螺桿泵采油技術的改進和應用的若干思考

范廣振（遼河油田分公司興隆臺工程技術處 遼寧 盤錦 124010）

螺桿泵屬于一個容積式轉子泵，主要依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化進行液體的吸入與排出。根據具體的螺桿數目，螺桿泵共存在單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵幾種類型。螺桿泵的特征之處在于流量平穩、具備自吸能力、工作可靠、效率高、噪聲低、使用壽命長，以及輸送介質過程中不會產生渦流情況，對介質的粘性不敏感，能對較高粘度的介質有效輸送。

一、螺桿泵采油技術運行中存在的問題

1.磨損井方面的問題

在觀察了磨損井的磨損面積后得出，主要由某一深度而引起螺桿泵井桿管出現磨損現象，從該深度以下發生了磨損，而且磨損越朝下發展，磨損率就會越來越大。實踐調查證明，一般導致磨損現象出現的地方均處于中下部，從中下部開始就存在桿管磨損問題的井占到了百分之八十之多。比如，某單位中磨損井達到了五十口，以桿結構為出發點，空心桿比實心桿磨損率高，因此空心桿磨損更加嚴重。關于轉動速度方面，轉動速度快的井比轉動速度較慢的井磨損率更高。只有百分之三的井的轉動速度未超過100r／rain，因此相較于轉動速率較低的井。轉動速度較快的井存在更顯著的磨損程度。關于磨損方面，抽油桿位于油管壁上，其中一側有著明顯的磨損率，導致油管管體被磨出裂縫；井桿和管壁出現了由于圓周而磨損的跡象，但磨損最為嚴重的要屬其桿箍位置。

2.桿管磨損方面的問題

從轉子偏心運動理論角度上找出引起桿管磨損的具體原因。轉子和與轉子相連的底部抽油桿實施偏心旋轉運動完全由桿泵的結構與轉子的偏心運動特征所決定。實際中，轉子偏心達到了三到十毫米，引起該現象的原因是油管與抽油桿之間的環空太過于狹窄，若不及時通過匹配高效的措施進行處理，就會導致部抽油桿與油管間磨損情況的發生。

從離心慣性力作用角度上深入細致的分析了引起桿管磨損的具體原因。桿柱中的質量中心與豎直井筒中的幾何中心線之間出現了一定的偏離，旋轉過程中，常常會由于質量偏心而產生的離心慣性力會造成桿柱彎曲變形，倘若桿柱彎曲撓度已等同于油管與桿柱的徑向間隙，桿柱將和油管間發生摩擦。旋轉過程中的桿柱的軸向力在井的進一步深入下慢慢降低。如果實際發生了橫向力作用，那么桿柱彎曲情況在所難免，而且桿柱在彎曲和拉壓剛度下存在一定的彈性恢復力。隨著井深越來越深以及桿柱長度較大時，桿柱不會出現較大的彎曲與拉壓剛度，這樣就不用判斷公轉和自轉兩者間的差異性，從而清楚的知道桿柱中心線的弓形面將經地面轉速圍繞井筒中心線進行旋轉作業。此時，檢查泵過程中就能明顯的看到桿在管壁上有因圓周磨損而帶來的跡象。螺桿泵實踐運行時，由于離心慣性力而造成的彎矩與轉速和兩扶正器之間的距離成正比關系，即轉速與扶正器之間的距離會對彎矩造成巨大的影響。若轉動速度快，并且未安裝相應的扶正器或扶正器數量少，那么在離心慣性力作用下將會產生更多的彎矩，進而導致桿柱彎曲，桿、管嚴重磨損情況。

二、螺桿泵采油技術的應用改進措施

1.通過螺桿泵電加熱系統防脫斷技術對螺桿泵井桿柱脫斷加以改進

首先，合理安裝阻尼式液壓驅動裝置，以保證較高的防脫斷水平，此類型的裝置存在雙液壓剎車系統，停機后，無需人工進行任何操作，光桿扭矩會自動的逐漸釋放，恢復到自然狀態后停止。其次，對于電加熱抽油桿，應首選錐形絲扣的螺紋，相較于普通的抽油桿，其多出三扣，O型圈實際能在溫度為一百五十度的情況下運行，不僅使得螺桿泵電加熱抽油桿的防脫斷水平進一步增強，而且密封性也得到了提高。最后，通過燉杵、摩擦焊這兩類形式進行電加熱抽油桿的制造，中頻調質處理后，使得電加熱抽油壁達到了五到六毫米的厚度，接頭外徑達到了五六十毫米，抽油桿的防脫斷能力水平有效提高。

2.優化下泵參數，促進螺桿泵正常運行

為了使螺桿泵運行的有效性與有序性，應明確具體科學的下泵參數。為了嚴防桿、管磨損現象，降低桿的斷脫率，應對扭矩、彎矩、共振予以適當的降低。為了達到上述種種目的，要求螺桿泵運行過程中應時常處于中低轉動速度狀態下。所以對下泵實際設計時，必須充分考慮油井的產能及供排要求，用較低的轉動速度來選擇匹配的泵型。

3.其它配套技術改進

將匹配的單流閥安裝于井下合適部位，以提高桿柱的防脫斷能力。并且螺桿泵吸入口相應位置處也必須存在單流閥，這樣能夠使作用于桿柱上的反轉勢能進一步降低，避免較快的反轉速度，防止地面驅動裝置防反轉系統存在過高的運行負荷。螺桿泵停運時，單流閥啟動，使得油管內高壓液體難以通過較低的速度流回到井底中，或者高壓液體回流過程中沒有桿柱反轉的情況。

科學有效設計內扣光桿螺桿泵驅動桿，一般的光桿上部以外螺紋口為主，在完成完井提防沖距后，井口具體遺留高度通常達到了1到1.5左右（預留卡子達到了0.2m的高度，提防沖距達到了0.8到1.4m），倘若存在較快的轉動速度，將會導致上部光桿彎曲、斷裂情況，帶來嚴重的安全隱患問題，因此對內扣光桿設計必須遵循合理性原則，采用匹配有效的提撈桿，完井中桿柱到位后，光桿頂部要留在井內，利用相應的提撈桿科學合理的改進防沖距，保證光桿遺留高度處于0.3m完井，以提高工作場所的安全性。

結論

綜上所述可知，引起螺桿泵井桿、井管磨損情況的原因是兩者接觸載荷而致，對采油作業效率造成不小的影響，阻礙了企業經濟效益的提升。所以必須深入分析螺桿泵采油技術作業中存在的問題，并積極探討螺桿泵采油技術的應用改進措施，從而使其更加的完善和更好的應用。

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