螺桿泵驅動裝置存在問題及改進措施

林新立 高好勇

（1.勝利油田魯明濟北公司,山東 東營257000；2.勝利油田魯明公司物資裝備部，山東 東營257000）

1 魯明濟北公司抽油螺桿泵使用現狀

螺桿泵采油技術因其設備結構簡單、地面占用空間小、噪聲低、日常管理簡單并且高效、節能而廣為使用。濟北公司目前的曲9管三塊針對稠油、高含砂、含氣的原油特性及對低產油井的開采需要，逐漸在39口油井上推廣使用。但是，由于其結構設計及工況載荷等方面存在問題，出現機油變質周期短，運行溫度高，振動大，故障率高，維修頻次多，影響開井時率和維修費用高現象。2015年以來，外協維修17臺次，維修費用13萬元。該公司39臺螺桿泵原值在304萬元，如果以目前狀況進行維修、更換，將耗資近300多萬元。

在濟北公司的使用、保養和維修中，發現驅動裝置運行中經常出現以下幾類問題：第一，輸入軸油封漏油；第二，輸入軸推力軸承易損壞；第三，驅動頭齒輪箱內上下軸承易損壞；第四，驅動頭內機油易變質，含塵埃、砂粒、金屬磨粒、油泥等。

2 存在問題及原因分析

2.1 輸入軸油封漏油

由于該螺桿泵的動力輸入是依靠外部電機通過皮帶實現的，油井負荷變化過大等因素導致皮帶輪在運轉過程中出現徑向震動，使該驅動裝置油封在使用一段時間后出現漏油現象。

原因：負荷變化大，運轉不平穩。輸入軸軸承定位不合理，導致軸承間隙變化大，出現油封漏油現象。

解決方法：應根據產液量情況調整驅動裝置功率大小，進行合理配置，減小負荷變化導致的運行不平穩，延長油封的使用壽命。

2.2 輸入軸推力軸承潤滑不好導致軸間隙過大，軸承損壞

輸入軸推力軸承損壞情況

輸入軸錐型齒輪潤滑情況

新推力軸承

輸入軸錐型齒輪

原因分析：該推力軸承為2個相對使用軸承，間距較小，軸向力偏置較大導致軸承受力不均勻且潤滑空間小。在高速運轉時，潤滑空間受限，軸承滾珠磨損不一致導致間隙越來越大，最后甚至出現軸承塌架損壞，導致驅動頭大修，影響正常生產。

解決辦法：通過和廠家結合，改良軸承間距，使其得到更好的潤滑，減小軸向力偏置。

2.3 驅動頭齒輪箱內上下軸承損壞

錐齒輪軸承架損壞情況

錐齒輪軸承架損壞情況

下部錐齒輪軸承損壞

錐齒輪外圈磨蝕情況

新驅動頭上端軸承只涂抹黃油

上部軸承缺少潤滑損壞

原因分析：減速箱采用弧齒錐齒輪傳動，承載能力要求較高，下部軸承受井下載荷較大，磨損較快，金屬磨粒生成較多，致使軸承磨損較快。再加上上部軸承出廠時只是簡單地使用黃油潤滑，無法實現機油潤滑，運轉一定時間軸承發熱，黃油融化后下落至減速箱內。不但造成上部軸承干磨，極易造成軸承塌架，而且使得潤滑油粘度增高，潤滑不良導致下承載軸承也受到一定程度的影響。

2.4 驅動頭內機油易變質，含塵埃、砂粒、金屬磨粒、油泥等。

驅動頭潤滑油變質情況

錐齒輪軸承損壞

驅動頭傘齒輪軸承座磨蝕

驅動頭上端蓋油封

原因分析：由于螺桿泵使用條件惡劣，暴露在野外，再加上驅動頭密封不好，非常容易進入大量灰塵、砂粒等雜物，使潤滑油受到一定程度的污染，導致潤滑油的性能被破壞。減速箱內溫度變化較大，周圍潮濕空氣進入后易出現水凝成滴現象，導致潤滑油乳化變質，腐蝕機件，使軸承磨損加劇，金屬磨粒增加，縮短軸承使用壽命。

新驅動頭上端軸承只涂抹黃油

上端軸承黃油失效后得不到潤滑

3 改進措施

3.1 在光桿卡子處加裝擋雨盤和防水堰

從根本上解決雨水、灰塵的進入，確保該驅動頭潤滑油的高質量、高效率使用。在日常維護保養過程中，做好驅動頭的內部清洗工作，及時更換潤滑油，定時洗井降低負荷，從而延長各部軸承的使用壽命，提高其經濟效益。如下圖所示。

零配件價格

驅動頭軸承損壞需要維修時要聯系廠家，現場處理幾乎無法實現，更換時停井時間長，油井時率受影響，且維護費用高。從上表可看出維修一臺平均需材料費用4 403元，廠家維修一臺大概費用在8 000元左右。我公司39臺，如果維修一遍大概需要32萬元左右。而加裝多級給油裝置或直流電子泵及擋水盤、防水堰只需要1 960元，單臺可節約6 000元左右，總共可節約78 000元左右，同時提高油井時率，經濟效益還是相當可觀的。

3.2 加裝供油裝置

3.2.1 加裝離心式甩油盤

圖片如下。通過及時檢查更換潤滑油和合理進行結構設計,在減速箱中加裝獨特的多級給油裝置結構,使潤滑油經過分級甩油片將潤滑油逐步甩至上部軸承，確保該軸承得到充分潤滑，從而解決減速器輸出軸上部軸承的潤滑問題，延長兩處軸承的使用壽命。

3.2.2 加裝時間繼電器控制的直流泵

供油泵圖片如下：

加裝直流泵供油裝置后的驅動頭

外接時間繼電器實現定時供油潤滑

通過在驅動頭減速箱體放油絲堵處加裝直流泵供油裝置，由時間繼電器控制，定時將驅動頭內的機油通過連接管循環至上部軸承（由加油口處流下），對上部軸承供機油進行潤滑。使該軸承得到充分潤滑，從而延長上部軸承的使用壽命，減少對潤滑油及下部軸承的影響，減少該驅動裝置的維修，保證油井的正常生產。

4 結語

上文分析了螺桿泵地面驅動裝置出現故障的原因及相應的解決措施，通過現場加裝防塵、防水堰和供油裝置，在實際生產中取得了良好的效果。改善了驅動頭的防水、防塵環境，使機油不易發生乳化、變質現象，保證了潤滑油性能，確保軸承得到良好的潤滑，從而解決了驅動頭目前生產中存在的問題。延長了公司螺桿泵整體使用壽命，減少了設備的維護時間及一線工人的勞動強度，大大減少了維修費用，提高了油井時率，使油井在更合理的工況下運行，保證油井安全生產。

使用單位應對一保、二保做好現場監控，提高目前設備維護管理及潤滑油管理水平，做好日常機油更換、維護工作。從人員管理著手引導至設備管理，落實交接班制度，重視現場保養細節，素質提升及現場學習方面做好培訓工作，齊抓共管，提高設備管理水平。

［1］孫志柱.螺桿泵在油田生產中的應用[J］.中國科技博覽，2013（27）：27-31.