螺桿泵采油基礎(chǔ)知識(shí)及配套技術(shù)培訓(xùn)教.ppt

,螺桿泵采油基礎(chǔ)知識(shí) 及配套技術(shù),目 錄 前 言 螺桿泵發(fā)展?fàn)顩r 第一章 螺桿泵采油系統(tǒng)的組成及工作原理 第二章 螺桿泵工作特性分析 第三章 螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 第四章 螺桿泵井下作業(yè)施工操作規(guī)程 第五章 螺桿泵維護(hù)與管理操作規(guī)程 第六章 國(guó)內(nèi)外螺桿泵新技術(shù)的發(fā)展,前 言 螺桿泵采油系統(tǒng)是近幾年迅速發(fā)展起來的機(jī)械采油設(shè)備，在稠油和出砂采油井中該系統(tǒng)正成為替代抽油機(jī)采油的重要方式。螺桿泵采油技術(shù)已日臻成熟，一方面，大批新型螺桿泵相繼問世，螺桿泵及其配套設(shè)備制造質(zhì)量得到明顯的提高，另一方面，螺桿泵采油技術(shù)及管理水平也有一定進(jìn)步。大慶油田使用螺桿泵采油的油井?dāng)?shù)量不斷增多。如何進(jìn)一步提高螺桿泵采油技術(shù)和管理水平，已成為國(guó)內(nèi)外各油田普遍關(guān)注的問題。,螺桿泵采油系統(tǒng)的組成： 螺桿泵采油系統(tǒng)的組成：由電控部分、地面井口部分、井下部分、配套工具部分的幾部分組成。,1、電控部分：螺桿泵井的控制部分，即電控箱，是 控制電機(jī)的起、停。 2、地面井口部分：也是驅(qū)動(dòng)裝置部分，將動(dòng)力傳給 井下泵轉(zhuǎn)子使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽汲液、油的機(jī)械裝置。它包括電機(jī)、機(jī)械密封、減速箱、支架、封井器、防反轉(zhuǎn)裝置、皮帶、皮帶輪等。 3、井下部分：即是螺桿泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成。 4、配套工具部分： （1）抽油桿扶正環(huán) （2）油管扶正器 （3）抽油桿防脫器 （4）油管錨定器 （5）洗井器等,對(duì)螺桿泵的介紹： 1、螺桿泵的轉(zhuǎn)子：螺桿泵的轉(zhuǎn)子是由合金鋼調(diào)質(zhì)后經(jīng)防腐耐磨處理形成的一段螺紋狀金屬直桿。轉(zhuǎn)子的任一截面都是半徑為R的圓，每一截面中心相對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子的中心位移都有一個(gè)偏心距E，轉(zhuǎn)子的螺距為 t 。,2、螺桿泵的定子： 螺桿泵定子是由丁晴橡膠襯套澆鑄粘接在鋼體外套內(nèi)形成的一種腔體裝置。襯套內(nèi)表面是雙螺旋曲面（或多螺旋曲面）。定子的任一截面是由兩個(gè)半徑為R的圓（等于轉(zhuǎn)子截面圓的半徑）和兩個(gè)直線段組成。直線段的長(zhǎng)度等于兩個(gè)半圓的中心距，因?yàn)槁輻U圓斷面的中心相對(duì)于它的軸線有一個(gè)偏心距E，而螺桿本身的軸線相對(duì)襯套的軸線又有同一個(gè)偏心距E，這樣，兩個(gè)半圓的中心距就等于4E。襯套的內(nèi)螺旋面和螺桿旋面的旋向相同，且內(nèi)螺旋的導(dǎo)程T為螺桿螺距t的二倍，即T=2t。,兩個(gè)半徑為R的園； 直線斷為4E的距離。,定子的截面圖,螺桿泵的定子 當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子襯套中所處位置不同時(shí)，它們的接觸點(diǎn)也是不同的，轉(zhuǎn)子截面位于襯套長(zhǎng)圓形斷面兩端時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子的接觸為半圓弧線，而在其它位置時(shí)，僅有兩點(diǎn)接觸。由于轉(zhuǎn)子和定子是連續(xù)嚙合的，這些接觸點(diǎn)就構(gòu)成了空間密封線，在定子襯套的一個(gè)導(dǎo)程T內(nèi)形成一個(gè)封閉腔室。這樣，沿著螺桿泵的全長(zhǎng)，在定子襯套內(nèi)螺旋面和轉(zhuǎn)子表面形成一系列封閉腔室，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，舉升介質(zhì)便進(jìn)入另一個(gè)腔室，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)腔室開始封閉，并沿著軸向排出端移動(dòng)，封閉腔室在排出端消失，同時(shí)在吸入端形成新的封閉腔室。由于封閉腔室的不斷形成、運(yùn)動(dòng)和消失，使舉升介質(zhì)通過一個(gè)一個(gè)封閉腔室，從吸入端擠到排出端，壓力不斷升高，排量保持不變。,雙頭轉(zhuǎn)子螺桿泵,單頭轉(zhuǎn)子螺桿泵,專用井口： 簡(jiǎn)化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便。 同時(shí)曾強(qiáng)了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的 震動(dòng)，起到了保護(hù)光桿和換盤根密封井口的 作用。 特殊光桿： 強(qiáng)度大、防斷裂、光潔度高，使用壽命長(zhǎng)、 有利于井口的密封。,機(jī)械密封,盤根盒,方卡,上油封,齒輪,軸承,副箱體,軸承,油杯,密封軸,光桿,皮帶輪,油封,螺桿泵工作原理 1、螺桿泵工作原理：采油螺桿泵是單螺桿式水利機(jī)械的一種,是擺線內(nèi)嚙合螺旋齒輪副的一種應(yīng)用.螺桿泵的轉(zhuǎn)子、定子副是利用擺線的多等效動(dòng)點(diǎn)效應(yīng)，在空間形成封閉腔室，并當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉腔室能作軸向移動(dòng)，使其中的液體從一端移向另一端，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)舉升液體的作用。,2、螺桿泵型號(hào)的表示方法： 主要用螺桿泵的排量和級(jí)數(shù)來表示： 例如：GLB800-14 GLB-桿式驅(qū)動(dòng)井下單螺桿泵 800-泵每轉(zhuǎn)排量800毫升 14-泵的總級(jí)數(shù)為14級(jí) 3、螺桿泵理論排量公式： 例如： GLB800-14 單螺桿泵 實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=100 轉(zhuǎn)/分 理論排量公式：Q=800*100*1440*10-6=115.2 m3/d；,4、螺桿泵的理論排量由下式確定,式中 Q螺桿泵的理論排量，m3/d； E 轉(zhuǎn)子的偏心距，mm； D 轉(zhuǎn)子截圓直徑，mm， D=2R； T 定子導(dǎo)程， mm， T=2t； n 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速， r/min。 t-轉(zhuǎn)子的螺距， mm 螺桿泵的實(shí)際排量Q為 式中 螺桿泵的容積效率，%。,螺桿泵定子橫截面圖,由上面兩個(gè)公式可以看出螺桿泵的理論排量或?qū)嶋H排量與螺桿泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)E、D、T和工作參數(shù)n有關(guān)系。對(duì)現(xiàn)有螺桿泵的結(jié)構(gòu)和作用情況進(jìn)行分析表明，在E、D、T三者間存在一定的聯(lián)系， 就是在這三個(gè)參數(shù)維持一定比值的條件下，螺桿泵才能保證高效率的長(zhǎng)期的工作。,二、螺桿泵工作特性分析 1.螺桿泵工作特性曲線 2.螺桿泵的部分離心泵特性 3.影響螺桿泵工作特性的幾個(gè)因素 4.影響螺桿泵使用壽命的主要因素,螺桿泵工作特性曲線,由螺桿泵的原理可知，其定、轉(zhuǎn)子間過盈在一定程度上決定了單級(jí)承壓能力的大小，如上圖所示，過盈量將直接影響螺桿泵工作特性。過盈小會(huì)降低舉升能力，而過盈大會(huì)增加定、轉(zhuǎn)子間的摩擦，降低效率。因此，定、轉(zhuǎn)子間的過盈選擇是螺桿泵制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。,過盈量對(duì)泵特性的影響 =0.45mm ；=0.2mm ； =0.1mm,螺桿泵的過盈量對(duì)螺桿泵工作特性的影響,由螺桿泵的原理可知，其定、轉(zhuǎn)子間過盈在一定程度上決定了單級(jí)承壓能力的大小，如上圖所示，過盈量將直接影響螺桿泵工作特性。過盈小會(huì)降低舉升能力，而過盈大會(huì)增加定、轉(zhuǎn)子間的摩擦，降低效率。因此，定、轉(zhuǎn)子間的過盈選擇是螺桿泵制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。,但另一方面，由于螺桿泵的定、轉(zhuǎn)子間有一定的過盈值，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子橡膠受到周期性壓縮，產(chǎn)生摩擦面的自動(dòng)升溫和疲勞。