浅析提高螺杆泵运行效率的研究与应用

浅析提高螺杆泵运行效率的研究与应用
　　一、螺杆泵的工作原理及组成
　　1、螺杆泵的工作原理：
　　采油用螺杆泵是单螺杆式水力机械的一种，是摆线内啮合螺旋齿轮副的一种应用。螺杆泵的转子、定子副是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封密腔室，当转子和定子作相对运动时，封密腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的互相转化，从而实现举升作用。
　　2、螺杆泵由五部分组成
　　地面驱动井下单螺杆泵采油系统由地面驱动部分、井下部分、电控部分、配套工具及其它井下管柱等4部分组成。
　　二、影响螺杆泵运行时率的原因分析
　　影响螺杆泵运行时率的因素可从两个角度进行分析，一是产品的质量，二是日常生产管理。
　　1、地面管理因素：
　　(1)螺杆泵井清蜡，严把热洗质量关，在热洗过程中，严格控制好热洗排量和热洗温度。摸索合理的热洗周期，按制定的热洗清蜡制度进行定期热洗清蜡，否则会因井结蜡，使螺杆泵负荷增大，严重时造成蜡堵，从而导致油井不能正常生产，而影响螺杆泵运行时率通过半年的摸索得出，合理的热洗周期可从以下三方面确定一是依据正常运行电流的上升值，确定热洗周期对于不同额定功率的电机，其正常运行电流不同，正常运行电流的上升值也不同。当运行电流上升到正常电流的1.12倍时，该井就到热洗周期了。二是依据含水的不同，确定热洗周期。在对螺杆泵井的不同产液量、不同沉没度、不同泵刑排量井的热洗周期数据分析对比得出，热洗周期的长短与泵刑排量的关系不大，而与沉没度、产液量关系相对比较明显。实践得出：含水在85%~90%之间，沉没度在合理范围，产液量在30~50t的井，在清蜡时，对于上提转子洗井的井，洗井周期在l80天左右；对不需上提转子直接洗井的井，洗井周期在90~100天。三是依据沉没度的不同，合理确定热洗周期一对供液不足井，沉没度小于200米的，产液量在30t以下的井，洗井周期不易过长，以60~80天为宜。
　　综上所述，及时洗井清蜡，可的降低抽油杆旋转磨擦，当螺杆泵井热洗周期趋于合理后，就了运行电流稳定，这样就不会因负荷增大停机，从而影响运行时率。
　　(2)螺杆泵井的作业质量和跟踪监督管理工作做得好，会延长螺杆泵井的检泵周期，从而提高其运行时率。
　　螺杆泵在下井前的施工中，为了提高螺杆泵井管柱的锚定性，下井前   对油井套管内壁用刮蜡器或刮削器进行   清蜡。而且锚定工具在下井前，要      活动体内的脏物，并涂上黄油，使锚定工具处在解封状态，作业时按施工设计组配管柱，按顺序下井。在螺杆高粘度泵下井时。因定子尾部有限位销，切忌将定子倒置下井。
　　在跟踪监督螺杆泵作业施工时，要严格检查转子及抽油杆有无弯曲变形损伤，否则不允许下井，抽油杆上扣是否到位，管柱是否下到设计泵挂。从而减少因管漏、泵漏、杆管断脱而发生泵况异常，作业完井后根据泵挂合理上提防冲距，这样才能螺杆泵正常运行，达到提高时率的目的。
　　防冲距的确定：上提防冲距δL是为了螺杆泵井在正常生产过程中，转子不磨定子下端的限位销，防冲距δL是抽油杆柱自然伸长δL1和螺杆泵转子受液向力作用使抽油杆柱伸长量δL2的确定另外为   ，也可将定子衬套   下端至限位销的距离考虑进去。一般δL3=0.2~0.4m。值得注意的是在上提防冲距时应考虑抽油杆柱在油管内的弯曲部分。
