螺桿泵采油技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用的若干思考

傅作均等

摘要 隨著我國采油事業(yè)的發(fā)展， 螺桿泵采油技術(shù)也取得了相應(yīng)的發(fā)展，該技術(shù)具有安裝簡便、體積小、投資費用低、泵效高等優(yōu)勢，而且適用范圍較廣，在高含砂、高含氣以及稠油井中都有使用。但是，螺桿泵采油技術(shù)在實際運行中也存在諸多問題。本文首先對螺桿泵采油技術(shù)運行中存在的問題進(jìn)行了分析，然后探討出螺桿泵采油技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)措施。以供參考。

關(guān)鍵詞：螺桿泵采油；技術(shù)進(jìn)展；應(yīng)用

螺桿泵是依靠泵體與螺桿所形成的嚙合空間容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵，按驅(qū)動形式可分為地面驅(qū)動和井下驅(qū)動，按螺桿數(shù)目可分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵以及五螺桿泵[1]。作為一種新型的輸送液體的機(jī)械，對于石油的開采有重要意義。但是，螺桿泵采油系統(tǒng)在實際運行中也存在諸多問題，例如桿管磨損、磨損井問題等，所以必須加強(qiáng)對其技術(shù)的改進(jìn)，提高采用效率，帶來經(jīng)濟(jì)效益。

1.螺桿泵采油技術(shù)運行中存在的問題及原因分析

磨損一般分為磨粒磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、粘著磨損以及摩擦磨損等，磨損程度主要取決于設(shè)備材料的耐磨性能、法向壓力以及滑動速度等，一般磨粒磨損和摩擦磨損較為嚴(yán)重[2]。下面主要對桿管磨損和磨損井方面的問題及原因進(jìn)行分析。

1.1 桿管磨損方面的問題及原因

桿管是螺桿泵運行過程中最容易出現(xiàn)磨損的部位，究其原因主要有以下兩點：一是油管彎曲導(dǎo)致桿管磨損，在鉆井中，如果井身的彎曲曲率半徑較小，會造成井筒彎曲，因其形似“狗腿”，所以稱之為“狗腿”彎曲，進(jìn)而導(dǎo)致油管彎曲；此外，螺桿泵井如果采用的支撐卡瓦，也會導(dǎo)致油管彎曲。二是由于離心慣性力作用引起的桿管磨損，在旋轉(zhuǎn)過程中，桿柱的彎曲撓度如果達(dá)到其和油管的徑向間隙時，會產(chǎn)生摩擦磨損；轉(zhuǎn)速和扶正器間距對彎矩會產(chǎn)生影響，轉(zhuǎn)速與扶正器間距與彎矩成正比，即當(dāng)轉(zhuǎn)速較高且扶正器安裝較少時，彎矩會增加，桿管的磨損幾率也會隨著彎矩的增加而增加[3]。

1.2 磨損井方面的問題及原因

①磨損部位：通常情況下，螺桿泵井的磨損部位在中下部，其磨損率在80%以上，磨損部位越向下，磨損程度越嚴(yán)重；②轉(zhuǎn)速角度：當(dāng)轉(zhuǎn)速速率過高時，可能會加強(qiáng)螺桿泵井的磨損程度。③磨損角度：由于抽油桿位于油管壁上，所以油管壁有一側(cè)會存在磨損情況，此外，井桿在轉(zhuǎn)動時會與管壁產(chǎn)生摩擦，管壁內(nèi)部也會受到磨損，其桿箍位置會出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損。

2.螺桿泵采油技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)措施

2.1 優(yōu)化下泵參數(shù)，保證螺桿泵正常運行

研究表明，螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的優(yōu)化能有降低螺桿泵的磨損，延長其使用壽命。只有科學(xué)有效地制定下泵參數(shù)，讓螺桿泵運行過程中有處于中低轉(zhuǎn)動速度狀態(tài)，才能對桿、管磨損現(xiàn)象加以防范和控制，降低桿的斷脫率，降低彎矩、扭矩、共振。制定下泵參數(shù)時，必須充分考慮油井的產(chǎn)能和供排要求，選擇匹配的泵型時，必須注重其最低的轉(zhuǎn)動速度。

