螺杆泵采油基础知识螺杆泵采油基础知识及及配套技术配套技术目目录录前前言言螺杆泵发展状况螺杆泵发展状况第一章第一章螺杆泵采油系统的组成及工作原理螺杆泵采油系统的组成及工作原理第二章第二章螺杆泵工作特性分析螺杆泵工作特性分析第三章第三章螺杆泵采油配套工艺技术螺杆泵采油配套工艺技术第四章第四章螺杆泵井下作业施工操作规程螺杆泵井下作业施工操作规程第五章第五章螺杆泵维护与管理操作规程螺杆泵维护与管理操作规程第六章第六章 国内外螺杆泵新技术的发展国内外螺杆泵新技术的发展 前前言言螺杆泵采油系统是近几年迅速发展起螺杆泵采油系统是近几年迅速发展起来的机械采油设备，在稠油来的机械采油设备，在稠油和出和出砂采油井砂采油井中该系统正成为替代抽油机采油的重要方中该系统正成为替代抽油机采油的重要方式。式。螺杆泵采油技术已日臻成熟，螺杆泵采油技术已日臻成熟，一方面，一方面，大批新型螺杆泵相继问世，大批新型螺杆泵相继问世，螺杆泵及其配螺杆泵及其配套设备制造质量得到明显的提高，另一方套设备制造质量得到明显的提高，另一方面，螺杆泵采油技术及管理水平也有一定面，螺杆泵采油技术及管理水平也有一定进步。大庆油田使用螺杆泵采油的油井数进步。大庆油田使用螺杆泵采油的油井数量不断增多。如何进一步提高螺杆泵采油量不断增多。如何进一步提高螺杆泵采油技术和管理水平，已成为国内外各油田普技术和管理水平，已成为国内外各油田普遍关注的问题。遍关注的问题。 螺杆泵采油系统的组成：螺杆泵采油系统的组成： 螺杆泵采油系统的组成：由电控部分、地面井口部分、井下部分、配套工具部分的几部分组成。 1、 电电 控控 部部 分分 ： 螺螺 杆杆 泵泵 井井 的的 控控 制制 部部 分分 ， 即即 电电 控控 箱箱 ， 是是 控制电机的起、停。控制电机的起、停。2、地地面面井井口口部部分分：也也是是驱驱动动装装置置部部分分，将将动动力力传传给给井井下下泵泵转转子子使使转转子子实实现现行行星星运运动动，实实现现抽抽汲汲液液、油油的的机机械械装装置置。它它包包括括电电机机、机机械械密密封封、减减速速箱箱、支支架架、封井器、防反转装置、皮带、皮带轮等。封井器、防反转装置、皮带、皮带轮等。3、井下部分：即是螺杆泵，由定子和转子组成。、井下部分：即是螺杆泵，由定子和转子组成。4、配套工具部分：、配套工具部分：（1）抽油杆扶正环）抽油杆扶正环（2）油管扶正器）油管扶正器（3）抽油杆防脱器）抽油杆防脱器（4）油管锚定器）油管锚定器（5）洗井器等）洗井器等对螺杆泵的介绍：对螺杆泵的介绍：1、螺螺杆杆泵泵的的转转子子：螺螺杆杆泵泵的的转转子子是是由由合合金金钢钢调调质质后后经经防防腐腐耐耐磨磨处处理理形形成成的的一一段段螺螺纹纹状状金金属属直直杆杆。转转子子的的任任一一截截面面都都是是半半径径为为R的的圆圆，每每一一截截面面中中心心相相对对整整个个转转子子的的中中心心位位移移都都有有一一个个偏偏心心距距E，转转子子的的螺螺距距为为t。2 2、螺杆泵的定子、螺杆泵的定子、螺杆泵的定子、螺杆泵的定子：螺杆泵定子是由丁晴橡胶衬套浇铸粘接在螺杆泵定子是由丁晴橡胶衬套浇铸粘接在螺杆泵定子是由丁晴橡胶衬套浇铸粘接在螺杆泵定子是由丁晴橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内形成的一种腔体装置。衬套内表面钢体外套内形成的一种腔体装置。衬套内表面钢体外套内形成的一种腔体装置。衬套内表面钢体外套内形成的一种腔体装置。衬套内表面是双螺旋曲面（或多螺旋曲面）。定子的任一是双螺旋曲面（或多螺旋曲面）。定子的任一是双螺旋曲面（或多螺旋曲面）。定子的任一是双螺旋曲面（或多螺旋曲面）。定子的任一截面是由两个半径为截面是由两个半径为截面是由两个半径为截面是由两个半径为R R的圆（等于转子截面圆的的圆（等于转子截面圆的的圆（等于转子截面圆的的圆（等于转子截面圆的半径）和两个直线段组成。直线段的长度等于半径）和两个直线段组成。直线段的长度等于半径）和两个直线段组成。直线段的长度等于半径）和两个直线段组成。直线段的长度等于两个半圆的中心距，因为螺杆圆断面的中心相两个半圆的中心距，因为螺杆圆断面的中心相两个半圆的中心距，因为螺杆圆断面的中心相两个半圆的中心距，因为螺杆圆断面的中心相对于它的轴线有一个偏心距对于它的轴线有一个偏心距对于它的轴线有一个偏心距对于它的轴线有一个偏心距E E，而螺杆本身的轴而螺杆本身的轴而螺杆本身的轴而螺杆本身的轴线相对衬套的轴线又有同一个偏心距线相对衬套的轴线又有同一个偏心距线相对衬套的轴线又有同一个偏心距线相对衬套的轴线又有同一个偏心距E E，这样，这样，这样，这样，两个半圆的中心距就等于两个半圆的中心距就等于两个半圆的中心距就等于两个半圆的中心距就等于4E4E。衬套的内螺旋面衬套的内螺旋面衬套的内螺旋面衬套的内螺旋面和螺杆旋面的旋向相同，且内螺旋的导程和螺杆旋面的旋向相同，且内螺旋的导程和螺杆旋面的旋向相同，且内螺旋的导程和螺杆旋面的旋向相同，且内螺旋的导程T T为螺为螺为螺为螺杆螺距杆螺距杆螺距杆螺距t t的二倍，即的二倍，即的二倍，即的二倍，即T=2tT=2t。 两个半径两个半径两个半径两个半径为为为为R R的园；的园；的园；的园；直线断为直线断为直线断为直线断为4E4E的距的距的距的距离离离离。定子的截面图定子的截面图螺杆泵的定子螺杆泵的定子螺杆泵的定子螺杆泵的定子当转子在定子衬套中所处位置不同时，它们的接触点也当转子在定子衬套中所处位置不同时，它们的接触点也当转子在定子衬套中所处位置不同时，它们的接触点也当转子在定子衬套中所处位置不同时，它们的接触点也是不同的，转子截面位于衬套长圆形断面两端时，转子与定是不同的，转子截面位于衬套长圆形断面两端时，转子与定是不同的，转子截面位于衬套长圆形断面两端时，转子与定是不同的，转子截面位于衬套长圆形断面两端时，转子与定子的接触为半圆弧线，而在其它位置时，仅有两点接触。由子的接触为半圆弧线，而在其它位置时，仅有两点接触。由子的接触为半圆弧线，而在其它位置时，仅有两点接触。由子的接触为半圆弧线，而在其它位置时，仅有两点接触。由于转子和定子是连续啮合的，这些接触点就构成了空间密封于转子和定子是连续啮合的，这些接触点就构成了空间密封于转子和定子是连续啮合的，这些接触点就构成了空间密封于转子和定子是连续啮合的，这些接触点就构成了空间密封线，在定子衬套的一个导程线，在定子衬套的一个导程线，在定子衬套的一个导程线，在定子衬套的一个导程T T T T内形成一个封闭腔室。这样，沿内形成一个封闭腔室。这样，沿内形成一个封闭腔室。这样，沿内形成一个封闭腔室。这样，沿着螺杆泵的全长，在定子衬套内螺旋面和转子表面形成一系着螺杆泵的全长，在定子衬套内螺旋面和转子表面形成一系着螺杆泵的全长，在定子衬套内螺旋面和转子表面形成一系着螺杆泵的全长，在定子衬套内螺旋面和转子表面形成一系列封闭腔室，当转子转动时，举升介质便进入另一个腔室，列封闭腔室，当转子转动时，举升介质便进入另一个腔室，列封闭腔室，当转子转动时，举升介质便进入另一个腔室，列封闭腔室，当转子转动时，举升介质便进入另一个腔室，随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并沿着轴向排出端移随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并沿着轴向排出端移随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并沿着轴向排出端移随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并沿着轴向排出端移动，封闭腔室在排出端消失，同时在吸入端形成新的封闭腔动，封闭腔室在排出端消失，同时在吸入端形成新的封闭腔动，封闭腔室在排出端消失，同时在吸入端形成新的封闭腔动，封闭腔室在排出端消失，同时在吸入端形成新的封闭腔室。由于封闭腔室的不断形成、运动和消失，使举升介质通室。由于封闭腔室的不断形成、运动和消失，使举升介质通室。由于封闭腔室的不断形成、运动和消失，使举升介质通室。由于封闭腔室的不断形成、运动和消失，使举升介质通过一个一个封闭腔室，从吸入端挤到排出端，压力不断升高，过一个一个封闭腔室，从吸入端挤到排出端，压力不断升高，过一个一个封闭腔室，从吸入端挤到排出端，压力不断升高，过一个一个封闭腔室，从吸入端挤到排出端，压力不断升高，排量保持不变。排量保持不变。排量保持不变。排量保持不变。 双头转子螺杆泵双头转子螺杆泵双头转子螺杆泵双头转子螺杆泵单头转子螺杆泵单头转子螺杆泵单头转子螺杆泵单头转子螺杆泵专用井口：专用井口： 简化了采油树，使用、维修、保养方便。简化了采油树，使用、维修、保养方便。简化了采油树，使用、维修、保养方便。简化了采油树，使用、维修、保养方便。同时曾强了井口强度，减小了地面驱动装置的同时曾强了井口强度，减小了地面驱动装置的同时曾强了井口强度，减小了地面驱动装置的同时曾强了井口强度，减小了地面驱动装置的震动，起到了保护光杆和换盘根密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根密封井口的作用。作用。作用。作用。特殊光杆：特殊光杆：强度大、防断裂、光洁度高，使用寿命长、强度大、防断裂、光洁度高，使用寿命长、强度大、防断裂、光洁度高，使用寿命长、强度大、防断裂、光洁度高，使用寿命长、有利于井口的密封。有利于井口的密封。有利于井口的密封。有利于井口的密封。机械密封机械密封盘根盒盘根盒方卡方卡上油封上油封齿轮齿轮轴承轴承副箱体副箱体轴承轴承油杯油杯密封轴密封轴光杆光杆皮带轮皮带轮油油封封 螺杆泵工作原理螺杆泵工作原理 1、螺杆泵工作原理：采油螺杆泵是单螺杆式水利机械的一种,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，在空间形成封闭腔室，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升液体的作用。2 2、螺杆泵型号的表示方法：、螺杆泵型号的表示方法：、螺杆泵型号的表示方法：、螺杆泵型号的表示方法：主要用螺杆泵的排量和级数来表示：主要用螺杆泵的排量和级数来表示：主要用螺杆泵的排量和级数来表示：主要用螺杆泵的排量和级数来表示：例如：例如：例如：例如：GLB800-14GLB800-14GLB-GLB-杆式驱动井下单螺杆泵杆式驱动井下单螺杆泵杆式驱动井下单螺杆泵杆式驱动井下单螺杆泵800-800-泵每转排量泵每转排量泵每转排量泵每转排量800800毫升毫升毫升毫升14-14-泵的总级数为泵的总级数为泵的总级数为泵的总级数为1414级级级级3 3、螺杆泵理论排量公式：、螺杆泵理论排量公式：、螺杆泵理论排量公式：、螺杆泵理论排量公式：例如：例如：例如：例如： GLB800-14GLB800-14单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵 实际转速实际转速实际转速实际转速 n=100n=100转转转转/ /分分分分理论排量公式：理论排量公式：理论排量公式：理论排量公式：Q=800*100*1440*10-6=115.2Q=800*100*1440*10-6=115.2m3/dm3/d； 4 4、螺杆泵的理论排量由下式确定、螺杆泵的理论排量由下式确定式中式中 QQ螺杆泵的理论排量，螺杆泵的理论排量，m m3 3/d/d； E E 转子的偏心距，转子的偏心距，mmmm； D D 转子截圆直径，转子截圆直径，mmmm， D=2RD=2R； T T 定子导程，定子导程， mmmm， T=2tT=2t； n n 转子的转速，转子的转速， r/minr/min。 t-t-转子的螺距，转子的螺距， mmmm螺杆泵的实际排量螺杆泵的实际排量QQ为为 式中式中 螺杆泵的容积效率，螺杆泵的容积效率，% %。螺杆泵定子横截面图螺杆泵定子横截面图 由由上上面面两两个个公公式式可可以以看看出出螺螺杆杆泵泵的的理理论论排排量量或或实实际际排排量量与与螺螺杆杆泵泵的的结结构构参参数数E E、D D、T T和和工工作作参参数数n n有有关关系系。对对现现有有螺螺杆杆泵泵的的结结构构和和作作用用情情况况进进行行分分析析表表明明，在在E E、D D、T T三三者者间间存存在在一一定定的的联联系系， 就就是是在在这这三三个个参参数数维维持持一一定定比比值值的的条条件件下下，螺螺杆杆泵泵才才能能保保证证高高效效率率的的长长期期的工作。