螺杆泵井基础知识培训教材.ppt

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1、 螺杆螺杆泵采油采油 基基础知知识 螺杆泵工作原理及组成螺杆泵工作原理及组成 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，从而实现举升作用。1）电控部分：螺杆泵井的控制部分，控制电机的起、停。2）地面部分：（驱动装置、及驱动头）是把动力传给井 下泵转子使转子实现行星运动，实现抽汲原油的机械 装置。3）井下部分：定子和转子。4）配套工具部分：（1）、专用井口 （2）、特殊光杆

2、 （3）、抽油杆扶整器 （4）、油管扶整器 （5）、抽油杆防倒转装置 （6）、油管防脱装置 专用井口：专用井口：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是密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根是密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根是密封井口的震动，起到了保护光杆和换盘根是密封井口的

3、作用。作用。作用。作用。特殊光杆：特殊光杆：特殊光杆：特殊光杆：强度大、防断裂、光洁度高，有利于井口强度大、防断裂、光洁度高，有利于井口强度大、防断裂、光洁度高，有利于井口强度大、防断裂、光洁度高，有利于井口 密封。密封。密封。密封。机械密封机械密封盘根盒根盒方卡方卡上油封上油封齿轮轴承承副箱体副箱体轴承承油杯油杯密封密封轴光杆光杆皮皮带轮油油封封3、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：例如：GLB800-14 GLB-杆式驱动井下单螺杆泵 800-泵每转排量800毫升 14-泵的总级数为14级 4、螺杆泵理论排量公式：例如：GLB800-14 单螺杆泵 实际转速n=100

4、转/分 理论排量公式：Q=800*100*1440*10-6=115.2 m3/d；5 5、螺杆、螺杆泵的理的理论排量由下式确定排量由下式确定式中式中 Q Q螺杆螺杆泵的理的理论排量，排量，m m3 3/d/d；E E 转子的偏心距，子的偏心距，mmmm；D D 转子截子截圆直径，直径，mmmm，D=2R D=2R；T T 定子定子导程，程，mm mm，T=2t T=2t；n n 转子的子的转速，速，r/min r/min。螺杆螺杆泵的的实际排量排量QQ为 式中式中 螺杆螺杆泵的容的容积效率，效率，%。螺杆螺杆泵定子横截面定子横截面图 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

5、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、D、T和和工工作作参参数数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、D、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的工作。期的工作。二、螺杆二、螺杆泵工作特性分析工作特性分析 1.1.螺杆螺杆泵工作特性曲工作特性曲线 2.2.螺杆螺杆泵的部分离心的部分离心泵特性特性 3.3.影响螺杆影响螺杆泵工作特性的几个因素工作特性的几个因素4

6、.4.影响螺杆影响螺杆泵使用寿命的主要因素使用寿命的主要因素螺杆螺杆泵工作特性曲工作特性曲线二、螺杆二、螺杆泵工作特性分析工作特性分析 1.1.螺杆螺杆泵工作特性曲工作特性曲线 2.2.螺杆螺杆泵的部分离心的部分离心泵特性特性 3.3.影响螺杆影响螺杆泵工作特性的几个因素工作特性的几个因素4.4.影响螺杆影响螺杆泵使用寿命的主要因素使用寿命的主要因素图7-147-14具有具有过盈的螺杆盈的螺杆泵容容积效率曲效率曲线容容积泵特性曲特性曲线段段 ；拐点；拐点；离心离心泵特性曲特性曲线段段 二、螺杆二、螺杆泵工作特性分析工作特性分析 1.1.螺杆螺杆泵工作特性曲工作特性曲线 2.2.螺杆螺杆泵的部分

7、离心的部分离心泵特性特性 3.3.影响螺杆影响螺杆泵工作特性的几个因素工作特性的几个因素4.4.影响螺杆影响螺杆泵使用寿命的主要因素使用寿命的主要因素过盈量盈量对泵特性的影响特性的影响 =0.45mm=0.45mm；=0.2mm=0.2mm；=0.1mm=0.1mm 1)1)转子子转速速对螺杆螺杆泵工作特性的影响工作特性的影响 由螺杆泵的原理可知，其定、转子间过盈在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大小，如上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杆泵工作特性。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，而过盈大会增

