螺桿泵應(yīng)用與常見故障維修技術(shù)

高琪琪 張悅 張曉磊

【摘要】螺桿泵采油是近些年發(fā)展起來的一種先進(jìn)的采油工藝技術(shù)，隨著油田開發(fā)的不斷深入，螺桿泵獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)在油田生產(chǎn)中的作用越來越明顯，已經(jīng)成為油田的主要舉升方式之一。本文主要從螺桿泵的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和設(shè)備運(yùn)行管理兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)備;螺桿泵;應(yīng)用管理

一、螺桿泵的工作原理

螺桿泵又叫漸進(jìn)式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，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)舉升作用。按照螺旋方向向排出端移動(dòng)。由于密封腔室的不斷形成、推移和消失，使物料通過一個(gè)一個(gè)密封腔室從吸入端推擠到排出端。因?yàn)槁輻U轉(zhuǎn)速是恒定的，密封腔室的推移速度也是恒定的，理論上螺桿泵的流量均勻，不存在波動(dòng)。

二、螺桿泵應(yīng)用中的常見問題

螺桿泵雖然有運(yùn)行平穩(wěn)無脈沖等優(yōu)點(diǎn)，但也有低轉(zhuǎn)速，不耐高溫等限制，會(huì)在使用中遇到一些問題，見表1。

三、螺桿泵常見故障的解決方法

（一）管脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機(jī)工作電流比正常時(shí)小得多，油壓與套壓接近，動(dòng)液面高于泵掛。驗(yàn)證方法：關(guān)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(yù)防措施：①油管錨按要求錨定牢固;②油管絲扣上緊。

（二）桿脫

故障表現(xiàn)：井口不出液，電機(jī)工作電流比正常時(shí)小得多，油壓與套壓不同，動(dòng)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(qū)動(dòng)頭無防反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)，停機(jī)光桿不反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)頭下端口有被防跳方卡碰撞的痕跡。③正注液體，注入量很少，泵壓直線上升，停泵觀察，泵壓不降。

預(yù)防措施：①選用的抽油桿絲扣抗拉強(qiáng)度足夠大;②抽油桿人井時(shí)絲扣擦干凈，上緊;③螺桿泵首次開機(jī)前或生產(chǎn)中途停機(jī)較長時(shí)間后再次開機(jī)前，應(yīng)當(dāng)用輕質(zhì)熱油反洗井，將油管內(nèi)死油洗出，降低桿柱啟動(dòng)扭矩;④當(dāng)原油的粘度較大時(shí)，采用多次啟動(dòng)法啟動(dòng)螺桿泵，即頭次啟動(dòng)讓螺桿一動(dòng)就停機(jī);然后再啟動(dòng)，讓螺桿旋轉(zhuǎn)起來就停機(jī);接著再次啟動(dòng)，讓螺桿泵旋轉(zhuǎn)數(shù)圈停機(jī)。如果電流正常，可啟動(dòng)螺桿泵進(jìn)行生產(chǎn);⑤摻稀采油也是減少桿脫發(fā)生的一種有效方法，即從油套環(huán)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。

（三）桿斷

桿斷后故障表現(xiàn)同桿脫一樣，判斷方法也一樣。預(yù)防措施除了同桿脫故障一樣外，還應(yīng)做到：①選用扭矩足夠大的抽油桿，在滿足抗拉強(qiáng)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(shí)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(guī)廠家的產(chǎn)品，避免不同心的空心抽油桿入井。

（四）管柱漏失

螺桿泵正式投產(chǎn)前都要進(jìn)行井口鱉壓，以檢驗(yàn)管柱的密封性，合格后才能投產(chǎn)。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，管柱可能會(huì)出現(xiàn)漏失。故障表現(xiàn)：油壓下降，產(chǎn)液量下降，電機(jī)工作電流正常。

驗(yàn)證方法：①井口整壓，油壓上升較慢，停機(jī)觀察，油壓緩慢下降。②探液面，動(dòng)液面在正常位置（漏失前的動(dòng)液面）。預(yù)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(chǎn)過程發(fā)生松扣;③定子和轉(zhuǎn)子入井前要檢查，防止磨損嚴(yán)重的定子和轉(zhuǎn)子人井;④出砂嚴(yán)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。