的工作。二、螺杆泵工作特性分析二、螺杆泵工作特性分析 1.1.螺杆泵工作特性曲线螺杆泵工作特性曲线 2.2.螺杆泵的部分离心泵特性螺杆泵的部分离心泵特性 3.3.影响螺杆泵工作特性的几个因素影响螺杆泵工作特性的几个因素4.4.影响螺杆泵使用寿命的主要因素影响螺杆泵使用寿命的主要因素螺杆泵工作特性曲线螺杆泵工作特性曲线由由螺螺杆杆泵泵的的原原理理可可知知，其其定定、转转子子间间过过盈盈在在一一定定程程度度上上决决定定了了单单级级承承压压能能力力的的大大小小，如如上上图图所所示示，过过盈盈量量将将直直接接影影响响螺螺杆杆泵泵工工作作特特性性。过过盈盈小小会会降降低低举举升升能能力力，而而过过盈盈大大会会增增加加定定、转转子子间间的的摩摩擦擦，降降低低效效率率。因因此此，定定、转转子子间间的的过过盈盈选选择择是螺杆泵制造的关键技术之一。是螺杆泵制造的关键技术之一。 过盈量对泵特性的影响过盈量对泵特性的影响 =0.45mm =0.45mm ；=0.2mm =0.2mm ； =0.1mm=0.1mm 螺杆泵的过盈量对螺杆泵工作特性的影响 由螺杆泵的原理可知，其定、转子间由螺杆泵的原理可知，其定、转子间过盈在一定程度上决定了单级承压能力的过盈在一定程度上决定了单级承压能力的大小，如上图所示，过盈量将直接影响螺大小，如上图所示，过盈量将直接影响螺杆泵工作特性。过盈小会降低举升能力，杆泵工作特性。过盈小会降低举升能力，而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低效率。因此，定、转子间的过盈选择是螺效率。因此，定、转子间的过盈选择是螺杆泵制造的关键技术之一。杆泵制造的关键技术之一。 但另一方面，由于螺杆泵的定、转子间有但另一方面，由于螺杆泵的定、转子间有一定的过盈值，转子在定子内旋转时，定子一定的过盈值，转子在定子内旋转时，定子橡胶受到周期性压缩，产生摩擦面的自动升橡胶受到周期性压缩，产生摩擦面的自动升温和疲劳。在井温比较高的情况下，加速了温和疲劳。在井温比较高的情况下，加速了橡胶分子链的重新组合，使弹性模数减小，橡胶分子链的重新组合，使弹性模数减小，从而降低疲劳特性及金属套和橡胶结合面上从而降低疲劳特性及金属套和橡胶结合面上粘结剂的强度，也加速定子橡胶的老化而缩粘结剂的强度，也加速定子橡胶的老化而缩短其寿命。短其寿命。从试验得知，自动升温值和压缩疲劳以及从试验得知，自动升温值和压缩疲劳以及橡胶的老化是加载频率橡胶的老化是加载频率(即转速即转速)的函数，因的函数，因此，选择泵的适当转速是很有必要的。此，选择泵的适当转速是很有必要的。二、螺杆泵工作特性分析二、螺杆泵工作特性分析 1.1.螺杆泵工作特性曲线螺杆泵工作特性曲线 2.2.螺杆泵的部分离心泵特性螺杆泵的部分离心泵特性 3.3.影响螺杆泵工作特性的几个因素影响螺杆泵工作特性的几个因素4.4.影响螺杆泵使用寿命的主要因素影响螺杆泵使用寿命的主要因素1、定、转子加工质量对螺杆泵特性的影、定、转子加工质量对螺杆泵特性的影响响（1）定子内腔直线度对泵特性的影响定子内腔直线度对泵特性的影响转子直线度对泵特性的影响转子直线度对泵特性的影响转子偏心距和截面圆直径对泵特性的影响转子偏心距和截面圆直径对泵特性的影响2、举升介质对螺杆泵特性的影响、举升介质对螺杆泵特性的影响（1）温度对泵特性的影响温度对泵特性的影响在同一净举升高度条件下，温度升高，螺在同一净举升高度条件下，温度升高，螺杆泵容积效率也随之提高，但试验发现，杆泵容积效率也随之提高，但试验发现，温度升高泵扭矩变化不明显。温度升高泵扭矩变化不明显。(2)介质粘度对螺杆泵工作特性的影响介质粘度对螺杆泵工作特性的影响通过室内和现场试验表明，试验介质的通过室内和现场试验表明，试验介质的粘度增加也会使泵的容积效率得到改善，因粘度增加也会使泵的容积效率得到改善，因为粘度越大，分子间的力就越大，外力破坏为粘度越大，分子间的力就越大，外力破坏其结构就越困难，表现在螺杆泵上，就是密其结构就越困难，表现在螺杆泵上，就是密封效果变好，即在同一净举升高度条件下，封效果变好，即在同一净举升高度条件下，试验介质粘度增加，泵的容积效率升高。但试验介质粘度增加，泵的容积效率升高。但另一方面，抽油杆在液体介质中作旋转运动，另一方面，抽油杆在液体介质中作旋转运动，随着介质粘度的增加，抽油杆与液体的摩擦随着介质粘度的增加，抽油杆与液体的摩擦力增加，表现为抽油杆的扭矩增加。力增加，表现为抽油杆的扭矩增加。入下图。入下图。粘度对螺杆泵容积效率的影响 2)2)转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响 转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响162r/min162r/min；205r/min205r/min；255r/min255r/min 如如上上图图所所示示的的三三组组试试验验曲曲线线就就说说明明了了随随着着转转速速的的提提高高，在在同同一一举举升升高高度度条条件件下下，泵泵的的容容积积效效率率升升高高；在同一容积效率条件下，泵的举升高度增加。在同一容积效率条件下，泵的举升高度增加。 一一般般来来说说，近近几几年年设设计计的的地地面面驱驱动动采采油油螺螺杆杆泵泵，最最高高转转速速均均在在300r/min 300r/min 左左右右，而而最最常常用用的的转转速速为为5050200r/min200r/min。 对对于于高高含含砂砂油油井井，磨磨蚀蚀是是限限制制泵泵转转速速的的又又一一重重要要因因素素。在在磨磨蚀蚀工工况况下下，定定子子橡橡胶胶的的磨磨损损量量与与转转速速的的平平方方成成正正比比。因因此此，在在高高含含砂砂油油井井，螺螺杆杆泵泵不不宜宜高速运转。高速运转。(1) (1) (1) (1) 温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响 在在同同一一净净举举升升高高度度条条件件下下，温温度度升升高高，螺螺杆杆泵泵容容积积效效率率也也随随之之提提高高，图图7-187-18所所示示。但但试试验验发发现现， 温温度度升升高高泵泵扭扭矩矩变变化化不不明明显显。举升介质温度对螺杆泵特性的影响举升介质温度对螺杆泵特性的影响(1)-清水清水,15度度 (2)-清水清水,30度度 影影响响螺螺杆杆泵泵使使用用寿寿命命的的因因素素很很多多，通通过过长长期期的的实实践践摸摸索，从产品质量的角度分析其主要因素有以下几点。索，从产品质量的角度分析其主要因素有以下几点。 定、转子的加工精度及表面光洁度；定、转子的加工精度及表面光洁度； 定子橡胶的耐温、耐油、耐气浸性能；定子橡胶的耐温、耐油、耐气浸性能； 定子橡胶与金属外套的粘结强度；定子橡胶与金属外套的粘结强度； 定子内腔及转子的直线度；定子内腔及转子的直线度； 定、转子间合理过盈量的选择；定、转子间合理过盈量的选择； 转子合理转速的确定。转子合理转速的确定。1 1、选井选泵技术、选井选泵技术 所所谓谓螺螺杆杆泵泵选选井井选选泵泵技技术术是是依依靠靠油油井井的的状状况况来来合合理理选选择择螺螺杆杆泵泵的的泵泵型型、确确定定泵泵的的工工作作参参数数，或或根根据据某某一一规规格格的的螺螺杆杆泵泵来来选选井井。而而螺螺杆杆泵泵采采油油井井的的合合理理工工况况是是指指油油井井在在合合理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。 由由螺螺杆杆泵泵的的工工作作特特性性曲曲线线可可知知， 螺螺杆杆泵泵同同潜潜油油电电泵泵一一样样存存在在最最佳佳工工作作区区域域。经经过过几几年年来来的的实实验验研研究究认认为为，把把螺螺杆杆泵泵工工作作特特性性曲曲线线分分为为A A、B B、C C三三个个区区域域较较为为合合理理。其其中中A A为为合合理理工工作作区区，B B为为软软工工作作区区，C C为为不不合合理理工工作作区区，如如图图7-7-2121所示，区域边界的确定方法大致如下。所示，区域边界的确定方法大致如下。 C区：螺杆泵在该区工作，尽管有效扬程较高，但泵漏失严重，系统效率非常低，因而螺杆泵在C区工作很不经济，而且螺杆泵在C区工作稳定性差，泵效与流压关系敏感，故螺杆泵不应在区工作。螺杆泵合理工作区域确定螺杆泵合理工作区域确定A区：螺杆泵在该区工作，取B、C区之长，避B、C区之短， 流压与排量、系统效率的关系不敏感，生产稳定性好。B区：螺杆泵在该区工作，虽然泵效高，但系统效率低，有效扬程低，不但泵的潜能没得到发挥，而且因生产压差过小，油井产能也被抑制。因此螺杆泵不应工作在B区。上限：泵容积效率应大于上限：泵容积效率应大于65%65%；下限：泵的工作压力；下限：泵的工作压力P P P Pmaxmax30%30%。三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术 由于螺杆泵本身结构材质以及加工工艺的复由于螺杆泵本身结构材质以及加工工艺的复杂性，致使螺杆泵的工作特性的稳定性、互换性杂性，致使螺杆泵的工作特性的稳定性、互换性较差，所以在螺杆泵下井前必须对其工作特性及较差，所以在螺杆泵下井前必须对其工作特性及其加工质量进行全面检测。通过检测可以有效地其加工质量进行全面检测。通过检测可以有效地避免不合格产品下井，同时为螺杆泵的选井、选避免不合格产品下井，同时为螺杆泵的选井、选泵提供技术依据，也为设计参数选择、制造工艺泵提供技术依据，也为设计参数选择、制造工艺改进提供主要的基础依据。改进提供主要的基础依据。 2.2.检测技术检测技术螺杆泵水力工作特性检测系统螺杆泵水力工作特性检测系统三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术管柱防脱技术管柱防脱技术 因为螺杆泵的转子在定子内顺时针转动，工作负载因为螺杆泵的转子在定子内顺时针转动，工作负载直接表现为扭矩，转子扭矩作用在定子上，定子的扭矩直接表现为扭矩，转子扭矩作用在定子上，定子的扭矩会使上部的正扣油管倒扣造成管柱脱扣，所以螺杆泵的会使上部的正扣油管倒扣造成管柱脱扣，所以螺杆泵的管柱必须实行防脱措施。可靠的防脱措施有两种：锚定管柱必须实行防脱措施。可靠的防脱措施有两种：锚定工具、反扣油管。工具、反扣油管。(1) (1) 管柱防脱技术管柱防脱技术锚定工具锚定工具反扣油管反扣油管图图7-25a DQ05527-25a DQ0552支撑卡瓦支撑卡瓦 图图7-25b 7-25b 卡瓦中心管卡瓦中心管 Y221Y221型螺杆泵不压井型螺杆泵不压井 机械式油管锚的应用机械式油管锚的应用 为解决螺杆泵井作业时压井问题，试验为解决螺杆泵井作业时压井问题，试验应用了应用了Y221Y221型螺杆泵不压井机械式油管锚。型螺杆泵不压井机械式油管锚。该油管锚将锚定和不压井作用合二为一，连该油管锚将锚定和不压井作用合二为一，连接在螺杆泵下方，正常起下管柱时，油管锚接在螺杆泵下方，正常起下管柱时，油管锚内部的密封套将油管密封，井下液体不能从内部的密封套将油管密封，井下液体不能从油管内流出，达到不压井作业的目的。油管内流出，达到不压井作业的目的。工作原理工作原理: :该油管锚与普通油管锚一样连接在螺杆泵下方，正常起下油管时,Y221型自封式油管锚内部的密封套将油管蜜封，井下液体不能从油管内流出；当需要座封时；上提管柱约500mm，右旋油管3-4圈，（多转无害、边提边转最佳），然后下放管柱，即可座封。如中途座封、或需要解封，只需上提管柱1-1.5米即可。Y221Y221型螺杆泵不压井机械式油管锚结构示意图型螺杆泵不压井机械式油管锚结构示意图Y221Y221自封式油管锚结构自封式油管锚结构: :(2)(2)杆柱防脱技术杆柱防脱技术 抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析 抽油杆柱防脱措施抽油杆柱防脱措施 一、抽油杆柱脱扣机理分析一、抽油杆柱脱扣机理分析 （1 1）负载扭矩过大停机后杆柱高速反转造成抽油杆脱扣负载扭矩过大停机后杆柱高速反转造成抽油杆脱扣 螺螺杆杆泵泵采采油油井井一一旦旦发发生生蜡蜡堵堵、结结蜡蜡严严重重或或卡卡泵泵时时，负负载载扭扭矩矩会会明明显显加加大大，因因而而整整个个杆杆柱柱上上贮贮存存一一定定量量的的弹弹性性变变形形能能，一一旦旦停停机机或或过过载载停停机机，杆杆柱柱内内贮贮存存的的弹弹性性变变形形能能要要释释放放，从从而而造造成成杆杆柱柱高高速速反反转转，特特别别是是杆杆柱柱上上部部即即在在弹弹性性变变形形能能释释放放后后，在在惯惯性性力力的的作作用用下下，要要继继续续反反转转，从从而而会会使使杆杆柱柱丝丝扣扣联联接处倒扣，造成杆柱脱扣。