在井溫比較高的情況下，加速了橡膠分子鏈的重新組合，使彈性模數(shù)減小，從而降低疲勞特性及金屬套和橡膠結(jié)合面上粘結(jié)劑的強(qiáng)度，也加速定子橡膠的老化而縮短其壽命。 從試驗(yàn)得知，自動(dòng)升溫值和壓縮疲勞以及橡膠的老化是加載頻率(即轉(zhuǎn)速)的函數(shù)，因此，選擇泵的適當(dāng)轉(zhuǎn)速是很有必要的。,二、螺桿泵工作特性分析 1.螺桿泵工作特性曲線 2.螺桿泵的部分離心泵特性 3.影響螺桿泵工作特性的幾個(gè)因素 4.影響螺桿泵使用壽命的主要因素,1、定、轉(zhuǎn)子加工質(zhì)量對(duì)螺桿泵特性的影響 （1） 定子內(nèi)腔直線度對(duì)泵特性的影響 轉(zhuǎn)子直線度對(duì)泵特性的影響 轉(zhuǎn)子偏心距和截面圓直徑對(duì)泵特性的影響 2、舉升介質(zhì)對(duì)螺桿泵特性的影響 （1） 溫度對(duì)泵特性的影響 在同一凈舉升高度條件下，溫度升高，螺桿泵容積效率也隨之提高，但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 溫度升高泵扭矩變化不明顯。,(2)介質(zhì)粘度對(duì)螺桿泵工作特性的影響 通過室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，試驗(yàn)介質(zhì)的粘度增加也會(huì)使泵的容積效率得到改善，因?yàn)檎扯仍酱螅肿娱g的力就越大，外力破壞其結(jié)構(gòu)就越困難，表現(xiàn)在螺桿泵上，就是密封效果變好，即在同一凈舉升高度條件下，試驗(yàn)介質(zhì)粘度增加，泵的容積效率升高。但另一方面，抽油桿在液體介質(zhì)中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隨著介質(zhì)粘度的增加，抽油桿與液體的摩擦力增加，表現(xiàn)為抽油桿的扭矩增加。 入下圖。,粘度對(duì)螺桿泵容積效率的影響,2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)螺桿泵工作特性的影響,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)螺桿泵工作特性的影響 162r/min；205r/min；255r/min,如上圖所示的三組試驗(yàn)曲線就說明了隨著轉(zhuǎn)速的提高，在同一舉升高度條件下，泵的容積效率升高；在同一容積效率條件下，泵的舉升高度增加。 一般來說，近幾年設(shè)計(jì)的地面驅(qū)動(dòng)采油螺桿泵，最高轉(zhuǎn)速均在300r/min 左右，而最常用的轉(zhuǎn)速為50200r/min。 對(duì)于高含砂油井，磨蝕是限制泵轉(zhuǎn)速的又一重要因素。在磨蝕工況下，定子橡膠的磨損量與轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此，在高含砂油井，螺桿泵不宜高速運(yùn)轉(zhuǎn)。,(1) 溫度對(duì)螺桿泵工作特性的影響,在同一凈舉升高度條件下，溫度升高，螺桿泵容積效率也隨之提高，圖7-18所示。但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 溫度升高泵扭矩變化不明顯。,舉升介質(zhì)溫度對(duì)螺桿泵特性的影響 (1)-清水,15度 (2)-清水,30度,影響螺桿泵使用壽命的因素很多，通過長(zhǎng)期的實(shí)踐摸索，從產(chǎn)品質(zhì)量的角度分析其主要因素有以下幾點(diǎn)。 定、轉(zhuǎn)子的加工精度及表面光潔度； 定子橡膠的耐溫、耐油、耐氣浸性能； 定子橡膠與金屬外套的粘結(jié)強(qiáng)度； 定子內(nèi)腔及轉(zhuǎn)子的直線度； 定、轉(zhuǎn)子間合理過盈量的選擇； 轉(zhuǎn)子合理轉(zhuǎn)速的確定。,1、選井選泵技術(shù) 所謂螺桿泵選井選泵技術(shù)是依靠油井的狀況來合理選擇螺桿泵的泵型、確定泵的工作參數(shù)，或根據(jù)某一規(guī)格的螺桿泵來選井。而螺桿泵采油井的合理工況是指油井在合理流壓下生產(chǎn)，螺桿泵在合理工作區(qū)域內(nèi)工作。 由螺桿泵的工作特性曲線可知， 螺桿泵同潛油電泵一樣存在最佳工作區(qū)域。經(jīng)過幾年來的實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為，把螺桿泵工作特性曲線分為A、B、C三個(gè)區(qū)域較為合理。其中A為合理工作區(qū)，B為軟工作區(qū)，C為不合理工作區(qū)，如圖7-21所示，區(qū)域邊界的確定方法大致如下。,C區(qū)：螺桿泵在該 區(qū)工作，盡管有 效揚(yáng)程較高，但 泵漏失嚴(yán)重，系 統(tǒng)效率非常低， 因而螺桿泵在C區(qū) 工作很不經(jīng)濟(jì)， 而且螺桿泵在C區(qū) 工作穩(wěn)定性差， 泵效與流壓關(guān)系敏 感，故螺桿泵不應(yīng) 在區(qū)工作。,螺桿泵合理工作區(qū)域確定,A區(qū)：螺桿泵 在該區(qū)工作， 取B、C區(qū)之長(zhǎng)， 避B、C區(qū)之短， 流壓與排量、 系統(tǒng)效率的關(guān) 系不敏感， 生產(chǎn)穩(wěn)定性好。,B區(qū)：螺桿泵在該區(qū)工 作，雖然泵效高，但 系統(tǒng)效率低，有效揚(yáng) 程低，不但泵的潛能 沒得到發(fā)揮，而且因 生產(chǎn)壓差過小，油井 產(chǎn)能也被抑制。因此 螺桿泵不應(yīng)工作在 B區(qū)。,上限：泵容積效率應(yīng)大于65%；下限：泵的工作壓力P Pmax30%。,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),由于螺桿泵本身結(jié)構(gòu)材質(zhì)以及加工工藝的復(fù)雜性，致使螺桿泵的工作特性的穩(wěn)定性、互換性較差，所以在螺桿泵下井前必須對(duì)其工作特性及其加工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)。通過檢測(cè)可以有效地避免不合格產(chǎn)品下井，同時(shí)為螺桿泵的選井、選泵提供技術(shù)依據(jù)，也為設(shè)計(jì)參數(shù)選擇、制造工藝改進(jìn)提供主要的基礎(chǔ)依據(jù)。,2.檢測(cè)技術(shù),螺桿泵水力工作特性檢測(cè)系統(tǒng),三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),管柱防脫技術(shù) 因?yàn)槁輻U泵的轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，工作負(fù)載 直接表現(xiàn)為扭矩，轉(zhuǎn)子扭矩作用在定子上，定子的扭矩 會(huì)使上部的正扣油管倒扣造成管柱脫扣，所以螺桿泵的 管柱必須實(shí)行防脫措施?？煽康姆烂摯胧┯袃煞N：錨定 工具、反扣油管。,(1) 管柱防脫技術(shù) 錨定工具 反扣油管,圖7-25a DQ0552支撐卡瓦 圖7-25b 卡瓦中心管,Y221型螺桿泵不壓井 機(jī)械式油管錨的應(yīng)用,為解決螺桿泵井作業(yè)時(shí)壓井問題，試驗(yàn) 應(yīng)用了Y221型螺桿泵不壓井機(jī)械式油管錨。 該油管錨將錨定和不壓井作用合二為一，連 接在螺桿泵下方，正常起下管柱時(shí)，油管錨 內(nèi)部的密封套將油管密封，井下液體不能從 油管內(nèi)流出，達(dá)到不壓井作業(yè)的目的。,工作原理:,該油管錨與普通油管錨一樣連接在螺桿泵下方，正常起 下油管時(shí),Y221型自封式油管錨內(nèi)部的密封套將油管蜜封， 井下液體不能從油管內(nèi)流出；當(dāng)需要座封時(shí)；上提管柱約500 mm，右旋油管3-4圈，（多轉(zhuǎn)無害、邊提邊轉(zhuǎn)最佳），然后下 放管柱，即可座封。如中途座封、或需要解封，只需上提管 柱1-1.5米即可。,Y221型螺桿泵不壓井機(jī)械式油管錨結(jié)構(gòu)示意圖,Y221自封式油管錨結(jié)構(gòu):,(2)桿柱防脫技術(shù) 抽油桿柱脫扣機(jī)理分析 抽油桿柱防脫措施,一、抽油桿柱脫扣機(jī)理分析,（1）負(fù)載扭矩過大停機(jī)后桿柱高速反轉(zhuǎn)造成抽油桿脫扣 螺桿泵采油井一旦發(fā)生蠟堵、結(jié)蠟嚴(yán)重或卡泵時(shí)，負(fù)載扭矩會(huì)明顯加大，因而整個(gè)桿柱上貯存一定量的彈性變形能，一旦停機(jī)或過載停機(jī)，桿柱內(nèi)貯存的彈性變形能要釋放，從而造成桿柱高速反轉(zhuǎn)，特別是桿柱上部即在彈性變形能釋放后，在慣性力的作用下，要繼續(xù)反轉(zhuǎn)，從而會(huì)使桿柱絲扣聯(lián)接處倒扣，造成桿柱脫扣。 （2）停機(jī)后油管內(nèi)液體回流桿柱反轉(zhuǎn)造成抽油桿脫扣 如果螺桿泵采油井突然停機(jī)，而且油井動(dòng)液面較深，那么停機(jī)后，螺桿泵在管柱內(nèi)的液力作用下，將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)桿柱反轉(zhuǎn)脫扣。