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【摘要】本文对抽油机光杆磨损的原因进行分析探讨， 提出预防控制光杆事故发生的具体措施，针对光杆磨损现象做研究分析不仅有利于完善光杆的使用功能，而且促进与其相关的各方面工作的改良，为油田平稳运行和清洁生产打下坚实的基础。
【关键词】光杆 磨损 分析 措施
1 概述
目前国内有杆泵采油约占人工举升采油总井数的90%左右，抽油机光杆在工作过程中首先长期承受交变载荷的作用，并且容易被多种机械损伤和腐蚀， 其失效过程一般可以归结为磨损→腐蚀→断裂。光杆表面被腐蚀和断裂的主因是它的表层容易遭受损伤，而后又被电化学腐蚀，长期的腐蚀又加快了磨损速度最终造成光杆断。更换光杆增加了材料和人力成本，在修井作業时压井、停机造成的累计产量损失也是不可忽视的。
1.1 磨损因素1.1.1 磨料磨损
磨料磨损是指凸出物或硬的颗粒在与光杆基体表面摩擦接触过程中，致使材料表层损伤。在抽油机工作现场，部分磨料磨损一般是因为采出液中含有颗粒大小不同的砂、石等杂质造成的。通常情况下采用拉宾诺维奇的简化模型公式（图1）计算磨损大小：
1.2 疲劳磨损
在光杆磨损中常见的针状、豆状的凹坑、较大面积的损伤等都是由于疲劳损伤造成的，这是因为盘根对光杆基体的密封压紧作用使其表面产生局部压力，光杆的上下往复运动使之在长期接触压入应力的反复作用后，光杆材质发生塑性变形。
1.3 原油漏失腐蚀磨损
光杆腐蚀造成光杆表面应力不集中加快磨损程度（图2）。抽油机井口原油漏失是造成光杆腐蚀的主要因素，原油是气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质； H2S、CO2、O2、Cl- 和水为最主要的腐蚀介质。由于光杆是在井筒采出液液面上做往复运动，采出液面的下方是贫氧区，而采出液面的上方是富氧区，这相当于将一个较大的氧浓差腐蚀电池强加在了光杆上。通常情况下光杆下部腐蚀比上部要更严重，这是根据电化学原理，富氧区保护阴极，贫氧区腐蚀阳极。在生产现场，造成抽油机井口原油漏失的主要因素有4个方面：
（1）光杆是一种弹性体， 之所以它与盘根发生偏磨，损坏密封填料，造成原油漏失，是因为光杆在上下往复运动过程中， 它的惯性运动与悬点钢丝绳不一致， 所以造成悬绳器、定位器与方卡子三者之间短暂的硬性碰撞，频繁的震动载荷引起光杆弹性弯曲。针对目前抽油井光杆无法有效减震， 造成光杆盘根损坏的现象， 根据这种情况，研发了光杆减震器。目前，减震器正在河南油田抽油井上推广应用（表1）。从减震器使用前后的比照效果来看， 光杆减震器可有效地增强光杆的稳定性， 提高抽油机光杆和密封盘根的工作周期， 减少了盘根漏油和更换作业频率，提高了采油效率。
（2）通过对抽油机井口机械运转系统的分析，找出存在的问题。对抽油机整体位移、基础底座下沉和抽油机水平高度达不到要求的，运用抽油机整体调整工具，达到抽油机整体前、后、左、右和水平度的调整，实现井口对中精度（毫米级）。
2.3.3 井口回压问题
根据油井动态资料变化，掌握油井回压和产液量的波动规律，定期实施管线清理措施，如投球、扫线，可有效地防止和调整抽油机井口压力的变化，减少因地面防蜡等措施不到位带来井口压力过大的问题。
2.3.4 光杆腐蚀问题
为防止光杆被腐蚀，可对光杆表面进行热浸锌处理，这可以使光杆基体外表面形成镀锌层和铁锌合金层，因为铁的标准电极电位没有锌的标准电极负， 所以铁作为阴极而被保护；在镀锌层的下面有一层铁锌合金层，它对光杆基体也有很好的阴极保护作用， 只有当这些镀锌层和铁锌合金层完全磨掉后光杆基体才会受到腐蚀。一般来讲， 镀锌层和铁锌合金层有20μm ，对光杆基体就能起到很好的电化学保护作用，而且铁锌合金层可增强光杆的力学性能， 提高光杆表面的耐磨性。
[1] 谢陆. 抽油机光杆磨损分析[J]. 科协论坛，2011，（2）：26-27
[2] 侯中强，尹兆娟，刘秀敏. 抽油机井口漏失问题分析及处理[J]. 石油与化工设备，2011，（14）：48-50
[3] 孟光玉. 高效感应熔涂技术在油田抗磨蚀光杆的应用[J].科技致富向导，2009，（1）：38