接处倒扣，造成杆柱脱扣。 （2 2）停机后油管内液体回流杆柱反转造成抽油杆脱扣）停机后油管内液体回流杆柱反转造成抽油杆脱扣如如果果螺螺杆杆泵泵采采油油井井突突然然停停机机，而而且且油油井井动动液液面面较较深深，那那么么停停机机后后，螺螺杆杆泵泵在在管管柱柱内内的的液液力力作作用用下下，将将驱驱动动转转子子反反转转，带带动杆柱反转脱扣。动杆柱反转脱扣。 （3 3）转子在油套环空内的液力作用下转动，造成杆）转子在油套环空内的液力作用下转动，造成杆柱脱扣柱脱扣 对于那些产液能力较强并有一定自喷能力的螺杆泵对于那些产液能力较强并有一定自喷能力的螺杆泵井（指大排量螺杆泵而言），一旦停机，套压会很高，井（指大排量螺杆泵而言），一旦停机，套压会很高，螺杆泵在油套环空液力的作用下，将驱动转子正向转动，螺杆泵在油套环空液力的作用下，将驱动转子正向转动，而此时转子将带动杆柱正向转动，转子转动将使整个杆而此时转子将带动杆柱正向转动，转子转动将使整个杆柱的螺纹联接处于倒扣状态，因而会造成杆柱脱扣。柱的螺纹联接处于倒扣状态，因而会造成杆柱脱扣。 （4 4）施工作业过程中造成杆柱脱扣）施工作业过程中造成杆柱脱扣 在施工过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不够，在施工过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不够，当转子进入定子时，转子正转，从而会使转子上部抽油当转子进入定子时，转子正转，从而会使转子上部抽油杆杆柱螺纹联接不紧处发生脱扣。杆杆柱螺纹联接不紧处发生脱扣。1 1 1 1、在杆柱旋转过程中，、在杆柱旋转过程中，、在杆柱旋转过程中，、在杆柱旋转过程中，接箍不断与油管内壁碰接箍不断与油管内壁碰接箍不断与油管内壁碰接箍不断与油管内壁碰撞，造成杆柱脱扣。撞，造成杆柱脱扣。撞，造成杆柱脱扣。撞，造成杆柱脱扣。2 2 2 2、防脱抽油杆拨叉抗、防脱抽油杆拨叉抗、防脱抽油杆拨叉抗、防脱抽油杆拨叉抗扭强度低于杆体，在传扭强度低于杆体，在传扭强度低于杆体，在传扭强度低于杆体，在传递扭矩过程中，拨叉断。递扭矩过程中，拨叉断。递扭矩过程中，拨叉断。递扭矩过程中，拨叉断。 我厂螺杆泵应用葫芦岛抽油杆脱扣原因分析: 抽油杆的惯性力作用抽油杆的惯性力作用 螺杆泵用抽油杆属于细长杆，在它传递扭矩过程中，螺杆泵用抽油杆属于细长杆，在它传递扭矩过程中，整个杆柱上存储了一定量的弹性变形能。停机时，杆体整个杆柱上存储了一定量的弹性变形能。停机时，杆体释放存储的弹性变形能，导致反转。释放存储的弹性变形能，导致反转。 抽油杆在开始转动时，由于抽油杆弹性变形，则抽抽油杆在开始转动时，由于抽油杆弹性变形，则抽油杆任意截面的扭转角为：油杆任意截面的扭转角为： 即抽油杆储存的弹性能量相当于即抽油杆储存的弹性能量相当于850m850m的抽油杆转的抽油杆转1616圈左右。圈左右。2、抽油杆柱离心力引起的脱扣、抽油杆柱离心力引起的脱扣抽抽油油杆杆柱柱的的初初始始偏偏心心、质质量量不不均均及及旋旋转转运运动动使使抽抽油油杆杆柱柱产产生生一一离离心心力力，在在离离心心力力作作用用下下，抽抽油油杆杆接接箍箍与与油油管管内内壁壁碰碰撞撞并并产产生生横横向向振振动动。由由此此产产生生以以下下两两方方面面的的结结果果：一一是是降降低低抽抽油油杆杆柱柱螺螺纹纹丝丝扣扣连连接接处处的的预预紧紧力力；二二是是接接箍箍与与油油管管碰碰撞撞时时的的接接触触摩摩擦擦力力为为卸卸扣扣力力，导导致致抽抽油油杆脱扣。杆脱扣。3、井下异常工况引起的脱扣、井下异常工况引起的脱扣抽油杆柱在传递扭矩过程中，抽油杆柱在传递扭矩过程中，由于泵卡、蜡堵等原因，井下的扭由于泵卡、蜡堵等原因，井下的扭矩突然变化或抽油杆柱的旋转运动矩突然变化或抽油杆柱的旋转运动突然停止和开始，导致抽油杆柱的突然停止和开始，导致抽油杆柱的旋转速度、加速度变化，使部分井旋转速度、加速度变化，使部分井段（靠近卡堵部位）的抽油杆柱出段（靠近卡堵部位）的抽油杆柱出现反扭矩，当反扭矩大于螺纹连接现反扭矩，当反扭矩大于螺纹连接处预紧力产生的扭矩，就会发生脱处预紧力产生的扭矩，就会发生脱扣现象。扣现象。4、惯性力引起的抽油杆柱反转引起的、惯性力引起的抽油杆柱反转引起的脱扣脱扣抽油杆柱是一根具有一定弹性的细抽油杆柱是一根具有一定弹性的细长杆，正常工况下，抽油杆柱在克服各长杆，正常工况下，抽油杆柱在克服各种阻力矩作旋转运动的同时，其内已储种阻力矩作旋转运动的同时，其内已储存了大量的弹性变形能。当地面电机正存了大量的弹性变形能。当地面电机正常停机或过载停机时，驱动抽油杆柱的常停机或过载停机时，驱动抽油杆柱的主动力矩降为零，此时抽油杆内先期储主动力矩降为零，此时抽油杆内先期储存的弹性变形能将释放出来，结果造成存的弹性变形能将释放出来，结果造成抽油杆柱反转，从而造成抽油杆柱螺纹抽油杆柱反转，从而造成抽油杆柱螺纹连接处出现卸扣现象，严重时导致抽油连接处出现卸扣现象，严重时导致抽油杆柱脱扣。杆柱脱扣。5、螺杆泵排出口、吸入口压差引起的脱、螺杆泵排出口、吸入口压差引起的脱扣扣如果螺杆泵井动液面较深，也即泵吸如果螺杆泵井动液面较深，也即泵吸入口压力较低，那么螺杆泵的排出口与吸入口压力较低，那么螺杆泵的排出口与吸入口之间将产生较大压差。当电机停机时，入口之间将产生较大压差。当电机停机时，在这种高压差作用下，螺杆泵将出现倒流在这种高压差作用下，螺杆泵将出现倒流现象，此时的螺杆泵等同于一台螺杆液动现象，此时的螺杆泵等同于一台螺杆液动机，液体压差的作用将驱动转子反转，从机，液体压差的作用将驱动转子反转，从而带动抽油杆柱反转。此时即使井口抽油而带动抽油杆柱反转。此时即使井口抽油杆柱已被制动，底部抽油杆仍有可能出现杆柱已被制动，底部抽油杆仍有可能出现卸扣现象。同样，压差越大，抽油杆柱脱卸扣现象。同样，压差越大，抽油杆柱脱扣的可能性越大。扣的可能性越大。一些产液能力较强并具有一定自喷能一些产液能力较强并具有一定自喷能力的螺杆泵井停机时，当流压高于油管内力的螺杆泵井停机时，当流压高于油管内液柱压力与回压之和时，在压差作用下，液柱压力与回压之和时，在压差作用下，转子转动实现自喷生产。而此时转子将带转子转动实现自喷生产。而此时转子将带动上部杆柱正转，转子正转将使整个杆柱动上部杆柱正转，转子正转将使整个杆柱的螺纹联接处于倒扣状态。一旦下部驱动的螺纹联接处于倒扣状态。一旦下部驱动扭矩超过杆柱某处螺纹的联接扭矩，就会扭矩超过杆柱某处螺纹的联接扭矩，就会造成杆柱脱扣。在生产过程中，憋泵、热造成杆柱脱扣。在生产过程中，憋泵、热洗都会使井下泵转速高于地面电机转速，洗都会使井下泵转速高于地面电机转速，致使部分井段杆柱处于倒扣状态，导致脱致使部分井段杆柱处于倒扣状态，导致脱扣。扣。二、杆柱防脱技术二、杆柱防脱技术 抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析 抽油杆柱防脱措施抽油杆柱防脱措施1 1）机械防反转装置）机械防反转装置 在在驱驱动动头头上上安安装装防防反反转转装装置置，使使抽抽油油杆杆不不能能反反转转，从从而而达达到到防防止止因因抽抽油油杆杆反反转转而而造造成成的的脱脱扣扣的的目目的的，如如图图7-267-26。该该装装置置采采用用定定向向离离合合器器的的原原理理，使使抽抽油油杆杆只只能能做做单单向向转转动动。在在离离合合器器的的外外壳壳体体上上安安装装有有刹刹车车带带。当当需需要要上上提提杆杆柱柱时时，可可先先放放开开刹刹车车带带，将将弹弹性性变变形形能能释释放放出出去去，确保施工作业安全。确保施工作业安全。防反转装置原理图防反转装置原理图2 2）井下回流控制阀）井下回流控制阀 在在螺螺杆杆泵泵的的吸吸入入口口处处，安安装装单单向向阀阀，使使液液体体只只能能做做举举升升方方向向上上的的单单向向流流动动。停停机机时时，油油管管内内的的液液体体不不能能回回流流，抽抽油油杆杆也也就就不不会会因因液液体体回回流流而而反反转转，从从而而达达到到防防止止因因液液体体回回流流而而造造成成的的抽抽油油杆杆脱脱扣扣。并并能能使使抽抽油油管整体打呀，检查抽油管是否漏失。管整体打呀，检查抽油管是否漏失。3 3）放气阀防正转）放气阀防正转 在在井井口口安安装装放放气气阀阀，当当套套压压大大于于阀阀的的调调定定压压力力时时，放放气气阀阀自自动动打打开开，气气体体进进入入输输油油管管线线；当当套套压压低低于于阀阀的的调调定定压压力力时时，阀阀关关闭闭，从从而而保保证证套套压压始始终终不不致致过过高高，降降低低油油套套环环空空对对泵泵的的液液力力作作用用，防防止止转转子子在在液液力力作作用用下正转，实现杆柱防脱。下正转，实现杆柱防脱。4 4）抽油杆防脱器的应用）抽油杆防脱器的应用 各各种种规规格格的的杆杆柱柱反反转转是是造造成成螺螺杆杆泵泵杆杆柱柱脱脱扣扣的的主主要要因因素素。杆杆柱柱反反转转时时，当当反反扣扣扭扭矩矩大大于于螺螺纹纹联联接接扭扭矩矩时时，即即会会造造成成杆杆柱柱脱扣。脱扣。 防脱器工作原理及技术指标防脱器工作原理及技术指标 偏心式抽油杆防脱器由母接头、主体、中心杆、偏心式抽油杆防脱器由母接头、主体、中心杆、偏心式抽油杆防脱器由母接头、主体、中心杆、偏心式抽油杆防脱器由母接头、主体、中心杆、健等部分组成。健等部分组成。健等部分组成。健等部分组成。 杆杆杆杆柱柱柱柱正正正正转转转转时时时时，中中中中心心心心杆杆杆杆带带带带动动动动健健健健旋旋旋旋转转转转，健健健健靠靠靠靠在在在在主主主主体体体体的的的的单单单单项项项项挡挡挡挡面面面面处处处处，传传传传递递递递扭扭扭扭矩矩矩矩；反反反反转转转转时时时时，在在在在中中中中心心心心杆杆杆杆渐渐渐渐开开开开面面面面作作作作用用用用下下下下，健健健健压压压压缩缩缩缩弹弹弹弹簧簧簧簧，使使使使中中中中心心心心杆杆杆杆与与与与主主主主体体体体脱脱脱脱开，实现空转。开，实现空转。开，实现空转。开，实现空转。 38mm38mm抽油杆配套防脱器：抽油杆配套防脱器：最大外径：最大外径：63mm63mm 额定扭矩：额定扭矩：4549N.m4549N.m25mm25mm抽油杆配套防脱器：抽油杆配套防脱器：最大外径：最大外径：52mm52mm 额定扭矩：额定扭矩：2775N.m2775N.m 当整个杆柱承受反扭矩时，第一个当整个杆柱承受反扭矩时，第一个倒扣点是整个杆柱最薄弱点。而防脱器倒扣点是整个杆柱最薄弱点。而防脱器只传递正转扭矩，不传递反转扭矩。如只传递正转扭矩，不传递反转扭矩。如果在泵上安装防脱器，那么，此点即成果在泵上安装防脱器，那么，此点即成为倒扣的最薄弱点，倒扣扭矩在此释放，为倒扣的最薄弱点，倒扣扭矩在此释放，从而保护了整个杆柱。从而保护了整个杆柱。（一）、目的（一）、目的（一）、目的（一）、目的抽油杆防脱器用于解决螺杆泵井杆柱脱扣问题。抽油杆防脱器用于解决螺杆泵井杆柱脱扣问题。（二）、工作原理及结构尺寸（二）、工作原理及结构尺寸（二）、工作原理及结构尺寸（二）、工作原理及结构尺寸 防防脱脱器器主主要要由由由由母母接接头头、主主体体、中中心心杆杆、健健等等部部分分组组成成。主主体体采采用用偏偏心心设设计计。杆杆柱柱正正转转时时，中中心心杆杆将将键键带带入入偏偏心心小小尺尺寸寸处处，带带动动主主体体一一起起旋旋转转；反反转转时时，中中心心杆杆将将键键带带入入偏偏心心大大尺尺寸寸处处，主主体体与与中中心心杆杆心心轴轴脱脱离离，实实现现空空转转，因因惯惯性性力力和和液液体体压压力力导导致致杆杆柱柱反反转转扭扭矩矩在在此此释释放放，从从而而保保护护了了整整个个杆柱。杆柱。尺寸：长尺寸：长350mm350mm，最大外径最大外径57mm57mm。 