螺杆泵应用与常见故障原因分析

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  摘要:螺杆泵采油工艺作为采油工作中最常使用的一种技术,具有诸多技术特点,合理应用螺杆泵采油工艺,不仅可以缩短采油工作时间,还可以保证采油工作效率。本文重点对螺杆泵故障的因素经行了分析,这些因素直接或间接的影响了螺杆泵的工况参数,是导致故障产生的本质因素。
  关键词:螺杆泵,应用,故障,原因
  1.螺杆泵采油装置结构及其工作原理
  螺杆泵采油装置是由井下螺杆泵和地面驱动装置两部分组成。二者由加强级抽油杆作为绕轴,把井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下,从而驱动螺杆泵的转子工作。井下螺杆泵是由一个单头转子和一个双头定子组成,在两件之间形成一个个密闭的空腔,当转子在定子内转动时,这些空腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动,密封腔在排出端消失,同时在吸入端形成新的密封腔,其中被吸入的液体也随着运动由吸入端被推挤到排出端。最终这些封闭腔随转子旋转,从泵入口向出口方向移动,并将液体由进口端推向出口端,排入到管线,举升到地面。
  2 螺杆泵性能特点
  (1)螺杆泵属于容积式泵,液体沿输液元件的轴向均匀、低速流动,是螺杆泵具有独特的优点。
  (2)液体的种类多,粘度范围大,可抽稠油和高含蜡原油。
  (3)适应产量方面,从几立方米到高产的几百立方米均可顺利举升。
  (4)携砂能力强,衬套材料对砂粒等固体杂物有容让性,可抽含砂原油。还具备高气液比处理能力,不发生气锁。
  (5)运动部件少,没有阀件和复杂流道,油流扰动小,水力损失低,泵效达 70%,系统效率达 60%
  (6)流量调节容易,改变地面驱动装置的转速就可实现。
  (7)整套设备易损件少,井口驱动头仅有 1 套需润滑的驱动头,井下设备也只有 1 个移动件,维护方便,运行费用低。
  (8)螺杆泵采油系统的主要缺点是扬程较低。目前,最大清水扬程仅为 2600 米,不能满足深井开采要求。
  3、螺杆泵常见故障表现及解决方法
  3.1管脱
   故障表现:井口不出液,电机工作电流比正常时小得多,油压与套压接近,动液面高于泵挂。验证方法:关闭出油闸门整压,油压不升,泄套压,油压随之下降。从油管正注液体,油、套相通。预防措施:①油管锚按要求锚定牢固;②油管丝扣上紧。
  3.2杆脱
   故障表现:井口不出液,电机工作电流比正常时小得多,油压与套压不同,动液面高于泵挂。判断方法:①井口鳖压,油压不升,泄套压,油压无变化。②驱动头无防反转机构时,停机光杆不反转,驱动头下端口有被防跳方卡碰撞的痕迹。③正注液体,注人量很少,泵压直線上升,停泵观察,泵压不降。 预防措施:①选用的抽油杆丝扣抗拉强度足够大;②抽油杆人井时丝扣擦干净,上紧;③螺杆泵首次开机前或生产中途停机较长时间后再次开机前,应当用轻质热油反洗井,将油管内死油洗出,降低杆柱启动扭矩;④当原油的粘度较大时,采用多次启动法启动螺杆泵,即头次启动让螺杆一动就停机;然后再启动,让螺杆旋转起来就停机;接着再次启动,让螺杆泵旋转数圈停机。如果电流正常,可启动螺杆泵进行生产;⑤掺稀采油也是减少杆脱发生的一种有效方法,即从油套环空注人降粘剂,降低原油粘度。⑥保证地层供液跟得上泵的排量,防止泵空抽()
  3.3杆断
   杆断后故障表现同杆脱一样,判断方法也一样。预防措施除了同杆脱故障一样外,还应做到:①选用扭矩足够大的抽油杆,在满足抗拉强度的条件下,尽量选择空心抽油杆。因空心抽油杆的最大扭矩是同直径实心抽油杆的2}5倍;②防止受伤、变形的抽油杆人井;
  ③选用正规厂家的产品,避免不同心的空心抽油杆人井。
  3.4管柱漏失
   螺杆泵正式投产前都要进行井口鳖压,以检验管柱的密封性,合格后才能投产。随着生产的进行,管柱可能会出现漏失。故障表现:油压下降,产液量下降,电机工作电流正常。验证方法:①井口整压,油压上升较慢,停机观察,油压缓慢下降。②探液面,动液面在正常位置(漏失前的动液面)。预防措施:①防止腐蚀穿孔的油管人井;②防止人井油管丝扣有损伤,丝扣上紧,以防生产过程发生松扣;③定子和转子人井前要检查,防止磨损严重的定子和转子人井;④出砂严重的井要有防砂措施,防止定子橡胶磨损过快。⑤防止在高含玩S的井中使用。
  3.5定子失效
   定子橡胶掉块、脱胶都会导致定子失效。故障表现:泵的实际排量远小于理论排量,甚至不出液,电机工作电流接近正常。验证方法:①井口整压,油压上升很慢或不升,正注油、套不通;②探液面,动液面远远高于泵挂。预防措施:定子橡胶掉块、脱胶一般是泵的质量问题,应从购货环节上加以预防。
  4螺杆泵现场维护管理技术
  4.1试运转初期的日常管理
   每天测量一次液位,直至动态液位稳定;第一天运行时,观察电流3次以上,并做好记录。从第二天开始,每天观察1-2次;直到电流稳定;每天观察方夹、光杆位置变化,皮带是否松动打滑,井口出液温度、井口压力;根据平滑杆密封调整的规定,在启动和运行过程中,密封件不得压紧。此时,井液尚未到达地面,应涂抹足够的黄油,以防干磨。只有当井液到达地面且密封处有油时,才能进行调整。调整应无泄漏,不得过紧,以免能量损失;每天测量两次油量,观察液体输出量,直到生产正常为止。
  4.2提高技术操作水平
   采油机械中螺杆泵的应用在一定程度上改变了传统采油方式,但是在实际应用过程中,技术人员的操作技能和水平还是会对螺杆泵的应用造成一定影响。在采油现场,部分技术人员因为对螺杆泵缺乏足够的熟悉和了解,会出现误操作等问题,这就会增加螺杆泵磨损或者损坏风险。 同时,技术人员操作技能不足也会影响采油机械工作效率, 不能够将其作用充分发挥出来。
  5结束语
   随着对螺杆泵采油技术的认识不断加深及操作技术的提高,大面积推广使用螺杆泵采油,不断完善螺杆泵配套工艺,同时针对螺杆泵在油田生产中出现的问题,及时检修,排除故障,达到原油增产、提高采油效率的目的。
  参考文献:
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  [2] 张震.螺杆泵常见故障原因分析[J].科技与企业.2014(16).384
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