8、加定、过盈小会降低举升能力，而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低效率。因此，定、转子间转子间的摩擦，降低效率。因此，定、转子间的过盈选择是螺杆泵制造的关键技术之一。的过盈选择是螺杆泵制造的关键技术之一。2)2)转子子转速速对螺杆螺杆泵工作特性的影响工作特性的影响 转子子转速速对螺杆螺杆泵工作特性的影响工作特性的影响162r/min162r/min；205r/min205r/min；255r/min255r/min 如上图所示的三组试验曲线就说明了随着转速的提高，在同一如上图所示的三组试验曲线就说明了随着转速的提高，在同一举升高度条件下，泵的容积效率升高；在同一容积效率条件下，举升高度条件下，泵

9、的容积效率升高；在同一容积效率条件下，泵的举升高度增加。泵的举升高度增加。但另一方面，由于螺杆泵的定、转子间有一定的过盈值，转子但另一方面，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，定子橡胶受到周期性压缩，产生摩擦面的自动在定子内旋转时，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升温和疲劳。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，从而降低疲劳特性及金属套和橡胶结合组合，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粘结剂的强度，也加速定子橡胶的老化而缩短其寿命。从试面上粘结剂的强度，也加速定

10、子橡胶的老化而缩短其寿命。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(即转即转速速)的函数，因此，选择泵的适当转速是很有必要的。一般来说，的函数，因此，选择泵的适当转速是很有必要的。一般来说，近几年设计的地面驱动采油螺杆泵，最高转速均在近几年设计的地面驱动采油螺杆泵，最高转速均在300r/min 左右，左右，而最常用的转速为而最常用的转速为50200r/min。对于高含砂油井，磨蚀是限制泵转速的又一重要因素。在磨蚀对于高含砂油井，磨蚀是限制泵转速的又一重要因素。在磨蚀工况下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此，在高含工况下

11、，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此，在高含砂油井，螺杆泵不宜高速运转。砂油井，螺杆泵不宜高速运转。3)3)定、定、转子加工子加工质量量对螺杆螺杆泵特性的影响特性的影响4)4)举升介升介质对螺杆螺杆泵特性的影响特性的影响 (1)(1)(1)(1)温度温度温度温度对对螺杆螺杆螺杆螺杆泵泵工作特性的影响工作特性的影响工作特性的影响工作特性的影响 在在同同一一净举升升高高度度条条件件下下，温温度度升升高高，螺螺杆杆泵容容积效效率率也也随随之之提提高高，图7-187-18所所示示。但但试验发现，温温度度升升高高泵扭扭矩矩变化化不不明明显。举升介升介质温度温度对螺杆螺杆泵特性的影响特性的影响(1)

12、-清水清水,15度度 (2)-清水清水,30度度(2)(2)介介质粘度粘度对螺杆螺杆泵工作特性的影响工作特性的影响 通通过室室内内和和现场试验表表明明，试验介介质的的粘粘度度增增加加也也会会使使泵的的容容积效效率率得得到到改改善善，因因为粘粘度度越越大大，分分子子间的的力力就就越越大大，外外力力破破坏坏其其结构构就就越越困困难，表表现在在螺螺杆杆泵上上，就就是是密密封封效效果果变好好，即即在在同同一一净举升升高高度度条条件件下下，试验介介质粘粘度度增增加加，泵的的容容积效效率率升升高高。但但另另一一方方面面，抽抽油油杆杆在在液液体体介介质中中作作旋旋转运运动，随随着着介介质粘粘度度的的增增加加

13、，抽抽油杆与液体的摩擦力增加，表油杆与液体的摩擦力增加，表现为抽油杆的扭矩增加。抽油杆的扭矩增加。二、螺杆二、螺杆泵工作特性分析工作特性分析 1.1.螺杆螺杆泵工作特性曲工作特性曲线 2.2.螺杆螺杆泵的部分离心的部分离心泵特性特性 3.3.影响螺杆影响螺杆泵工作特性的几个因素工作特性的几个因素4.4.影响螺杆影响螺杆泵使用寿命的主要因素使用寿命的主要因素 影响螺杆泵使用寿命的因素很多，通过长期的影响螺杆泵使用寿命的因素很多，通过长期的实践摸索，从产品质量的角度分析其主要因素实践摸索，从产品质量的角度分析其主要因素有以下几点。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

