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摘 要：抽油杆工作时承受着交变载荷，材料薄弱处逐渐产生微细裂缝，随应力循环次数增加，裂缝扩展且形成光滑区，当冲击或振动到一定程度，发生突然的脆性断裂。
关键词：辽河油田;抽油杆;检泵;系统效率
抽油杆运行过程中都存在一定偏磨，这种现象伴随着油井生产是客观存在的，抽油机在生产过程中通过能量传递，抽油杆在井筒内反复运动抽吸，在下行过程中由于井筒液体（油稠）、自重现象的存在，往往客观上遇到一定的阻力，致使抽油杆产生弯曲，势必造成和井筒管柱的偏磨。这种偏磨现象和抽油杆下行遇到的阻力成正比，阻力越大，偏磨现象越严重。这些因素作用到抽油杆上，各种载荷综合影响，比较复杂。这时候抽油杆的破坏和它们的受力状况关系密切，概括起来，杆柱所受的力来自两方面：轴向力和法向力。这两种力综合存在互为影响。
1 抽油杆断原因分析
1.1 主要原因分析
我们重点分析抽油杆受到的轴向压力作用，在上冲程时杆柱全部受拉力作用，由井口向下逐步减小，在其下部压力逐渐增大，应力变化值大，且有一个较大的压力，使抽油杆在此处严重弯曲。由于作用在活塞上的液柱重量在上、下冲程中交替地在油管和抽油杆之间转移，活塞冲程始终比驴头冲程小，示功图可以计算冲程损失，但实际值要大于折算值，主要是抽油杆柱下冲程的弯曲活塞与衬套长时间摩擦，在某一段会产生明显的擦痕。測试结果显示冲次越小，杆柱在上下死点处所受的交变载荷和惯性载荷就越小，振动也就越小;冲次越大，杆柱受压段越长。高频杆断井，共同的特点是工作制度较大，尤其是泵径和冲数。根据测试结果，柱塞与泵筒之间的磨阻随着柱塞直径的增大而增大;冲数越大，杆柱受压段越长。结合其沉没度小、供液不足的情况，部分井将发生因液击不能及时卸载致油杆弯曲，冲程损失较大。
若有液击产生时，更会加剧杆柱的多次弯曲。距离活塞越近，偏磨越严重，且偏磨间距减小。产生这种现象的原因是在中和点以下的抽油杆，距离活塞越近，所受压力越大，抽油杆的稳定性也变的越差，随之和油管内壁的接触长度加大，磨损的强度和长度都相应增加。
油井的井身斜度和方位变化较大，考虑到加扶正器后抽油杆中和点上移。造斜段没有出现杆断，造斜段偏磨与活塞以上那部分油杆相比偏磨并不严重，断点多发生在中和点以下，断点处井身结构较直，在斜段上部，在斜段油杆的下行阻力增大，在其上部的杆柱因压应力增大而断裂。更加证明杆断的本质是抽油杆在下行程中弯曲所致。
综上所述柱塞上顶力和抽油杆弯曲摩擦力导致了抽油杆系统从失稳、弯曲、螺旋到自锁现象的发生，说明抽油杆在下行程中，下部抽油杆在井下是弯曲的，是造成杆断的主因。
1.2 次要原因分析
冲数与杆断的关系，油井冲数高的比例较大，说明随着交变载荷增加，加剧了抽油杆疲劳状态，动载荷增加，加大抽油杆的弯曲程度，增大了断的概率。冲次越快，下部受压杆越长，轴向压力越大。所以在满足生产要求前提下，冲数尽可能小，冲数快的缺点有：增加了抽油机动载荷;充不满，活塞撞击液面而引起杆柱振动;杆柱发生弯曲;易疲劳。总之，冲数过快，受改变运动方向的次数太多、太快，杆、管变形磨擦，缩短杆、管使用寿命。降低冲数，减小动载荷，是减少杆断的关键，是比较有效的方法。