5、抽油杆扶正器的应用：、抽油杆扶正器的应用：根据分析和理论计算，抽油杆柱加扶正器根据分析和理论计算，抽油杆柱加扶正器根据分析和理论计算，抽油杆柱加扶正器根据分析和理论计算，抽油杆柱加扶正器将产生三方面作用：首先，克服了由于杆柱与将产生三方面作用：首先，克服了由于杆柱与将产生三方面作用：首先，克服了由于杆柱与将产生三方面作用：首先，克服了由于杆柱与油管内壁磕碰造成的对抽油杆连接螺纹预紧力油管内壁磕碰造成的对抽油杆连接螺纹预紧力油管内壁磕碰造成的对抽油杆连接螺纹预紧力油管内壁磕碰造成的对抽油杆连接螺纹预紧力的破坏，同时由于附加弯矩降低，抽油杆连接的破坏，同时由于附加弯矩降低，抽油杆连接的破坏，同时由于附加弯矩降低，抽油杆连接的破坏，同时由于附加弯矩降低，抽油杆连接螺纹所承受的拉、压交变载荷幅度大大降低，螺纹所承受的拉、压交变载荷幅度大大降低，螺纹所承受的拉、压交变载荷幅度大大降低，螺纹所承受的拉、压交变载荷幅度大大降低，对连接螺纹预紧力的破坏能力减弱；其次，消对连接螺纹预紧力的破坏能力减弱；其次，消对连接螺纹预紧力的破坏能力减弱；其次，消对连接螺纹预紧力的破坏能力减弱；其次，消除了由离心力产生的杆柱与油管内壁摩擦所造除了由离心力产生的杆柱与油管内壁摩擦所造除了由离心力产生的杆柱与油管内壁摩擦所造除了由离心力产生的杆柱与油管内壁摩擦所造成的倒扣扭矩；再次，由于杆柱失稳点减少，成的倒扣扭矩；再次，由于杆柱失稳点减少，成的倒扣扭矩；再次，由于杆柱失稳点减少，成的倒扣扭矩；再次，由于杆柱失稳点减少，弯曲的挠度减小，附加弯矩降低，减小了抽油弯曲的挠度减小，附加弯矩降低，减小了抽油弯曲的挠度减小，附加弯矩降低，减小了抽油弯曲的挠度减小，附加弯矩降低，减小了抽油杆弯曲频率和横向运动幅度，杆柱的疲劳寿命杆弯曲频率和横向运动幅度，杆柱的疲劳寿命杆弯曲频率和横向运动幅度，杆柱的疲劳寿命杆弯曲频率和横向运动幅度，杆柱的疲劳寿命得到延长。得到延长。得到延长。得到延长。 (3) (3) 管柱、杆柱扶正技术管柱、杆柱扶正技术 管柱扶正技术管柱扶正技术 抽油杆扶正技术抽油杆扶正技术管柱扶正技术管柱扶正技术 由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期性冲击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设性冲击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设置扶正器。一般在定子上接头处安装较为适宜，而置扶正器。一般在定子上接头处安装较为适宜，而对于采用反扣油管的管柱，则需在定子上、下接头对于采用反扣油管的管柱，则需在定子上、下接头处分别安装扶正器。目前扶正器有两种，一种是弹处分别安装扶正器。目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一种是橡胶式。簧式，一种是橡胶式。抽油杆扶正技术抽油杆扶正技术 抽油杆柱在油管内转动，杆柱的转动会引抽油杆柱在油管内转动，杆柱的转动会引起井口的振动及杆柱与管柱的摩擦，所以抽起井口的振动及杆柱与管柱的摩擦，所以抽油杆柱必须实施扶正，特别是高转速的螺杆油杆柱必须实施扶正，特别是高转速的螺杆泵井。通常在杆柱的上端即光杆附近、杆柱泵井。通常在杆柱的上端即光杆附近、杆柱的下端即转子附近以及中下部一定要放置扶的下端即转子附近以及中下部一定要放置扶正器。抽油杆扶正器一般采用抗磨损的尼龙正器。抽油杆扶正器一般采用抗磨损的尼龙材料制造，其结构如下面图。材料制造，其结构如下面图。 以前应用的抽油杆两种块装式扶正环以前应用的抽油杆两种块装式扶正环目前应用的螺杆泵专用扶正环目前应用的螺杆泵专用扶正环专用扶正环的性能特点专用扶正环的性能特点单项耐磨指标高于对卡式扶正环；可随上下冲程不断改变与油管接触的部位，使扶正环磨损较均匀，大幅度延长了环的使用寿命；安装和拆卸便利，不需任何辅助工具，安装时可由一人完成，大幅度提高了工作效率，解决了对卡式扶正环拆卸难，且易伤抽油杆的问题；制作成本与对卡式扶正环相比较低，价格将低于卡式扶正环，可节约采购费用，降低措施成本； 抽油杆接箍与油管内壁碰撞是螺杆抽油杆接箍与油管内壁碰撞是螺杆泵井杆柱断脱的又一主要原因。抽油杆泵井杆柱断脱的又一主要原因。抽油杆接箍与油管内壁碰撞是离心力作用的结接箍与油管内壁碰撞是离心力作用的结果，为克服离心力的作用，开展了抽油果，为克服离心力的作用，开展了抽油杆全井扶正的理论研究和现场试验工作。杆全井扶正的理论研究和现场试验工作。全井扶正机理研究及应用全井扶正机理研究及应用克克克克服服服服了了了了由由由由于于于于杆杆杆杆柱柱柱柱与与与与油油油油管管管管内内内内壁壁壁壁磕磕磕磕碰碰碰碰造造造造成成成成的的的的对对对对抽抽抽抽油油油油杆杆杆杆连连连连接接接接螺螺螺螺纹纹纹纹预预预预紧紧紧紧力力力力的的的的破破破破坏坏坏坏，同同同同时时时时由由由由于于于于附附附附加加加加弯弯弯弯矩矩矩矩降降降降低低低低，抽抽抽抽油油油油杆杆杆杆连连连连接接接接螺螺螺螺纹纹纹纹所所所所承承承承受受受受的的的的拉拉拉拉、压压压压交交交交变变变变载载载载荷荷荷荷幅幅幅幅度度度度大大大大大大大大降降降降低低低低，对对对对连连连连接接接接螺螺螺螺纹纹纹纹预预预预紧紧紧紧力力力力的的的的破破破破坏坏坏坏能能能能力减弱；力减弱；力减弱；力减弱；消消消消除除除除了了了了由由由由离离离离心心心心力力力力产产产产生生生生的的的的杆杆杆杆柱柱柱柱与与与与油油油油管管管管内内内内壁壁壁壁摩摩摩摩擦擦擦擦所所所所造成的倒扣扭矩；造成的倒扣扭矩；造成的倒扣扭矩；造成的倒扣扭矩；减减减减小小小小了了了了抽抽抽抽油油油油杆杆杆杆弯弯弯弯曲曲曲曲频频频频率率率率和和和和横横横横向向向向运运运运动动动动幅幅幅幅度度度度，杆杆杆杆柱柱柱柱的疲劳寿命得到延长。的疲劳寿命得到延长。的疲劳寿命得到延长。的疲劳寿命得到延长。 全井扶正将产生三方面作用：全井扶正将产生三方面作用：全井扶正将产生三方面作用：全井扶正将产生三方面作用： 三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术(1) (1) 热洗清蜡工艺技术热洗清蜡工艺技术(2) (2) 加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术(3) (3) 电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术(1) (1) 热洗清蜡工艺技术热洗清蜡工艺技术 热热洗洗清清蜡蜡工工艺艺是是柱柱塞塞泵泵采采油油普普遍遍采采用用的的成成熟熟技技术术，对对螺螺杆杆泵泵采采油油也也同同样样适适用用，但但因因螺螺杆杆泵泵采采油油的的特特殊殊性性其其热热洗洗工工艺艺也也略略有有不不同同。螺螺杆杆泵泵采采油油井井定定期期热热洗洗清清蜡蜡主主要要有以下几种方法。有以下几种方法。 空心转子螺杆泵洗井空心转子螺杆泵洗井 将转子提出定子洗井将转子提出定子洗井将转子上提，使其脱离定子，将转子上提，使其脱离定子， 在油套环空注入热水进行在油套环空注入热水进行清蜡清蜡洗井洗井。该种方法一般用于不具备热洗流程且化学清蜡不能。该种方法一般用于不具备热洗流程且化学清蜡不能实施的螺杆泵井。需用吊车设备，费用高。实施的螺杆泵井。需用吊车设备，费用高。 在定子上部在定子上部安装洗井阀热洗安装洗井阀热洗 在定子上部的管柱上，结蜡点以下，安装洗井阀。洗井时，在定子上部的管柱上，结蜡点以下，安装洗井阀。洗井时，在油套环空注入热水并在热洗温度、压力的作用下，洗井阀打在油套环空注入热水并在热洗温度、压力的作用下，洗井阀打开，使热水流入管柱内，实现清蜡。经现场试验，洗井阀可靠开，使热水流入管柱内，实现清蜡。经现场试验，洗井阀可靠性的待进一步观察。性的待进一步观察。 结蜡段滑套阀滑套封隔器套管结蜡段滑套阀滑套封隔器套管正常生产状态正常生产状态 热洗清蜡状态热洗清蜡状态 螺杆泵温控洗井封隔器的应用螺杆泵温控洗井封隔器的应用螺杆泵压控洗井封隔器的应用螺杆泵压控洗井封隔器的应用结蜡段压控阀皮碗套管结蜡段压控阀皮碗套管正常生产状态正常生产状态 热洗清蜡状态热洗清蜡状态 井下泵井下泵自然循环热洗自然循环热洗 在油套环空注入热水，热水经过泵在油套环空注入热水，热水经过泵举升到油管线，该方法热洗排量小，热举升到油管线，该方法热洗排量小，热水循环慢，热洗时间长，特别是对小排水循环慢，热洗时间长，特别是对小排量泵，因为热洗排量受泵的排量限制，量泵，因为热洗排量受泵的排量限制，清蜡效果差。大排量螺杆泵采取此种办清蜡效果差。大排量螺杆泵采取此种办法热洗。即：法热洗。即：GLB500-14GLB500-14型以上的螺杆泵型以上的螺杆泵采取此种办法。采取此种办法。(2) (2) 加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术 化化学学清清防防蜡蜡药药剂剂对对螺螺杆杆泵泵的的定定子子橡橡胶胶有有一一定定的的影影响响，所所以以采采用用加加药药清清防防蜡蜡，应应避避免免化化学学药药剂剂经经过过泵泵，为为此此，主主要要采采用空心杆内加药工艺。用空心杆内加药工艺。 (3) (3) 电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术 冬冬季季温温度度低低而而原原油油凝凝固固点点高高，含含蜡蜡量量高高，若若因因故故停停机机时时间间较较长长会会造造成成上上部部油油管管( (结结蜡蜡点点以以上上) )内内原原油油凝凝固固而而使使螺螺杆杆泵泵起起动动困困难难或或根根本本无无法法起起动动，需需要要解解堵堵才才能起动。能起动。 电电缆缆加加热热解解堵堵是是在在空空心心抽抽油油杆杆内内下下入入活活动动式式加加热热电电缆缆，通通电电后后电电缆缆产产生生热热量量使使油油管管内内原原油油降降粘粘解解堵堵。如如下下图图所所示示，解解堵堵时时电电缆缆车车将将电电缆缆经经井井口口滑滑轮轮下下入入空空心心杆杆( (已已注注满满清清水水) )内内，当当电电缆缆下下到到结结蜡蜡点点以以下下深深度度时时通通电电，于于是是电电缆缆放放出出热热量量经经空空心心杆杆传传递递给给油油管管，从从而而使使油油管管内内原原油油升升温温。在在加加热热过过程程中中要要定定时时测测量量井井口口油油温温，当当油油温温达达到到原原油油凝凝固固点点以以上上，起起出出电电缆缆，启启动动螺螺杆杆泵泵井，从而达到解堵的目的。井，从而达到解堵的目的。 三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术5 5 抽空保护技术抽空保护技术 由由于于螺螺杆杆泵泵的的定定子子和和转转子子间间采采用用过过盈盈配配合合，因因此此转转子子在在定定子子中中高高速速旋旋转转时时就就会会摩摩擦擦生生热热。如如果果产产生生的的热热量量不不能能及及时时由由液液流流携携带带走走，定定、转转子子间间就就会会产产生生干干磨磨、烧烧泵泵的情况。因此必须实施抽空保护技术。的情况。因此必须实施抽空保护技术。三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术 (1) (1) 过载保护技术过载保护技术 为为了了保保证证螺螺杆杆泵泵采采油油系系统统安安全全运运转转，需需要要实实施施过过载载保保护护技技术术，因因为为一一旦旦过过载载会会使使油油井井出出现现杆杆断断、皮皮带带断断，减减速速箱箱内内的的齿齿轮轮、轴轴承承损损坏坏，甚甚至至烧烧坏坏电电机机等等事事故故。常常用的过载保护有扭矩法和电流法两种。用的过载保护有扭矩法和电流法两种。 常用的电流过载保护法：常用的电流过载保护法： 驱动电机的工作电流直接反映了工作驱动电机的工作电流直接反映了工作负载的大小，所以可在电器控制系统中设负载的大小，所以可在电器控制系统中设置过载保护电流，当工作电流超过设定的置过载保护电流，当工作电流超过设定的过载保护电流时，驱动电机停止工作，实过载保护电流时，驱动电机停止工作，实现过载保护。现过载保护。(2) (2) 欠载保护技术欠载保护技术 欠欠载载保保护护技技术术只只是是针针对对螺螺杆杆泵泵井井出出现现杆杆断断、脱脱扣扣、扣扣坏坏故故障障时时为为避避免免杆杆柱柱与与管管柱磨损而实施的一项保护技术。柱磨损而实施的一项保护技术。 欠欠载载保保护护也也采采用用电电流流法法，当当驱驱动动电电机机的的工工作作电电流流接接近近驱驱动动电电机机的的空空转转电电流流时时，自动停机实现欠载保护。自动停机实现欠载保护。三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术1)故障诊断方法及其故障特征故障诊断方法及其故障特征 螺螺杆杆泵泵也也同同其其它它采采油油设设备备一一样样， 如如果果管管理理不不当当、工工况况不不合合理理或或产产品品质质量量有有问问题题， 也也会会出出现现一一系系列列故故障障。