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[摘 要]造成锥螺纹抽油杆脱扣的原因有很多，包括螺杆泵井采油工艺特点、井筒中油管内外压力状况、井下异常工况、施工操作等各种原因。本文立足理论，结合现场生产实际，对锥螺纹抽油杆脱扣原因进行了详细分析，并有针对性地提出了几种防脱技术对策。
[关键词]锥螺纹；抽油杆；脱扣原因；防脱
中图分类号：TE933.203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0093-01
2016年下半年，作业大队共施工螺杆泵问题井208口，从问题分类看，因抽油杆脱扣施工的为66口，占螺杆泵施工总井数的31.7%，可见，锥螺纹抽油杆脱扣已成为螺杆泵井失效的主要原因之一。
1 脱扣原因分析
与普通抽油杆依靠螺纹配合锁紧机理不同，锥螺纹抽油杆连接主要依靠预应力作用下外螺纹接头的台肩垂直面与接箍端面之间的摩擦力来抵抗脱扣扭矩的作用，因其具有更好的对中性，被普遍应用于螺杆泵采油工艺中。采油生产及作业施工过程中，有很多因素会引起锥螺纹抽油杆脱扣，下面将逐一分析具体原因。
（1）锥螺纹杆反转释放弹性势能。螺杆泵正常工作时，由井口驱动装置带动井下几十根甚至上百根锥螺纹抽油杆和最底端转子转动。转子位于定子内，由于转子是偏心结构并且与定子胶皮之间存在较大的摩擦力，因此正常工作状态下转子的运转是不连续的，导致全井抽油杆从井口向下转动不同步。当螺杆泵因检修或者故障停机时，驱动抽油杆柱的主动力矩立即减为0，那么抽油杆中先期储存的弹性势能就要释放出来，引起杆柱高速反转倒扣，一旦超过杆柱某处螺纹连接扭矩，就会造成抽油杆脱扣。
（2）流体压力作用。对于产液能力高的螺杆泵井，停机状态下，井筒中套压快速上升，超过回压。在排出口与吸入口之间的压差作用驱动转子带动抽油杆反转。此时，即使井口抽油杆柱已经被制动，底部抽油杆仍有可能卸扣，而且压差越大，抽油杆脱扣的可能性就越大。
（3）井下异常工况。由于蜡堵、砂卡等各种原因造成转动的抽油杆突然停止或启动，抽油杆在交变荷载作用下，反复储存和释放弹性势能，抽油杆连接的薄弱处极容易发生脱扣。
（4）杆柱横向振动引起的脱扣。抽油杆柱的初始偏心、质量不均及旋转运动使抽油杆柱产生一离心力，在离心力作用下，抽油杆接箍与油管内壁碰撞并产生横向振动。该横向振动会产生以下两方面的结果：一是降低抽油杆柱螺纹丝扣连接处的预紧力；二是接箍与油管碰撞时的接触摩擦力为卸扣力，导致抽油杆脱扣。
（5）施工作业现场原因导致的脱扣。在井下作业完井过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不足或者抽油杆接箍端面不平造成导致接头处不能正常锁紧，转子进入定子时，转子高速正转，承受反扭矩作用，很容易使上部抽油杆螺纹联接不紧处发生脱扣；锥螺纹杆上期反复使用使丝扣磨损，中径变小和牙形变形使丝扣间的配合间隙变大，相互间的摩擦力变小而无法克服较强的反扭矩作用；在维护工作中，将驱动头三相电的相序接头错误连接到电源上导致电动机反转，致使杆柱反转也同样会使得杆柱脱扣。
2 防脱对策
