螺桿泵采油技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用的若干思考

范廣振（遼河油田分公司興隆臺(tái)工程技術(shù)處 遼寧 盤錦 124010）

螺桿泵屬于一個(gè)容積式轉(zhuǎn)子泵，主要依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化進(jìn)行液體的吸入與排出。根據(jù)具體的螺桿數(shù)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(wěn)、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(zhì)過程中不會(huì)產(chǎn)生渦流情況，對(duì)介質(zhì)的粘性不敏感，能對(duì)較高粘度的介質(zhì)有效輸送。

一、螺桿泵采油技術(shù)運(yùn)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(xiàn)磨損現(xiàn)象，從該深度以下發(fā)生了磨損，而且磨損越朝下發(fā)展，磨損率就會(huì)越來越大。實(shí)踐調(diào)查證明，一般導(dǎo)致磨損現(xiàn)象出現(xiàn)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(dá)到了五十口，以桿結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，空心桿比實(shí)心桿磨損率高，因此空心桿磨損更加嚴(yán)重。關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)速度方面，轉(zhuǎn)動(dòng)速度快的井比轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢的井磨損率更高。只有百分之三的井的轉(zhuǎn)動(dòng)速度未超過100r／rain，因此相較于轉(zhuǎn)動(dòng)速率較低的井。轉(zhuǎn)動(dòng)速度較快的井存在更顯著的磨損程度。關(guān)于磨損方面，抽油桿位于油管壁上，其中一側(cè)有著明顯的磨損率，導(dǎo)致油管管體被磨出裂縫；井桿和管壁出現(xiàn)了由于圓周而磨損的跡象，但磨損最為嚴(yán)重的要屬其桿箍位置。

2.桿管磨損方面的問題

從轉(zhuǎn)子偏心運(yùn)動(dòng)理論角度上找出引起桿管磨損的具體原因。轉(zhuǎn)子和與轉(zhuǎn)子相連的底部抽油桿實(shí)施偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完全由桿泵的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動(dòng)特征所決定。實(shí)際中，轉(zhuǎn)子偏心達(dá)到了三到十毫米，引起該現(xiàn)象的原因是油管與抽油桿之間的環(huán)空太過于狹窄，若不及時(shí)通過匹配高效的措施進(jìn)行處理，就會(huì)導(dǎo)致部抽油桿與油管間磨損情況的發(fā)生。

從離心慣性力作用角度上深入細(xì)致的分析了引起桿管磨損的具體原因。桿柱中的質(zhì)量中心與豎直井筒中的幾何中心線之間出現(xiàn)了一定的偏離，旋轉(zhuǎn)過程中，常常會(huì)由于質(zhì)量偏心而產(chǎn)生的離心慣性力會(huì)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(fā)生摩擦。旋轉(zhuǎn)過程中的桿柱的軸向力在井的進(jìn)一步深入下慢慢降低。如果實(shí)際發(fā)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(fù)力。隨著井深越來越深以及桿柱長度較大時(shí)，桿柱不會(huì)出現(xiàn)較大的彎曲與拉壓剛度，這樣就不用判斷公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)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(jīng)地面轉(zhuǎn)速圍繞井筒中心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)作業(yè)。此時(shí)，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(shí)踐運(yùn)行時(shí)，由于離心慣性力而造成的彎矩與轉(zhuǎn)速和兩扶正器之間的距離成正比關(guān)系，即轉(zhuǎn)速與扶正器之間的距離會(huì)對(duì)彎矩造成巨大的影響。若轉(zhuǎn)動(dòng)速度快，并且未安裝相應(yīng)的扶正器或扶正器數(shù)量少，那么在離心慣性力作用下將會(huì)產(chǎn)生更多的彎矩，進(jìn)而導(dǎo)致桿柱彎曲，桿、管嚴(yán)重磨損情況。

二、螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)措施

1.通過螺桿泵電加熱系統(tǒng)防脫斷技術(shù)對(duì)螺桿泵井桿柱脫斷加以改進(jìn)

首先，合理安裝阻尼式液壓驅(qū)動(dòng)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(tǒng)，停機(jī)后，無需人工進(jìn)行任何操作，光桿扭矩會(huì)自動(dòng)的逐漸釋放，恢復(fù)到自然狀態(tài)后停止。其次，對(duì)于電加熱抽油桿，應(yīng)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(shí)際能在溫度為一百五十度的情況下運(yùn)行，不僅使得螺桿泵電加熱抽油桿的防脫斷水平進(jìn)一步增強(qiáng)，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(jìn)行電加熱抽油桿的制造，中頻調(diào)質(zhì)處理后，使得電加熱抽油壁達(dá)到了五到六毫米的厚度，接頭外徑達(dá)到了五六十毫米，抽油桿的防脫斷能力水平有效提高。

2.優(yōu)化下泵參數(shù)，促進(jìn)螺桿泵正常運(yùn)行

為了使螺桿泵運(yùn)行的有效性與有序性，應(yīng)明確具體科學(xué)的下泵參數(shù)。為了嚴(yán)防桿、管磨損現(xiàn)象，降低桿的斷脫率，應(yīng)對(duì)扭矩、彎矩、共振予以適當(dāng)?shù)慕档?。為了達(dá)到上述種種目的，要求螺桿泵運(yùn)行過程中應(yīng)時(shí)常處于中低轉(zhuǎn)動(dòng)速度狀態(tài)下。所以對(duì)下泵實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮油井的產(chǎn)能及供排要求，用較低的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來選擇匹配的泵型。

3.其它配套技術(shù)改進(jìn)

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(yīng)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(zhuǎn)勢(shì)能進(jìn)一步降低，避免較快的反轉(zhuǎn)速度，防止地面驅(qū)動(dòng)裝置防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)存在過高的運(yùn)行負(fù)荷。螺桿泵停運(yùn)時(shí)，單流閥啟動(dòng)，使得油管內(nèi)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(zhuǎn)的情況。

科學(xué)有效設(shè)計(jì)內(nèi)扣光桿螺桿泵驅(qū)動(dòng)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(dá)到了1到1.5左右（預(yù)留卡子達(dá)到了0.2m的高度，提防沖距達(dá)到了0.8到1.4m），倘若存在較快的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，將會(huì)導(dǎo)致上部光桿彎曲、斷裂情況，帶來嚴(yán)重的安全隱患問題，因此對(duì)內(nèi)扣光桿設(shè)計(jì)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(nèi)，利用相應(yīng)的提撈桿科學(xué)合理的改進(jìn)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(jié)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(duì)采油作業(yè)效率造成不小的影響，阻礙了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。所以必須深入分析螺桿泵采油技術(shù)作業(yè)中存在的問題，并積極探討螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)措施，從而使其更加的完善和更好的應(yīng)用。

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