泵径与杆断的关系，柱塞偏磨是导致杆、管偏磨的又一个因素，由于抽油泵柱塞偏磨，使柱塞与泵筒之间的摩擦力增大，导致抽油杆柱下行程阻力增大，引起杆管偏磨，一般来讲，泵径越大，油井的负荷越大，泵的柱塞与泵筒之间磨损加重。抽油杆的负荷与冲数、泵径、泵挂成正比，尤其是泵径和冲数，随着工作制度的增大，还会使载荷大幅增加，振动载荷明显加大，当超过抽油杆的许用应力，即造成抽油杆断。
区块投入开发后，其区块的特点也客观地影响抽油杆的偏磨。反映出的特点和地层流体的性质、结垢、酸碱度、胶质沥青、粘度、含蜡量、含水、供液能力等因素。通常情况下地层供液充足，抽油杆偏磨不是很严重，低产井往往时常断脱。区块供液能力差，结垢、腐蚀较严重。地层产液含水变化后，抽油杆的水湿性发生改变，地层水接触抽油杆的面积增大，含水大到一定程度，彻底改变油的润湿作用，地层水开始腐蚀抽油杆，增加了管杆的摩擦系数，阻力增大，摩擦加剧。随着摩擦力的不断增大，在抽油杆某点形成应力集中，达到破坏压力后就会发生断裂。抽油杆在井筒内往复运动，原油粘度和胶质沥青含量也影响着抽油杆的摩擦力大小，主要是因为空间运行变小，磨阻增大，产生一点偏磨的缘故。
2 技术对策及效果
2.1 优化管杆设计
改变偏磨点位置，增加扶正器，中和点人为造成下移，通过底部加重杆来实现，同时加大杆重量和直径，增加在井筒内的稳定性。
2.2 调整工作制度
抽油杆的受力状况可以通过调整工作制度来实现，大冲程、小冲数、合理泵径。如果连斜数据显示其中下部井身结构不好，在条件允许的情况下，适当上提泵挂。或采取尾管加泵下装置结构，既起到防止油管蠕动的作用，又降低了泵吸入口深度。制定合理洗井周期。定量加除垢剂和在泵下加防垢块。
3 结束语
①抽油杆断裂是综合因素作用的结果，必须采取综合的防范措施。
②井身结构不合理，斜井出现纠斜段，且位置靠上影响较大。
③抽油杆的任何伤痕都会造成应力集中，应加强管理。
参考文献：
[1]曹建新.茨13、34断块抽油杆断脱原因分析及对策[J].特种油气藏， 2004，11（2）：65-67.
关键词：辽河油田;抽油杆;检泵;系统效率
抽油杆运行过程中都存在一定偏磨，这种现象伴随着油井生产是客观存在的，抽油机在生产过程中通过能量传递，抽油杆在井筒内反复运动抽吸，在下行过程中由于井筒液体（油稠）、自重现象的存在，往往客观上遇到一定的阻力，致使抽油杆产生弯曲，势必造成和井筒管柱的偏磨。这种偏磨现象和抽油杆下行遇到的阻力成正比，阻力越大，偏磨现象越严重。这些因素作用到抽油杆上，各种载荷综合影响，比较复杂。这时候抽油杆的破坏和它们的受力状况关系密切，概括起来，杆柱所受的力来自两方面：轴向力和法向力。这两种力综合存在互为影响。
1 抽油杆断原因分析
1.1 主要原因分析
我们重点分析抽油杆受到的轴向压力作用，在上冲程时杆柱全部受拉力作用，由井口向下逐步减小，在其下部压力逐渐增大，应力变化值大，且有一个较大的压力，使抽油杆在此处严重弯曲。由于作用在活塞上的液柱重量在上、下冲程中交替地在油管和抽油杆之间转移，活塞冲程始终比驴头冲程小，示功图可以计算冲程损失，但实际值要大于折算值，主要是抽油杆柱下冲程的弯曲活塞与衬套长时间摩擦，在某一段会产生明显的擦痕。測试结果显示冲次越小，杆柱在上下死点处所受的交变载荷和惯性载荷就越小，振动也就越小;冲次越大，杆柱受压段越长。高频杆断井，共同的特点是工作制度较大，尤其是泵径和冲数。根据测试结果，柱塞与泵筒之间的磨阻随着柱塞直径的增大而增大;冲数越大，杆柱受压段越长。结合其沉没度小、供液不足的情况，部分井将发生因液击不能及时卸载致油杆弯曲，冲程损失较大。