,（3）轉(zhuǎn)子在油套環(huán)空內(nèi)的液力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，造成桿柱脫扣 對(duì)于那些產(chǎn)液能力較強(qiáng)并有一定自噴能力的螺桿泵井（指大排量螺桿泵而言），一旦停機(jī)，套壓會(huì)很高，螺桿泵在油套環(huán)空液力的作用下，將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)轉(zhuǎn)子將帶動(dòng)桿柱正向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)將使整個(gè)桿柱的螺紋聯(lián)接處于倒扣狀態(tài)，因而會(huì)造成桿柱脫扣。 （4）施工作業(yè)過程中造成桿柱脫扣 在施工過程中，如果抽油桿聯(lián)接螺紋上扣扭矩不夠，當(dāng)轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，從而會(huì)使轉(zhuǎn)子上部抽油桿桿柱螺紋聯(lián)接不緊處發(fā)生脫扣。,1、在桿柱旋轉(zhuǎn)過程中，接箍不斷與油管內(nèi)壁碰撞，造成桿柱脫扣。 2、防脫抽油桿撥叉抗扭強(qiáng)度低于桿體，在傳遞扭矩過程中，撥叉斷。,我廠螺桿泵應(yīng)用葫蘆島抽油桿脫扣原因分析:,抽油桿的慣性力作用,螺桿泵用抽油桿屬于細(xì)長(zhǎng)桿，在它傳遞扭矩過程中，整個(gè)桿柱上存儲(chǔ)了一定量的彈性變形能。停機(jī)時(shí)，桿體釋放存儲(chǔ)的彈性變形能，導(dǎo)致反轉(zhuǎn)。,抽油桿在開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于抽油桿彈性變形，則抽油桿任意截面的扭轉(zhuǎn)角為：,即抽油桿儲(chǔ)存的彈性能量相當(dāng)于850m的抽油桿轉(zhuǎn)16圈左右。,2、抽油桿柱離心力引起的脫扣 抽油桿柱的初始偏心、質(zhì)量不均及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使抽油桿柱產(chǎn)生一離心力，在離心力作用下，抽油桿接箍與油管內(nèi)壁碰撞并產(chǎn)生橫向振動(dòng)。由此產(chǎn)生以下兩方面的結(jié)果：一是降低抽油桿柱螺紋絲扣連接處的預(yù)緊力；二是接箍與油管碰撞時(shí)的接觸摩擦力為卸扣力，導(dǎo)致抽油桿脫扣。,3、井下異常工況引起的脫扣 抽油桿柱在傳遞扭矩過程中，由于泵卡、蠟堵等原因，井下的扭矩突然變化或抽油桿柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)突然停止和開始，導(dǎo)致抽油桿柱的旋轉(zhuǎn)速度、加速度變化，使部分井段（靠近卡堵部位）的抽油桿柱出現(xiàn)反扭矩，當(dāng)反扭矩大于螺紋連接處預(yù)緊力產(chǎn)生的扭矩，就會(huì)發(fā)生脫扣現(xiàn)象。,4、慣性力引起的抽油桿柱反轉(zhuǎn)引起的脫扣 抽油桿柱是一根具有一定彈性的細(xì)長(zhǎng)桿，正常工況下，抽油桿柱在克服各種阻力矩作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，其內(nèi)已儲(chǔ)存了大量的彈性變形能。當(dāng)?shù)孛骐姍C(jī)正常停機(jī)或過載停機(jī)時(shí)，驅(qū)動(dòng)抽油桿柱的主動(dòng)力矩降為零，此時(shí)抽油桿內(nèi)先期儲(chǔ)存的彈性變形能將釋放出來，結(jié)果造成抽油桿柱反轉(zhuǎn)，從而造成抽油桿柱螺紋連接處出現(xiàn)卸扣現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致抽油桿柱脫扣。,5、螺桿泵排出口、吸入口壓差引起的脫扣 如果螺桿泵井動(dòng)液面較深，也即泵吸入口壓力較低，那么螺桿泵的排出口與吸入口之間將產(chǎn)生較大壓差。當(dāng)電機(jī)停機(jī)時(shí)，在這種高壓差作用下，螺桿泵將出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，此時(shí)的螺桿泵等同于一臺(tái)螺桿液動(dòng)機(jī)，液體壓差的作用將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)抽油桿柱反轉(zhuǎn)。此時(shí)即使井口抽油桿柱已被制動(dòng)，底部抽油桿仍有可能出現(xiàn)卸扣現(xiàn)象。同樣，壓差越大，抽油桿柱脫扣的可能性越大。,一些產(chǎn)液能力較強(qiáng)并具有一定自噴能力的螺桿泵井停機(jī)時(shí)，當(dāng)流壓高于油管內(nèi)液柱壓力與回壓之和時(shí)，在壓差作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自噴生產(chǎn)。而此時(shí)轉(zhuǎn)子將帶動(dòng)上部桿柱正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)將使整個(gè)桿柱的螺紋聯(lián)接處于倒扣狀態(tài)。一旦下部驅(qū)動(dòng)扭矩超過桿柱某處螺紋的聯(lián)接扭矩，就會(huì)造成桿柱脫扣。在生產(chǎn)過程中，憋泵、熱洗都會(huì)使井下泵轉(zhuǎn)速高于地面電機(jī)轉(zhuǎn)速，致使部分井段桿柱處于倒扣狀態(tài)，導(dǎo)致脫扣。,二、桿柱防脫技術(shù) 抽油桿柱脫扣機(jī)理分析 抽油桿柱防脫措施,1）機(jī)械防反轉(zhuǎn)裝置 在驅(qū)動(dòng)頭上安裝防反轉(zhuǎn)裝置，使抽油桿不能反轉(zhuǎn)，從而達(dá)到防止因抽油桿反轉(zhuǎn)而造成的脫扣的目的，如圖7-26。該裝置采用定向離合器的原理，使抽油桿只能做單向轉(zhuǎn)動(dòng)。在離合器的外殼體上安裝有剎車帶。當(dāng)需要上提桿柱時(shí)，可先放開剎車帶，將彈性變形能釋放出去，確保施工作業(yè)安全。,防反轉(zhuǎn)裝置原理圖,2）井下回流控制閥 在螺桿泵的吸入口處，安裝單向閥，使液體只能做舉升方向上的單向流動(dòng)。停機(jī)時(shí)，油管內(nèi)的液體不能回流，抽油桿也就不會(huì)因液體回流而反轉(zhuǎn)，從而達(dá)到防止因液體回流而造成的抽油桿脫扣。并能使抽油管整體打呀，檢查抽油管是否漏失。 3）放氣閥防正轉(zhuǎn) 在井口安裝放氣閥，當(dāng)套壓大于閥的調(diào)定壓力時(shí)，放氣閥自動(dòng)打開，氣體進(jìn)入輸油管線；當(dāng)套壓低于閥的調(diào)定壓力時(shí)，閥關(guān)閉，從而保證套壓始終不致過高，降低油套環(huán)空對(duì)泵的液力作用，防止轉(zhuǎn)子在液力作用下正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)桿柱防脫。,4）抽油桿防脫器的應(yīng)用,各種規(guī)格的桿柱反轉(zhuǎn)是造成螺桿泵桿柱脫扣的主要因素。桿柱反轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)反扣扭矩大于螺紋聯(lián)接扭矩時(shí)，即會(huì)造成桿柱脫扣。,防脫器工作原理及技術(shù)指標(biāo),偏心式抽油桿防脫器由母接頭、主體、中心桿、健等部分組成。 桿柱正轉(zhuǎn)時(shí)，中心桿帶動(dòng)健旋轉(zhuǎn)，健靠在主體的單項(xiàng)擋面處，傳遞扭矩；反轉(zhuǎn)時(shí)，在中心桿漸開面作用下，健壓縮彈簧，使中心桿與主體脫開，實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)。,38mm抽油桿配套防脫器： 最大外徑：63mm 額定扭矩：4549N.m,25mm抽油桿配套防脫器： 最大外徑：52mm 額定扭矩：2775N.m,當(dāng)整個(gè)桿柱承受反扭矩時(shí)，第一個(gè) 倒扣點(diǎn)是整個(gè)桿柱最薄弱點(diǎn)。而防脫器 只傳遞正轉(zhuǎn)扭矩，不傳遞反轉(zhuǎn)扭矩。如 果在泵上安裝防脫器，那么，此點(diǎn)即成 為倒扣的最薄弱點(diǎn)，倒扣扭矩在此釋放， 從而保護(hù)了整個(gè)桿柱。,（一）、目的 抽油桿防脫器用于解決螺桿泵井桿柱脫扣問題。 （二）、工作原理及結(jié)構(gòu)尺寸 防脫器主要由由母接頭、主體、中心桿、健等部分組成。主體采用偏心設(shè)計(jì)。桿柱正轉(zhuǎn)時(shí)，中心桿將鍵帶入偏心小尺寸處，帶動(dòng)主體一起旋轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)時(shí)，中心桿將鍵帶入偏心大尺寸處，主體與中心桿心軸脫離，實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)，因慣性力和液體壓力導(dǎo)致桿柱反轉(zhuǎn)扭矩在此釋放，從而保護(hù)了整個(gè)桿柱。 