由由于于螺螺杆杆泵泵采采油油的的特特殊殊性性，各各类类故故障障的的特特征征反反应应和和诊诊断断方方法法同同其其它它采采油油方方式式有所不同。有所不同。 螺螺杆杆泵泵采采油油井井常常见见故故障障有有抽抽油油杆杆断断脱脱、油油管管脱脱落落、蜡蜡堵堵、定定子子橡橡胶胶脱脱落落等等， 经经过过几几年年的的实践摸索和理论探讨，实践摸索和理论探讨， 总结出如下诊断法。总结出如下诊断法。 (1)(1)电电流流法法就就是是通通过过测测试试驱驱动动电电机机的的工工作作电电流流， 根根据据工工作作电电流流大大小小来来诊诊断断泵泵况况的的方方法法。电电流流法法可可以以诊断如表诊断如表1 1中的各类故障。中的各类故障。（2 2） 蹩压法蹩压法 蹩蹩压压法法就就是是通通过过关关闭闭采采油油树树回回压压闸闸门门进进行行蹩蹩压压，观观测测井口油压和套压变化进行诊断井下泵况的方法，如表井口油压和套压变化进行诊断井下泵况的方法，如表2 2。（3）扭矩法 扭矩法是通过测试光杆扭矩即螺杆泵工作扭矩来诊断泵况方法。 光杆扭矩可以用光杆扭矩测试仪直接测得，也可以用测试驱动电机的有功功率与转速间接获得，还可以利用前文所述的数值模拟方法得到。 光光杆杆扭扭矩矩包包括括满满足足实实际际举举升升液液体体的的高高度度所所需需的的有有功功扭扭矩矩M Mp p， 克克服服定定、转转子子间间的的摩摩擦擦扭扭矩矩M Mf f及及克克服服抽抽油油杆杆与与举举升升液液体体间间的的摩摩擦擦阻阻扭扭矩矩M My y，即即 扭矩法诊断的故障如表扭矩法诊断的故障如表3 3所示。所示。 （4）经验法： 由于螺杆泵的特殊性，加之故障形式由于螺杆泵的特殊性，加之故障形式又很复杂，如果仅凭一种方法诊断某些故又很复杂，如果仅凭一种方法诊断某些故障，符合率还不会很高，所以实际诊断时，障，符合率还不会很高，所以实际诊断时，要凭现场工作多年的经验进行综合诊断，要凭现场工作多年的经验进行综合诊断，看起、停机时光杆旋转的力度、或看起、停机时光杆旋转的力度、或用上述用上述三种方法综合诊断。三种方法综合诊断。2 2）常见故障的处理方法）常见故障的处理方法 抽油杆断脱抽油杆断脱 抽抽油油杆杆断断脱脱有有3 3种种情情况况，即即杆杆断断、杆杆脱脱、扣扣坏坏，一一般般情情况况3 3种种形形式式很很难难区区分分，通通常常在在处处理理这这类类事事故故时时，普普通通扣扣型型抽抽油油杆杆首首先先按按脱脱扣扣来来处处理理，上上吊吊车车下下放放杆杆柱柱进进行行对对扣扣，如如果果是是脱脱扣扣，这这样样处处理理成成功功率率较较高高，对对扣扣不不成成功功，只只有有动动杆杆柱柱，起起出出杆杆柱柱视视断断脱脱情情况况下下打打捞捞工工具具打打捞捞余余下下杆杆柱柱，打打捞捞再不成功，只有动管柱起出所有杆柱，重新作业再不成功，只有动管柱起出所有杆柱，重新作业。 油管脱落油管脱落 油油管管脱脱落落的的处处理理，首首先先要要起起出出杆杆柱柱，然然后后动动管管柱柱判判断断脱脱扣扣位位置置，加加深深油油管管进进行行对对扣扣，对对扣扣成成功功起起出出原原井管柱，如对扣不成功就要下打捞工具进行打捞。井管柱，如对扣不成功就要下打捞工具进行打捞。 砂、蜡堵砂、蜡堵 螺螺杆杆泵泵井井发发生生砂砂、蜡蜡堵堵造造成成机机组组不不能能运运转转时时，通通常常要要上上吊吊车车上上提提杆杆柱柱， 使使转转子子脱脱离离定定子子， 然然后后进进行行彻彻底底洗洗井井，洗洗通通后后下下放放杆杆柱柱重重新新投投产产，如如果果洗洗井井洗洗不不通又无其它解堵措施，只好上作业动管柱。通又无其它解堵措施，只好上作业动管柱。 井下泵出现故障井下泵出现故障 一旦井下泵出现故障只好上作业进行检泵。一旦井下泵出现故障只好上作业进行检泵。 地面驱动装置出现故障地面驱动装置出现故障 地地面面驱驱动动装装置置的的齿齿轮轮、轴轴承承、油油封封等等零零件件因因管管理理不不当当或或制制造造缺缺欠欠等等原原因因也也会会出出现现故故障障，这这类类故故障障一一般般通通过过维修即可解决，维修即可解决， 主要零部件不能维修只有更换。主要零部件不能维修只有更换。 起动困难起动困难 出出现现这这类类事事故故， 如如果果排排除除砂砂、蜡蜡堵堵， 只只要要上上吊吊车车活动一下杆柱即可解决。活动一下杆柱即可解决。三、螺杆泵采油配套工艺技术三、螺杆泵采油配套工艺技术 1.1.选井选泵技术选井选泵技术 2.2.检测技术检测技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技术管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 5.5.抽空保护技术抽空保护技术 6.6.过载欠载保护技术过载欠载保护技术 7.7.故障诊断技术故障诊断技术 8.8.测试技术测试技术1 1) ) 地面工作参数的测试地面工作参数的测试 电参数测试电参数测试 转速转速n n的测量的测量 负载扭矩负载扭矩M M测量测量2 2）流压和静压测试）流压和静压测试1、电参数的测试 最常用的是电流表测试驱动电机的工作电流，最常用的是电流表测试驱动电机的工作电流，因为工作电流的大小直接反映了工作负载的大小，因为工作电流的大小直接反映了工作负载的大小，同时，同时， 根据工作电流的大小也能诊断一些故障，根据工作电流的大小也能诊断一些故障，而使用功率仪或电度表能够测出电机的输出功率，而使用功率仪或电度表能够测出电机的输出功率，从而能够计算出螺杆泵的系统效率。从而能够计算出螺杆泵的系统效率。2、转速的测量：、转速的测量：光杆的转速决定了螺杆泵的排量，他是螺杆光杆的转速决定了螺杆泵的排量，他是螺杆泵的主要参数，转速的测量，主要是应用非解除泵的主要参数，转速的测量，主要是应用非解除式的转速表册量。式的转速表册量。3、负载扭矩的测量：、负载扭矩的测量：直接用扭矩测试仪。直接用扭矩测试仪。4、流压和静压的测试：、流压和静压的测试：目前，只能通过液面法折算。目前，只能通过液面法折算。1、范围：、范围：本标准规定了螺杆泵采油井的作业施工规程。本标准规定了螺杆泵采油井的作业施工规程。2、引用标准：、引用标准：本文引用了本文引用了4项标准。项标准。压井替喷作业规程压井替喷作业规程SY/T5587.393冲砂、探砂面作业规程冲砂、探砂面作业规程SY/T5587.593起下管柱作业规程起下管柱作业规程SY/T5587.693洗井作业规程洗井作业规程SY/T5587.7933、施工准备、施工准备1）目前生产情况：日产液、含水、流压、静压等。）目前生产情况：日产液、含水、流压、静压等。2）井史资料：在历次施工总结和油管、抽油杆记录）井史资料：在历次施工总结和油管、抽油杆记录中查看有无落物、井斜、套损等情况。中查看有无落物、井斜、套损等情况。3）施工设计：根据油井生产情况、产能、井史资料）施工设计：根据油井生产情况、产能、井史资料优化施工设计。优化施工设计。4）施工井要下入井内的螺杆泵及配套工具、油管、）施工井要下入井内的螺杆泵及配套工具、油管、抽油杆要清洗干净，不得有弯曲、损坏，抽油杆要清洗干净，不得有弯曲、损坏，要严格丈量。并记录好原始数据。空心抽要严格丈量。并记录好原始数据。空心抽油杆在密封处涂上密封油。油杆在密封处涂上密封油。1）热洗、压井）热洗、压井用热水反循环将死油死蜡替出，然后用热水反循环将死油死蜡替出，然后用相应的压井液压井，热洗压井按用相应的压井液压井，热洗压井按SY/T5587.393和和SY/T5587.793的规定的规定执行。执行。2）起原井）起原井按按SY/T5587.693的规定和施工的规定和施工设计要求起出原井管柱。设计要求起出原井管柱。4 4、施工过程及要求、施工过程及要求3）刮蜡、冲砂刮蜡、冲砂刮蜡、冲砂、探砂面按刮蜡、冲砂、探砂面按SY/T5587.593的的规定执行。规定执行。4）连接井下工具：）连接井下工具：将泵、锚定工具、抽油杆防脱器等井下工将泵、锚定工具、抽油杆防脱器等井下工具在地面按施工设计连接上紧，应在锚定工具具在地面按施工设计连接上紧，应在锚定工具滑道上涂上黄油，锚定工具处于解封状态。滑道上涂上黄油，锚定工具处于解封状态。5）下管柱）下管柱按按SY/T5587.693的规定和施工设计要求的规定和施工设计要求执行。执行。5.1按地面设计要求配好管柱，用相按地面设计要求配好管柱，用相应的通井规检验合格并在丝扣上应的通井规检验合格并在丝扣上涂上丝扣油。涂上丝扣油。5.2按施工设计要求组配管柱，尾管按施工设计要求组配管柱，尾管不得少于三根。不得少于三根。5.3上扣扭矩达到要求。上扣扭矩达到要求。5.4下入锚定工具时，在下入第一根下入锚定工具时，在下入第一根油管时油管时,试做油管锚试做油管锚,成功后成功后,上提管上提管柱解封柱解封,然后缓慢下放管柱然后缓慢下放管柱,要平稳要平稳操作。操作。6）做锚定工具：）做锚定工具：做锚定工具按工具的操作规程执行。做锚定工具按工具的操作规程执行。油管头上平面与套管法兰平面距离油管头上平面与套管法兰平面距离10-20mm之间。如果尺寸不合适，可反复几次之间。如果尺寸不合适，可反复几次直至达到要求。用钢丝绳压下油管挂，直至达到要求。用钢丝绳压下油管挂，拧紧顶丝。拧紧顶丝。7）下杆注：）下杆注：7.1下转子时速度要慢，切勿损伤转子下转子时速度要慢，切勿损伤转子表面。表面。7.2用用48寸管钳较紧，上扣扭按抽油寸管钳较紧，上扣扭按抽油杆的推荐值要求。杆的推荐值要求。7.3抽油杆扶正器的布置。按照施工抽油杆扶正器的布置。按照施工方案要求布置方案要求布置7.4转子进入定子时要缓慢下放，注转子进入定子时要缓慢下放，注意转子进入定子时，杆柱要顺时意转子进入定子时，杆柱要顺时针旋转。针旋转。7.5纪录方余方入，校核杆管深度是纪录方余方入，校核杆管深度是否一至，按要求预留光杆的长度。否一至，按要求预留光杆的长度。 刮削刮削 目的：防止损坏扶正泵体的橡胶扶正器。目的：防止损坏扶正泵体的橡胶扶正器。下管柱尽量不使用液压钳，上扣扭矩达到表下管柱尽量不使用液压钳，上扣扭矩达到表4141要求的数值。要求的数值。表表41 41 油管上扣扭矩推荐值油管上扣扭矩推荐值如如锚锚定定工工具具是是支支撑撑卡卡瓦瓦，在在操操作作过过程程中中应应注注意意以以下下两点：两点： (1)(1)更更换换油油管管吊吊卡卡时时，注注意意上上提提高高度度不不允允许许超超过过400mm400mm，以以防防支支撑撑卡卡瓦瓦中中途途坐坐封封。如如中中途途坐坐封封，缓缓慢慢上提管柱上提管柱1m1m以上，然后缓慢下放管柱解封。以上，然后缓慢下放管柱解封。 (2)(2)坐坐支支撑撑卡卡瓦瓦时时，上上提提管管柱柱800mm800mm左左右右，缓缓慢慢下下放放油油管管，坐坐卡卡位位置置（油油管管头头上上平平面面与与套套管管法法兰兰平平面距离）控制在面距离）控制在1020mm1020mm之间。之间。4）下下抽抽油油杆杆时时用用2424管管钳钳上上满满扣扣，然然后后用用4848管管钳钳较较紧紧， 上扣扭距达到下表上扣扭距达到下表要求的值要求的值。表表 D D级抽油杆上扣扭矩推荐值级抽油杆上扣扭矩推荐值5）转子进入定子时，要缓慢下放杆柱（注意转子进入转子进入定子时，要缓慢下放杆柱（注意转子进入定子时杆柱应顺时针旋转）。定子时杆柱应顺时针旋转）。 6）安装地面机组时，应较正井口。如井口偏（偏斜角安装地面机组时，应较正井口。如井口偏（偏斜角大于大于0.50.5 ），应采用调偏钢圈校正。），应采用调偏钢圈校正。 7）提防冲距提防冲距 由杆柱自重产生的杆柱伸长，需重新计算防冲距，保证由杆柱自重产生的杆柱伸长，需重新计算防冲距，保证螺杆泵井在正常生产时转子不磨定子下端的定位销。防冲距螺杆泵井在正常生产时转子不磨定子下端的定位销。防冲距 L L是由抽油杆柱的自然伸长是由抽油杆柱的自然伸长 L L1 1、螺杆泵转子受液压差轴向螺杆泵转子受液压差轴向作用杆柱伸长量作用杆柱伸长量 L L2 2、定子衬套下端至定位销的距离定子衬套下端至定位销的距离 L L3 3确定确定的。一般的。一般 L L3 3=0.2-0.4m=0.2-0.4m，即即 L=L= L L1 1+ + L L2 2+ + L L3 3其中其中 4GL4GL L1=L1= d d2 2 4F 4Ft tL L L1=L1= d d2 2E E式中式中GG杆柱重量，杆柱重量，kg;kg; L L泵挂深度，泵挂深度，mmmm； dd杆柱平均直径，杆柱平均直径，mm;mm; F Ft t转子轴向力，转子轴向力，kNkN； EE弹性模量，弹性模量，kN/mmkN/mm2 2。 