螺桿泵應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，具有諸多技術特點，合理應用螺桿泵采油工藝，不僅可以縮短采油工作時間，還可以保證采油工作效率。本文重點對螺桿泵故障的因素經行了分析，這些因素直接或間接的影響了螺桿泵的工況參數，是導致故障產生的本質因素。

關鍵詞：螺桿泵，應用，故障，原因

1.螺桿泵采油裝置結構及其工作原理

螺桿泵采油裝置是由井下螺桿泵和地面驅動裝置兩部分組成。二者由加強級抽油桿作為繞軸，把井口驅動裝置的動力通過抽油桿的旋轉運動傳遞到井下，從而驅動螺桿泵的轉子工作。井下螺桿泵是由一個單頭轉子和一個雙頭定子組成，在兩件之間形成一個個密閉的空腔，當轉子在定子內轉動時，這些空腔沿軸向由吸入端向排出端方向運動，密封腔在排出端消失，同時在吸入端形成新的密封腔，其中被吸入的液體也隨著運動由吸入端被推擠到排出端。最終這些封閉腔隨轉子旋轉，從泵入口向出口方向移動，并將液體由進口端推向出口端，排入到管線，舉升到地面。

2 螺桿泵性能特點

（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，是螺桿泵具有獨特的優點。

（2）液體的種類多，粘度范圍大，可抽稠油和高含蠟原油。

（3）適應產量方面，從幾立方米到高產的幾百立方米均可順利舉升。

（4）攜砂能力強，襯套材料對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，不發生氣鎖。

（5）運動部件少，沒有閥件和復雜流道，油流擾動小，水力損失低，泵效達 70%，系統效率達 60%

（6）流量調節容易，改變地面驅動裝置的轉速就可實現。

（7）整套設備易損件少，井口驅動頭僅有 1 套需潤滑的驅動頭，井下設備也只有 1 個移動件，維護方便，運行費用低。

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

3、螺桿泵常見故障表現及解決方法

3.1管脫

故障表現：井口不出液，電機工作電流比正常時小得多，油壓與套壓接近，動液面高于泵掛。驗證方法：關閉出油閘門整壓，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：井口不出液，電機工作電流比正常時小得多，油壓與套壓不同，動液面高于泵掛。判斷方法：①井口鱉壓，油壓不升，泄套壓，油壓無變化。②驅動頭無防反轉機構時，停機光桿不反轉，驅動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。 預防措施：①選用的抽油桿絲扣抗拉強度足夠大;②抽油桿人井時絲扣擦干凈，上緊;③螺桿泵首次開機前或生產中途停機較長時間后再次開機前，應當用輕質熱油反洗井，將油管內死油洗出，降低桿柱啟動扭矩;④當原油的粘度較大時，采用多次啟動法啟動螺桿泵，即頭次啟動讓螺桿一動就停機;然后再啟動，讓螺桿旋轉起來就停機;接著再次啟動，讓螺桿泵旋轉數圈停機。如果電流正常，可啟動螺桿泵進行生產;⑤摻稀采油也是減少桿脫發生的一種有效方法，即從油套環空注人降粘劑，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

桿斷后故障表現同桿脫一樣，判斷方法也一樣。預防措施除了同桿脫故障一樣外，還應做到：①選用扭矩足夠大的抽油桿，在滿足抗拉強度的條件下，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選用正規廠家的產品，避免不同心的空心抽油桿人井。

3.4管柱漏失

螺桿泵正式投產前都要進行井口鱉壓，以檢驗管柱的密封性，合格后才能投產。隨著生產的進行，管柱可能會出現漏失。故障表現：油壓下降，產液量下降，電機工作電流正常。驗證方法：①井口整壓，油壓上升較慢，停機觀察，油壓緩慢下降。②探液面，動液面在正常位置（漏失前的動液面）。預防措施：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，以防生產過程發生松扣;③定子和轉子人井前要檢查，防止磨損嚴重的定子和轉子人井;④出砂嚴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、脫膠都會導致定子失效。故障表現：泵的實際排量遠小于理論排量，甚至不出液，電機工作電流接近正常。驗證方法：①井口整壓，油壓上升很慢或不升，正注油、套不通;②探液面，動液面遠遠高于泵掛。預防措施：定子橡膠掉塊、脫膠一般是泵的質量問題，應從購貨環節上加以預防。

4螺桿泵現場維護管理技術

4.1試運轉初期的日常管理

每天測量一次液位，直至動態液位穩定;第一天運行時，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;直到電流穩定;每天觀察方夾、光桿位置變化，皮帶是否松動打滑，井口出液溫度、井口壓力;根據平滑桿密封調整的規定，在啟動和運行過程中，密封件不得壓緊。此時，井液尚未到達地面，應涂抹足夠的黃油，以防干磨。只有當井液到達地面且密封處有油時，才能進行調整。調整應無泄漏，不得過緊，以免能量損失;每天測量兩次油量，觀察液體輸出量，直到生產正常為止。

4.2提高技術操作水平

采油機械中螺桿泵的應用在一定程度上改變了傳統采油方式，但是在實際應用過程中，技術人員的操作技能和水平還是會對螺桿泵的應用造成一定影響。在采油現場，部分技術人員因為對螺桿泵缺乏足夠的熟悉和了解，會出現誤操作等問題，這就會增加螺桿泵磨損或者損壞風險。 同時，技術人員操作技能不足也會影響采油機械工作效率， 不能夠將其作用充分發揮出來。

5結束語

隨著對螺桿泵采油技術的認識不斷加深及操作技術的提高，大面積推廣使用螺桿泵采油，不斷完善螺桿泵配套工藝，同時針對螺桿泵在油田生產中出現的問題，及時檢修，排除故障，達到原油增產、提高采油效率的目的。

參考文獻：

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