　　2、资料录取因素：
　　及时、准确的录取   性资料(包括电流、电压、油压、套压、产液量、含水)并及时分析测试资料。为油井作好生产情况分析，提供准确依据，是提高螺杆泵运行时率的。
　　3、设备管理：
　　加强设备管理，做好地面减速装置、电控箱的维护、保养工作，做到紧固、润滑、清洁、调整，提高减速箱润滑质量，延长皮带使用寿命，减少机械振动，提高设备使用完好率，螺杆泵机组工作状况良好。
　　①设备润滑：降低因减速箱内的齿轮、轴承损坏停机。对减速箱要填加足够的齿轮油，经常观察减速箱油面，从油标窗口看箱内齿轮油位在1/2~2/3处为益，每半年   换一次减速箱内齿轮油。
　　②皮带：减少断皮带次数，因皮带的使用寿命是关系到提高螺杆泵运行时率的主要因素之一，皮带的使用寿命，很大程度上取决于皮带的松紧程度，一般要求传动皮带的张紧力300N左右，既：要求皮带紧固，在皮带中间施加压力P=30N，皮带向下变形量小于60mm，此时张力为合适。
　　③盘根：对非机械盘根密封的井口(机械盘根密封除外)，   先检查盘根是否填满并压紧。在加盘根时，每道盘根之间都应加黄油，这样可增加密封性能，还可避免盘根过热烧坏。并且在螺杆泵运行过程中，可随时调节盘根压盖松紧度，达到不渗不漏目的为止。
　　另外地面光杆与井口的同心度程度低，也会影响螺杆泵的运行时率。当井口与光杆同心度低的情况下，光杆在转动时发生摆动，造成井口与盘根磨损，而发生井口漏油，盘根加不住；或机械盘根密封失效。
　　④电控保护：当电控箱的门不关、电机、电缆有裸露的，在雨天就会进水，发生短路，电机、变压器烧，而出现停机，影响运行时率。
　　4、工作参数因素：
　　螺杆泵的工作参数是指针对转子旋转的速度而言，由螺杆泵理论排量计算公式：Q=4eDTn；式中：e~转子偏心距，m；D~转子外径，m；T~定子导程，m；n~转速，r/min；Q~泵的理论量，m³/d；
　　由上式可知，在螺杆泵结构参数e、D、T确定后，排量Q只与转速n成正比，因此当需要实现较大的排量只有提高转子的转速。
　　当转数过快，会加速转子与定子之间的磨损，因转子在定子内旋转时，定子橡胶受到周期压缩，产生摩擦面的自动升温和疲劳在井温比较高的情况下，既加速降低了定子金属套与橡胶结合面上粘结剂的强度，也加速了定子橡胶的老化，从而缩短螺杆泵的使用寿命。
　　实践表明：合理的生产运行转数，一般达到额定转数的50~70%为宜。
　　螺杆泵井合理沉没度应保持在300m左右，沉没度不能过低，由于螺杆泵定子与转子间采用过盈配合，因此转子在定子中高速旋转时就会摩擦生热如果产生的热量不能及时由液流携带走，定、转子间就会产生干磨、发生因泵抽空而造成烧泵。
　　所以及时掌握螺杆泵井的产液量、油套压、含水沉没度变化，并根据油井的变化情况，合理调整好运行转数，同时加强对其连通水井进行分析，提出补充能量措施，及时提出水井调整方案。充分挖掘油井潜力，使螺杆泵井在合理的状态下运行。
　　5、人的因素：
　　员工技术培训，不断加强员工技术素质，使员工熟练掌握螺杆泵的工作原理及地面减速装置的结构，了解螺杆泵井常见故障及其诊断排除方法，做好日常管理和维护工作，从而提高员工管理螺杆泵井的技术水平。
　　实践证明，螺杆泵井管理的好坏，直接体现在螺杆泵井的运转时率上，只有抓好以上五方面日常管理工作，才能使螺杆泵井在油田上发挥经济、实用、低成本、   益的特点，为油田长期高产稳产做出贡献。