泵泵挂挂深深度度与与上上提提防防冲冲距距的的关关系系参参照照下下表表，值值得得注注意意的的在在上上提提防防冲冲距距时时应应克克服服杆杆柱柱在在管管柱柱内内弯弯曲曲部部分分即即上上提提时时应应注注意意柱柱的的负负荷荷直直至至到到全全井井杆杆柱柱负负荷荷时时才才开开始始计计算算油油井井的防冲距。的防冲距。表表 泵挂深度与上提防冲距的关系泵挂深度与上提防冲距的关系注：防冲距因泵的规格型号不同而略有区别。注：防冲距因泵的规格型号不同而略有区别。5、试运转试运转1）加齿轮油加齿轮油 从从减减速速箱箱注注油油孔孔加加入入齿齿轮轮油油，油油面面在在油油标标1/22/31/22/3处。处。2）加盘根加盘根 每每根根盘盘根根丈丈量量好好长长度度，斜斜4545 角角切切割割，盘盘根根表表面面涂涂上上黄黄油油，每每层层盘盘根根切切口口处处要要错错开开，最最后后压压紧紧压压盖盖。在在加加盘盘根根之之前前，先先关关闭闭专专用用井井口口清清蜡蜡闸闸门门，两两侧侧手手轮轮开开关关的的圈圈数数应应一一致致；盘盘根根压压盖盖不不要要压压得得过过紧紧，以以免免启启机机后后盘盘根根过过热热烧烧坏坏而而迅迅速速失失效效（在在加加盘盘根根时时，每每道道盘盘根根之之间间都都应应加加黄黄油油，可可增增加加密密封封性性能能，还还可可避避免免盘盘根根过过热热烧烧坏坏）；在在螺螺杆杆泵泵运运行行过过程程中中，可可随随时时调调节节盘盘根根压压盖盖松松紧紧度度，达达到到不渗不漏目的为止。不渗不漏目的为止。3）调电机正反转调电机正反转 将将变变压压器器、电电控控箱箱、电电机机连连接接好好，电电机机采采用用 型型接接法法。卸卸掉掉皮皮带带，接接通通电电源源使使电电机机空空转转并并记记录录下下电电机机空空载载电电流流，如如光光杆杆是是逆逆时时针针方方向向转转动动，只只需需调调换换电电缆缆任任意两相相序，确保光杆为顺时针转动。意两相相序，确保光杆为顺时针转动。4）皮带安装与调节皮带安装与调节 根根据据油油井井的的预预测测产产能能及及设设计计要要求求，选选择择螺螺杆杆泵泵的的工工 作作参参数数，即即选选择择高高、中中、低低档档转转速速及及其其对对应应皮皮带带、皮皮带轮。（见表带轮。（见表4444）a、皮带轮的拆卸及安装皮带轮的拆卸及安装 拆拆卸卸：首首先先用用内内六六角角扳扳手手卸卸掉掉带带轮轮上上的的三三个个固固定定螺螺栓栓，然然后后用用拉拉力力器器把把带带轮轮从从轴轴上上拉拉下下来。来。安安装装：将将皮皮带带轮轮与与轴轴锥锥套套的的螺螺栓栓孔孔对对齐齐，把把带带轮轮推推进进轴轴锥锥套套上上，带带上上三三个个螺螺栓栓，然然后后用用内内六六角扳手均匀上紧。角扳手均匀上紧。b b传动皮带的安装及调节传动皮带的安装及调节 皮皮带带定定张张紧紧力力的的情情况况下下才才能能发发挥挥预预期期的的传传动动功功能能，皮皮带带的的使使用用寿寿命命很很大大程程度度上上取取决决于于皮皮带带的的松松紧紧程程度度。一一般般要要求求传传动动皮皮带带的的张张紧紧力力300N300N左左右右。即即要要求求皮皮带带紧紧固固后后，在在皮皮带带中中间间施施加加压压力力=30N=30N，皮皮带带向向下下变变形形量量小小于于6.0mm6.0mm，此时的张紧力为合适。此时的张紧力为合适。 调调节节皮皮带带松松紧紧程程度度步步骤骤如如下下：第第一一、松松开开电电机机支支架架螺螺栓栓；第第二二，调调节节电电机机支支架架前前后后顶顶丝丝，使使皮皮带带张张紧紧或或松松弛；第三，皮带张紧后固定支架螺栓并上紧。弛；第三，皮带张紧后固定支架螺栓并上紧。5）设置过载保护电流及过载保护时间设置过载保护电流及过载保护时间 一一般般情情况况下下，要要按按不不同同型型号号的的泵泵型型及及驱驱动动电电机机的的功功率率来来调调试试。当当光光杆杆转转速速选选择择低低档档时时，电电控控箱箱内内的的电电流流继继电电器器电电流流可可调调小小些些；当当光光杆杆转转速速选选择择高高档档时时，电电流流可可调调大大些些；当当光光杆杆转转速速选选择择中中档档时时电电流流可可取取低低档档电电流流与与高高档档电流中间值。如表电流中间值。如表4545给出了经验数据。给出了经验数据。表表4545过载保护电流设置过载保护电流设置 ( (1)1)设设置置过过载载保保护护电电流流（一一般般按按正正常常运运转转电电流流1.21.2倍倍设设置置）；只只需需根根据据GLBGLB型型电电控控箱箱面面板板批批示示灯灯的的亮亮暗暗情情况况顺顺时时针针或或逆逆时时针针调调节节RP2RP2就就可可设设电机的额定电流。电机的额定电流。 (2)(2)时时间间继继电电器器过过载载保保护护时时间间调调到到510s510s范范围围内内的的任任一一值值。根根据据需需要要顺顺时时针针或或逆逆时时针针调调节节RP3RP3，就可延长或缩短跳闸时间。就可延长或缩短跳闸时间。6）试投产试投产打开清蜡阀门，检查地面生产流程是否开关正常。打开清蜡阀门，检查地面生产流程是否开关正常。 启动电机同时监测运转电流，启动电机同时监测运转电流，1010分钟后关闭出油管线阀分钟后关闭出油管线阀门，观察油压表有无上升，如压力上升且地面机组无异常现门，观察油压表有无上升，如压力上升且地面机组无异常现象，打开阀门，然后进行液量计量，如液量正常，可确认机象，打开阀门，然后进行液量计量，如液量正常，可确认机组正常，投产成功。（注意：憋压时间不宜过长，油压值有组正常，投产成功。（注意：憋压时间不宜过长，油压值有上升显示即可）。上升显示即可）。 7)7)交井交井 施工总结编写标准施工总结编写标准1 1、采油工职责、采油工职责2 2、 螺杆泵井标准螺杆泵井标准3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理 为为了了保保证证螺螺杆杆泵泵采采油油井井正正常常生生产产， 延延长长螺螺杆杆泵泵机机组组的的使使用用寿寿命命和和适适应应螺螺杆杆泵泵采采油油井井管管理理的的需需要要，制制定定螺螺杆泵井管理规程。杆泵井管理规程。 1 1、采油工职责、采油工职责 (1) (1) 采采油油工工必必须须掌掌握握螺螺杆杆泵泵采采油油原原理理及及地地面面减减速速装装置置的的结结构构， 了了解解螺螺杆杆泵泵井井常常见见故故障障及及其其诊诊断断排排除除方方法法，做好日常管理和维护工作。做好日常管理和维护工作。 (2) (2) 取取全全取取准准生生产产资资料料，( (包包括括产产液液量量、产产油油量量、产产水水量量、油油压压、套套压压、回回压压、油油气气比比、电电机机电电流流、热热洗洗情情况况、转转速速、测测试试日日期期及及动动液液面面) )，对对所所管管油油井井地地下下、地地面面情情况况、管管柱柱结结构构及及减减速速装装置置、泵泵、杆杆参参数数清清楚楚。做做到到资料、报表填写整理及时准确。资料、报表填写整理及时准确。 (3) (3) 严严格格执执行行岗岗位位经经济济责责任任制制，按按时时巡巡回回检检查查，做做到到安安全全生生产产。发发现现问问题题及及时时解解决决处处理理，解解决决不不了了的的问问题题立即上报小队、矿或下泵试验单位。立即上报小队、矿或下泵试验单位。 (4) (4) 摸摸索索合合理理的的热热洗洗清清蜡蜡周周期期，按按制制定定的的热热洗洗清清蜡蜡制制度度进进行行热热洗洗，严严格格控控制制好好热热洗洗排排量量和和热热洗洗温温度度，并并在在日报上填好记录。日报上填好记录。 (5) (5) 认认真真搞搞好好施施工工质质量量，发发现现下下入入不不合合格格的的管管柱柱、杆杆柱柱、井井下下工工具具或或不不按按照照施施工工设设计计书书进进行行施施工工时时，有有权权向上级业务部门反映。向上级业务部门反映。 (6) (6) 认认真真作作好好生生产产情情况况分分析析，应应经经常常向向小小队队提提出出增增产挖潜措施和各种管理措施。产挖潜措施和各种管理措施。 (7) (7) 协协助助和和配配合合好好有有关关人人员员在在机机械械采采油油井井上上的的各各种种实验，积极做好新技术推广工作。实验，积极做好新技术推广工作。1 1、采油工职责、采油工职责2 2、 螺杆泵井标准螺杆泵井标准3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理2 2、螺杆泵井标准、螺杆泵井标准 (1) (1) 螺螺杆杆泵泵井井试试抽抽合合格格移移交交后后由由采采油油队队负负责责管管理理， 包括井场电气设备的正常维护和保养。包括井场电气设备的正常维护和保养。 (2) (2) 按按配配产产的的规规定定，充充分分发发挥挥油油井井生生产产能能力力，稳稳定定生生产产，时时效效达达到到95%95%以以上上，螺螺杆杆泵泵机机组组工工作作状状况况良良好好，泵效达到泵效达到60%60%以上。以上。 (3) (3) 油井记录，资料齐全准确。油井记录，资料齐全准确。 (4) (4) 油油井井管管理理做做到到三三清清、四四无无、五五不不漏漏。地地面面设设备备配件工具齐全完好，井下无落物。配件工具齐全完好，井下无落物。 (5) (5) 做做好好地地面面减减速速装装置置，电电控控箱箱的的维维护护、保保养养工工作作，做做到到紧紧固固、清清洁洁、润润滑滑、调调整整、减减少少机机械械振振动动，延延长长使使用寿命。用寿命。 (6) (6) 作好热洗、加药、保温工作，做到安全无事故。作好热洗、加药、保温工作，做到安全无事故。 (7) (7) 螺杆泵井的流压达到规定的范围。螺杆泵井的流压达到规定的范围。 (8) (8) 每个岗位必须有两表：螺杆泵井日报表，配产表。每个岗位必须有两表：螺杆泵井日报表，配产表。1 1、采油工职责、采油工职责2 2、 螺杆泵井标准螺杆泵井标准3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理 (1) (1) 螺螺杆杆泵泵井井移移交交后后由由采采油油队队负负责责管管理理，做做好好正正常常维维护护和和保保养养，两两天天内内要要加加密密检检查查，注注意意螺螺杆杆泵泵的的运运行行情情况况和和电电流变化。流变化。 (2) (2) 大大排排量量螺螺杆杆泵泵采采用用电电流流记记录录卡卡片片的的，更更换换要要及及时时，每每更更换换一一次次记记录录卡卡片片都都须须填填写写井井号号、日日期期，并并对对准准起起始始时时间，停机必须注明原因。间，停机必须注明原因。 (3) (3) 螺螺杆杆泵泵正正常常运运行行后后除除特特殊殊情情况况（如如停停电电、更更换换盘盘根根等等）外外，不不允允许许随随便便停停机机，机机组组一一旦旦出出现现故故障障自自动动停停机机时时，采采油油工工应应立立即即上上报报主主管管部部门门，在在弄弄清清故故障障原原因因之之前前，不不允允许擅自强行启动。许擅自强行启动。 (4) (4) 投投产产后后的的螺螺杆杆泵泵应应在在最最低低转转速速下下运运行行，当当液液面面稳稳定定后后，过过载载电电流流最最高高极极限限不不允允许许超超出出正正常常运运行行的的1.21.2倍倍，时时间整定不大于间整定不大于10min10min，变转速后的方法同上。变转速后的方法同上。 (5) (5) 开开井井启启抽抽前前必必须须先先检检查查地地面面管管线线流流程程，然然后后启启动动机机组，启动后至少观察组，启动后至少观察10min10min以上。以上。 (6) (6) 经经常常观观察察减减速速箱箱的的油油面面，每每半半年年更更换换一一次次减减速速箱箱内内齿轮油。齿轮油。 (7) (7) 遇遇天天气气突突变变（下下雪雪、下下雨雨等等）应应加加强强检检查查，并并采采取取措措施施严严防防雨雨水水浸浸入入变变速速箱箱及及电电器器设设备备发发生生漏漏电电现现象象，操操作作人员接近电器设备，应加注意，避免发生触电危险。人员接近电器设备，应加注意，避免发生触电危险。 (8) (8) 螺螺杆杆泵泵投投产产后后，电电源源相相序序不不得得任任意意改改动动，若若需需停停机机重重整整定定过过载载和和时时间间时时，待待机机组组运运转转正正常常后后才才能能离离开开现现场场。停机维修时，必须先做好相序标记。停机维修时，必须先做好相序标记。 (9) (9) 变换转速时，要检查三角皮带的松紧度。变换转速时，要检查三角皮带的松紧度。 (10) (10) 当人为或过载（停电）自动停机时，装于减速箱上的当人为或过载（停电）自动停机时，装于减速箱上的防反转装置可自动锁死抽油杆以防止抽油杆脱扣。检查人防反转装置可自动锁死抽油杆以防止抽油杆脱扣。检查人员可慢慢松开锁紧螺帽，使抽油杆贮存的扭矩释放，操作员可慢慢松开锁紧螺帽，使抽油杆贮存的扭矩释放，操作时要注意安全。时要注意安全。 (11) (11) 抽油杆出现断杆或在不同深度脱扣，应上抽油杆出现断杆或在不同深度脱扣，应上160kN160kN以以上吊车，用杆柱打捞器打捞，或根据吊重判断脱扣深度，上吊车，用杆柱打捞器打捞，或根据吊重判断脱扣深度，当指重表稍有下降时，刹车正转抽油杆上扣对接，恢复正当指重表稍有下降时，刹车正转抽油杆上扣对接，恢复正常生产。常生产。 (12) (12) 确定螺杆泵井热洗周期，观察产液量变化，确定螺杆泵井热洗周期，观察产液量变化， 定期定期测动液面及观察电机电流变化，及时分析泵的工作状态。测动液面及观察电机电流变化，及时分析泵的工作状态。对不同的油井制定相应的热洗制度对不同的油井制定相应的热洗制度( (同抽油机热洗井同抽油机热洗井) )；对；对于无热洗流程，采用在空心杆内或环空加药、空心杆内下于无热洗流程，采用在空心杆内或环空加药、空心杆内下加热电缆解堵工艺措施。详见螺杆泵井清、防蜡解堵工艺加热电缆解堵工艺措施。详见螺杆泵井清、防蜡解堵工艺技术。技术。1 1、采油工职责、采油工职责2 2、 螺杆泵井标准螺杆泵井标准3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度 (1) (1) 每每h h必必须须上上井井检检查查一一次次，不不正正常常井井要要加加密密检检查。查。 (2) (2) 上上井井必必须须带带上上常常用用工工具具，发发现现问问题题及及时时处处理理，解决不了的问题向小队、矿或主管技术部门汇报。解决不了的问题向小队、矿或主管技术部门汇报。 (3)(3)螺螺杆杆泵泵井井巡巡回回检检查查要要求求：先先听听，先先看看井井口口及及减减速箱，电控设备有无异常，按表速箱，电控设备有无异常，按表7-157-15内容检查。内容检查。表表7-15 7-15 螺杆泵井巡回检查内容螺杆泵井巡回检查内容1 1、采油工职责、采油工职责2 2、 螺杆泵井标准螺杆泵井标准3 3、螺杆泵井的生产管理、螺杆泵井的生产管理4 4、螺杆泵井巡回检查制度、螺杆泵井巡回检查制度5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理5 5、螺杆泵井取资料与管理、螺杆泵井取资料与管理 螺螺杆杆泵泵录录取取资资料料要要达达到到九九全全九九准准：系系指指油油压压、套套压压、动动液液面面（流流压压）、静静液液面面（静静压压）、产产量量、转转速速、电流、油气比、原油含水化验资料全准。电流、油气比、原油含水化验资料全准。 (1) (1) 油油压压、套套压压全全准准：正正常常情情况况下下，油油压压、套套压压每每天天录录取取一一次次，特特殊殊情情况况要要加加密密观观察察，每每月月有有2525天天以以上上（不不得得连连续续缺缺）压压力力资资料料为为全全，误误差差不不超超过过规规定定误误差差界界限限为为准准。压压力力值值应应在在使使用用压压力力表表量量程程的的1/31/32/3 2/3 的的范范围围。压压力力表表要要按按检检定定周周期期检检定定，并并有有保保证证其其准准确确的的措施。措施。 (2) (2) 产量全准，螺杆泵投产和调参后产量全准，螺杆泵投产和调参后5 5天内天天量油，天内天天量油，对措施井要求措施前对措施井要求措施前2 2天，措施后天，措施后5 5天内天天量油，以后天内天天量油，以后每每5 5天量油一次，每月必须有天量油一次，每月必须有8 8次量油，对变化比较大的次量油，对变化比较大的井，要加密量油次数。达到上述要求者，量油资料为全。井，要加密量油次数。达到上述要求者，量油资料为全。用流量计量的井每次量油用流量计量的井每次量油1 12 2小时，选用规定的不同直小时，选用规定的不同直径分离器量油，每次要径分离器量油，每次要3 35 5次，取平均值；次，取平均值； 对于低产对于低产量井（产液量低于量井（产液量低于10m10m3 3/d)/d)，每次量油时间不少于每次量油时间不少于2 2小时，小时，产液在产液在30m30m3 3/d/d以上，量油波动不超过以上，量油波动不超过5%5%，产液在，产液在30 30 m m3 3/d/d以下，量油波动不超过以下，量油波动不超过2 m2 m3 3/d/d，热洗井待热洗结束热洗井待热洗结束生产正常时量油。生产正常时量油。 (3) (3) 原原油油含含水水化化验验资资料料全全准准：正正常常见见水水井井每每5 5天天取取样样一一次次（与与量量油油同同日日进进行行）进进行行含含水水化化验验分分析析，含含水水波波动动不不超超过过5% 5% ；含含水水在在40%40%以以下下，化化验验含含水水波波动动不不超超过过3%3%，超超差差必必须须重重新新取取样样， 找找出出波波动动原原因因。未未见见水水油油井井每每月月取取样样一一次次。发发现现油油井井有有含含水水痕痕迹迹后后，每每5 5天天取取样样一一次次进进行行含含水水化化验验。取取样样时时一一律律要要求求在在井井口口取取，先先放放空空，见见新新鲜鲜油油后后再再取样，一筒样要分取样，一筒样要分3 3次取完。次取完。 (4) (4) 油油气气比比全全准准: :每每月月测测气气2 2次次。对对放放套套管管气气的的井井，测测气前气前1010天不得放套管气（套管气放进干线的井不在此限）。天不得放套管气（套管气放进干线的井不在此限）。 (5) (5) 动液面全准：根据油井产能，选泵确定合理转速，动液面全准：根据油井产能，选泵确定合理转速，螺杆泵投产应在最低转速下抽汲井液，视液面波动调整转螺杆泵投产应在最低转速下抽汲井液，视液面波动调整转速直至合理沉没度速直至合理沉没度300300500m500m。 每变一次转速需每变一次转速需2 2天测一次天测一次液面直至稳定，严防抽干烧泵。稳定后每半月测一次液面，液面直至稳定，严防抽干烧泵。稳定后每半月测一次液面，并要求在同日内测产量。记录转速、电流、油压、套压等并要求在同日内测产量。记录转速、电流、油压、套压等数据，液面资料由测试单位计算数据，液面资料由测试单位计算 。 (6) (6) 电流转速全准：正常情况下，电流每天录取一次，电流转速全准：正常情况下，电流每天录取一次，转速每个月测一次，每月有转速每个月测一次，每月有2525天以上资料为全。天以上资料为全。 (7) (7) 静液面全准：每半年至一年测一次静液面。静液面全准：每半年至一年测一次静液面。 (8) (8) 螺杆泵试验井：新研制的螺杆泵下井试验，螺杆泵试验井：新研制的螺杆泵下井试验，应由所属的采油队和科研单位共同管理录取资料，做应由所属的采油队和科研单位共同管理录取资料，做好螺杆泵下井施工操作与正常管理的质量控制。好螺杆泵下井施工操作与正常管理的质量控制。 (9) (9) 各采油厂采油队负责填写每口螺杆泵井的生各采油厂采油队负责填写每口螺杆泵井的生产月报，并一试三份，在每月产月报，并一试三份，在每月3030日前分别送交采油厂日前分别送交采油厂和有关单位。和有关单位。国内外螺杆泵新国内外螺杆泵新技术的发展状况技术的发展状况一、一、国外螺杆泵采油技术国外螺杆泵采油技术的新进展的新进展1、新型螺杆泵的研制、新型螺杆泵的研制（1）地面驱动采油单螺杆泵）地面驱动采油单螺杆泵（2）电动潜油单螺杆泵）电动潜油单螺杆泵（3）马达驱动螺杆泵）马达驱动螺杆泵（4）复合材料螺杆泵复合材料螺杆泵由于转子上人工橡胶的使用由于转子上人工橡胶的使用由于转子上人工橡胶的使用由于转子上人工橡胶的使用, ,使得修井成本降使得修井成本降使得修井成本降使得修井成本降低了低了低了低了50%50%。复合材料定子的抗磨性和抗腐蚀性都。复合材料定子的抗磨性和抗腐蚀性都。复合材料定子的抗磨性和抗腐蚀性都。复合材料定子的抗磨性和抗腐蚀性都有所提高有所提高有所提高有所提高, ,这就保证了其下井时间延长。这种复这就保证了其下井时间延长。这种复这就保证了其下井时间延长。这种复这就保证了其下井时间延长。这种复合材料的螺杆泵的技术正在进行大范围的室内实合材料的螺杆泵的技术正在进行大范围的室内实合材料的螺杆泵的技术正在进行大范围的室内实合材料的螺杆泵的技术正在进行大范围的室内实验与现场实验。下一步的发展将会是全复合材料验与现场实验。下一步的发展将会是全复合材料验与现场实验。下一步的发展将会是全复合材料验与现场实验。下一步的发展将会是全复合材料的定子和转子。的定子和转子。的定子和转子。的定子和转子。（5 5）单螺杆液动机）单螺杆液动机）单螺杆液动机）单螺杆液动机- -单螺杆泵装置单螺杆泵装置单螺杆泵装置单螺杆泵装置（6 6）多头螺杆泵）多头螺杆泵）多头螺杆泵）多头螺杆泵美国泵服务有限公司美国泵服务有限公司美国泵服务有限公司美国泵服务有限公司(AmericanPumpServices(AmericanPumpServices,Inc.),Inc.)研制了螺杆衬套副为研制了螺杆衬套副为研制了螺杆衬套副为研制了螺杆衬套副为4 4 5 5头的井下采油多头头的井下采油多头头的井下采油多头头的井下采油多头单螺杆泵。与单头单螺杆泵相比单螺杆泵。与单头单螺杆泵相比单螺杆泵。与单头单螺杆泵相比单螺杆泵。与单头单螺杆泵相比, ,多头螺杆泵大多头螺杆泵大多头螺杆泵大多头螺杆泵大大地减小了泵的几何尺寸大地减小了泵的几何尺寸大地减小了泵的几何尺寸大地减小了泵的几何尺寸, ,提高了泵的排量和压提高了泵的排量和压提高了泵的排量和压提高了泵的排量和压头头头头, ,降低了泵的转速降低了泵的转速降低了泵的转速降低了泵的转速, ,减轻了泵的振动。减轻了泵的振动。减轻了泵的振动。减轻了泵的振动。 （7）新型大流量高粘度螺杆泵）新型大流量高粘度螺杆泵（8）无杆螺杆泵系统）无杆螺杆泵系统（9）金属定子螺杆泵）金属定子螺杆泵（10）多瓣螺杆泵多瓣螺杆泵（11）新型新型定子衬套副材料定子衬套副材料（12）转子的表面处理）转子的表面处理在腐蚀和磨蚀性环境下在腐蚀和磨蚀性环境下,表面硼化处理的转子表面硼化处理的转子比表面镀铬的转子寿命长得多。试验已证明比表面镀铬的转子寿命长得多。试验已证明,在磨蚀性条件下在磨蚀性条件下,表面硼化处理的转子寿命是表面硼化处理的转子寿命是表面镀铬转子的表面镀铬转子的5倍。表面具有碳化钨层的转倍。表面具有碳化钨层的转子也比传统镀铬的转子好得多。目前国内螺子也比传统镀铬的转子好得多。目前国内螺杆泵转子的表面处理主要是镀铬。杆泵转子的表面处理主要是镀铬。2、螺杆泵配套设备的研制、螺杆泵配套设备的研制（1）抽空控制器）抽空控制器（2 2）螺杆泵采油系统自动控制器）螺杆泵采油系统自动控制器）螺杆泵采油系统自动控制器）螺杆泵采油系统自动控制器美国开发的美国开发的美国开发的美国开发的BachBach螺杆泵采油系统自动控制器螺杆泵采油系统自动控制器螺杆泵采油系统自动控制器螺杆泵采油系统自动控制器, ,可以监可以监可以监可以监测油井的抽油状况测油井的抽油状况测油井的抽油状况测油井的抽油状况, ,还能根据预先编排好的工作程序还能根据预先编排好的工作程序还能根据预先编排好的工作程序还能根据预先编排好的工作程序, ,使使使使油井抽油的工况参数与螺杆泵的工作转速总是保持最佳油井抽油的工况参数与螺杆泵的工作转速总是保持最佳油井抽油的工况参数与螺杆泵的工作转速总是保持最佳油井抽油的工况参数与螺杆泵的工作转速总是保持最佳匹配。用常规螺杆泵采油系统采油时匹配。用常规螺杆泵采油系统采油时匹配。用常规螺杆泵采油系统采油时匹配。用常规螺杆泵采油系统采油时, ,操作者只能根据油操作者只能根据油操作者只能根据油操作者只能根据油井的历史资料及液面高度手动调节螺杆泵的工作转速井的历史资料及液面高度手动调节螺杆泵的工作转速井的历史资料及液面高度手动调节螺杆泵的工作转速井的历史资料及液面高度手动调节螺杆泵的工作转速, ,往往往往往由于井底的流动状态不能被精确预测和实时反映到地往由于井底的流动状态不能被精确预测和实时反映到地往由于井底的流动状态不能被精确预测和实时反映到地往由于井底的流动状态不能被精确预测和实时反映到地面面面面, ,操作者不能准确地根据井底流动状态操作者不能准确地根据井底流动状态操作者不能准确地根据井底流动状态操作者不能准确地根据井底流动状态, ,及时调节螺杆及时调节螺杆及时调节螺杆及时调节螺杆泵的工作转速泵的工作转速泵的工作转速泵的工作转速, ,这样不仅不能使螺杆泵处于最优状态抽油这样不仅不能使螺杆泵处于最优状态抽油这样不仅不能使螺杆泵处于最优状态抽油这样不仅不能使螺杆泵处于最优状态抽油, ,而且由于油井工况条件的变化而且由于油井工况条件的变化而且由于油井工况条件的变化而且由于油井工况条件的变化, ,还会导致螺杆泵采油系统还会导致螺杆泵采油系统还会导致螺杆泵采油系统还会导致螺杆泵采油系统发生不正常的损坏和磨损发生不正常的损坏和磨损发生不正常的损坏和磨损发生不正常的损坏和磨损, ,反而增加了采油成本。