尺寸：長(zhǎng)350mm，最大外徑57mm。,5、抽油桿扶正器的應(yīng)用： 根據(jù)分析和理論計(jì)算，抽油桿柱加扶正器將產(chǎn)生三方面作用：首先，克服了由于桿柱與油管內(nèi)壁磕碰造成的對(duì)抽油桿連接螺紋預(yù)緊力的破壞，同時(shí)由于附加彎矩降低，抽油桿連接螺紋所承受的拉、壓交變載荷幅度大大降低，對(duì)連接螺紋預(yù)緊力的破壞能力減弱；其次，消除了由離心力產(chǎn)生的桿柱與油管內(nèi)壁摩擦所造成的倒扣扭矩；再次，由于桿柱失穩(wěn)點(diǎn)減少，彎曲的撓度減小，附加彎矩降低，減小了抽油桿彎曲頻率和橫向運(yùn)動(dòng)幅度，桿柱的疲勞壽命得到延長(zhǎng)。,(3) 管柱、桿柱扶正技術(shù) 管柱扶正技術(shù) 抽油桿扶正技術(shù),管柱扶正技術(shù) 由于螺桿泵轉(zhuǎn)子離心力的作用，定子受到周期性沖擊產(chǎn)生振動(dòng)，為減小或消除定子的振動(dòng)需要設(shè)置扶正器。一般在定子上接頭處安裝較為適宜，而對(duì)于采用反扣油管的管柱，則需在定子上、下接頭處分別安裝扶正器。目前扶正器有兩種，一種是彈簧式，一種是橡膠式。,抽油桿扶正技術(shù) 抽油桿柱在油管內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿柱的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起井口的振動(dòng)及桿柱與管柱的摩擦，所以抽油桿柱必須實(shí)施扶正，特別是高轉(zhuǎn)速的螺桿泵井。通常在桿柱的上端即光桿附近、桿柱的下端即轉(zhuǎn)子附近以及中下部一定要放置扶正器。抽油桿扶正器一般采用抗磨損的尼龍材料制造，其結(jié)構(gòu)如下面圖。,以前應(yīng)用的抽油桿兩種塊裝式扶正環(huán),目前應(yīng)用的螺桿泵專用扶正環(huán),專用扶正環(huán)的性能特點(diǎn) 單項(xiàng)耐磨指標(biāo)高于對(duì)卡式扶正環(huán)； 可隨上下沖程不斷改變與油管接觸的部位，使扶正環(huán)磨損較均勻，大幅度延長(zhǎng)了環(huán)的使用壽命； 安裝和拆卸便利，不需任何輔助工具，安裝時(shí)可由一人完成，大幅度提高了工作效率，解決了對(duì)卡式扶正環(huán)拆卸難，且易傷抽油桿的問題； 制作成本與對(duì)卡式扶正環(huán)相比較低，價(jià)格將低于卡式扶正環(huán)，可節(jié)約采購(gòu)費(fèi)用，降低措施成本；,抽油桿接箍與油管內(nèi)壁碰撞是螺桿泵井桿柱斷脫的又一主要原因。抽油桿接箍與油管內(nèi)壁碰撞是離心力作用的結(jié)果，為克服離心力的作用，開展了抽油桿全井扶正的理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作。,全井扶正機(jī)理研究及應(yīng)用,克服了由于桿柱與油管內(nèi)壁磕碰造成的對(duì)抽油桿連接螺紋預(yù)緊力的破壞，同時(shí)由于附加彎矩降低，抽油桿連接螺紋所承受的拉、壓交變載荷幅度大大降低，對(duì)連接螺紋預(yù)緊力的破壞能力減弱； 消除了由離心力產(chǎn)生的桿柱與油管內(nèi)壁摩擦所造成的倒扣扭矩； 減小了抽油桿彎曲頻率和橫向運(yùn)動(dòng)幅度，桿柱的疲勞壽命得到延長(zhǎng)。,全井扶正將產(chǎn)生三方面作用：,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),4.清防蠟解堵工藝技術(shù) (1) 熱洗清蠟工藝技術(shù) (2) 加藥清防蠟工藝技術(shù) (3) 電加熱解堵工藝技術(shù),(1) 熱洗清蠟工藝技術(shù) 熱洗清蠟工藝是柱塞泵采油普遍采用的成熟技術(shù)，對(duì)螺桿泵采油也同樣適用，但因螺桿泵采油的特殊性其熱洗工藝也略有不同。螺桿泵采油井定期熱洗清蠟主要有以下幾種方法。,空心轉(zhuǎn)子螺桿泵洗井,將轉(zhuǎn)子提出定子洗井 將轉(zhuǎn)子上提，使其脫離定子， 在油套環(huán)空注入熱水進(jìn)行清蠟洗井。該種方法一般用于不具備熱洗流程且化學(xué)清蠟不能實(shí)施的螺桿泵井。需用吊車設(shè)備，費(fèi)用高。 在定子上部安裝洗井閥熱洗 在定子上部的管柱上，結(jié)蠟點(diǎn)以下，安裝洗井閥。洗井時(shí)，在油套環(huán)空注入熱水并在熱洗溫度、壓力的作用下，洗井閥打開，使熱水流入管柱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)清蠟。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，洗井閥可靠性的待進(jìn)一步觀察。,正常生產(chǎn)狀態(tài),熱洗清蠟狀態(tài),螺桿泵溫控洗井封隔器的應(yīng)用,螺桿泵壓控洗井封隔器的應(yīng)用,正常生產(chǎn)狀態(tài),熱洗清蠟狀態(tài),井下泵,自然循環(huán)熱洗 在油套環(huán)空注入熱水，熱水經(jīng)過泵 舉升到油管線，該方法熱洗排量小，熱 水循環(huán)慢，熱洗時(shí)間長(zhǎng)，特別是對(duì)小排 量泵，因?yàn)闊嵯磁帕渴鼙玫呐帕肯拗疲?清蠟效果差。大排量螺桿泵采取此種辦 法熱洗。即：GLB500-14型以上的螺桿泵 采取此種辦法。,(2) 加藥清防蠟工藝技術(shù) 化學(xué)清防蠟藥劑對(duì)螺桿泵的定子橡膠有一定的影響，所以采用加藥清防蠟，應(yīng)避免化學(xué)藥劑經(jīng)過泵，為此，主要采用空心桿內(nèi)加藥工藝。,(3) 電加熱解堵工藝技術(shù) 冬季溫度低而原油凝固點(diǎn)高，含蠟量高，若因故停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)造成上部油管(結(jié)蠟點(diǎn)以上)內(nèi)原油凝固而使螺桿泵起動(dòng)困難或根本無法起動(dòng)，需要解堵才能起動(dòng)。 電纜加熱解堵是在空心抽油桿內(nèi)下入活動(dòng)式加熱電纜，通電后電纜產(chǎn)生熱量使油管內(nèi)原油降粘解堵。如下圖所示，解堵時(shí)電纜車將電纜經(jīng)井口滑輪下入空心桿(已注滿清水)內(nèi)，當(dāng)電纜下到結(jié)蠟點(diǎn)以下深度時(shí)通電，于是電纜放出熱量經(jīng)空心桿傳遞給油管，從而使油管內(nèi)原油升溫。在加熱過程中要定時(shí)測(cè)量井口油溫，當(dāng)油溫達(dá)到原油凝固點(diǎn)以上，起出電纜，啟動(dòng)螺桿泵井，從而達(dá)到解堵的目的。,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),5 抽空保護(hù)技術(shù) 由于螺桿泵的定子和轉(zhuǎn)子間采用過盈配合，因此轉(zhuǎn)子在定子中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)摩擦生熱。如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)由液流攜帶走，定、轉(zhuǎn)子間就會(huì)產(chǎn)生干磨、燒泵的情況。因此必須實(shí)施抽空保護(hù)技術(shù)。,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),(1) 過載保護(hù)技術(shù) 為了保證螺桿泵采油系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，需要實(shí)施過載保護(hù)技術(shù)，因?yàn)橐坏┻^載會(huì)使油井出現(xiàn)桿斷、皮帶斷，減速箱內(nèi)的齒輪、軸承損壞，甚至燒壞電機(jī)等事故。常用的過載保護(hù)有扭矩法和電流法兩種。,常用的電流過載保護(hù)法： 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流直接反映了工作 負(fù)載的大小，所以可在電器控制系統(tǒng)中設(shè) 置過載保護(hù)電流，當(dāng)工作電流超過設(shè)定的 過載保護(hù)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作，實(shí) 現(xiàn)過載保護(hù)。,(2) 欠載保護(hù)技術(shù) 欠載保護(hù)技術(shù)只是針對(duì)螺桿泵井出現(xiàn)桿斷、脫扣、扣壞故障時(shí)為避免桿柱與管柱磨損而實(shí)施的一項(xiàng)保護(hù)技術(shù)。 欠載保護(hù)也采用電流法，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流接近驅(qū)動(dòng)電機(jī)的空轉(zhuǎn)電流時(shí)，自動(dòng)停機(jī)實(shí)現(xiàn)欠載保護(hù)。