14、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、选井选泵技术、选井选泵技术 所谓螺杆泵选井选泵技术是依靠油井的状况来合理选择所谓螺杆泵选井选泵技术是依靠油井的状况来合理选择螺杆泵的泵型、确定泵的工作参数，或根据某一规格的螺螺杆泵的泵型、确定泵的工作参数，或根据某一规格的螺杆泵来选井。而螺杆泵采油井的合理工况是指油井在合理杆泵来选井

15、。而螺杆泵采油井的合理工况是指油井在合理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。由螺杆泵的工作特性曲线可知，由螺杆泵的工作特性曲线可知，螺杆泵同潜油电泵一样螺杆泵同潜油电泵一样存在最佳工作区域。经过几年来的实验研究认为，把螺杆存在最佳工作区域。经过几年来的实验研究认为，把螺杆泵工作特性曲线分为泵工作特性曲线分为A、B、C三个区域较为合理。其中三个区域较为合理。其中A为合理工作区，为合理工作区，B为软工作区，为软工作区，C为不合理工作区，如图为不合理工作区，如图7-21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

16、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。螺杆螺杆泵合理工作区域确定合理工作区域确定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：上限：泵容容积效率效率应大于大于65%65%；下限：；下限：泵的工作的工作压力力PP P Pmaxmax30

17、%30%。三、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术 由于螺杆由于螺杆泵本身本身结构材构材质以及加工工以及加工工艺的复的复杂性，致使螺杆性，致使螺杆泵的工作特性的的工作特性的稳定性、互定性、互换性性较差，所以在螺杆差，所以在螺杆泵下井前必下井前必须对其工作特性及其工作特性及其加工其加工质量量进行全面行全面检测。通。通过检测可以有效地可以有

18、效地避免不合格避免不合格产品下井，同品下井，同时为螺杆螺杆泵的的选井、井、选泵提供技提供技术依据，也依据，也为设计参数参数选择、制造工、制造工艺改改进提供主要的基提供主要的基础依据。依据。2.2.检测技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、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术 管柱防脱技术管柱防脱技术 因为螺杆泵的

19、转子在定子内顺时针转动，工作因为螺杆泵的转子在定子内顺时针转动，工作负载负载 直接表现为扭矩，转子扭矩作用在定子上，直接表现为扭矩，转子扭矩作用在定子上，定子的扭矩定子的扭矩 会使上部的正扣油管倒扣造成管柱脱会使上部的正扣油管倒扣造成管柱脱扣，所以螺杆泵的扣，所以螺杆泵的 管柱必须实行防脱措施。管柱必须实行防脱措施。可靠的防脱措施有两种：可靠的防脱措施有两种：锚定锚定 工具、反扣油管。工具、反扣油管。(1)管柱防脱技术管柱防脱技术 支撑卡瓦支撑卡瓦 反扣油管反扣油管 图7-25a DQ05527-25a DQ0552支撑卡瓦支撑卡瓦 图7-25b 7-25b 卡瓦中心管卡瓦中心管 Y221 Y

20、221型螺杆型螺杆泵不不压井井 机械式油管机械式油管锚的的应用用 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Y221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

21、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50mm，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型螺杆型螺杆泵不不压井机械式油管井机械式油管锚结构示意构示意图Y221Y221自封式油管自封式油管锚结构构:(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）负载扭矩扭矩过大停机后杆柱高速反大停机后杆柱高速反转造成抽油杆脱扣造成抽油杆脱扣 螺螺杆

22、杆泵采采油油井井一一旦旦发生生蜡蜡堵堵、结蜡蜡严重重或或卡卡泵时，负载扭扭矩矩会会明明显加加大大，因因而而整整个个杆杆柱柱上上贮存存一一定定量量的的弹性性变形形能能，一一旦旦停停机机或或过载停停机机，杆杆柱柱内内贮存存的的弹性性变形形能能要要释放放，从从而而造造成成杆杆柱柱高高速速反反转，特特别是是杆杆柱柱上上部部即即在在弹性性变形形能能释放放后后，在在惯性性力力的的作作用用下下，要要继续反反转，从从而而会会使使杆杆柱柱丝扣扣联接接处倒扣，造成杆柱脱扣。倒扣，造成杆柱脱扣。（2 2）停机后油管内液体回流杆柱反）停机后油管内液体回流杆柱反转造成抽油杆脱扣造成抽油杆脱扣 如如果果螺螺杆杆泵采采油油

