螺桿泵應(yīng)用與常見故障原因分析

朱立軍

摘要：螺桿泵采油工藝作為采油工作中最常使用的一種技術(shù)，具有諸多技術(shù)特點(diǎn)，合理應(yīng)用螺桿泵采油工藝，不僅可以縮短采油工作時(shí)間，還可以保證采油工作效率。本文重點(diǎn)對(duì)螺桿泵故障的因素經(jīng)行了分析，這些因素直接或間接的影響了螺桿泵的工況參數(shù)，是導(dǎo)致故障產(chǎn)生的本質(zhì)因素。

關(guān)鍵詞：螺桿泵，應(yīng)用，故障，原因

1.螺桿泵采油裝置結(jié)構(gòu)及其工作原理

螺桿泵采油裝置是由井下螺桿泵和地面驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。二者由加強(qiáng)級(jí)抽油桿作為繞軸，把井口驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力通過抽油桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到井下，從而驅(qū)動(dòng)螺桿泵的轉(zhuǎn)子工作。井下螺桿泵是由一個(gè)單頭轉(zhuǎn)子和一個(gè)雙頭定子組成，在兩件之間形成一個(gè)個(gè)密閉的空腔，當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些空腔沿軸向由吸入端向排出端方向運(yùn)動(dòng)，密封腔在排出端消失，同時(shí)在吸入端形成新的密封腔，其中被吸入的液體也隨著運(yùn)動(dòng)由吸入端被推擠到排出端。最終這些封閉腔隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從泵入口向出口方向移動(dòng)，并將液體由進(jìn)口端推向出口端，排入到管線，舉升到地面。

2 螺桿泵性能特點(diǎn)

（1）螺桿泵屬于容積式泵，液體沿輸液元件的軸向均勻、低速流動(dòng)，是螺桿泵具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

（2）液體的種類多，粘度范圍大，可抽稠油和高含蠟原油。

（3）適應(yīng)產(chǎn)量方面，從幾立方米到高產(chǎn)的幾百立方米均可順利舉升。

（4）攜砂能力強(qiáng)，襯套材料對(duì)砂粒等固體雜物有容讓性，可抽含砂原油。還具備高氣液比處理能力，不發(fā)生氣鎖。

（5）運(yùn)動(dòng)部件少，沒有閥件和復(fù)雜流道，油流擾動(dòng)小，水力損失低，泵效達(dá) 70%，系統(tǒng)效率達(dá) 60%

（6）流量調(diào)節(jié)容易，改變地面驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速就可實(shí)現(xiàn)。

（7）整套設(shè)備易損件少，井口驅(qū)動(dòng)頭僅有 1 套需潤(rùn)滑的驅(qū)動(dòng)頭，井下設(shè)備也只有 1 個(gè)移動(dòng)件，維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。

（8）螺桿泵采油系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是揚(yáng)程較低。目前，最大清水揚(yáng)程僅為 2600 米，不能滿足深井開采要求。

3、螺桿泵常見故障表現(xiàn)及解決方法

3.1管脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機(jī)工作電流比正常時(shí)小得多，油壓與套壓接近，動(dòng)液面高于泵掛。驗(yàn)證方法：關(guān)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(yù)防措施：①油管錨按要求錨定牢固;②油管絲扣上緊。

3.2桿脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機(jī)工作電流比正常時(shí)小得多，油壓與套壓不同，動(dòng)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(wú)變化。②驅(qū)動(dòng)頭無(wú)防反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)，停機(jī)光桿不反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)頭下端口有被防跳方卡碰撞的痕跡。③正注液體，注人量很少，泵壓直線上升，停泵觀察，泵壓不降。 預(yù)防措施：①選用的抽油桿絲扣抗拉強(qiáng)度足夠大;②抽油桿人井時(shí)絲扣擦干凈，上緊;③螺桿泵首次開機(jī)前或生產(chǎn)中途停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間后再次開機(jī)前，應(yīng)當(dāng)用輕質(zhì)熱油反洗井，將油管內(nèi)死油洗出，降低桿柱啟動(dòng)扭矩;④當(dāng)原油的粘度較大時(shí)，采用多次啟動(dòng)法啟動(dòng)螺桿泵，即頭次啟動(dòng)讓螺桿一動(dòng)就停機(jī);然后再啟動(dòng)，讓螺桿旋轉(zhuǎn)起來(lái)就停機(jī);接著再次啟動(dòng)，讓螺桿泵旋轉(zhuǎn)數(shù)圈停機(jī)。如果電流正常，可啟動(dòng)螺桿泵進(jìn)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（）