,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),1)故障診斷方法及其故障特征 螺桿泵也同其它采油設(shè)備一樣， 如果管理不當(dāng)、工況不合理或產(chǎn)品質(zhì)量有問題， 也會(huì)出現(xiàn)一系列故障。由于螺桿泵采油的特殊性，各類故障的特征反應(yīng)和診斷方法同其它采油方式有所不同。 螺桿泵采油井常見故障有抽油桿斷脫、油管脫落、蠟堵、定子橡膠脫落等， 經(jīng)過幾年的實(shí)踐摸索和理論探討， 總結(jié)出如下診斷法。,(1)電流法就是通過測(cè)試驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流， 根據(jù)工作電流大小來診斷泵況的方法。電流法可以診斷如表1中的各類故障。,（2） 蹩壓法 蹩壓法就是通過關(guān)閉采油樹回壓閘門進(jìn)行蹩壓，觀測(cè)井口油壓和套壓變化進(jìn)行診斷井下泵況的方法，如表2。,（3）扭矩法 扭矩法是通過測(cè)試光桿扭矩即螺桿泵工作扭矩來診斷泵況方法。 光桿扭矩可以用光桿扭矩測(cè)試儀直接測(cè)得，也可以用測(cè)試驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有功功率與轉(zhuǎn)速間接獲得，還可以利用前文所述的數(shù)值模擬方法得到。,光桿扭矩包括滿足實(shí)際舉升液體的高度所需的有功扭矩Mp， 克服定、轉(zhuǎn)子間的摩擦扭矩Mf及克服抽油桿與舉升液體間的摩擦阻扭矩My，即 扭矩法診斷的故障如表3所示。,（4）經(jīng)驗(yàn)法： 由于螺桿泵的特殊性，加之故障形式 又很復(fù)雜，如果僅憑一種方法診斷某些故 障，符合率還不會(huì)很高，所以實(shí)際診斷時(shí)， 要憑現(xiàn)場(chǎng)工作多年的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合診斷， 看起、停機(jī)時(shí)光桿旋轉(zhuǎn)的力度、或用上述 三種方法綜合診斷。,2）常見故障的處理方法 抽油桿斷脫 抽油桿斷脫有3種情況，即桿斷、桿脫、扣壞，一般情況3種形式很難區(qū)分，通常在處理這類事故時(shí)，普通扣型抽油桿首先按脫扣來處理，上吊車下放桿柱進(jìn)行對(duì)扣，如果是脫扣，這樣處理成功率較高，對(duì)扣不成功，只有動(dòng)桿柱，起出桿柱視斷脫情況下打撈工具打撈余下桿柱，打撈再不成功，只有動(dòng)管柱起出所有桿柱，重新作業(yè)。,油管脫落 油管脫落的處理，首先要起出桿柱，然后動(dòng)管柱判斷脫扣位置，加深油管進(jìn)行對(duì)扣，對(duì)扣成功起出原井管柱，如對(duì)扣不成功就要下打撈工具進(jìn)行打撈。 砂、蠟堵 螺桿泵井發(fā)生砂、蠟堵造成機(jī)組不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通常要上吊車上提桿柱， 使轉(zhuǎn)子脫離定子， 然后進(jìn)行徹底洗井，洗通后下放桿柱重新投產(chǎn)，如果洗井洗不通又無其它解堵措施，只好上作業(yè)動(dòng)管柱。,井下泵出現(xiàn)故障 一旦井下泵出現(xiàn)故障只好上作業(yè)進(jìn)行檢泵。 地面驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障 地面驅(qū)動(dòng)裝置的齒輪、軸承、油封等零件因管理不當(dāng)或制造缺欠等原因也會(huì)出現(xiàn)故障，這類故障一般通過維修即可解決， 主要零部件不能維修只有更換。 起動(dòng)困難 出現(xiàn)這類事故， 如果排除砂、蠟堵， 只要上吊車活動(dòng)一下桿柱即可解決。,三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù) 1.選井選泵技術(shù) 2.檢測(cè)技術(shù) 3.管柱、桿柱防脫及扶正技術(shù) 4.清防蠟解堵工藝技術(shù) 5.抽空保護(hù)技術(shù) 6.過載欠載保護(hù)技術(shù) 7.故障診斷技術(shù) 8.測(cè)試技術(shù),1) 地面工作參數(shù)的測(cè)試 電參數(shù)測(cè)試 轉(zhuǎn)速n的測(cè)量 負(fù)載扭矩M測(cè)量 2）流壓和靜壓測(cè)試,1、電參數(shù)的測(cè)試,最常用的是電流表測(cè)試驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流， 因?yàn)楣ぷ麟娏鞯拇笮≈苯臃从沉斯ぷ髫?fù)載的大小， 同時(shí)， 根據(jù)工作電流的大小也能診斷一些故障， 而使用功率儀或電度表能夠測(cè)出電機(jī)的輸出功率， 從而能夠計(jì)算出螺桿泵的系統(tǒng)效率。,2、轉(zhuǎn)速的測(cè)量： 光桿的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了螺桿泵的排量，他是螺桿 泵的主要參數(shù)，轉(zhuǎn)速的測(cè)量，主要是應(yīng)用非解除 式的轉(zhuǎn)速表冊(cè)量。 3、負(fù)載扭矩的測(cè)量： 直接用扭矩測(cè)試儀。 4、流壓和靜壓的測(cè)試： 目前，只能通過液面法折算。,1、范圍： 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺桿泵采油井的作業(yè)施工規(guī)程。 2、引用標(biāo)準(zhǔn)： 本文引用了4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。 壓井替噴作業(yè)規(guī)程 SY/T5587.393 沖砂、探砂面作業(yè)規(guī)程 SY/T5587.593 起下管柱作業(yè)規(guī)程 SY/T5587.693 洗井作業(yè)規(guī)程 SY/T5587.793,3、施工準(zhǔn)備 1）目前生產(chǎn)情況：日產(chǎn)液、含水、流壓、靜壓等。 2）井史資料：在歷次施工總結(jié)和油管、抽油桿記錄中查看有無落物、井斜、套損等情況。 3）施工設(shè)計(jì)：根據(jù)油井生產(chǎn)情況、產(chǎn)能、井史資料優(yōu)化施工設(shè)計(jì)。 4）施工井要下入井內(nèi)的螺桿泵及配套工具、油管、 抽油桿要清洗干凈，不得有彎曲、損壞， 要嚴(yán)格丈量。并記錄好原始數(shù)據(jù)?？招某?油桿在密封處涂上密封油。,1）熱洗、壓井 用熱水反循環(huán)將死油死蠟替出，然后 用相應(yīng)的壓井液壓井，熱洗壓井按SY/T 5587.393和SY/T5587.793的規(guī)定 執(zhí)行。 2）起原井 按SY/T5587.693的規(guī)定和施工 設(shè)計(jì)要求起出原井管柱。,4、施工過程及要求,3）刮蠟、沖砂 刮蠟、沖砂、探砂面按SY/T5587.593的 規(guī)定執(zhí)行。 4）連接井下工具： 將泵、錨定工具、抽油桿防脫器等井下工 具在地面按施工設(shè)計(jì)連接上緊，應(yīng)在錨定工具 滑道上涂上黃油，錨定工具處于解封狀態(tài)。 5）下管柱 按SY/T5587.693的規(guī)定和施工設(shè)計(jì)要求 執(zhí)行。,5.1按地面設(shè)計(jì)要求配好管柱，用相 應(yīng)的通井規(guī)檢驗(yàn)合格并在絲扣上 涂上絲扣油。 5.2按施工設(shè)計(jì)要求組配管柱，尾管 不得少于三根。 5.3上扣扭矩達(dá)到要求。 5.4下入錨定工具時(shí)，在下入第一根 油管時(shí),試做油管錨,成功后,上提管 柱解封,然后緩慢下放管柱,要平穩(wěn) 操作。,6）做錨定工具： 做錨定工具按工具的操作規(guī)程執(zhí)行。 油管頭上平面與套管法蘭平面距離10-20 mm之間。如果尺寸不合適，可反復(fù)幾次 直至達(dá)到要求。用鋼絲繩壓下油管掛， 擰緊頂絲。 7）下桿注： 7.1下轉(zhuǎn)子時(shí)速度要慢，切勿損傷轉(zhuǎn)子 表面。,7.2 用48寸管鉗較緊，上扣扭按抽油 桿的推薦值要求。 7.3 抽油桿扶正器的布置。按照施工 方案要求布置 7.4 轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)要緩慢下放，注 意轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)，桿柱要順時(shí) 針旋轉(zhuǎn)。 7.5 紀(jì)錄方余方入，校核桿管深度是 否一至，按要求預(yù)留光桿的長(zhǎng)度。,刮削 目的：防止損壞扶正泵體的橡膠扶正器。 下管柱盡量不使用液壓鉗，上扣扭矩達(dá)到表41要求的數(shù)值。,表41 油管上扣扭矩推薦值,如錨定工具是支撐卡瓦，在操作過程中應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)更換油管吊卡時(shí)，注意上提高度不允許超過400mm，以防支撐卡瓦中途坐封。如中途坐封，緩慢上提管柱1m以上，然后緩慢下放管柱解封。 (2)坐支撐卡瓦時(shí)，上提管柱800mm左右，緩慢下放油管，坐卡位置（油管頭上平面與套管法蘭平面距離）控制在1020mm之間。,4）下抽油桿時(shí)用24管鉗上滿扣，然后用48管鉗較緊， 上扣扭距達(dá)到下表要求的值。