螺桿泵應用與常見故障維修技術

高琪琪 張悅 張曉磊

【摘要】螺桿泵采油是近些年發(fā)展起來的一種先進的采油工藝技術，隨著油田開發(fā)的不斷深入，螺桿泵獨特的性能優(yōu)勢在油田生產(chǎn)中的作用越來越明顯，已經(jīng)成為油田的主要舉升方式之一。本文主要從螺桿泵的現(xiàn)場應用和設備運行管理兩個方面進行闡述。

【關鍵詞】機械設備;螺桿泵;應用管理

一、螺桿泵的工作原理

螺桿泵又叫漸進式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，并當轉(zhuǎn)子和定子作相對轉(zhuǎn)動時，封閉腔室能作軸向移動，使其中的液體從一端移向另一端，實現(xiàn)機械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)舉升作用。按照螺旋方向向排出端移動。由于密封腔室的不斷形成、推移和消失，使物料通過一個一個密封腔室從吸入端推擠到排出端。因為螺桿轉(zhuǎn)速是恒定的，密封腔室的推移速度也是恒定的，理論上螺桿泵的流量均勻，不存在波動。

二、螺桿泵應用中的常見問題

螺桿泵雖然有運行平穩(wěn)無脈沖等優(yōu)點，但也有低轉(zhuǎn)速，不耐高溫等限制，會在使用中遇到一些問題，見表1。

三、螺桿泵常見故障的解決方法

（一）管脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機工作電流比正常時小得多，油壓與套壓接近，動液面高于泵掛。驗證方法：關閉出油閘門整壓，油壓不升，泄套壓，油壓隨之下降。從油管正注液體，油、套相通。預防措施：①油管錨按要求錨定牢固;②油管絲扣上緊。

（二）桿脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機工作電流比正常時小得多，油壓與套壓不同，動液面高于泵掛。判斷方法：①井口鱉壓，油壓不升，泄套壓，油壓無變化。②驅(qū)動頭無防反轉(zhuǎn)機構(gòu)時，停機光桿不反轉(zhuǎn)，驅(qū)動頭下端口有被防跳方卡碰撞的痕跡。③正注液體，注入量很少，泵壓直線上升，停泵觀察，泵壓不降。

預防措施：①選用的抽油桿絲扣抗拉強度足夠大;②抽油桿人井時絲扣擦干凈，上緊;③螺桿泵首次開機前或生產(chǎn)中途停機較長時間后再次開機前，應當用輕質(zhì)熱油反洗井，將油管內(nèi)死油洗出，降低桿柱啟動扭矩;④當原油的粘度較大時，采用多次啟動法啟動螺桿泵，即頭次啟動讓螺桿一動就停機;然后再啟動，讓螺桿旋轉(zhuǎn)起來就停機;接著再次啟動，讓螺桿泵旋轉(zhuǎn)數(shù)圈停機。如果電流正常，可啟動螺桿泵進行生產(chǎn);⑤摻稀采油也是減少桿脫發(fā)生的一種有效方法，即從油套環(huán)空注人降粘劑，降低原油粘度。⑥保證地層供液跟得上泵的排量，防止泵空抽。

（三）桿斷

桿斷后故障表現(xiàn)同桿脫一樣，判斷方法也一樣。預防措施除了同桿脫故障一樣外，還應做到：①選用扭矩足夠大的抽油桿，在滿足抗拉強度的條件下，盡量選擇空心抽油桿。因空心抽油桿的最大扭矩是同直徑實心抽油桿的2～5倍;②防止受傷、變形的抽油桿人井;③選用正規(guī)廠家的產(chǎn)品，避免不同心的空心抽油桿入井。

（四）管柱漏失

螺桿泵正式投產(chǎn)前都要進行井口鱉壓，以檢驗管柱的密封性，合格后才能投產(chǎn)。隨著生產(chǎn)的進行，管柱可能會出現(xiàn)漏失。故障表現(xiàn)：油壓下降，產(chǎn)液量下降，電機工作電流正常。