2.2 利用螺桿泵電加熱系統(tǒng)防脫斷技術(shù)加以改進(jìn)

具體措施如下：第一，安裝阻尼式液壓驅(qū)動裝置，加強(qiáng)桿柱的防脫斷能力；第二，采用質(zhì)量較好的電加熱抽油桿，增強(qiáng)其密封性，例如，有錐形絲扣螺紋裝置的抽油桿，耐高溫性強(qiáng)，能夠適應(yīng)150 ℃的高溫；第三，利用摩擦焊和燉杵的方式構(gòu)建電加熱抽油桿，經(jīng)過處理后，會增強(qiáng)抽油壁和接頭外徑的厚度，一般抽油壁的厚度會增加5mm到6mm，接頭外徑則達(dá)到50mm以上。此外，在螺桿泵井口或井下安裝單流閥也可以達(dá)到桿柱防脫的目的。

2.3 加強(qiáng)其他配套技術(shù)的改進(jìn)

螺桿泵采油技術(shù)的相應(yīng)配套技術(shù)包括管桿柱扶正技術(shù)、故障診斷技術(shù)、以及清防蠟解堵工藝技術(shù)等[4]。具體技術(shù)分析如下：

（1）管柱、桿柱扶正技術(shù)。螺桿泵采油系統(tǒng)運行時，由于離心力的作用，定子會產(chǎn)生振動，進(jìn)而影響運行效率，所以必須安裝扶正器，扶正器一般安裝在定子的上接頭處，如果管柱采用的是反扣油管，那么定子的上下接頭都要安裝扶正器，以減小定子的振動頻率。此外，抽油桿的轉(zhuǎn)動會引起桿柱與管柱之間的摩擦，增加磨損程度，所以，必須在廣安鍍金和桿柱的下端安裝扶正器。

（2）故障診斷技術(shù)。在螺桿泵采油系統(tǒng)運行時，常見的故障有抽油桿斷脫、油管脫落。驅(qū)動裝置故障以及蠟堵等情況。當(dāng)抽油桿和油管斷脫時，要下放桿柱進(jìn)行對扣；當(dāng)螺桿泵井因蠟堵不能運轉(zhuǎn)是，應(yīng)該是莊子脫離定子，進(jìn)行徹底洗井工作；當(dāng)齒輪、油封和軸承等驅(qū)動裝置出現(xiàn)故障時，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行維修，更換主要零部件。

（3）清防蠟解堵工藝技術(shù)。主要是通過在定子上部安裝洗井閥對管柱進(jìn)行清洗，在油套環(huán)空注入熱水，在熱力作用下打開洗井閥，讓熱水流入管柱內(nèi)，實現(xiàn)清蠟。此外，可以在空心桿內(nèi)添加化學(xué)清防蠟藥劑進(jìn)行清洗，注意不能讓化學(xué)添加劑與定子橡膠有接觸。

3.結(jié)束語

綜上所述，螺桿泵采油技術(shù)在運行中存在桿管磨損和磨損井方面的問題，需要制定有效的應(yīng)對措施解決問題，螺桿泵采油技術(shù)雖然具有很多優(yōu)點，但同時也存在缺點，例如，定子橡膠不耐高溫，不能在蒸汽井中使用。針對螺桿泵存在的問題，必須優(yōu)化下泵參數(shù)并采取相應(yīng)的配套技術(shù)，即管桿柱扶正技術(shù)、故障診斷技術(shù)、以及清防蠟解堵工藝技術(shù)，以改進(jìn)螺桿泵采油技術(shù)，增強(qiáng)螺桿泵的采油成功率，促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵魁歧.關(guān)于螺桿泵采油技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，33（23）：128-129.

[2]范廣振.螺桿泵采油技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用的若干思考[J].化工管理，2014，07（23）：111-112，126.

[3]姚秀奇.論螺桿泵采油技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，16（9）：174-175.

[4]謝征輝.淺析采油機(jī)械中螺桿泵的技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2014，12（27）：112-113.