,表 D級(jí)抽油桿上扣扭矩推薦值,5）轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)，要緩慢下放桿柱（注意轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)桿柱應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。 6）安裝地面機(jī)組時(shí)，應(yīng)較正井口。如井口偏（偏斜角大于0.5），應(yīng)采用調(diào)偏鋼圈校正。 7）提防沖距 由桿柱自重產(chǎn)生的桿柱伸長(zhǎng)，需重新計(jì)算防沖距，保證螺桿泵井在正常生產(chǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子不磨定子下端的定位銷。防沖距L是由抽油桿柱的自然伸長(zhǎng)L1、螺桿泵轉(zhuǎn)子受液壓差軸向作用桿柱伸長(zhǎng)量L2、定子襯套下端至定位銷的距離L3確定的。一般L3=0.2-0.4m，即,L=L1+L2+L3 其中 4GL L1= d2 4FtL L1= d2E 式中G桿柱重量，kg; L泵掛深度，mm； d桿柱平均直徑，mm; Ft轉(zhuǎn)子軸向力，kN； E彈性模量，kN/mm2。,泵掛深度與上提防沖距的關(guān)系參照下表，值得注意的在上提防沖距時(shí)應(yīng)克服桿柱在管柱內(nèi)彎曲部分即上提時(shí)應(yīng)注意柱的負(fù)荷直至到全井桿柱負(fù)荷時(shí)才開始計(jì)算油井的防沖距。,表 泵掛深度與上提防沖距的關(guān)系,注：防沖距因泵的規(guī)格型號(hào)不同而略有區(qū)別。,5、試運(yùn)轉(zhuǎn) 1）加齒輪油 從減速箱注油孔加入齒輪油，油面在油標(biāo)1/22/3處。 2）加盤根 每根盤根丈量好長(zhǎng)度，斜45角切割，盤根表面涂上黃油，每層盤根切口處要錯(cuò)開，最后壓緊壓蓋。在加盤根之前，先關(guān)閉專用井口清蠟閘門，兩側(cè)手輪開關(guān)的圈數(shù)應(yīng)一致；盤根壓蓋不要壓得過緊，以免啟機(jī)后盤根過熱燒壞而迅速失效（在加盤根時(shí)，每道盤根之間都應(yīng)加黃油，可增加密封性能，還可避免盤根過熱燒壞）；在螺桿泵運(yùn)行過程中，可隨時(shí)調(diào)節(jié)盤根壓蓋松緊度，達(dá)到不滲不漏目的為止。,3）調(diào)電機(jī)正反轉(zhuǎn) 將變壓器、電控箱、電機(jī)連接好，電機(jī)采用型接法。卸掉皮帶，接通電源使電機(jī)空轉(zhuǎn)并記錄下電機(jī)空載電流，如光桿是逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，只需調(diào)換電纜任意兩相相序，確保光桿為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 4）皮帶安裝與調(diào)節(jié) 根據(jù)油井的預(yù)測(cè)產(chǎn)能及設(shè)計(jì)要求，選擇螺桿泵的工 作參數(shù)，即選擇高、中、低檔轉(zhuǎn)速及其對(duì)應(yīng)皮帶、皮帶輪。（見表44）,a、皮帶輪的拆卸及安裝 拆卸：首先用內(nèi)六角扳手卸掉帶輪上的三個(gè)固定螺栓，然后用拉力器把帶輪從軸上拉下來。 安裝：將皮帶輪與軸錐套的螺栓孔對(duì)齊，把帶輪推進(jìn)軸錐套上，帶上三個(gè)螺栓，然后用內(nèi)六角扳手均勻上緊。,b傳動(dòng)皮帶的安裝及調(diào)節(jié) 皮帶定張緊力的情況下才能發(fā)揮預(yù)期的傳動(dòng)功能，皮帶的使用壽命很大程度上取決于皮帶的松緊程度。一般要求傳動(dòng)皮帶的張緊力300N左右。即要求皮帶緊固后，在皮帶中間施加壓力=30N，皮帶向下變形量小于6.0mm，此時(shí)的張緊力為合適。 調(diào)節(jié)皮帶松緊程度步驟如下：第一、松開電機(jī)支架螺栓；第二，調(diào)節(jié)電機(jī)支架前后頂絲，使皮帶張緊或松弛；第三，皮帶張緊后固定支架螺栓并上緊。,5）設(shè)置過載保護(hù)電流及過載保護(hù)時(shí)間 一般情況下，要按不同型號(hào)的泵型及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率來調(diào)試。當(dāng)光桿轉(zhuǎn)速選擇低檔時(shí)，電控箱內(nèi)的電流繼電器電流可調(diào)小些；當(dāng)光桿轉(zhuǎn)速選擇高檔時(shí)，電流可調(diào)大些；當(dāng)光桿轉(zhuǎn)速選擇中檔時(shí)電流可取低檔電流與高檔電流中間值。如表45給出了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。,表45過載保護(hù)電流設(shè)置,(1)設(shè)置過載保護(hù)電流（一般按正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流1.2倍設(shè)置）；只需根據(jù)GLB型電控箱面板批示燈的亮暗情況順時(shí)針或逆時(shí)針調(diào)節(jié)RP2就可設(shè)電機(jī)的額定電流。 (2)時(shí)間繼電器過載保護(hù)時(shí)間調(diào)到510s范圍內(nèi)的任一值。根據(jù)需要順時(shí)針或逆時(shí)針調(diào)節(jié)RP3，就可延長(zhǎng)或縮短跳閘時(shí)間。,6）試投產(chǎn) 打開清蠟閥門，檢查地面生產(chǎn)流程是否開關(guān)正常。,啟動(dòng)電機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)電流，10分鐘后關(guān)閉出油管線閥門，觀察油壓表有無上升，如壓力上升且地面機(jī)組無異常現(xiàn)象，打開閥門，然后進(jìn)行液量計(jì)量，如液量正常，可確認(rèn)機(jī)組正常，投產(chǎn)成功。（注意：憋壓時(shí)間不宜過長(zhǎng)，油壓值有上升顯示即可）。 7)交井,施工總結(jié)編寫標(biāo)準(zhǔn),1、采油工職責(zé) 2、 螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) 3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 4、螺桿泵井巡回檢查制度 5、螺桿泵井取資料與管理,為了保證螺桿泵采油井正常生產(chǎn)， 延長(zhǎng)螺桿泵機(jī)組的使用壽命和適應(yīng)螺桿泵采油井管理的需要，制定螺桿泵井管理規(guī)程。 1、采油工職責(zé) (1) 采油工必須掌握螺桿泵采油原理及地面減速裝置的結(jié)構(gòu)， 了解螺桿泵井常見故障及其診斷排除方法，做好日常管理和維護(hù)工作。 (2) 取全取準(zhǔn)生產(chǎn)資料，(包括產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、油壓、套壓、回壓、油氣比、電機(jī)電流、熱洗情況、轉(zhuǎn)速、測(cè)試日期及動(dòng)液面)，對(duì)所管油井地下、地面情況、管柱結(jié)構(gòu)及減速裝置、泵、桿參數(shù)清楚。做到資料、報(bào)表填寫整理及時(shí)準(zhǔn)確。,(3) 嚴(yán)格執(zhí)行崗位經(jīng)濟(jì)責(zé)任制，按時(shí)巡回檢查，做到安全生產(chǎn)。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決處理，解決不了的問題立即上報(bào)小隊(duì)、礦或下泵試驗(yàn)單位。 (4) 摸索合理的熱洗清蠟周期，按制定的熱洗清蠟制度進(jìn)行熱洗，嚴(yán)格控制好熱洗排量和熱洗溫度，并在日?qǐng)?bào)上填好記錄。 (5) 認(rèn)真搞好施工質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)下入不合格的管柱、桿柱、井下工具或不按照施工設(shè)計(jì)書進(jìn)行施工時(shí)，有權(quán)向上級(jí)業(yè)務(wù)部門反映。 (6) 認(rèn)真作好生產(chǎn)情況分析，應(yīng)經(jīng)常向小隊(duì)提出增產(chǎn)挖潛措施和各種管理措施。 (7) 協(xié)助和配合好有關(guān)人員在機(jī)械采油井上的各種實(shí)驗(yàn)，積極做好新技術(shù)推廣工作。,1、采油工職責(zé) 2、 螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) 3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 4、螺桿泵井巡回檢查制度 5、螺桿泵井取資料與管理,2、螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) (1) 螺桿泵井試抽合格移交后由采油隊(duì)負(fù)責(zé)管理， 包括井場(chǎng)電氣設(shè)備的正常維護(hù)和保養(yǎng)。 (2) 按配產(chǎn)的規(guī)定，充分發(fā)揮油井生產(chǎn)能力，穩(wěn)定生產(chǎn)，時(shí)效達(dá)到95%以上，螺桿泵機(jī)組工作狀況良好，泵效達(dá)到60%以上。 (3) 油井記錄，資料齊全準(zhǔn)確。 (4) 油井管理做到三清、四無、五不漏。地面設(shè)備配件工具齊全完好，井下無落物。,(5) 做好地面減速裝置，電控箱的維護(hù)、保養(yǎng)工作，做到緊固、清潔、潤(rùn)滑、調(diào)整、減少機(jī)械振動(dòng)，延長(zhǎng)使用壽命。 (6) 作好熱洗、加藥、保溫工作，做到安全無事故。 (7) 螺桿泵井的流壓達(dá)到規(guī)定的范圍。 (8) 每個(gè)崗位必須有兩表：螺桿泵井日?qǐng)?bào)表，配產(chǎn)表。,1、采油工職責(zé) 2、 螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) 3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 4、螺桿泵井巡回檢查制度 5、螺桿泵井取資料與管理,3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 (1) 螺桿泵井移交后由采油隊(duì)負(fù)責(zé)管理，做好正常維護(hù)和保養(yǎng)，兩天內(nèi)要加密檢查，注意螺桿泵的運(yùn)行情況和電流變化。 (2) 大排量螺桿泵采用電流記錄卡片的，更換要及時(shí)，每更換一次記錄卡片都須填寫井號(hào)、日期，并對(duì)準(zhǔn)起始時(shí)間，停機(jī)必須注明原因。 (3) 螺桿泵正常運(yùn)行后除特殊情況（如停電、更換盤根等）外，不允許隨便停機(jī)，機(jī)組一旦出現(xiàn)故障自動(dòng)停機(jī)時(shí)，采油工應(yīng)立即上報(bào)主管部門，在弄清故障原因之前，不允許擅自強(qiáng)行啟動(dòng)。 (4) 投產(chǎn)后的螺桿泵應(yīng)在最低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，當(dāng)液面穩(wěn)定后，過載電流最高極限不允許超出正常運(yùn)行的1.2倍，時(shí)間整定不大于10min，變轉(zhuǎn)速后的方法同上。,(5) 開井啟抽前必須先檢查地面管線流程，然后啟動(dòng)機(jī)組，啟動(dòng)后至少觀察10min以上。 (6) 經(jīng)常觀察減速箱的油面，每半年更換一次減速箱內(nèi)齒輪油。 (7) 遇天氣突變（下雪、下雨等）應(yīng)加強(qiáng)檢查，并采取措施嚴(yán)防雨水浸入變速箱及電器設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象，操作人員接近電器設(shè)備，應(yīng)加注意，避免發(fā)生觸電危險(xiǎn)。 (8) 螺桿泵投產(chǎn)后，電源相序不得任意改動(dòng)，若需停機(jī)重整定過載和時(shí)間時(shí)，待機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才能離開現(xiàn)場(chǎng)。停機(jī)維修時(shí)，必須先做好相序標(biāo)記。 (9) 變換轉(zhuǎn)速時(shí)，要檢查三角皮帶的松緊度。,(10) 當(dāng)人為或過載（停電）自動(dòng)停機(jī)時(shí)，裝于減速箱上的防反轉(zhuǎn)裝置可自動(dòng)鎖死抽油桿以防止抽油桿脫扣。檢查人員可慢慢松開鎖緊螺帽，使抽油桿貯存的扭矩釋放，操作時(shí)要注意安全。 (11) 抽油桿出現(xiàn)斷桿或在不同深度脫扣，應(yīng)上160kN以上吊車，用桿柱打撈器打撈，或根據(jù)吊重判斷脫扣深度，當(dāng)指重表稍有下降時(shí)，剎車正轉(zhuǎn)抽油桿上扣對(duì)接，恢復(fù)正常生產(chǎn)。 (12) 確定螺桿泵井熱洗周期，觀察產(chǎn)液量變化， 定期測(cè)動(dòng)液面及觀察電機(jī)電流變化，及時(shí)分析泵的工作狀態(tài)。對(duì)不同的油井制定相應(yīng)的熱洗制度(同抽油機(jī)熱洗井)；對(duì)于無熱洗流程，采用在空心桿內(nèi)或環(huán)空加藥、空心桿內(nèi)下加熱電纜解堵工藝措施。詳見螺桿泵井清、防蠟解堵工藝技術(shù)。,1、采油工職責(zé) 2、 螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) 3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 4、螺桿泵井巡回檢查制度 5、螺桿泵井取資料與管理,4、螺桿泵井巡回檢查制度 (1) 每h必須上井檢查一次，不正常井要加密檢查。 (2) 上井必須帶上常用工具，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，解決不了的問題向小隊(duì)、礦或主管技術(shù)部門匯報(bào)。 (3)螺桿泵井巡回檢查要求：先聽，先看井口及減速箱，電控設(shè)備有無異常，按表7-15內(nèi)容檢查。,表7-15 螺桿泵井巡回檢查內(nèi)容,1、采油工職責(zé) 2、 螺桿泵井標(biāo)準(zhǔn) 3、螺桿泵井的生產(chǎn)管理 4、螺桿泵井巡回檢查制度 5、螺桿泵井取資料與管理,5、螺桿泵井取資料與管理 螺桿泵錄取資料要達(dá)到九全九準(zhǔn)：系指油壓、套壓、動(dòng)液面（流壓）、靜液面（靜壓）、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)速、電流、油氣比、原油含水化驗(yàn)資料全準(zhǔn)。 (1) 油壓、套壓全準(zhǔn)：正常情況下，油壓、套壓每天錄取一次，特殊情況要加密觀察，每月有25天以上（不得連續(xù)缺）壓力資料為全，誤差不超過規(guī)定誤差界限為準(zhǔn)。壓力值應(yīng)在使用壓力表量程的1/32/3 的范圍。壓力表要按檢定周期檢定，并有保證其準(zhǔn)確的措施。,(2) 產(chǎn)量全準(zhǔn)，螺桿泵投產(chǎn)和調(diào)參后5天內(nèi)天天量油，對(duì)措施井要求措施前2天，措施后5天內(nèi)天天量油，以后每5天量油一次，每月必須有8次量油，對(duì)變化比較大的井，要加密量油次數(shù)。達(dá)到上述要求者，量油資料為全。用流量計(jì)量的井每次量油12小時(shí)，選用規(guī)定的不同直徑分離器量油，每次要35次，取平均值； 對(duì)于低產(chǎn)量井（產(chǎn)液量低于10m3/d)，每次量油時(shí)間不少于2小時(shí)，產(chǎn)液在30m3/d以上，量油波動(dòng)不超過5%，產(chǎn)液在30 m3/d以下，量油波動(dòng)不超過2 m3/d，熱洗井待熱洗結(jié)束生產(chǎn)正常時(shí)量油。,(3) 原油含水化驗(yàn)資料全準(zhǔn)：正常見水井每5天取樣一次（與量油同日進(jìn)行）進(jìn)行含水化驗(yàn)分析，含水波動(dòng)不超過5% ；含水在40%以下，化驗(yàn)含水波動(dòng)不超過3%，超差必須重新取樣， 找出波動(dòng)原因。未見水油井每月取樣一次。發(fā)現(xiàn)油井有含水痕跡后，每5天取樣一次進(jìn)行含水化驗(yàn)。取樣時(shí)一律要求在井口取，先放空，見新鮮油后再取樣，一筒樣要分3次取完。 (4) 油氣比全準(zhǔn):每月測(cè)氣2次。對(duì)放套管氣的井，測(cè)氣前10天不得放套管氣（套管氣放進(jìn)干線的井不在此限）。,(5) 動(dòng)液面全準(zhǔn)：根據(jù)油井產(chǎn)能，選泵確定合理轉(zhuǎn)速，螺桿泵投產(chǎn)應(yīng)在最低轉(zhuǎn)速下抽汲井液，視液面波動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速直至合理沉沒度300500m。 每變一次轉(zhuǎn)速需2天測(cè)一次液面直至穩(wěn)定，嚴(yán)防抽干燒泵。穩(wěn)定后每半月測(cè)一次液面，并要求在同日內(nèi)測(cè)產(chǎn)量。記錄轉(zhuǎn)速、電流、油壓、套壓等數(shù)據(jù)，液面資料由測(cè)試單位計(jì)算 。 (6) 電流轉(zhuǎn)速全準(zhǔn)：正常情況下，電流每天錄取一次，轉(zhuǎn)速每個(gè)月測(cè)一次，每月有25天以上資料為全。,(7) 靜液面全準(zhǔn)：每半年至一年測(cè)一次靜液面。 (8) 螺桿泵試驗(yàn)井：新研制的螺桿泵下井試驗(yàn)，應(yīng)由所屬的采油隊(duì)和科研單位共同管理錄取資料，做好螺桿泵下井施工操作與正常管理的質(zhì)量控制。 (9) 各采油廠采油隊(duì)負(fù)責(zé)填寫每口螺桿泵井的生產(chǎn)月報(bào)，并一試三份，在每月30日前分別送交采油廠和有關(guān)單位。