23、井井突突然然停停机机，而而且且油油井井动液液面面较深深，那那么么停停机机后后，螺螺杆杆泵在在管管柱柱内内的的液液力力作作用用下下，将将驱动转子子反反转，带动杆柱反杆柱反转脱扣。脱扣。（3 3）转子在油套子在油套环空内的液力作用下空内的液力作用下转动，造成杆，造成杆柱脱扣柱脱扣 对于那些于那些产液能力液能力较强并有一定自并有一定自喷能力的螺杆能力的螺杆泵井（指大排量螺杆井（指大排量螺杆泵而言），一旦停机，套而言），一旦停机，套压会很高，会很高，螺杆螺杆泵在油套在油套环空液力的作用下，将空液力的作用下，将驱动转子正向子正向转动，而此而此时转子将子将带动杆柱正向杆柱正向转动，转子子转动将使整个杆将使

24、整个杆柱的螺柱的螺纹联接接处于倒扣状于倒扣状态，因而会造成杆柱脱扣。，因而会造成杆柱脱扣。（4 4）施工作）施工作业过程中造成杆柱脱扣程中造成杆柱脱扣 在施工在施工过程中，如果抽油杆程中，如果抽油杆联接螺接螺纹上扣扭矩不上扣扭矩不够，当当转子子进入定子入定子时，转子正子正转，从而会使，从而会使转子上部抽油子上部抽油杆杆柱螺杆杆柱螺纹联接不接不紧处发生脱扣。生脱扣。1 1 1 1、在杆柱旋、在杆柱旋、在杆柱旋、在杆柱旋转过转过程中，接程中，接程中，接程中，接箍不断与油管内壁碰撞，造箍不断与油管内壁碰撞，造箍不断与油管内壁碰撞，造箍不断与油管内壁碰撞，造成杆柱脱扣。成杆柱脱扣。成杆柱脱扣。成杆柱脱

25、扣。2 2 2 2、防脱抽油杆、防脱抽油杆、防脱抽油杆、防脱抽油杆拨拨叉抗扭叉抗扭叉抗扭叉抗扭强强度低于杆体，在度低于杆体，在度低于杆体，在度低于杆体，在传递传递扭矩扭矩扭矩扭矩过过程中，程中，程中，程中，拨拨叉断。叉断。叉断。叉断。我厂螺杆泵应用葫芦岛抽油杆脱扣原因分析:抽油杆的抽油杆的惯性力作用性力作用 螺杆螺杆泵用抽油杆属于用抽油杆属于细长杆，在它杆，在它传递扭矩扭矩过程中，程中，整个杆柱上存整个杆柱上存储了一定量的了一定量的弹性性变形能。停机形能。停机时，杆体，杆体释放存放存储的的弹性性变形能，形能，导致反致反转。抽油杆在开始抽油杆在开始转动时，由于抽油杆，由于抽油杆弹性性变形，形，则

26、抽抽油杆任意截面的扭油杆任意截面的扭转角角为：即抽油杆即抽油杆储存的存的弹性能量相当于性能量相当于850m850m的抽油杆的抽油杆转1616圈左右。圈左右。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）机械防反转装置装置 在在驱动头上上安安装装防防反反转装装置置，使使抽抽油油杆杆不不能能反反转，从从而而达达到到防防止止因因抽抽油油杆杆反反转而而造造成成的的脱脱扣扣的的目目的的，如如图7-267-26。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向向转动。在在离离合合器器的的外

27、外壳壳体体上上安安装装有有刹刹车带。当当需需要要上上提提杆杆柱柱时，可可先先放放开开刹刹车带，将将弹性性变形形能能释放放出出去去，确保施工作确保施工作业安全。安全。防反防反转装置原理装置原理图 2）井下回流控制阀）井下回流控制阀 在螺杆泵的吸入口处，安装单向阀，使液体只能在螺杆泵的吸入口处，安装单向阀，使液体只能做举升方向上的单向流动。停机时，油管内的液体不做举升方向上的单向流动。停机时，油管内的液体不能回流，抽油杆也就不会因液体回流而反转，从而达能回流，抽油杆也就不会因液体回流而反转，从而达到防止因液体回流而造成的抽油杆脱扣。到防止因液体回流而造成的抽油杆脱扣。3）放气阀防正转）放气阀防正转