若有液击产生时，更会加剧杆柱的多次弯曲。距离活塞越近，偏磨越严重，且偏磨间距减小。产生这种现象的原因是在中和点以下的抽油杆，距离活塞越近，所受压力越大，抽油杆的稳定性也变的越差，随之和油管内壁的接触长度加大，磨损的强度和长度都相应增加。
油井的井身斜度和方位变化较大，考虑到加扶正器后抽油杆中和点上移。造斜段没有出现杆断，造斜段偏磨与活塞以上那部分油杆相比偏磨并不严重，断点多发生在中和点以下，断点处井身结构较直，在斜段上部，在斜段油杆的下行阻力增大，在其上部的杆柱因压应力增大而断裂。更加证明杆断的本质是抽油杆在下行程中弯曲所致。
综上所述柱塞上顶力和抽油杆弯曲摩擦力导致了抽油杆系统从失稳、弯曲、螺旋到自锁现象的发生，说明抽油杆在下行程中，下部抽油杆在井下是弯曲的，是造成杆断的主因。
1.2 次要原因分析
冲数与杆断的关系，油井冲数高的比例较大，说明随着交变载荷增加，加剧了抽油杆疲劳状态，动载荷增加，加大抽油杆的弯曲程度，增大了断的概率。冲次越快，下部受压杆越长，轴向压力越大。所以在满足生产要求前提下，冲数尽可能小，冲数快的缺点有：增加了抽油机动载荷;充不满，活塞撞击液面而引起杆柱振动;杆柱发生弯曲;易疲劳。总之，冲数过快，受改变运动方向的次数太多、太快，杆、管变形磨擦，缩短杆、管使用寿命。降低冲数，减小动载荷，是减少杆断的关键，是比较有效的方法。
泵径与杆断的关系，柱塞偏磨是导致杆、管偏磨的又一个因素，由于抽油泵柱塞偏磨，使柱塞与泵筒之间的摩擦力增大，导致抽油杆柱下行程阻力增大，引起杆管偏磨，一般来讲，泵径越大，油井的负荷越大，泵的柱塞与泵筒之间磨损加重。抽油杆的负荷与冲数、泵径、泵挂成正比，尤其是泵径和冲数，随着工作制度的增大，还会使载荷大幅增加，振动载荷明显加大，当超过抽油杆的许用应力，即造成抽油杆断。
区块投入开发后，其区块的特点也客观地影响抽油杆的偏磨。反映出的特点和地层流体的性质、结垢、酸碱度、胶质沥青、粘度、含蜡量、含水、供液能力等因素。通常情况下地层供液充足，抽油杆偏磨不是很严重，低产井往往时常断脱。区块供液能力差，结垢、腐蚀较严重。地层产液含水变化后，抽油杆的水湿性发生改变，地层水接触抽油杆的面积增大，含水大到一定程度，彻底改变油的润湿作用，地层水开始腐蚀抽油杆，增加了管杆的摩擦系数，阻力增大，摩擦加剧。随着摩擦力的不断增大，在抽油杆某点形成应力集中，达到破坏压力后就会发生断裂。抽油杆在井筒内往复运动，原油粘度和胶质沥青含量也影响着抽油杆的摩擦力大小，主要是因为空间运行变小，磨阻增大，产生一点偏磨的缘故。
2 技术对策及效果
2.1 优化管杆设计
改变偏磨点位置，增加扶正器，中和点人为造成下移，通过底部加重杆来实现，同时加大杆重量和直径，增加在井筒内的稳定性。
2.2 调整工作制度
抽油杆的受力状况可以通过调整工作制度来实现，大冲程、小冲数、合理泵径。如果连斜数据显示其中下部井身结构不好，在条件允许的情况下，适当上提泵挂。或采取尾管加泵下装置结构，既起到防止油管蠕动的作用，又降低了泵吸入口深度。制定合理洗井周期。定量加除垢剂和在泵下加防垢块。
3 结束语
①抽油杆断裂是综合因素作用的结果，必须采取综合的防范措施。
②井身结构不合理，斜井出现纠斜段，且位置靠上影响较大。
③抽油杆的任何伤痕都会造成应力集中，应加强管理。
参考文献：
[1]曹建新.茨13、34断块抽油杆断脱原因分析及对策[J].特种油气藏， 2004，11（2）：65-67.