抽油杆详解(普通抽油杆、空心抽油杆、玻璃钢抽油杆、超高强度抽油杆、加重杆)

内训专用抽油杆的现状及发展

C 级抽油杆抽油杆的基本分类

普通抽油杆特种抽油杆

KD

级

抽

油

杆

EL

级

抽

油

杆超

高

强

度

抽

油

杆

空

心

抽

油

杆

玻

璃

钢

抽

油

杆

其它

D 级抽油杆

加

重

杆HS

级

抽

油

杆断裂失

效

类

型脱扣

钢材的质量内在因素外在因素

制

造

的

质

量

运

输

保

管

损

伤

施

工

损

伤

腐

蚀

介

质

载

荷

影

响

井

况

偏

磨抽油杆失效影响因素

抽油杆现状及发展

有杆泵采油

问题：断、脱

抽油杆

载荷：1、抽油杆柱自身的重量。

2、内活塞以上杆管之间环空液柱的重量。

3、杆柱、液柱的惯性力

4、摩擦力、杆柱弹性变形引起的振动5 、冲击载荷、回压、沉没压力等

作用：它将抽油机的运动和能量传递给井下抽油泵。要求：1、杆身直、螺纹清洁光滑、螺纹与杆体同心

2、耐疲劳、耐磨、强度高

普通抽油杆的杆体为实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。

卸荷槽圆弧过渡区

扳手方颈

推承面台肩

外螺纹接头凸缘杆头结构：

外螺纹接头用来与接箍相连接。卸荷槽用来减轻由

于螺纹和截面变化引起的应力集中，提高抽油杆的疲劳强度。推承面台肩在接箍与抽油杆连接时，使得接箍端面与推承面台肩的端面间产生足够大的应力，从而有效防止抽油杆在使用过程中脱扣及井液对螺纹的腐蚀。扳手方颈用来装卸抽油杆时搭扳手用。凸缘是作业时用来吊装抽油杆。圆弧过渡区是避免构件截面和刚度的急剧变化，减小应力集中。

卸荷槽圆弧过渡区

扳手方颈

推承面台肩

外螺纹接头凸缘

抽油杆的规格：

抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、29mm，长度一般为8m或7.62m。为了调节抽油杆柱的长度，还有长度分别为0.41、0.61、0.91、1.22、1.83、2.44、3.05、3.66m的短抽油杆。

等级材料抗拉强度

σ

b

MPa

屈服点

σ

s

MPa

伸长率

δ%

200mm

收缩率

ψ%

冲击韧性J

K 镍钼合

金钢

588-794≥372≥13≥60≥115.8

C 碳钢或

锰钢

620-794≥412≥13≥50≥81.3

D 碳钢或

合金钢

794-965≥620≥10≥50≥60.8

抽油杆的材料及机械性能

普通抽油杆分为C、D和K三个等级，C

级抽油杆用于轻、中负荷的油井，D级抽油杆用于中、重负荷的油井，K级抽油杆用于轻、中负荷并有腐蚀性的油井。

抽油杆—抗拉强度

级别抗拉强度

Mpa

抽油杆使用条件建议钢种

Ｃ617.4-743.8轻载荷或中载荷有轻微盐

水腐蚀的油井碳钢或低合

金钢

Ｄ793.8-970.2重载荷有轻微盐水腐蚀的

油井碳钢或铬钼

钢

Ｋ588-793.8中载荷、有腐蚀介质的油

井镍钼钢接箍：是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。按其结构特征可分为：普通接箍、异径接箍和特种接箍。

普通接箍：连接等直径的抽油杆

异径接箍：用于连接不同直径的抽油杆

特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜井或普通油井中降低抽油杆柱与之间的摩擦力，减少对的磨损。

扶正器加重杆

加重杆是用来减轻或避免下部抽油杆柱受压应力作用发生弯曲，从而改善抽油杆柱的工作状况，提高抽油杆柱的工作寿命和泵效。

加重杆规格

mm 单位长度重力

KN/m

适用的最小尺寸

Mm(in)

