲劳寿命; 油井中含有硫化氢, 对抽油杆外壁产生腐蚀作用, 导致抽油杆外壁产生腐蚀坑, 腐蚀
                 坑底部应力集中程度较大, 在交变载荷作用下, 腐蚀坑底部产生微裂纹, 微裂纹不断扩展, 最终导致
                 抽油杆断裂。


                    关键词: 抽油杆;断裂;腐蚀疲劳;深抽工艺


                    中图分类号: TB31 ; TE933    文献标志码: B    文章编号: 1001-40 12 ( 2024 ) 03-0045-04

                                   Reasonsforthefractureofthesuckerrod

                                                        1
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                                             CHENXiao q in , DUZhi j ie , LIHuan 2

                                     ( 1.ChinaOilfieldServicesCo. , Ltd. , Tian j in300459 , China ;







                            2.Xi ’ anMolarPetroleum En g ineerin gLaborator yCo. , Ltd. , Xi ’ an710065 , China )











                     Abstract : Thesuckerrodinacertainoilfieldfre q uentl y fractured.Thecausesofthefractureofthesucker

                rodwereanal y zedusin g methodssuchas macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanical

                p ro p ert y testin g , metallo g ra p hicexamination , scannin gelectron microsco pyandener gys p ectrum anal y sis.The

                resultsshow thatthefracturep ro p ert yofthesuckerrod wascorrosionfati g uefracture.Afterado p tin gdee p

                p um p in gp rocess , thesuckerrodwassub j ectedtoalar g ertensilel oad , whichincreasedtheavera g estressofthe

                suckerrodandshorteneditsfati g uelife.Theoilwellcontainedh y dro g ensulfide , whichcausedcorrosiononthe

                outerwallofthesuckerrod , ledtotheformationofcorrosionp itsontheouterwallofthesuckerrod.Thestress

                concentrationatthebottomofthecorrosionp itwasrelativel yhi g h.Undertheactionofalternatin gloads , micro

                crackswereg eneratedatthebottomofthecorrosionp it , whichcontinuousl yex p andedandultimatel ycausedthe

                suckerrodtofracture.


                     Ke y words : suckerrod ; fracture ; corrosionfati g ue ; dee pp um p in gp rocess
               抽油杆是机械采油系统中连接抽油机和抽油杆                            力和采出液腐蚀的综合作用, 且服役工况复杂, 因此
            柱的重要零件之一, 其服役过程中的安全稳定性对                            抽油杆失 效 事 故 频 发, 给 油 田 造 成 巨 大 的 经 济 损
            油气资 源 开 采 至 关 重 要。 抽 油 杆 柱 的 长 度 可 达               失 [ 2 ] 。某油田采用深抽工艺后, 频繁发生抽油杆断


            2000m , 其由长度为 8m 、 直径为 28mm 的独立杆                   裂现象, 严重影响了油田的安全生产。


            组成, 这些杆通过螺纹联轴器相互连接, 抽油杆是两                              该断裂 抽 油 杆 的 材 料 为 35CrMo 钢, 外 径 为

            端都有杆头的圆柱形杆, 其横截面的最大拉伸应力                           25mm , 长度为 8m , 抽油杆断口位于外螺纹端部接


            发生在柱塞向上运动过程中, 主要取决于柱塞的深                            头过渡圆弧部位。该抽油杆入井运行 182d 后发生

            度 [ 1 ] 。在提升和下降过程中, 抽油杆受拉 - 压疲劳应                   断裂事故, 生产过程中最大载荷为 125.2kN , 交变

                                                               载荷为 70.7kN 。笔者采用一系列理化检验方法对
                                                               该抽油杆断裂的原因进行分析, 并提出预防措施, 以
                收稿日期: 2023-11-15
                作者简介: 陈小琴( 1979- ), 女, 本科, 工程师, 主要从事石油工
                                                               避免该类问题再次发生。
            具加工制造工艺和检验测试工作, chenx q 8@cosl.com.cn
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