（1）安装抽油杆防脱器。抽油杆防脱器具有传递正扭矩的作用，不传递反扭矩。当整个杆柱承受反扭矩时，第一个倒扣点是整个杆柱最薄弱点。而防脱器只传递正转扭矩，不传递反转扭矩。如果在泵上安装防脱器，那么，此点即成为倒扣的最薄弱点，倒扣扭矩在此释放。偏心式抽油杆防脱器主体采用偏心设计，杆柱正转时，中心杆将键带入偏心小尺寸处，带动主体一起旋转；反转时，中心杆将键带入偏心大尺寸处，主体与中心杆心轴脱离，实现空转，因惯性力和液体压力导致杆柱反轉扭矩在此释放，从而保护了整个杆柱
（2）加装机械防止反转的装置。在驱动头上安装抽油杆防反转装置可以有效防止抽油杆脱扣事故的发生。目前的防反转装置主要棘轮棘爪机构，液压防反转装置和电磁防反转装置，应用最多的是棘轮棘爪结构（图1）。
（3）对螺杆泵井进行精细管理。及时清蜡清砂能够使螺杆泵井尽量减少出现异常工况的可能性，避免反复停止和启导致脱扣。螺杆泵检泵等小修后投产时要反复检查驱动头三相电与电源连接，避免相序错误造成反转脱扣。
（4）规范施工作业管理。认真检查原井抽油杆的丝扣是否磨损，若有磨损及时更换新杆。下抽油杆作业过程中应尽量放慢速度，每一根抽油杆对接时联接处用管钳较紧，较紧后还应检查抽油杆连接处是否上扣充足，端面是否平顺严密。
（5）使用抽油杆扶正器。抽油杆扶正器可以尽量减少锥螺纹抽油杆与油管之间的碰撞产生的震动载荷，另一方面可以消除由于抽油杆弯曲在转动过程中产生的离心力使杆柱与油管内壁摩擦造成的倒扣扭矩。目前使用较多的是尼龙材料的柔性扶正器。
（6）发展先进的防倒扣技术。科技攻关人员要立足于现场实际，努力发展先进技术。如研究制造新的防脱工具和找寻新的防脱方法，发明新式无联接连续抽油杆，发展新式的举升方式，都可以不同程度上解决锥螺纹抽油杆脱扣这一难题。
3 结论
导致螺杆泵井问题井的原因有很多，统计发现抽油杆脱扣是主要问题之一。
对脱扣原因进行分析是找寻解决对策的前提，应理论结合实际进行认真分析，进而提出了具体的防脱扣对策。
参考文献
[1] 于婷婷.抽油杆脱扣原因分析及对策研究[J].工程技术：文摘版，2016（1）.
[关键词]锥螺纹；抽油杆；脱扣原因；防脱
中图分类号：TE933.203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0093-01
2016年下半年，作业大队共施工螺杆泵问题井208口，从问题分类看，因抽油杆脱扣施工的为66口，占螺杆泵施工总井数的31.7%，可见，锥螺纹抽油杆脱扣已成为螺杆泵井失效的主要原因之一。
1 脱扣原因分析
与普通抽油杆依靠螺纹配合锁紧机理不同，锥螺纹抽油杆连接主要依靠预应力作用下外螺纹接头的台肩垂直面与接箍端面之间的摩擦力来抵抗脱扣扭矩的作用，因其具有更好的对中性，被普遍应用于螺杆泵采油工艺中。采油生产及作业施工过程中，有很多因素会引起锥螺纹抽油杆脱扣，下面将逐一分析具体原因。
（1）锥螺纹杆反转释放弹性势能。螺杆泵正常工作时，由井口驱动装置带动井下几十根甚至上百根锥螺纹抽油杆和最底端转子转动。转子位于定子内，由于转子是偏心结构并且与定子胶皮之间存在较大的摩擦力，因此正常工作状态下转子的运转是不连续的，导致全井抽油杆从井口向下转动不同步。当螺杆泵因检修或者故障停机时，驱动抽油杆柱的主动力矩立即减为0，那么抽油杆中先期储存的弹性势能就要释放出来，引起杆柱高速反转倒扣，一旦超过杆柱某处螺纹连接扭矩，就会造成抽油杆脱扣。
（2）流体压力作用。对于产液能力高的螺杆泵井，停机状态下，井筒中套压快速上升，超过回压。在排出口与吸入口之间的压差作用驱动转子带动抽油杆反转。此时，即使井口抽油杆柱已经被制动，底部抽油杆仍有可能卸扣，而且压差越大，抽油杆脱扣的可能性就越大。