（五）定子失效

定子橡膠掉塊、脫膠都會(huì)導(dǎo)致定子失效。故障表現(xiàn)：泵的實(shí)際排量遠(yuǎn)小于理論排量，甚至不出液，電機(jī)工作電流接近正常。驗(yàn)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(dòng)液面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于泵掛。預(yù)防措施：定子橡膠掉塊、脫膠一般是泵的質(zhì)量問題，應(yīng)從購貨環(huán)節(jié)上加以預(yù)防。

（六）結(jié)蠟

故障表現(xiàn)：油壓正常，排量正常，電流明顯高于正常電流。判斷方法：井口整壓，油壓上升正常，回壓下降很快;停機(jī)觀察，油壓不降。預(yù)防措施：定期用熱油反洗井清蠟或采用磁防管柱。

（七）輸油管線堵

故障表現(xiàn)：油壓明顯升高，排量降低，電流明顯高于正常電流。判斷方法：井口整壓，油壓上升正常，回壓不降;停機(jī)觀察，油壓不降。預(yù)防措施：定期用熱油清洗輸油管線或采用保溫措施對(duì)管線進(jìn)行加熱保溫。

四、螺桿泵現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理技術(shù)

（一）試運(yùn)轉(zhuǎn)初期的日常管理

每天測(cè)液面一次，直至動(dòng)液面穩(wěn)定;第一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)觀察電流3次以上，并做好記錄，第二天開始，每天觀察1～2次;直至電流穩(wěn)定;每天觀察方卡子與光桿位置變化，皮帶是否松弛打滑以及井口出液溫度，井口壓力大小;光桿密封調(diào)整規(guī)定，開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不應(yīng)壓緊密封件，此時(shí)井液尚未到達(dá)地面，應(yīng)打足黃油，防止干磨，待井液上到地面，密封處有油時(shí)，方可進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)以不漏為準(zhǔn)，切勿過緊，以免能量損失;每日量油兩次，觀察出液情況，直至生產(chǎn)正常。

（二）日常的開、關(guān)機(jī)操作及巡井檢查管理

開機(jī)操作：合上空氣開關(guān)，按下電控箱啟動(dòng)按鈕，即可實(shí)現(xiàn)啟機(jī);啟機(jī)后檢查。

停機(jī)操作：保證人員撤離到控制柜一側(cè)距井口20米以外的安全范圍內(nèi)。按下電控箱停機(jī)按鈕，拉下空氣開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)停機(jī)。變頻控制柜停機(jī)時(shí)先將調(diào)整旋鈕慢慢調(diào)零后，再按下停止按鈕。若發(fā)現(xiàn)井口反轉(zhuǎn)較快，如大排量螺桿泵或者下泵較深的油井停機(jī)時(shí)，反轉(zhuǎn)扭矩較大，按下停止按鈕后，應(yīng)立即遠(yuǎn)離井口，等反扭矩完全釋放掉，才能靠近。不明原因停機(jī)時(shí)，一定注意分析出現(xiàn)故障原因，尤其是出砂井、卡泵井，重新開機(jī)時(shí)切不能把保護(hù)電流調(diào)大強(qiáng)行開機(jī)，否則易造成飛車。注意觀察光桿是否反轉(zhuǎn)。

日常維護(hù)管理-巡井檢查：正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，應(yīng)該定期上井全面檢查，做好日常保養(yǎng)維護(hù)工作。

五、認(rèn)識(shí)與結(jié)論

螺桿泵的應(yīng)用是油田特高含水開發(fā)期舉升工藝優(yōu)化的有益補(bǔ)充，并且為注聚區(qū)塊的開發(fā)及后續(xù)水驅(qū)高液面井提液提供了經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)手段。配套技術(shù)是用好螺桿泵舉升技術(shù)推廣的關(guān)鍵，尤其是桿、管優(yōu)化配套技術(shù)的應(yīng)用大大延長了油井免修期，提高了系統(tǒng)可靠性，雖然短期投入增加，但從長遠(yuǎn)看經(jīng)濟(jì)效益明顯。

作者簡(jiǎn)介：

高琪琪（1989-），山東省東營人，大學(xué)本科，助級(jí)工程師。