双悬挂悬绳器的研制与应用

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[摘 要]针对抽油机井光杆断脱因素分析，提出了对现用悬绳器的改造思路，通过现场试验和不断改进，研制成功了一种可以防光杆断脱的新型双悬挂悬绳器，解决了生产难题。

[关键词]悬绳器 双悬挂 防断脱

中图分类号：TE931 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0251-01

一、工艺现状

由于油井结蜡，负荷增大，以及金属疲劳、磨损等因素，经常导致抽油机井光杆断脱。

光杆断脱后可造成油井停产，油气泄漏，污染环境，打捞困难，抽油机空载运转，烧毁电机设备等事故。

根据魏岗采油管理区近3年油井光杆断脱情况统计，平均每年发生光杆断脱48井次，每年因光杆断脱造成的各项损失达22.6万元。

油井光杆断脱无预兆，无法及时发现，为防止光杆断脱后杆柱落人井中，目前采取在悬绳器下面打一备用方卡子，光杆在上部断脱后由于备卡的阻挡，光杆挂在井口的盘根盒上，备卡虽然能防止光杆断脱后掉人井中，但由于光杆断脱后，抽油机仍然空载运转，因抽油机运转不平衡而易烧坏电机或造成其他事故，另外，由于备卡的阻挡，光杆剧烈碰击井口盘根盒后挂在盘根盒上，容易砸坏盘根盒及井口流程，造成经济损失[1]。

为了减少油井光杆断脱造成的故障和损失，需要研制一种新的装置，其功能是光杆断脱后不下落，而且能保证抽油机正常运转，利于事后整改。

二、光杆断脱因素分析

根据光杆受力分析，光杆的上部在悬挂点处受力最大。光杆的任一横截面都受到两个相反方向拉力的作用，即：驴头带动悬绳器的上拉力和重力、磨擦力共同作用的下拉力。而在悬绳器方卡子位置，因受到驴头的上拉力，井下负荷的下拉力和方卡子的剪切力、挤压力的共同作用而成为应力集中点[2]，所以，光杆容易在上部受力点发生断，失效部位通常在光杆卡子下方[3]，而光杆脱的原因是承力方卡子失效，同样发生在悬绳器悬挂点处。通过以上分析可以看出，不论是断还是脱，发生部位都在悬绳器的悬挂点处。

通过对光杆断脱规律的统计分析，证实90%以上光杆断脱是发生在悬挂点处

三、双悬挂悬绳器的研制

1、安装备用悬绳器

为达到光杆断脱后不影响油井生产的目的，提出安装备用悬绳器的解决方案。当光杆在上部悬绳器处断脱时，油井负荷可即时作用在下部辅助悬绳器上，实现光杆断脱即时拾起，抽油机正常运转。

目前使用的毛辫子只有一对悬挂点，用绳卡子卡在毛辫子悬挂点上方30cm处，新增加一对悬挂点，在一套毛辫子上同时安装两套悬绳器，上部悬绳器保证正常工作，下部悬绳器作为备用。一旦光杆从上部悬挂处断脱，下部悬绳器立即吃上负荷，取代上部悬绳器的作用，继续承载光杆及井下负荷，油井正常生产。

在魏新侧119井安装试验，试验时油井停抽，将上部悬绳器上的方卡子慢慢卸松，模拟方卡子捋，造成光杆脱，下部方卡子即时作用在下部悬绳器上，油井开抽后运行正常。再次在魏16井试验时因绳卡子强度不够，上部悬绳器脱落，造成实验失败。

实验证明，安装两套悬绳器，可实现光杆断脱即时拾起，但是，在现有的毛辫子上新增加一对可靠的悬挂点，技术上难度较大，用绳卡子替代强度不够，容易发生打滑现象，可靠性差。

2、制作双悬挂悬绳器

针对存在的不足之处，改变思路，从悬绳器上想办法，将两个悬绳器用钢板焊接成一体，制作成双悬绳器（如图3-1），焊接成的双悬绳器安装在普通毛辫子上，吃上负荷后在下部备用悬绳器上安装备用方卡子，光杆从上部悬绳器处断脱时，下部悬绳器立即吃上负荷，取代上部悬绳器的作用，油井正常生产。经现场实验安装试用，效果很好。

投入生产使用时用30mm厚钢板加工成悬绳器形状，制作成新型双悬挂悬绳器，（如图3-2）

新型双悬挂悬绳器由上部主体悬绳器和下部备用悬绳器及连接附件三部分组成，上部主体悬绳器满足油井的正常生产，下部备用悬绳器的作用是当光杆在上部悬绳器处断脱时，油井负荷可在瞬间即时作用在下部辅助悬绳器上，取代上部悬绳器的作用，继续承载光杆及井下负荷，抽油机正常运转。

四、应用效果

选择光杆断脱频繁的油井试验及推广应用15井次，共发生光杆断5井次，光杆脱1井次，均实现即时拾起，成功率100%，实现了光杆断脱不停井，彻底避免了因光杆断脱造成的所有损失，而且事后有足够的时间进行有计划地整改或更换方卡子和光杆，也可以快速恢复到双悬挂状态，及时恢复即时拾起的功能。

五、结论及认识

1、 双悬挂悬绳器可实现油井光杆断脱即时拾起，可彻底避免因油井光杆断脱造成的故障和损失。

2、 结构简单，加工方便，制作成本低。

3、 适用于所有抽油机井，推广应用前景广阔。

参考文献

[1] 苑克贵.光杆防断脱装置.油气田地面工程，2004，23（12）：60

[2] 刘景栋，杨小红，何强. 光杆防断脱不停井技术.油气田地面工程，2003，22（9）：82

[3] 郑津济.如何减少抽油光杆断裂[J].国外油田工程，1995（6）：31一35.

作者简介：

何涛：男 ，2014年毕业中国石油大学（华东）石油工程专业，现在中石化河南油分公司采油一厂从事采油工程技术管理工作。