在油气生产过程中，经常出现结蜡、稠油，导致光杆缓下、蜡卡等情况；光杆弯曲、变形、断脱以及高原机皮带断裂、无功换向抽油机皮带被顶出皮带槽、负荷重烧坏电机的现象也时有出现，这些问题已成为采油管理的一项常见问题。因此，探讨研究光杆缓下油井载荷传感器保护技术，有利于解决上述问题，确保采油生产安全高效运行。
1光杆缓下问题与原因分析
1.1光杆缓下问题
稠油区块油井在开采后期生产过程中易出现光杆缓下、或光杆下不去现象；油区块的出砂、结蜡油井在生产运行过程中也可能会出现砂卡、蜡卡等情况，抽油机在运行时发生蜡卡现象，只能及时停机对油井进行洗井或作业解决。如果没有及时发现抽油机井发生了蜡卡现象，抽油机光杆上的方卡子与悬绳器会发生打架现象。在悬绳器和方卡子之间的载荷传器就会被悬绳器和光杆方卡了砸坏，再严重时可能会把光杆別弯及毛辫子拉断，甚至悬绳器掉落把井口砸坏。这些问题如果不提前预知、提前采取措施，继续运行，就会造成悬点卸载，更会对抽油机造成损坏，并导致载荷传感器冲击损坏以及发生光杆断脱等事故的发生。载荷传感器承压感应元件一旦发生故障，轻则需要重新标定，严重时，导致该设备直接报废。
1.2光杆缓下问题原因分析
光杆缓下原因就是光杆下行过程中，下行阻力过大引起的。目前，光杆下行阻力主要分为如下几个部分：液柱与抽油杆之间的摩擦阻力、柱塞与泵筒的摩擦阻力、液体流过游动凡尔产生的阻力、抽油杆与油管之间的摩擦力。这些大部分都与井筒内的流体性质有关，因此，加深井筒内的流体的认识，才能够更好的分析光杆的下行阻力。 当油井出现缓下时，依据油井出现的实际情况，大体可以分为以下方面： 当油井含水大幅度下降，液面变化不大、功图为油稠时，光杆出现缓下。这种情况出现是由于原油粘度增加，导致凡尔孔流量系数变小，从而使液体流过凡尔的阻力上升。在注聚区原油含水下降，则原油中聚合物浓度的上升，从而使流体中的稠度系数、流性指数上升，导致液体与抽油杆之间的摩擦阻力上升。通过这两方面的作用，使光杆的下行阻力增大，使光杆的下行加速度减小，造成缓下。当油井含水下降，液面迅速下降，功图与以前相比出现异常时，光杆出现缓下。这种情况的发生是由于油井出现砂埋油层后，导致油井抽出油套环空的死油，从而出现油井含水降低的假象，导致光杆缓下。 对于含水不太低的油井，当油井停井后，开启时出现缓下。造成这种现象出现的原因是原油在油管中油气水分离，形成油井低含水假象，使光杆出现暂时缓下。 当油井液面很深，原油含气量增大时，有时也易出现缓下。当含水较低，油质含砂、腊多时，也可造成光杆缓下。油质中含砂腊多后，导致光杆下行阻力增大，从而造成缓下。 泵下掺水井在加入降粘剂后，也可造成光杆缓下。经分析，在泵下掺水井套管内不全为水柱，在上端也存在部分油柱，在加入降粘剂后，原油发生变化，下沉到水柱下端，后被抽入井筒，使水掺不进井筒内，从而造成光杆缓下。
在油田生产运行过程中，抽油机在运行时发生蜡卡现象，只能及时停机对油井进行洗井或作业解决。如果没有及时发现抽油机井发生了蜡卡现象，抽油机光杆上的方卡子与悬绳器会发生打架现象。在悬绳器和方卡子之间的载荷传器就会被悬绳器和光杆方卡了砸坏，再严重时可能会把光杆別弯及毛辫子拉断，甚至悬绳器掉落把井口砸坏。载荷传感器承压感应元件一旦发生故障，轻则需要重新标定，严重时，导致该设备直接报废。
2光杆缓下油井载荷传感器保护技术
通过对采油生产过程中的光杆设备进行载荷传感器保护装置及软件报警功能的设计研发，建立油气生产管理水平及预报警机制，旨在进一步提高综合管控能力的集成性，进一步丰富管理手段的多样性，促进生产管理效率和经济效益的提升。光杆缓下油井载荷传感器保护装置研发的主要内容包括载荷传感器保护装置的设计研发及软件报警功能实现两部分内容。
