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近幾年來，隨著油價的持續低迷對油田開發生產經營帶來嚴重的困境，新常態與低油價給油田開發生產帶來了更大挑戰。在新形勢下，如何突破目前石油市場的油價持續低迷重圍，實現油田油井開發生產提質增效成為一項重要的研究課題。面對這一新問題，勝利油田積極開展了許多有益的實踐與探索，積極開展新工藝、新技術、新技術和新產品的開發應用試驗，大力降低開發成本和油氣生產能耗，降低油氣開發成本，特別是對于易腐蝕井，金屬鋼質抽油桿因油井內液體含硫酸性腐蝕、偏磨等問題難以解決，造成抽油桿因腐蝕斷桿問題時有發生，既影響了油井正常生產，又增加了油井作業維修費用。金屬抽油桿的存在歷史已經有一百多年了，能存在這么久，確實說明金屬抽油桿的價值，但在油田經濟高效開發以及低油價等背景下，金屬抽油桿的局限性也越來顯著。比如，自身比重大，難以下得更深；易腐蝕、能耗高等等。統計顯示，如果桿柱重量降低一半，僅電耗就能降低20～30%。所以按照油田開發現狀的需求及節能降耗的要求，研究應用高強度、質輕、耐腐、抗磨的新材料替代金屬抽油桿就成為必須要解決的現實問題。因此，推廣應用新型碳纖維連續抽油桿技術，有助于提升油田開發質量和采油生產工藝，起到良好的提質增效和節能降耗效果。

碳纖維連續抽油桿檢測技術

自碳纖維連續抽油桿六年前問世以來。確定一套碳纖維復合材料抽油桿量身定制檢測評價指標和方法體系已成為一項重要的研究課題。有別于各向同性的金屬產品，由碳纖維、玻璃纖維和纏繞層復合制成的碳纖維抽油桿具有各向異性，即每個方向的抗拉、抗壓、抗彎性能都不同，除了要評價抽油桿常規的抗拉強度、彎曲強度和彈性模量等核心指標，還要表征層間剪切強度。 蠕變強度也是評價指標之一。鋼制抽油桿長度只有八九米，易于存儲，而碳纖維抽油桿長達5000米，在卷盤里存儲，時間長了會發生蠕變退化現象。勝利油田通過開展研究攻關提出采用水浸超聲無損檢測方法不僅能準確識別產品內在的毛刺、氣孔、裂紋等缺陷，而且實現連續在線檢測，填補了國際空白。  抗拉強度是衡量抽油桿性能的核心指標。但傳統的抗拉強度檢測裝備并不適用于碳纖維抽油桿，裝備夾具力大了，容易夾碎；力小了，抽油桿易滑脫。試驗，失敗，改進，再試驗……經過一年的攻關，勝利油田科技人員成功研制出適合碳纖維抽油桿抗拉強度檢測的專用夾具，室內試驗成功率達98%。目前，勝利油田已構建起碳纖維抽油桿拉伸、彎曲、耐溫等檢測評價指標和方法，建立了碳纖維抽油桿理化性能檢測技術，形成了碳纖維連續抽油桿復合材料產品質量標準，為碳纖維連續抽油桿復合材料工業化應用奠定了基礎。

碳纖維連續抽油桿的改進

第一代碳纖維連續抽油桿產品桿體全身是碳纖維，碳纖維抽油桿下井，碳芯層脫落現象頻繁。碳芯層和纏繞層是借助碳芯層自有樹脂浸潤界面膠結在一起，層間界面強度低，存在產品質量上的缺陷。科研人員經過對桿體失效原因分析后，通過改進制造工藝，增加纏繞層浸膠工序，層間強度由45兆帕提高到65兆帕，碳桿現場斷脫故障率由18.7%降至1.6%。同時，針對井下高溫、高壓、腐蝕環境，通過開展仿真模擬試驗，研究碳纖維連續抽油桿力學性能演化規律，確定了油井工況應用界限。這一研究實現了不同應力條件下管柱疲勞壽命的預測，為桿柱設計提供了依據。通過對碳纖維抽油桿的彎曲度性能分析，確定了最佳卷盤直徑，產品即使卷繞存儲5年，性能依然符合安全使用標準。碳纖維抽油桿以卷繞的方式存儲在卷盤上，保證產品不受損傷且易存儲、運輸。科研人員通過對碳纖維連續抽油桿生產工藝、儲存方式等生產、儲存、檢測工藝技術的改進，產品質量和性能得到有效提升。目前碳纖維連續抽油桿產品已發展到四層結構的第四代產品，為新型復合材料替代傳統金屬抽油桿提供了產品性能質量保障。
碳纖維連續抽油桿的優點