28、 在井口安装放气阀，当套压大于阀的调定压力时，在井口安装放气阀，当套压大于阀的调定压力时，放气阀自动打开，气体进入输油管线；当套压低于阀放气阀自动打开，气体进入输油管线；当套压低于阀的调定压力时，阀关闭，从而保证套压始终不致过高，的调定压力时，阀关闭，从而保证套压始终不致过高，降低油套环空对泵的液力作用，防止转子在液力作用降低油套环空对泵的液力作用，防止转子在液力作用下正转，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 各各种种规格格的的杆杆柱柱反反转是是造造成成螺螺杆杆泵杆杆柱柱脱脱扣扣的的主主要要因因素素。杆杆柱柱反反转时，当当反反扣扣扭扭矩矩大大于于

29、螺螺纹联接接扭扭矩矩时，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防脱器工作原理及技术指指标 防防防防脱脱脱脱器器器器主主主主要要要要由由由由心心心心轴轴、轴轴套套套套、楔楔楔楔块块三三三三部部部部分分分分组组成成成成，心心心心轴轴采采采采用用用用偏偏偏偏心心心心设设计计。杆杆杆杆柱柱柱柱正正正正转转时时，心心心心轴轴将将将将楔楔楔楔块块带带入入入入偏偏偏偏心心心心小小小小尺尺尺尺寸寸寸寸处处，带带动动轴轴套套套套一一一一起起起起旋旋旋旋转转；反反反反转转时时，心心心心轴轴将将将将楔楔楔楔块块带带入入入入偏偏偏偏心心心心大大大大尺尺尺尺寸寸寸寸处处，轴轴套套套套与与与与心心心心轴轴

30、脱脱脱脱离离离离，实现实现空空空空转转。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：63mm 63mm 额定扭矩：定扭矩：4549N.m4549N.m 25mm25mm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：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

31、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。(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，为减小或消除定子到周期性冲击产生振动，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，而对于采用反扣油管的管处安装较为适宜，而对于采用反扣油管的管柱，则需在定子上、下接头处分别安装扶正柱，则需在定子

32、上、下接头处分别安装扶正器。目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一器。目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一种是橡胶式。种是橡胶式。(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 抽油杆扶正技术抽油杆扶正技术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

33、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，其结构如下图。材料制造，其结构如下图。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接箍与油管内壁碰撞是离心力作用的结果，果，为克服离心力的作用，开展了抽油克服离心力的作用，开展了抽油杆全井扶正的理杆全井扶正的理论研究和研究和现场试验工作。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

34、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抽抽抽抽油油油油杆杆杆杆连连接接接接螺螺螺螺纹纹预预紧紧力力力力的的的的破破破破坏坏坏坏，同同同同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接接接接螺螺螺螺纹纹所所所所承承承承受受受受的的的的拉拉拉拉、压压交交交交变变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，对对连连接接接接螺螺螺螺纹纹预预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生生生生的

35、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率率率率和和和和横横横横向向向向运运运运动动幅幅幅幅度度度度，杆杆杆杆柱柱柱柱的疲的疲的疲的疲劳劳寿命得到延寿命得到延寿命得到延寿命得到延长长。全井扶正将全井扶正将全井扶正将全井扶正将产产生三方面作用：生三方面作用：生三方面作用：生三方面作用：三、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱

36、及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术 4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术(1)热洗清蜡工艺技术热洗清蜡工艺技术(2)加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术(3)电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术(1)(1)热洗清蜡工洗清蜡工艺技技术 热洗洗清清蜡蜡工工艺是是柱柱塞塞泵采采油油普普遍遍采采用用的的成成熟熟技技术，对螺螺杆杆泵采采油油也也同同样适适用用，但但因因螺螺杆杆泵采采油油的的特特殊殊性性其其热洗洗工工艺也也略略有有不不同同。螺螺杆杆泵采采油油井井定定期期热洗