,國(guó)內(nèi)外螺桿泵新技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,一、 國(guó)外螺桿泵采油技術(shù) 的新進(jìn)展 1、新型螺桿泵的研制 （1）地面驅(qū)動(dòng)采油單螺桿泵 （2）電動(dòng)潛油單螺桿泵 （3）馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺桿泵 （4）復(fù)合材料螺桿泵,由于轉(zhuǎn)子上人工橡膠的使用,使得修井成本降低了50%。復(fù)合材料定子的抗磨性和抗腐蝕性都有所提高,這就保證了其下井時(shí)間延長(zhǎng)。這種復(fù)合材料的螺桿泵的技術(shù)正在進(jìn)行大范圍的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。下一步的發(fā)展將會(huì)是全復(fù)合材料的定子和轉(zhuǎn)子。 （5）單螺桿液動(dòng)機(jī)-單螺桿泵裝置 （6）多頭螺桿泵 美國(guó)泵服務(wù)有限公司(American Pump Services ,Inc.)研制了螺桿襯套副為45頭的井下采油多頭單螺桿泵。與單頭單螺桿泵相比,多頭螺桿泵大大地減小了泵的幾何尺寸,提高了泵的排量和壓頭,降低了泵的轉(zhuǎn)速,減輕了泵的振動(dòng)。,（7）新型大流量高粘度螺桿泵 （8）無桿螺桿泵系統(tǒng) （9）金屬定子螺桿泵 （10）多瓣螺桿泵,（11） 新型定子襯套副材料 （12）轉(zhuǎn)子的表面處理 在腐蝕和磨蝕性環(huán)境下,表面硼化處理的轉(zhuǎn)子比表面鍍鉻的轉(zhuǎn)子壽命長(zhǎng)得多。試驗(yàn)已證明,在磨蝕性條件下,表面硼化處理的轉(zhuǎn)子壽命是表面鍍鉻轉(zhuǎn)子的5倍。表面具有碳化鎢層的轉(zhuǎn)子也比傳統(tǒng)鍍鉻的轉(zhuǎn)子好得多。目前國(guó)內(nèi)螺桿泵轉(zhuǎn)子的表面處理主要是鍍鉻。 2、螺桿泵配套設(shè)備的研制 （1）抽空控制器,（2）螺桿泵采油系統(tǒng)自動(dòng)控制器 美國(guó)開發(fā)的Bach螺桿泵采油系統(tǒng)自動(dòng)控制器,可以監(jiān)測(cè)油井的抽油狀況,還能根據(jù)預(yù)先編排好的工作程序,使油井抽油的工況參數(shù)與螺桿泵的工作轉(zhuǎn)速總是保持最佳匹配。用常規(guī)螺桿泵采油系統(tǒng)采油時(shí),操作者只能根據(jù)油井的歷史資料及液面高度手動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿泵的工作轉(zhuǎn)速,往往由于井底的流動(dòng)狀態(tài)不能被精確預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)反映到地面,操作者不能準(zhǔn)確地根據(jù)井底流動(dòng)狀態(tài),及時(shí)調(diào)節(jié)螺桿泵的工作轉(zhuǎn)速,這樣不僅不能使螺桿泵處于最優(yōu)狀態(tài)抽油,而且由于油井工況條件的變化,還會(huì)導(dǎo)致螺桿泵采油系統(tǒng)發(fā)生不正常的損壞和磨損,反而增加了采油成本。采用螺桿泵采油系統(tǒng)自動(dòng)控制器,可使螺桿泵采油系統(tǒng)與油井工況條件變化相適應(yīng),在最優(yōu)工況轉(zhuǎn)速條件下實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)合理地抽油,從而提高抽油效率和采油系統(tǒng)的使用壽命,避免采油系統(tǒng)發(fā)生不正常的磨損和損壞現(xiàn)象,減少維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。,螺桿泵采油系統(tǒng)自動(dòng)控制器的工作原理是,通過電壓、電流、工作壓力、效率和動(dòng)液面高度等參數(shù),來監(jiān)測(cè)螺桿泵采油系統(tǒng)的實(shí)際載荷變化。當(dāng)實(shí)際載荷發(fā)生一定范圍的改變時(shí),自動(dòng)控制器可根據(jù)預(yù)先編制的程序,自動(dòng)地調(diào)節(jié)螺桿泵的工作轉(zhuǎn)速,從而改變螺桿泵的排量,以適應(yīng)油井發(fā)生的變化。自動(dòng)控制器的軟件是基于大量動(dòng)態(tài)工作參數(shù)的儲(chǔ)存資料編制的。這些軟件可保證螺桿泵采油系統(tǒng)正常使用的準(zhǔn)確性。,國(guó)內(nèi)螺桿泵采油技術(shù)的新進(jìn)展,1、新型螺桿泵的研制 （1） QLB井下驅(qū)動(dòng)螺桿泵系統(tǒng)的研制 （2）等壁厚定子螺桿泵 基于美國(guó)、加拿大和德國(guó)的有關(guān)等壁厚定子螺桿泵的研究理論，為進(jìn)一步改善常規(guī)螺桿泵使用性能和提高其系統(tǒng)效率大慶油田采油工程研究院科研人員于2001年開始進(jìn)行等壁厚定子螺桿泵的研究工作，目前已成功完成了2套DGLB50014型等壁厚定子螺桿泵的研制。經(jīng)室內(nèi)水力特性檢測(cè)，等壁厚定子螺桿泵技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠大幅度地改善和提高螺桿泵的工作性能。DGLB50014型等壁厚定子螺桿泵現(xiàn)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較短，使用效果有待進(jìn)一步考核。,（3）與常規(guī)螺桿泵的比較 1）結(jié)構(gòu)對(duì)比 常規(guī)螺桿泵定子是由丁腈橡膠澆鑄在鋼體泵筒內(nèi)形成的，襯套內(nèi)表面是雙螺旋曲面，其厚薄不均，這種結(jié)構(gòu)存在著3種不足：一是螺桿泵定子工作時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子摩擦和沖擊的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，而摩擦面的自動(dòng)升溫值比介質(zhì)溫度高幾十度，這種結(jié)構(gòu)熱量主要聚集在橡膠最厚的部分；二是這種熱效應(yīng)會(huì)使定子內(nèi)腔變小，增大了摩擦損失，降低了機(jī)械效率；三是螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)力矩一般不大，但長(zhǎng)時(shí)間靜止后啟動(dòng)力矩卻非常大，為滿載荷工作力矩的23倍，而這種結(jié)構(gòu)定、轉(zhuǎn)子間的過盈配合，可造成螺桿泵啟動(dòng)困難，容易導(dǎo)致定子過早失效。 等壁厚定子螺桿泵采用能滿足定子泵筒尺寸精度及機(jī)械性能的鑄造工藝加工定子泵筒，以金屬取代常規(guī)定子薄厚不均的橡膠基體，或采用成型工藝使定子外觀呈螺旋扭曲狀，僅在內(nèi)腔周圍的金屑表面保留一層薄的橡膠。這種新結(jié)構(gòu)螺桿泵定子只圍繞泵筒內(nèi)基礎(chǔ)鋼體的內(nèi)表面固定很薄的一層合成橡膠(對(duì)比圖見圖6)。,2）性能對(duì)比 等壁厚定子螺桿泵與常規(guī)螺桿泵相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 提高了螺桿泵的工作壽命 提高了泵的工作穩(wěn)定性 提高了系統(tǒng)效率 具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),2、技術(shù)關(guān)鍵 （1）定子泵筒的加工工藝 針對(duì)等壁厚定子外筒的兩種形式，加工工藝一是采用鑄造工藝加工基體為非橡膠的定子泵筒，二是由機(jī)械加工成型外觀呈螺旋扭曲狀的定子泵筒。 （2）定子泵筒的焊接問題 由于受鑄造工藝的限制，鑄造成型的泵筒分幾段加工，然后再用焊接的方法將它們連起來，但困難的是內(nèi)部形線的校對(duì)，解決的途徑是先加工一個(gè)小模芯，用它來校對(duì)形線并進(jìn)行焊接。,3、單螺桿泵井工況診斷系統(tǒng)的研制與應(yīng)用 (1) 診系統(tǒng)組成及工作原理 勝利油田與石油大學(xué)協(xié)作,開發(fā)出了井下單螺桿泵井工況診斷系統(tǒng),并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,取得了較好的效果。 1)單螺桿泵工況診斷系統(tǒng)的組成 單螺桿泵工況診斷系統(tǒng)主要由專用的光桿載荷、扭矩和轉(zhuǎn)速測(cè)試傳感器、信號(hào)傳輸裝置、數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換裝置、以及數(shù)據(jù)采集軟件和螺桿泵采油系統(tǒng)優(yōu)化軟件等組成(見圖15)。,2）單螺桿泵工況診斷系統(tǒng)工作原理 螺桿泵井下桿柱的最大扭矩和拉力均集中在光桿上,桿柱全程受力狀況和變化將在光桿上反映出來。因此該診斷系統(tǒng)利用光桿因受扭矩和軸向拉力而發(fā)生扭轉(zhuǎn)和拉伸變形,發(fā)現(xiàn)螺桿泵系統(tǒng)的工作狀況。傳感器采集到變形信號(hào)之后會(huì)形成一個(gè)與變形位移