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    螺桿泵井抽油桿失效具體原因分析

    興東高溫油泵 發布時間:2018-09-10

    一、螺桿泵井抽油桿斷裂原因分析
      (1)熱處理質量。通過對斷裂的20CrMo抽油桿進行失效分析,發現有的抽油桿淬火未淬透,又未經回火,其金相組織為鐵素體加珠光體,力學性能很差,   強度僅為555Mpa。
      (2)加工方法自身的缺陷。對于摩擦焊接式空心抽油桿,大部分廠家在桿體焊接后都沒有進行整體調質熱處理,而只是進行局部熱處理,因此焊口附近存在熱影響區。另外,焊縫部位處理后存在凸臺,引起應力集中。雖然熱影響區可以通過整體調質熱處理方法來,但焊口附近的應力集中現象卻很難避免,這是由摩擦焊接式抽油桿加工方式本身所決定的。
      (3)鍛造質量。抽油桿頭部的鍛造   嚴格控制始鍛溫度和終鍛溫度。始鍛溫度過高會引起“過熱”或“過燒”。終鍛溫度過低金屬變形困難,容易產生裂紋等缺陷。另外,抽油桿頭部鍛造時產生的缺陷還有折疊、裂紋、皺褶和缺肉,其中以折疊和裂紋對抽油桿的疲勞性能影響   大。
      (4)螺桿泵與抽油桿不匹配。有些螺桿泵井抽油桿斷裂是由于泵桿匹配不合理所致。
      (5)沖擊載荷影響。螺桿泵井在正常生產過程中,受原油物性、定子橡膠溶脹等因素影響,有時會出現卡泵現象,轉子不能順利轉動,桿體承受的載荷遠大于正常生產時的載荷,當剪應力過大而超過承載   時,抽油桿發生斷裂。另外,螺桿泵井停機后重新啟動,桿柱要承受定子和轉子之間的靜吸附力作用,會對抽油桿造成沖擊載荷,這種瞬間沖擊載荷作用將加速抽油桿的疲勞破壞。
      (6)井身結構影響。抽油桿應用于斜井,在彎曲部位,抽油桿將受到附加彎曲應力作用,極易造成桿柱斷裂。而且隨著桿體直徑增大彎曲應力也隨之變大。
      (7)抽油桿偏磨。抽油桿在井下工作時其受力狀況較為復雜,一方面要驅動轉子旋轉,承受扭矩作用,另一方面還要承受桿體自重,承受拉力作用,同時由于桿體自身的旋轉,抽油桿還承受離心力作用。由于離心力的存在,使得抽油桿與油管內壁不可避免地發生碰撞,造成桿體磨損,承載能力下降。當磨損的抽油桿承載能力無法滿足正常生產所需要的扭矩時,就會發生桿體斷裂事故。
      二、螺桿泵并桿柱脫扣原因分析
      (1)抽油桿彈性變形能釋放。抽油桿接頭靠螺紋接觸面之間的摩擦力,以及在預緊力作用下外螺紋接頭的臺肩垂直面與接箍端面之間的摩擦力來抵抗脫扣扭矩的作用。在螺桿泵抽油系統中,由于抽油桿柱的扭轉變形較大,在螺桿泵停機后抽油桿柱中儲存的彈性變形能要釋放出來,使抽油桿反轉引起脫扣。
      (2)液體回流影響。高粘度油泵井因測試或維護臨時停機時,加果動液面較深,那么管柱內液體壓力將驅動并下泵轉子反轉,轉子將帶動桿柱高速反轉,使整個桿柱的螺紋處于卸扣狀態,從而造成抽油桿脫扣事故。
      (3)產能影響。對于一些產液,特別是有自噴能力的螺桿泵井,停機后套壓會很快升高,井下泵會在油套環空液壓力的作用下驅動轉子轉動,實現自噴生產。轉子將帶動上部桿柱正轉,使整個桿柱的螺紋處于卸扣狀態。
      三、螺桿泵井抽油桿槽扣原因分析
      (1)產液對抽油桿螺紋的腐蝕。原油中的腐蝕性介質與抽油桿螺紋接觸后,對螺紋表面產生腐蝕性作用,使螺紋抗剪切能力下降。
      (2)抽油桿螺紋加工質量。螺紋尺寸不規范連接后螺紋間隙過大,使得實際受剪切面減小。
      (3)抽油桿螺紋損壞。抽油桿螺紋某處局部變形,在旋合過程中對與其接觸的螺紋造成損傷,使螺紋失去了原有的承載性能。

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