37、洗清清蜡蜡主主要要有以下几种方法。有以下几种方法。空心空心转子螺杆子螺杆泵洗井洗井 将将转子提出定子洗井子提出定子洗井 将将转子上提，使其脱离定子，子上提，使其脱离定子，在油套在油套环空注入空注入热水水进行清行清蜡洗井。蜡洗井。该种方法一般用于不具种方法一般用于不具备热洗流程且化学清蜡不能洗流程且化学清蜡不能实施的螺杆施的螺杆泵井。需用吊井。需用吊车设备，费用高。用高。在定子上部安装洗井在定子上部安装洗井阀热洗洗 在定子上部的管柱上，在定子上部的管柱上，结蜡点以下，安装洗井蜡点以下，安装洗井阀。洗井。洗井时，在油套在油套环空注入空注入热水并在水并在热洗温度、洗温度、压力的作用下，洗井力的作用下

38、，洗井阀打打开，使开，使热水流入管柱内，水流入管柱内，实现清蜡。清蜡。经现场试验，洗井，洗井阀可靠可靠性的待性的待进一步一步观察。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正常生产状状态 热洗清蜡状洗清蜡状态 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 皮碗套管正常生正常生产状状态 热洗清蜡状洗清蜡状态 井下井下泵泵自然循自然循环热洗洗 在油套在油套环空注入空注入热水，水，热水水经过泵 举升到油管升到油管线，该方法方法热洗排量小，洗排量小，热 水循水循环慢，慢，热洗洗时间长，特

39、，特别是是对小排小排 量量泵，因，因为热洗排量受洗排量受泵的排量限制，的排量限制，清蜡效果差。大排量螺杆清蜡效果差。大排量螺杆泵采取此种采取此种办 法法热洗。即：洗。即：GLB500-14GLB500-14型以上的螺杆型以上的螺杆泵 采取此种采取此种办法。法。4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术(1)热洗清蜡工艺技术热洗清蜡工艺技术(2)加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术(3)电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术(2)加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术 化学清防蜡药剂对螺杆泵的化学清防蜡药剂对螺杆泵的定子橡胶有一定的影响，所以采定子橡胶有一定的影响，所以采用加药清防蜡，应避免化学药剂用

40、加药清防蜡，应避免化学药剂经过泵，为此，主要采用空心杆经过泵，为此，主要采用空心杆内加药工艺。内加药工艺。4.清防蜡解堵工艺技术清防蜡解堵工艺技术 (1)热洗清蜡工艺技术热洗清蜡工艺技术 (2)加药清防蜡工艺技术加药清防蜡工艺技术 (3)电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术(3)(3)电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术电加热解堵工艺技术 冬季温度低而原油凝固点高，含蜡量高，若因故停冬季温度低而原油凝固点高，含蜡量高，若因故停机时间较长会造成上部油管机时间较长会造成上部油管(结蜡点以上结蜡点以上)内原油凝固内原油凝固而使螺杆泵起动困难或根本无法起动，需要解堵才能而使螺杆泵起动

41、困难或根本无法起动，需要解堵才能起动。起动。电缆加热解堵是在空心抽油杆内下入活动式加热电缆，电缆加热解堵是在空心抽油杆内下入活动式加热电缆，通电后电缆产生热量使油管内原油降粘解堵。如下图通电后电缆产生热量使油管内原油降粘解堵。如下图所示，解堵时电缆车将电缆经井口滑轮下入空心杆所示，解堵时电缆车将电缆经井口滑轮下入空心杆(已已注满清水注满清水)内，当电缆下到结蜡点以下深度时通电，于内，当电缆下到结蜡点以下深度时通电，于是电缆放出热量经空心杆传递给油管，从而使油管内是电缆放出热量经空心杆传递给油管，从而使油管内原油升温。在加热过程中要定时测量井口油温，当油原油升温。在加热过程中要定时测量井口油温，

42、当油温达到原油凝固点以上，起出电缆，启动螺杆泵井，温达到原油凝固点以上，起出电缆，启动螺杆泵井，从而达到解堵的目的。从而达到解堵的目的。三、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术5 5 抽空保护技术抽空保护技术抽空保护技术抽空保护技术 由于螺杆泵的定子和转子间采用过盈由于螺杆泵的定子和转子间采用过盈配合，因此转子在定子中高速旋转时就会配合