驗證方法：①井口整壓，油壓上升較慢，停機觀察，油壓緩慢下降。②探液面，動液面在正常位置（漏失前的動液面）。預防措施：①防止腐蝕穿孔的油管人井;②防止人井油管絲扣有損傷，絲扣上緊，以防生產(chǎn)過程發(fā)生松扣;③定子和轉(zhuǎn)子入井前要檢查，防止磨損嚴重的定子和轉(zhuǎn)子人井;④出砂嚴重的井要有防砂措施，防止定子橡膠磨損過快。⑤防止在高含玩s的井中使用。

（五）定子失效

定子橡膠掉塊、脫膠都會導致定子失效。故障表現(xiàn)：泵的實際排量遠小于理論排量，甚至不出液，電機工作電流接近正常。驗證方法：①井口整壓，油壓上升很慢或不升，正注油、套不通;②探液面，動液面遠遠高于泵掛。預防措施：定子橡膠掉塊、脫膠一般是泵的質(zhì)量問題，應從購貨環(huán)節(jié)上加以預防。

（六）結(jié)蠟

故障表現(xiàn)：油壓正常，排量正常，電流明顯高于正常電流。判斷方法：井口整壓，油壓上升正常，回壓下降很快;停機觀察，油壓不降。預防措施：定期用熱油反洗井清蠟或采用磁防管柱。

（七）輸油管線堵

故障表現(xiàn)：油壓明顯升高，排量降低，電流明顯高于正常電流。判斷方法：井口整壓，油壓上升正常，回壓不降;停機觀察，油壓不降。預防措施：定期用熱油清洗輸油管線或采用保溫措施對管線進行加熱保溫。

四、螺桿泵現(xiàn)場維護管理技術

（一）試運轉(zhuǎn)初期的日常管理

每天測液面一次，直至動液面穩(wěn)定;第一天運轉(zhuǎn)時應觀察電流3次以上，并做好記錄，第二天開始，每天觀察1～2次;直至電流穩(wěn)定;每天觀察方卡子與光桿位置變化，皮帶是否松弛打滑以及井口出液溫度，井口壓力大小;光桿密封調(diào)整規(guī)定，開機運轉(zhuǎn)時不應壓緊密封件，此時井液尚未到達地面，應打足黃油，防止干磨，待井液上到地面，密封處有油時，方可進行調(diào)整，調(diào)整時以不漏為準，切勿過緊，以免能量損失;每日量油兩次，觀察出液情況，直至生產(chǎn)正常。

（二）日常的開、關機操作及巡井檢查管理

開機操作：合上空氣開關，按下電控箱啟動按鈕，即可實現(xiàn)啟機;啟機后檢查。

停機操作：保證人員撤離到控制柜一側(cè)距井口20米以外的安全范圍內(nèi)。按下電控箱停機按鈕，拉下空氣開關，即可實現(xiàn)停機。變頻控制柜停機時先將調(diào)整旋鈕慢慢調(diào)零后，再按下停止按鈕。若發(fā)現(xiàn)井口反轉(zhuǎn)較快，如大排量螺桿泵或者下泵較深的油井停機時，反轉(zhuǎn)扭矩較大，按下停止按鈕后，應立即遠離井口，等反扭矩完全釋放掉，才能靠近。不明原因停機時，一定注意分析出現(xiàn)故障原因，尤其是出砂井、卡泵井，重新開機時切不能把保護電流調(diào)大強行開機，否則易造成飛車。注意觀察光桿是否反轉(zhuǎn)。

日常維護管理-巡井檢查：正常運轉(zhuǎn)后，應該定期上井全面檢查，做好日常保養(yǎng)維護工作。

五、認識與結(jié)論

螺桿泵的應用是油田特高含水開發(fā)期舉升工藝優(yōu)化的有益補充，并且為注聚區(qū)塊的開發(fā)及后續(xù)水驅(qū)高液面井提液提供了經(jīng)濟有效的技術手段。配套技術是用好螺桿泵舉升技術推廣的關鍵，尤其是桿、管優(yōu)化配套技術的應用大大延長了油井免修期，提高了系統(tǒng)可靠性，雖然短期投入增加，但從長遠看經(jīng)濟效益明顯。

作者簡介：

高琪琪（1989-），山東省東營人，大學本科，助級工程師。