3.3桿斷

桿斷后故障表現(xiàn)同桿脫一樣，判斷方法也一樣。預(yù)防措施除了同桿脫故障一樣外，還應(yīng)做到：①選用扭矩足夠大的抽油桿，在滿足抗拉強(qiáng)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(shí)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人井。

3.4管柱漏失

螺桿泵正式投產(chǎn)前都要進(jìn)行井口鱉壓，以檢驗(yàn)管柱的密封性，合格后才能投產(chǎn)。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，管柱可能會(huì)出現(xiàn)漏失。故障表現(xiàn)：油壓下降，產(chǎn)液量下降，電機(jī)工作電流正常。驗(yàn)證方法：①井口整壓，油壓上升較慢，停機(jī)觀察，油壓緩慢下降。②探液面，動(dòng)液面在正常位置（漏失前的動(dòng)液面）。預(yù)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)子人井前要檢查，防止磨損嚴(yán)重的定子和轉(zhuǎn)子人井;④出砂嚴(yán)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。

3.5定子失效

定子橡膠掉塊、脫膠都會(huì)導(dǎo)致定子失效。故障表現(xiàn)：泵的實(shí)際排量遠(yuǎn)小于理論排量，甚至不出液，電機(jī)工作電流接近正常。驗(yàn)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(dòng)液面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于泵掛。預(yù)防措施：定子橡膠掉塊、脫膠一般是泵的質(zhì)量問題，應(yīng)從購(gòu)貨環(huán)節(jié)上加以預(yù)防。

4螺桿泵現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理技術(shù)

4.1試運(yùn)轉(zhuǎn)初期的日常管理

每天測(cè)量一次液位，直至動(dòng)態(tài)液位穩(wěn)定;第一天運(yùn)行時(shí)，觀察電流3次以上，并做好記錄。從第二天開始，每天觀察1-2次;直到電流穩(wěn)定;每天觀察方夾、光桿位置變化，皮帶是否松動(dòng)打滑，井口出液溫度、井口壓力;根據(jù)平滑桿密封調(diào)整的規(guī)定，在啟動(dòng)和運(yùn)行過程中，密封件不得壓緊。此時(shí)，井液尚未到達(dá)地面，應(yīng)涂抹足夠的黃油，以防干磨。只有當(dāng)井液到達(dá)地面且密封處有油時(shí)，才能進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整應(yīng)無(wú)泄漏，不得過緊，以免能量損失;每天測(cè)量?jī)纱斡土?，觀察液體輸出量，直到生產(chǎn)正常為止。

4.2提高技術(shù)操作水平

采油機(jī)械中螺桿泵的應(yīng)用在一定程度上改變了傳統(tǒng)采油方式，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員的操作技能和水平還是會(huì)對(duì)螺桿泵的應(yīng)用造成一定影響。在采油現(xiàn)場(chǎng)，部分技術(shù)人員因?yàn)閷?duì)螺桿泵缺乏足夠的熟悉和了解，會(huì)出現(xiàn)誤操作等問題，這就會(huì)增加螺桿泵磨損或者損壞風(fēng)險(xiǎn)。 同時(shí)，技術(shù)人員操作技能不足也會(huì)影響采油機(jī)械工作效率， 不能夠?qū)⑵渥饔贸浞职l(fā)揮出來(lái)。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著對(duì)螺桿泵采油技術(shù)的認(rèn)識(shí)不斷加深及操作技術(shù)的提高，大面積推廣使用螺桿泵采油，不斷完善螺桿泵配套工藝，同時(shí)針對(duì)螺桿泵在油田生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，及時(shí)檢修，排除故障，達(dá)到原油增產(chǎn)、提高采油效率的目的。

參考文獻(xiàn)：

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