作為傳統鋼制抽油桿的替代品，碳纖維復合材料抽油桿性能卓越，解決了傳統抽油桿易腐蝕、壽命短、能耗高、需要套桿連接、起下時間長等問題，深抽增油、節能降耗、防腐延壽效果顯著，被業內專家視為采油系統革命性、顛覆性的技術創新產品。碳纖維抽油桿重量只有鋼制抽油桿的1/4，節能效果顯著。勝利油田東辛采油廠電泵井平均日耗電1529千瓦時，采用碳纖維抽油桿，在日產油不變的情況下，日耗電僅215千瓦時。同時提升了油井系統運行效率。油井系統效率由項目實施前23．56%提升到項目實施后的30．75%，油井平均系統效率提升 7.19%，達到了油井“能效倍增”的技術改造目標，完全符合油田生產綠色、節能、低碳、高效、共享的發展理念要求。現場試驗應用結果表明，應用碳纖維抽油桿，油井的泵掛深度可增加500～800米，產液量、產油量可實現翻番，目前已在國內五大油田600余口井應用。

應用碳纖維抽油桿，可有效提升油井生產時率。該工藝技術具有油井免維修、延長密封組件的使用壽命、降低停機維修率、節省大量的維護費用的特點，不僅可減少了油井維修成本，而且提高了油井生產時率，增加油井采油工作效率和效益。如油田某一口油井之前由于含硫量高，普通鋼桿撐不到兩個月就被腐蝕得無法工作，因而被迫關停，使用碳纖維連續抽油桿后，由于某種原因該抽油桿具有極佳的抗腐蝕性能，能經得住油井中硫的腐蝕，使用時間比金屬桿更長，從而使油井起死回生，至今已連續穩定運行600余天。

碳纖維連續抽油桿性能安全可靠，自投入現場應用以來，該抽油桿運行正常，極少發生運行機制故障，現場應用和維護簡單。用它下井開采石油，可以直接根據每口井的實際深度進行截取，非常方便省事，無須像使用普通的不連續抽油桿那樣，一根一根地拼接。它非常適合于應用含水率高、腐蝕重、深層低滲透油藏舉升難度大的油井開采。目前，國內油田油井機采設備以金屬材料為主，隨著油田進入開發中后期，注、采、輸各環節都要添加各類化學劑，采出液的成分越來越復雜，加之二氧化碳等酸性氣體加劇腐蝕，導致油井有效生產周期短、作業頻次高、材料損耗大，而碳纖維抽油桿天生對化學腐蝕免疫，平均可延長檢泵周期1.5倍，實現油井延年益壽。碳纖維連續抽油桿具有良好的應用前景

腐蝕是金屬材料的先天弊病，為了減緩采出液對機采設備的腐蝕，油田想了很多方法，但治標不治本，無法從材料本身根治腐蝕問題。目前，碳纖維已被國家列為戰略性材料。通過采用碳纖維連續抽油桿在油田生產中的應用，有效地解決了傳統鋼制抽油桿自身比重大難以下得更深、易腐蝕、能耗高、維修費用高、檢泵周期短，以及老油田含水率高、腐蝕重、深層低滲透油藏舉升難度大等問題。優化了油井生產工藝狀態，使油井處于高效、安全平穩的生產狀態，油井生產工藝更趨合理，具有良好的經濟效益和社會效益。實踐證明，碳纖維連續抽油桿與金屬抽油桿相比，具有無比的優越性，它在油井深抽提液、節能防腐方面應用具有良好的經濟性和高效性能，特別是對含硫量高、腐蝕性強的油井，具有極佳的抗腐蝕性能，能經得住油井中硫的腐蝕，使用時間比金屬桿更長，滿足油井長期連續穩定運行工作的需要，是一種替代傳統金屬抽油桿的理想節能新產品。碳纖維連續抽油桿在油井生產中的應用，能有效地解決傳統鋼制抽油桿自身比重大難以下得更深、易腐蝕、能耗高、維修費用高、檢泵周期短，以及老油田含水率高、腐蝕重、深層低滲透油藏舉升難度大等問題，具有高強度、高模量特性、防腐能力強、節能效果好、使用操作方便、有效延長油井檢泵周期等優點，具有良好的推廣應用價值。