抽油桿扶正器和油管是抽油設(shè)備的重要部件，它們疲勞強(qiáng)度和使用壽命決定和影響了整套抽油設(shè)備生產(chǎn)效益。在采油過(guò)程中，抽油桿柱主要承受拉伸載荷，有時(shí)也要承受壓力載荷，同時(shí)還要受到振動(dòng)載荷、沖擊載荷以及與油管相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力等多種載荷作用，從而容易引起桿管的偏磨損壞。

一、抽油桿綜合保護(hù)器的工作原理及性能

針對(duì)以上生產(chǎn)實(shí)際情況，試用了一種抽油桿綜合保護(hù)器。該裝置無(wú)需外部動(dòng)力，又能對(duì)抽油桿產(chǎn)生足夠的力矩使其旋轉(zhuǎn)，兼具治理偏磨和減震的雙重功效；它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，安全可靠，不影響生產(chǎn)，便于安裝維護(hù)，普遍適用于油田各種抽油機(jī)井的生產(chǎn)需要。

1、工作原理

在抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，每個(gè)沖程出現(xiàn)的負(fù)荷交變(即負(fù)荷差)產(chǎn)生的能量，推動(dòng)抽油桿微量旋轉(zhuǎn)。裝置的彈性?xún)?chǔ)能單元將抽油機(jī)上下沖程釋放的負(fù)荷差機(jī)械能儲(chǔ)存起來(lái)，通過(guò)一個(gè)單向旋轉(zhuǎn)裝置，產(chǎn)生一個(gè)足以克服抽油桿與油管摩擦力的力矩，力矩的著力點(diǎn)間接作用在一個(gè)光桿鎖緊裝置上，帶動(dòng)抽油桿產(chǎn)生單向旋轉(zhuǎn)。

2、功能與特性

(1)防止桿管偏磨

抽油桿在綜合保護(hù)器的作用下勻速旋轉(zhuǎn)，與油管壁磨損位置由原來(lái)的15°擴(kuò)大到360°，把原來(lái)的固定點(diǎn)磨損變?yōu)閳A周磨損，使抽油桿壽命增加了24倍；另一方面，抽油桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的附加扭矩，使其彎曲點(diǎn)和彎曲朝向發(fā)生偏移，把原來(lái)的固定點(diǎn)磨損變?yōu)榉枪潭c(diǎn)磨損，大幅度提高了抽油桿和油管使用壽命。

該裝置在運(yùn)行時(shí)，抽油桿平均轉(zhuǎn)數(shù)為2~10r/d，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的附加扭矩很小，不僅對(duì)相關(guān)設(shè)備不會(huì)造成破壞，而且使抽油桿磨損壽命提高4~8倍，油管磨損壽命提高7~10倍。

(2)具有減震功能

抽油機(jī)發(fā)生應(yīng)力突變時(shí)，抽油桿綜合保護(hù)器的高性能彈性?xún)?chǔ)能裝置能有效吸收高于平均值80%的能量，再勻速釋放出來(lái)：一是大幅度減小了因震動(dòng)造成的損害，保護(hù)抽油泵及泵內(nèi)柱塞；二是可降低抽油桿彎曲，有效減緩偏磨；三是可防止瞬間的交變負(fù)荷造成的抽油桿脫、桿斷。

(3)其他功能

抽油桿帶動(dòng)活塞持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，能有效緩解泵筒內(nèi)蠟卡、砂卡程度，防止桿不下或卡泵。該裝置帶動(dòng)抽油桿始終作正向轉(zhuǎn)動(dòng)，有緊扣功能，可有效防止脫扣發(fā)生。

抽油桿管偏磨主要是由抽油桿和油管接觸導(dǎo)致的。抽油桿綜合保護(hù)器使抽油桿管的固定磨損變成了圓周磨損，能夠有效延長(zhǎng)抽油桿管的使用壽命，延長(zhǎng)抽油機(jī)井的檢泵周期。抽油桿綜合保護(hù)器在抽油機(jī)上使用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、偏磨的因素分析

1、抽油桿

要了解抽油桿如何影響偏磨，先從抽油桿的受力情況開(kāi)始分析。工作中的抽油桿在油管中做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上行程，抽油桿主要受到拉力、摩擦阻力等影響，在桿管無(wú)接觸的情況下不會(huì)發(fā)生偏磨；下行程，抽油桿受到打開(kāi)游動(dòng)凡爾所需力、摩擦阻力以及液擊等影響，使桿受到了壓力，活塞上端抽油桿發(fā)生彎曲并產(chǎn)生應(yīng)力中和點(diǎn)，引起該點(diǎn)以下管桿發(fā)生接觸磨損。

2、油管

生產(chǎn)中油管內(nèi)存在一定的壓差，是由于柱塞兩端壓力差引起的，接泵筒的油管內(nèi)部壓力對(duì)油管會(huì)產(chǎn)生彎曲效應(yīng)。因此，供油充足、動(dòng)液面較高的油井，活塞兩端壓差小，油管彎曲較弱；而供液不足、動(dòng)液面低的井，活塞兩端壓差大，油管?chē)?yán)重彎曲成螺旋形，致使油管與抽油桿發(fā)生多處接觸磨擦，導(dǎo)致了桿管偏磨的發(fā)生。

3、井液

水驅(qū)油井在不斷的開(kāi)采中，油井產(chǎn)液含水率不斷升高，當(dāng)含水大于74.2%時(shí)，井液由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型，管桿表面也由親油性變?yōu)橛H水性，管桿表面失去了原有的潤(rùn)滑作用，致使管桿磨損加劇；同時(shí)，由于產(chǎn)出水中含有CO2、H2S等腐蝕介質(zhì)，水與金屬接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕使管桿表面粗糙度增加，造成嚴(yán)重磨損。

聚驅(qū)油井的聚合物見(jiàn)效井，采出液中含有殘余聚合物，大幅度增加了采出液的黏度，導(dǎo)致泵活塞在下行中阻力增加，加劇了抽油桿彎曲程度，加快了偏磨的速度。另外，因采出液黏度升高，攜砂能力增強(qiáng)，采出液中含砂量增加，磨損加劇，因而使油井偏磨現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

4、其他

由于油井本身存在套變、自然井斜、定向井斜以及地層蠕動(dòng)等原因引起的井斜等井況因素，導(dǎo)致油管在井筒內(nèi)發(fā)生偏移，而油管內(nèi)抽油桿在重力的作用下趨于垂直，致使管桿接觸磨損。