适用的抽油杆吊卡

mm

350.073048.3（1½）22 380.087660.3（2）25 510.156188.9（3）29

加重杆规格尺寸抽油杆符号

CYG 25/1500 C（B）

材料强度代号C—40、45号钢正火处理B—20号铬钼钢调质处理

短抽油杆长度mm

抽油杆直径mm

抽油杆代号

抽油杆—不适应性

（1）适应不了深井采油，大泵强采所需---井液

（2）适应不了斜井开采的需要---接箍与的摩擦（3）适应不了高粘油井开采所需---抽油杆断裂

（4）适应不了高腐蚀性油井开采所需---水、硫化氢、二氧化碳和氯化物

（5）适应不了严重结蜡油井的开采所需1、超高强度抽油杆

超高强度抽油杆的许用工作应力

型号

许用应力MPa

σ

min

σ

max

ELⅠ0－260279.4

ELⅡ0－260344.96

970－345345.38＋0.3766σ

min HS0－345345.38＋0.3766σ

min 1）超高强度抽油杆的许用工作应力2）疲劳性能

在载荷比R＝0.1，频率20Hz下，以106循环周次为基数，测得EL级超高强度抽油杆的疲劳强度。

EL级抽油杆的疲劳强度

疲劳应力MPa

型号

ELⅠ441.0

ELⅡ548.8超高强度抽油杆的现场试验

对ELⅡ型超高强度抽油杆进行现场试验，采用API第86号杆柱。结果使杆柱总重量减轻了15%，光杆峰值载荷减小了9%，减速箱平均功率减少了6%，抽油杆704天未断脱。

70年代初期，美国和加拿大使用的ELⅠ型和ELⅡ型超高强度抽油杆，已超过60.96万米，失效一直很少。

2、玻璃钢抽油杆

与金属材料相比，玻璃钢制品具有重量轻、抗腐蚀、疲劳性能好等独特优点，近十几年的开发研究，已成功地用玻璃钢材料试制成抽油杆，现场使用证明，玻璃钢抽油杆有很大发展潜力。

玻璃钢抽油杆的结构

玻璃钢抽油杆是由玻璃钢杆体和两端带外螺纹的钢接头组合而成。

钢接头内腔由数级锥面组成，利用特殊的粘接工艺，使环氧树脂粘接剂牢固地粘在玻璃钢杆体上，形成相应的锥面，服役时靠钢接头内腔与环氧树脂粘接剂的多级锥面承受工作应力。

12345

l一外螺纹；2一台肩；3一扳手方颈；4一空腔部分；5一护套

玻璃钢抽油杆类型：

按杆身直径、最高工作温度和端部接头的级别划分。

7/8—93℃—A

其中：7/8—杆身直径；

93 ℃—最高工作温度；

A—端部接头强度级别（抗拉强度）；

A级为620～793Mpa

B级为793 ～965Mpa

抽油杆、抽油泵玻璃钢抽油杆性能特点：

（1）玻璃钢抽油杆的重量轻

玻璃钢抽油杆杆体密度为2.02～2.05×103kg/m3，加上金属接头其单位长度的重量约为普通钢杆的1/3。

（2）玻璃钢杆的弹性好

国产D级抽油杆材料的弹性模量为20.86×104MPa，而玻璃钢杆材料的弹性模量为4.96×104MPa，仅为D级杆弹性模量的1/4，因此玻璃钢抽油杆具有更好的弹性。

（3）耐腐蚀、减少抽油杆的断脱事故

玻璃钢抽油杆抗腐蚀性能好，杆头采用K级抽油杆用钢，耐腐蚀，因此，玻璃钢抽油杆特别适用于在酸性油井（含硫化氢、二氧化碳等）中使用。

（4）玻璃钢抽油杆不能承受轴向压缩载荷

由于玻璃钢杆不能承受轴向压缩载荷，因此一般与钢杆组成混合杆柱使用，而且在保证玻璃钢杆不受压力的情况下，尽量加大玻璃钢杆在混合杆柱中的比例。

玻璃钢抽油杆缺点：

（1）价格贵。

（2）使用温度不能超过限定温度。

（3）报废杆不能熔化回收利用。

抽油杆、抽油泵3、空心抽油杆

特点1）空心抽油杆除可做普通抽油杆传递动力外，还可以通过其内孔加入各种稀释剂、轻油、破乳剂、防腐剂、热油等降低原油的粘度、清除油井结蜡，有助于改善井筒中原油的流动性质。

2）空心抽油杆可以和无管泵配合使用，使原油从空心抽油杆的内孔流出，这样，空心抽油杆既起抽油杆的作用，又起的作用。3）空心抽油杆的流道小，流速快，不易沉积砂粒，适用于含砂油井。

4）由于空心抽油杆抗扭能力比普通抽油杆大，适用于驱动井下螺杆抽油泵。

5）便于向井中安装各种控制器。

空心抽油杆存在的问题：

1）空心抽油杆既当抽油杆，又当时，必须与相应的深井泵相匹配，才能得到合理使用。

2）在制造过程中必须解决杆体与杆头的连接质量和同心度问题。

抽油杆、抽油泵