抽油杆失效分析.pdf

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1、2011年第4O卷石油矿场机械第7期第85页OILFIELDEQUIPMENToO文章编号：1001—3482(2011)07—0085—04抽油杆失效分析张艳敏(渤海石油装备新世纪机械制造有限公司，天津300280)摘要：抽油杆失效部位主要集中在外螺纹、螺纹卸荷槽、扳手方颈、焊口和杆体与接头过渡位置，抽油杆失效部位与其结构形式和制造工艺有关。介绍了抽油杆失效分析的基本程序，对其常见失效部位及原因进行了分析，目的是明确失效原因，有针对性地采取措施，降低抽油杆失效率，避免或减少早期失效。关键词：抽油杆；失效分

2、析；结构；工艺；措施中图分类号：TE933．2文献标识码：BFailureAnalysisofSuckerRodZHANGYan—min(BohaiPetroleumEquipmentNewCenturyManu{RcturingCompany，Tianjin，300280China)Abstract：Suckerrodfailuremostlyisconcentratedonoutthread，thread，andthetransitsectiononspannertouchedarea，weldinga

3、ndrod，whicharerelatedtomanufacture．Thefailureandfailurelocationwereanalyzedtoidentifythefailurecause，inordertoavoidorreducetheearlyfailure．Keywords：suckerrod；failureanalysis；structure；technology；measure抽油杆失效会造成停井作业，还会因质量索赔关联工件或设备的质量和工作状况，收集齐全失效给抽油杆生产厂造成经济损

4、失，因此有必要进行抽抽油杆的所有断裂部分，并了解井身数据结构、原油油杆失效分析。导致抽油杆失效的基本因素主要是性质、工作载荷等内容。设计制造和使用问题。抽油杆因使用环境和结构形3)对失效件进行测试和分析对抽油杆的断式不同，失效部位也不同，对其进行失效分析，有助121进行无损伤清洗，目测或通过仪器对断口及其腐于降低成本和提高产品质量。蚀产物进行宏观、微观分析，对失效抽油杆进行性能和组织显微分析。1失效分析基本程序4)确定失效原因并采取措施确定失效原因抽油杆失效分析通常按照4个程序进行u]。后，有针对性地制定和

5、实施改进措施。1)明确分析对象和要求了解抽油杆的档案2常见失效部位及原因分析资料，例如型号、生产时间、失效前的工作状态等，明确该失效分析是仲裁性的还是属技术改进。抽油杆发生失效的部位主要集中在外螺纹卸荷2)调查研究失效件的背景和现场情况了解槽、扳手方颈、锻造热影响区和抽油杆焊接区，这些抽油杆自身以及与之相关的油管、抽油泵、抽油机等部位发生的失效占总失效率的65以上；腐蚀断收稿日期：2010—12—20作者简介：张艳敏(1966一)，女，河北保定人，工程师，1989年毕业于承德石油高等技术专科学校焊接工艺与设

6、备专业，从事抽油杆制造工作，E—mail：zhangyml@cnpc．com．cn。石油矿场机械2011年7月裂、抽油杆与油管偏磨断裂断脱失效约占总失效率纵向剖面，在不同部位取点进行硬度检测，其测试点的20。由于结构形式的差异和加工工艺的不同，硬度值如表1。检测结果显示硬度很不均匀，最低值镦锻抽油杆与焊接抽油杆产生失效的部位也不位于卸荷槽和台肩，仅为278HB，比杆体低60HB，相同。杆体硬度约为347HB。硬度与强度存在一定的对应2．1锻抽油杆失效部位关系，碳钢的抗拉强度为布氏硬度值的3．5倍，合金钢2．

7、1．1从结构和加工过程分析为3．3倍，抽油杆原材料通常采用铬钼合金钢，由此图1为镦锻抽油杆结构形式。端头形状是经热可知，卸荷槽抗拉强度比杆体强度低198MPa。模锻锻造而成，精加工后卸荷槽直径和止推面直径尺寸变化最大，过渡区存在较大的应力集中，在使用卸荷槽圆弧过渡区过程中容易在过渡圆弧和卸荷槽直径切点位置失：效。扳手方颈表面为非加工面，原材料表面的折皮、l＼＼／／结疤、裂纹等缺陷对镦锻质量影响较大，该处往往存，I在起下作业管钳咬痕，为疲劳断裂埋下了疲劳源，因=}，_厂——、厂__7__、／此该部位也容易发生

8、失效。接头的圆弧过渡区失效／外螺纹扳手方颈杆体几率最高]，50以上的断裂发生在该过渡区，断裂图1镦锻抽油杆结构形式的原因是抽油杆头部圆弧过渡区断面尺寸变化大；镦锻造成加工缺陷和应力集中；使用时是不稳定变形的施力点等，因此该过渡区成为抽油杆的易断裂区。2．1．2从性能方面分析图2为镦锻抽油杆螺纹接头(带部分杆体)实物图2镦锻抽油杆螺纹接头纵向剖面硬度测试点表1镦锻抽油杆螺纹接头测试点硬度值HB测点号12硬度3lO3