[4] 周晓君，李栋，潘俊英. 孤东油田注聚合物区抽油井光杆腐蚀及防护[J]. 石油化工腐蚀与防护，2007，24（3）：43-44
【关键词】光杆 磨损 分析 措施
1 概述
目前国内有杆泵采油约占人工举升采油总井数的90%左右，抽油机光杆在工作过程中首先长期承受交变载荷的作用，并且容易被多种机械损伤和腐蚀， 其失效过程一般可以归结为磨损→腐蚀→断裂。光杆表面被腐蚀和断裂的主因是它的表层容易遭受损伤，而后又被电化学腐蚀，长期的腐蚀又加快了磨损速度最终造成光杆断。更换光杆增加了材料和人力成本，在修井作業时压井、停机造成的累计产量损失也是不可忽视的。
1.1 磨损因素1.1.1 磨料磨损
磨料磨损是指凸出物或硬的颗粒在与光杆基体表面摩擦接触过程中，致使材料表层损伤。在抽油机工作现场，部分磨料磨损一般是因为采出液中含有颗粒大小不同的砂、石等杂质造成的。通常情况下采用拉宾诺维奇的简化模型公式（图1）计算磨损大小：
1.2 疲劳磨损
在光杆磨损中常见的针状、豆状的凹坑、较大面积的损伤等都是由于疲劳损伤造成的，这是因为盘根对光杆基体的密封压紧作用使其表面产生局部压力，光杆的上下往复运动使之在长期接触压入应力的反复作用后，光杆材质发生塑性变形。
1.3 原油漏失腐蚀磨损
光杆腐蚀造成光杆表面应力不集中加快磨损程度（图2）。抽油机井口原油漏失是造成光杆腐蚀的主要因素，原油是气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质； H2S、CO2、O2、Cl- 和水为最主要的腐蚀介质。由于光杆是在井筒采出液液面上做往复运动，采出液面的下方是贫氧区，而采出液面的上方是富氧区，这相当于将一个较大的氧浓差腐蚀电池强加在了光杆上。通常情况下光杆下部腐蚀比上部要更严重，这是根据电化学原理，富氧区保护阴极，贫氧区腐蚀阳极。在生产现场，造成抽油机井口原油漏失的主要因素有4个方面：
（1）光杆是一种弹性体， 之所以它与盘根发生偏磨，损坏密封填料，造成原油漏失，是因为光杆在上下往复运动过程中， 它的惯性运动与悬点钢丝绳不一致， 所以造成悬绳器、定位器与方卡子三者之间短暂的硬性碰撞，频繁的震动载荷引起光杆弹性弯曲。针对目前抽油井光杆无法有效减震， 造成光杆盘根损坏的现象， 根据这种情况，研发了光杆减震器。目前，减震器正在河南油田抽油井上推广应用（表1）。从减震器使用前后的比照效果来看， 光杆减震器可有效地增强光杆的稳定性， 提高抽油机光杆和密封盘根的工作周期， 减少了盘根漏油和更换作业频率，提高了采油效率。
（2）通过对抽油机井口机械运转系统的分析，找出存在的问题。对抽油机整体位移、基础底座下沉和抽油机水平高度达不到要求的，运用抽油机整体调整工具，达到抽油机整体前、后、左、右和水平度的调整，实现井口对中精度（毫米级）。
2.3.3 井口回压问题
根据油井动态资料变化，掌握油井回压和产液量的波动规律，定期实施管线清理措施，如投球、扫线，可有效地防止和调整抽油机井口压力的变化，减少因地面防蜡等措施不到位带来井口压力过大的问题。
2.3.4 光杆腐蚀问题
为防止光杆被腐蚀，可对光杆表面进行热浸锌处理，这可以使光杆基体外表面形成镀锌层和铁锌合金层，因为铁的标准电极电位没有锌的标准电极负， 所以铁作为阴极而被保护；在镀锌层的下面有一层铁锌合金层，它对光杆基体也有很好的阴极保护作用， 只有当这些镀锌层和铁锌合金层完全磨掉后光杆基体才会受到腐蚀。一般来讲， 镀锌层和铁锌合金层有20μm ，对光杆基体就能起到很好的电化学保护作用，而且铁锌合金层可增强光杆的力学性能， 提高光杆表面的耐磨性。
[1] 谢陆. 抽油机光杆磨损分析[J]. 科协论坛，2011，（2）：26-27
[2] 侯中强，尹兆娟，刘秀敏. 抽油机井口漏失问题分析及处理[J]. 石油与化工设备，2011，（14）：48-50
[3] 孟光玉. 高效感应熔涂技术在油田抗磨蚀光杆的应用[J].科技致富向导，2009，（1）：38
[4] 周晓君，李栋，潘俊英. 孤东油田注聚合物区抽油井光杆腐蚀及防护[J]. 石油化工腐蚀与防护，2007，24（3）：43-44