43、，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、烧流携带走，定、转子间就会产生干磨、烧泵的情况。因此必须实施抽空保护技术。泵的情况。因此必须实施抽空保护技术。流量法流量法 该方方法法是是通通过控控制制井井口口流流量量来来实现抽抽空空保保护的的。该装装置置安安装装在在螺螺杆杆泵出出油油管管线上上，当当油油井井正正常常生生产时，液液体体由由管管线进入入该装装置置并并推推动控控制制头下下行行，当当控控制制头下下行行到到控控流流管管的的过流流孔孔时，液液流流经过流流孔孔进入入输油油管管线，此此时让弹簧簧继电器器工

44、工作作。螺螺杆杆泵井井抽抽空空时流流经该装装置置的的液液体体减减少少，控控制制头上上行行，拉拉杆杆上上端端的的磁磁钢片片复复位位，此此时弹簧簧继电器器停停止止工工作作(延延时0.5h0.5h以以内内可可调)，控制控制电控箱使螺杆控箱使螺杆泵井停止工作，起到保井停止工作，起到保护泵的作用。的作用。三、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术

45、(1)过载保护技术过载保护技术 为了保证螺杆泵采油系统安全运转，需为了保证螺杆泵采油系统安全运转，需要实施过载保护技术，因为一旦过载会使要实施过载保护技术，因为一旦过载会使油井出现杆断、皮带断，减速箱内的齿轮、油井出现杆断、皮带断，减速箱内的齿轮、轴承损坏，甚至烧坏电机等事故。常用的轴承损坏，甚至烧坏电机等事故。常用的过载保护有扭矩法和电流法两种。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：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

46、的大小，所以可在电器负载的大小，所以可在电器负载的大小，所以可在电器负载的大小，所以可在电器控制控制系统中设系统中设系统中设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。现过载保护。现过载保护。(2)欠载保护技术欠载保护技术 欠载保护技术只是针对螺杆泵井出现杆欠载保护技术只是针对螺杆泵井出现杆断、脱扣、扣坏故障时为避免杆柱与

47、管柱断、脱扣、扣坏故障时为避免杆柱与管柱磨损而实施的一项保护技术。磨损而实施的一项保护技术。欠载保护也采用电流法，当驱动电机的欠载保护也采用电流法，当驱动电机的工作电流接近驱动电机的空转电流时，自工作电流接近驱动电机的空转电流时，自动停机实现欠载保护。动停机实现欠载保护。三、螺杆三、螺杆泵采油配套工采油配套工艺技技术 1.1.选井井选泵技技术 2.2.检测技技术 3.3.管柱、杆柱防脱及扶正技管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.4.清防蜡解堵工清防蜡解堵工艺技技术 5.5.抽空保抽空保护技技术 6.6.过载欠欠载保保护技技术 7.7.故障故障诊断技断技术 8.8.测试技技术1)1)故障诊断方法及其故

48、障特征故障诊断方法及其故障特征故障诊断方法及其故障特征故障诊断方法及其故障特征 螺杆泵也同其它采油设备一样，螺杆泵也同其它采油设备一样，如果管理不当、工如果管理不当、工况不合理或产品质量有问题，况不合理或产品质量有问题，也会出现一系列故障。也会出现一系列故障。由于螺杆泵采油的特殊性，各类故障的特征反应和诊断由于螺杆泵采油的特殊性，各类故障的特征反应和诊断方法同其它采油方式有所不同。方法同其它采油方式有所不同。螺杆泵采油井常见故障有螺杆泵采油井常见故障有抽油杆断脱、油管脱落、抽油杆断脱、油管脱落、蜡堵、定子橡胶脱落等，蜡堵、定子橡胶脱落等，经过几年的实践摸索和理论经过几年的实践摸索和理论探讨，探讨，总结出如下诊断法。总结出如下诊断法。(1)(1)电流流法法就就是是通通过测试驱动电机机的的工工作作电流流，根根据据工工作作电流流大大小小来来诊断断泵况况的的方方法法。电流流法法可可以以诊断如表断如表1 1中的各中的各类故障。故障。