采用螺反而增加了采油成本。采用螺反而增加了采油成本。采用螺反而增加了采油成本。采用螺杆泵采油系统自动控制器杆泵采油系统自动控制器杆泵采油系统自动控制器杆泵采油系统自动控制器, ,可使螺杆泵采油系统与油井工可使螺杆泵采油系统与油井工可使螺杆泵采油系统与油井工可使螺杆泵采油系统与油井工况条件变化相适应况条件变化相适应况条件变化相适应况条件变化相适应, ,在最优工况转速条件下实现最经济合在最优工况转速条件下实现最经济合在最优工况转速条件下实现最经济合在最优工况转速条件下实现最经济合理地抽油理地抽油理地抽油理地抽油, ,从而提高抽油效率和采油系统的使用寿命从而提高抽油效率和采油系统的使用寿命从而提高抽油效率和采油系统的使用寿命从而提高抽油效率和采油系统的使用寿命, ,避避避避免采油系统发生不正常的磨损和损坏现象免采油系统发生不正常的磨损和损坏现象免采油系统发生不正常的磨损和损坏现象免采油系统发生不正常的磨损和损坏现象, ,减少维护保养减少维护保养减少维护保养减少维护保养费用。费用。费用。费用。 螺杆泵采油系统自动控制器的工作原理是螺杆泵采油系统自动控制器的工作原理是,通过电压、电流、工作压力、效率和动液面高通过电压、电流、工作压力、效率和动液面高度等参数度等参数,来监测螺杆泵采油系统的实际载荷来监测螺杆泵采油系统的实际载荷变化。当实际载荷发生一定范围的改变时变化。当实际载荷发生一定范围的改变时,自自动控制器可根据预先编制的程序动控制器可根据预先编制的程序,自动地调节自动地调节螺杆泵的工作转速螺杆泵的工作转速,从而改变螺杆泵的排量从而改变螺杆泵的排量,以以适应油井发生的变化。自动控制器的软件是基适应油井发生的变化。自动控制器的软件是基于大量动态工作参数的储存资料编制的。这些于大量动态工作参数的储存资料编制的。这些软件可保证螺杆泵采油系统正常使用的准确性。软件可保证螺杆泵采油系统正常使用的准确性。国内螺杆泵采油国内螺杆泵采油技术的新进展技术的新进展1 1、新型螺杆泵的研制新型螺杆泵的研制新型螺杆泵的研制新型螺杆泵的研制（1 1） QLBQLB井下驱动螺杆泵系统的研制井下驱动螺杆泵系统的研制井下驱动螺杆泵系统的研制井下驱动螺杆泵系统的研制（2 2）等壁厚定子螺杆泵）等壁厚定子螺杆泵）等壁厚定子螺杆泵）等壁厚定子螺杆泵 基于美国、加拿大和德国的有关等壁厚定子螺杆泵基于美国、加拿大和德国的有关等壁厚定子螺杆泵基于美国、加拿大和德国的有关等壁厚定子螺杆泵基于美国、加拿大和德国的有关等壁厚定子螺杆泵的研究理论，为进一步改善常规螺杆泵使用性能和的研究理论，为进一步改善常规螺杆泵使用性能和的研究理论，为进一步改善常规螺杆泵使用性能和的研究理论，为进一步改善常规螺杆泵使用性能和提高其系统效率大庆油田采油工程研究院科研人员提高其系统效率大庆油田采油工程研究院科研人员提高其系统效率大庆油田采油工程研究院科研人员提高其系统效率大庆油田采油工程研究院科研人员于于于于20012001年开始进行等壁厚定子螺杆泵的研究工作，年开始进行等壁厚定子螺杆泵的研究工作，年开始进行等壁厚定子螺杆泵的研究工作，年开始进行等壁厚定子螺杆泵的研究工作，目前已成功完成了目前已成功完成了目前已成功完成了目前已成功完成了2 2套套套套DGLB50014DGLB50014型等壁厚定子型等壁厚定子型等壁厚定子型等壁厚定子螺杆泵的研制。经室内水力特性检测，等壁厚定子螺杆泵的研制。经室内水力特性检测，等壁厚定子螺杆泵的研制。经室内水力特性检测，等壁厚定子螺杆泵的研制。经室内水力特性检测，等壁厚定子螺杆泵技术优势明显，能够大幅度地改善和提高螺螺杆泵技术优势明显，能够大幅度地改善和提高螺螺杆泵技术优势明显，能够大幅度地改善和提高螺螺杆泵技术优势明显，能够大幅度地改善和提高螺杆泵的工作性能。杆泵的工作性能。杆泵的工作性能。杆泵的工作性能。DGLB50014DGLB50014型等壁厚定子螺杆型等壁厚定子螺杆型等壁厚定子螺杆型等壁厚定子螺杆泵现已进入现场试验，由于现场运转时间较短，使泵现已进入现场试验，由于现场运转时间较短，使泵现已进入现场试验，由于现场运转时间较短，使泵现已进入现场试验，由于现场运转时间较短，使用效果有待进一步考核。用效果有待进一步考核。用效果有待进一步考核。用效果有待进一步考核。（3 3）与常规螺杆泵的比较）与常规螺杆泵的比较）与常规螺杆泵的比较）与常规螺杆泵的比较1 1）结构对比）结构对比）结构对比）结构对比常规螺杆泵定子是由丁腈橡胶浇铸在钢体泵筒内形成的，衬常规螺杆泵定子是由丁腈橡胶浇铸在钢体泵筒内形成的，衬常规螺杆泵定子是由丁腈橡胶浇铸在钢体泵筒内形成的，衬常规螺杆泵定子是由丁腈橡胶浇铸在钢体泵筒内形成的，衬套内表面是双螺旋曲面，其厚薄不均，这种结构存在着套内表面是双螺旋曲面，其厚薄不均，这种结构存在着套内表面是双螺旋曲面，其厚薄不均，这种结构存在着套内表面是双螺旋曲面，其厚薄不均，这种结构存在着3 3种不足：种不足：种不足：种不足：一是螺杆泵定子工作时，转子与定子摩擦和冲击的机械能转变一是螺杆泵定子工作时，转子与定子摩擦和冲击的机械能转变一是螺杆泵定子工作时，转子与定子摩擦和冲击的机械能转变一是螺杆泵定子工作时，转子与定子摩擦和冲击的机械能转变成热能，而摩擦面的自动升温值比介质温度高几十度，这种结成热能，而摩擦面的自动升温值比介质温度高几十度，这种结成热能，而摩擦面的自动升温值比介质温度高几十度，这种结成热能，而摩擦面的自动升温值比介质温度高几十度，这种结构热量主要聚集在橡胶最厚的部分；二是这种热效应会使定子构热量主要聚集在橡胶最厚的部分；二是这种热效应会使定子构热量主要聚集在橡胶最厚的部分；二是这种热效应会使定子构热量主要聚集在橡胶最厚的部分；二是这种热效应会使定子内腔变小，增大了摩擦损失，降低了机械效率；三是螺杆泵运内腔变小，增大了摩擦损失，降低了机械效率；三是螺杆泵运内腔变小，增大了摩擦损失，降低了机械效率；三是螺杆泵运内腔变小，增大了摩擦损失，降低了机械效率；三是螺杆泵运转力矩一般不大，但长时间静止后启动力矩却非常大，为满载转力矩一般不大，但长时间静止后启动力矩却非常大，为满载转力矩一般不大，但长时间静止后启动力矩却非常大，为满载转力矩一般不大，但长时间静止后启动力矩却非常大，为满载荷工作力矩的荷工作力矩的荷工作力矩的荷工作力矩的2323倍，而这种结构定、转子间的过盈配合，可倍，而这种结构定、转子间的过盈配合，可倍，而这种结构定、转子间的过盈配合，可倍，而这种结构定、转子间的过盈配合，可造成螺杆泵启动困难，容易导致定子过早失效。造成螺杆泵启动困难，容易导致定子过早失效。造成螺杆泵启动困难，容易导致定子过早失效。造成螺杆泵启动困难，容易导致定子过早失效。等壁厚定子螺杆泵采用能满足定子泵筒尺寸精度及机械性等壁厚定子螺杆泵采用能满足定子泵筒尺寸精度及机械性等壁厚定子螺杆泵采用能满足定子泵筒尺寸精度及机械性等壁厚定子螺杆泵采用能满足定子泵筒尺寸精度及机械性能的铸造工艺加工定子泵筒，以金属取代常规定子薄厚不均的能的铸造工艺加工定子泵筒，以金属取代常规定子薄厚不均的能的铸造工艺加工定子泵筒，以金属取代常规定子薄厚不均的能的铸造工艺加工定子泵筒，以金属取代常规定子薄厚不均的橡胶基体，或采用成型工艺使定子外观呈螺旋扭曲状，仅在内橡胶基体，或采用成型工艺使定子外观呈螺旋扭曲状，仅在内橡胶基体，或采用成型工艺使定子外观呈螺旋扭曲状，仅在内橡胶基体，或采用成型工艺使定子外观呈螺旋扭曲状，仅在内腔周围的金屑表面保留一层薄的橡胶。这种新结构螺杆泵定子腔周围的金屑表面保留一层薄的橡胶。这种新结构螺杆泵定子腔周围的金屑表面保留一层薄的橡胶。这种新结构螺杆泵定子腔周围的金屑表面保留一层薄的橡胶。这种新结构螺杆泵定子只围绕泵筒内基础钢体的内表面固定很薄的一层合成橡胶只围绕泵筒内基础钢体的内表面固定很薄的一层合成橡胶只围绕泵筒内基础钢体的内表面固定很薄的一层合成橡胶只围绕泵筒内基础钢体的内表面固定很薄的一层合成橡胶( (对比对比对比对比图见图图见图图见图图见图6)6)。 2）性能对比）性能对比等壁厚定子螺杆泵与常规螺等壁厚定子螺杆泵与常规螺杆泵相比具有以下优点：杆泵相比具有以下优点：提高了螺杆泵的工作寿命提高了螺杆泵的工作寿命提高了泵的工作稳定性提高了泵的工作稳定性提高了系统效率提高了系统效率具有良好的技术经济指标具有良好的技术经济指标2、技术关键、技术关键（1）定子泵筒的加工工艺）定子泵筒的加工工艺针对等壁厚定子外筒的两种形式，加工工艺一针对等壁厚定子外筒的两种形式，加工工艺一是采用铸造工艺加工基体为非橡胶的定子泵筒，是采用铸造工艺加工基体为非橡胶的定子泵筒，二是由机械加工成型外观呈螺旋扭曲状的定子二是由机械加工成型外观呈螺旋扭曲状的定子泵筒。泵筒。（2）定子泵筒的焊接问题）定子泵筒的焊接问题由于受铸造工艺的限制，铸造成型的泵筒分几由于受铸造工艺的限制，铸造成型的泵筒分几段加工，然后再用焊接的方法将它们连起来，段加工，然后再用焊接的方法将它们连起来，但困难的是内部形线的校对，解决的途径是先但困难的是内部形线的校对，解决的途径是先加工一个小模芯，用它来校对形线并进行焊接。加工一个小模芯，用它来校对形线并进行焊接。3、单、单螺杆泵井工况诊断系统的研制与螺杆泵井工况诊断系统的研制与应用应用(1)诊系统组成及工作原理诊系统组成及工作原理胜利油田与石油大学协作胜利油田与石油大学协作,开发出了井开发出了井下单螺杆泵井工况诊断系统下单螺杆泵井工况诊断系统,并进行了并进行了现场测试现场测试,取得了较好的效果。取得了较好的效果。1)单螺杆泵工况诊断系统的组成单螺杆泵工况诊断系统的组成单螺杆泵工况诊断系统主要由专用的光单螺杆泵工况诊断系统主要由专用的光杆载荷、扭矩和转速测试传感器、信号杆载荷、扭矩和转速测试传感器、信号传输装置、数据采集和转换装置、以及传输装置、数据采集和转换装置、以及数据采集软件和螺杆泵采油系统优化软数据采集软件和螺杆泵采油系统优化软件等组成件等组成(见图见图15)。2 2）单螺杆泵工况诊断系统工作原理）单螺杆泵工况诊断系统工作原理）单螺杆泵工况诊断系统工作原理）单螺杆泵工况诊断系统工作原理螺杆泵井下杆柱的最大扭矩和拉力均集中在光螺杆泵井下杆柱的最大扭矩和拉力均集中在光螺杆泵井下杆柱的最大扭矩和拉力均集中在光螺杆泵井下杆柱的最大扭矩和拉力均集中在光杆上杆上杆上杆上, ,杆柱全程受力状况和变化将在光杆上反映出杆柱全程受力状况和变化将在光杆上反映出杆柱全程受力状况和变化将在光杆上反映出杆柱全程受力状况和变化将在光杆上反映出来。因此该诊断系统利用光杆因受扭矩和轴向拉来。因此该诊断系统利用光杆因受扭矩和轴向拉来。因此该诊断系统利用光杆因受扭矩和轴向拉来。因此该诊断系统利用光杆因受扭矩和轴向拉力而发生扭转和拉伸变形力而发生扭转和拉伸变形力而发生扭转和拉伸变形力而发生扭转和拉伸变形, ,发现螺杆泵系统的工作发现螺杆泵系统的工作发现螺杆泵系统的工作发现螺杆泵系统的工作状况。传感器采集到变形信号之后会形成一个与状况。传感器采集到变形信号之后会形成一个与状况。传感器采集到变形信号之后会形成一个与状况。传感器采集到变形信号之后会形成一个与变形位移量相关的感应电压信号变形位移量相关的感应电压信号变形位移量相关的感应电压信号变形位移量相关的感应电压信号, ,信号经过编码、信号经过编码、信号经过编码、信号经过编码、无线发送、接收器接收、解码等程序无线发送、接收器接收、解码等程序无线发送、接收器接收、解码等程序无线发送、接收器接收、解码等程序, ,最终转换成最终转换成最终转换成最终转换成能够被计算机采用的数字信号。计算机根据该井能够被计算机采用的数字信号。计算机根据该井能够被计算机采用的数字信号。计算机根据该井能够被计算机采用的数字信号。计算机根据该井的井身及管杆结构、采出液物性和螺杆泵结构数的井身及管杆结构、采出液物性和螺杆泵结构数的井身及管杆结构、采出液物性和螺杆泵结构数的井身及管杆结构、采出液物性和螺杆泵结构数据等资料据等资料据等资料据等资料, ,计算出合理的螺杆泵井生产运行参数计算出合理的螺杆泵井生产运行参数计算出合理的螺杆泵井生产运行参数计算出合理的螺杆泵井生产运行参数, ,并以此与计算机采集的信号进行对比并以此与计算机采集的信号进行对比并以此与计算机采集的信号进行对比并以此与计算机采集的信号进行对比, ,得出单井改得出单井改得出单井改得出单井改进的维护方案。进的维护方案。进的维护方案。进的维护方案。 结束结束谢谢谢谢