（3）井下异常工况。由于蜡堵、砂卡等各种原因造成转动的抽油杆突然停止或启动，抽油杆在交变荷载作用下，反复储存和释放弹性势能，抽油杆连接的薄弱处极容易发生脱扣。
（4）杆柱横向振动引起的脱扣。抽油杆柱的初始偏心、质量不均及旋转运动使抽油杆柱产生一离心力，在离心力作用下，抽油杆接箍与油管内壁碰撞并产生横向振动。该横向振动会产生以下两方面的结果：一是降低抽油杆柱螺纹丝扣连接处的预紧力；二是接箍与油管碰撞时的接触摩擦力为卸扣力，导致抽油杆脱扣。
（5）施工作业现场原因导致的脱扣。在井下作业完井过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不足或者抽油杆接箍端面不平造成导致接头处不能正常锁紧，转子进入定子时，转子高速正转，承受反扭矩作用，很容易使上部抽油杆螺纹联接不紧处发生脱扣；锥螺纹杆上期反复使用使丝扣磨损，中径变小和牙形变形使丝扣间的配合间隙变大，相互间的摩擦力变小而无法克服较强的反扭矩作用；在维护工作中，将驱动头三相电的相序接头错误连接到电源上导致电动机反转，致使杆柱反转也同样会使得杆柱脱扣。
2 防脱对策
（1）安装抽油杆防脱器。抽油杆防脱器具有传递正扭矩的作用，不传递反扭矩。当整个杆柱承受反扭矩时，第一个倒扣点是整个杆柱最薄弱点。而防脱器只传递正转扭矩，不传递反转扭矩。如果在泵上安装防脱器，那么，此点即成为倒扣的最薄弱点，倒扣扭矩在此释放。偏心式抽油杆防脱器主体采用偏心设计，杆柱正转时，中心杆将键带入偏心小尺寸处，带动主体一起旋转；反转时，中心杆将键带入偏心大尺寸处，主体与中心杆心轴脱离，实现空转，因惯性力和液体压力导致杆柱反轉扭矩在此释放，从而保护了整个杆柱
（2）加装机械防止反转的装置。在驱动头上安装抽油杆防反转装置可以有效防止抽油杆脱扣事故的发生。目前的防反转装置主要棘轮棘爪机构，液压防反转装置和电磁防反转装置，应用最多的是棘轮棘爪结构（图1）。
（3）对螺杆泵井进行精细管理。及时清蜡清砂能够使螺杆泵井尽量减少出现异常工况的可能性，避免反复停止和启导致脱扣。螺杆泵检泵等小修后投产时要反复检查驱动头三相电与电源连接，避免相序错误造成反转脱扣。
（4）规范施工作业管理。认真检查原井抽油杆的丝扣是否磨损，若有磨损及时更换新杆。下抽油杆作业过程中应尽量放慢速度，每一根抽油杆对接时联接处用管钳较紧，较紧后还应检查抽油杆连接处是否上扣充足，端面是否平顺严密。
（5）使用抽油杆扶正器。抽油杆扶正器可以尽量减少锥螺纹抽油杆与油管之间的碰撞产生的震动载荷，另一方面可以消除由于抽油杆弯曲在转动过程中产生的离心力使杆柱与油管内壁摩擦造成的倒扣扭矩。目前使用较多的是尼龙材料的柔性扶正器。
（6）发展先进的防倒扣技术。科技攻关人员要立足于现场实际，努力发展先进技术。如研究制造新的防脱工具和找寻新的防脱方法，发明新式无联接连续抽油杆，发展新式的举升方式，都可以不同程度上解决锥螺纹抽油杆脱扣这一难题。
3 结论
导致螺杆泵井问题井的原因有很多，统计发现抽油杆脱扣是主要问题之一。
对脱扣原因进行分析是找寻解决对策的前提，应理论结合实际进行认真分析，进而提出了具体的防脱扣对策。
参考文献
[1] 于婷婷.抽油杆脱扣原因分析及对策研究[J].工程技术：文摘版，2016（1）.