2.1载荷传感器保护装置设计研发内容
一是研发载荷传感器保护装置，使载荷传感器与毛辫子同向运行，解决载荷传感器撞击毛辫子的问题，同时增大触点接触面，降低触点的高度，解决光杆弯、翘等问题。二是实现软件报警功能。
2.2载荷传感器保护装置设计研发原则
实用性：针对用户的具体情况、具体要求，进行设计，要最大限度地切合用户要求，并且使用方便、维护方便。
可靠性：应能保证长期稳定、可靠运行。设计首先从结构上提供系统可靠的基础，在设备上精心选择，严格按照工程标准和规范进行设计以保证最终稳定、可靠。经济性:
经济性：系统要有很好的性能价格比。从总体上考虑整体方案，节省预算是控制成本最有效的手段。
可扩展性：软、硬件设计需要灵活，要具备非常好的扩充性。
3光杆缓下油井载荷传感器保护装置研发技术方案
3.1实现要素
理论分析与计算。光杆缓下的临界条件：当光杆的下行速度小于抽油机驴头的下行速度，及出现光杆缓下现象。
V驴头≥V光杆
驴头运动速度V驴头：V驴头=V曲柄=ω*R=R*n ；R――曲柄半径； n――抽油机冲次。
光杆运行速度V光杆当处于缓下临界状况时，光杆所受合力分为以下几个部分： 抽油杆自身重力W'杆，井筒内液柱的重量W液；下冲程时抽油杆柱引起的最大惯性载荷；摩擦力。光杆所受的各种作用力，得出其合力，方向向下，及F合=W'杆+W液-F1-F2-F3-F4-P回压，则光杆的下行加速度为：a=F合/M杆，所以V光杆=at=F合/M杆*t 当V驴头≥V光杆时光杆发生缓下，及符合此关系式R*n≥（F合/M杆）*t油井出现缓下。
3.2 光杆缓下油井载荷传感器保护装置设计
图1 光杆缓下油井载荷传感器保护装置设计图
上图中，前半圆保护套的顶部开有一组前上圆孔，装置前上圆孔连接前上磁套，前上磁套与前下磁套之间插入前磁杆连接；后半圆保护套的顶部开有一组后上圆孔，后上圆孔连接后上磁套，后上磁套与后下磁套之间插入后磁杆连接，前半圆保护套与后半圆保护套之间装入抽油机光杆。抽油机光杆保护装置，左插入板、左上连接板、左下连接板开有相同的圆孔，圆孔连接转动圆杆，转动圆杆的顶部连接螺纹段，螺纹段连接锁紧螺母，转动圆杆的底部连接固定帽；右夹紧板、右上夹板、右下夹板之间开有相通的螺纹孔，螺纹孔连接螺栓固定。
3.3 硬件和预警系统
硬件配置：采用通过对抽油机载荷传感器保护装置的技术研究来建立报警模型，实现实时报警、预警的作用。建议采用多措并举方式，延长设备设施使用寿命，提高数据采集的准确性。载荷传感器保护器包括保护罩底座及保护罩，保护罩底座安装于抽油机悬绳器上,在保护罩底座的两端分别水平固定有两个固定销子套管,四个固定销子套管的管壁上设有L形槽口，四个销子分别活动安装于四个固定销子套管内，销子侧壁的回位销子手柄位于L形槽口内，销子的头部工作状态时可顶压保护罩的侧壁，销子的尾端安装有顶推销子弹簧，顶推销子弹簧外端安装有固定弹簧螺帽。
4结束语
抽油机载荷传感器保护装置和预警系统来可以有效解决采油生产过程中的相关问题，有利于延长设备设施使用寿命，提高数据采集的准确性；出现异常则可自行报警，深化了油田监控的智能化管理。可以实现信号可控增益调整的功能，提高了载荷测量精度，达到了油井示功图的要求，具有很高的可靠性。同时，通过现代化的管控手段，超前预警处置生产故障，保持开采生产长周期高效率运行，减少维护性投入，可以实现油田开采管理低成本、高效益运行。