螺杆泵井故障诊断与处理
时间：2022-09-22 08:27:18
1 螺杆泵工艺简介
螺杆泵采油技术与常规抽油机采油技术、电动潜油泵等无杆泵采油技术相比，结构简单，体积小，没有阀件和复杂的流道，吸入性能好，耐砂，耐气，适用于稠油、含沙、高含气井的开采，具有投入成本低，安装方便、能量消耗低等优点。并且随着合成橡胶技术和粘接技术的发展，螺杆泵抽油技术在生产现场得到广泛应用。
近几年，在采油六厂，应用大排量螺杆泵进行了替代电泵的举升工艺转换。螺杆泵的管理、维护已成为采油工的一项重要工作。
2 螺杆泵工作原理及配套工艺
螺杆泵工作原理是：转子与定子密切配合形成一系列的封闭腔和空腔，当转子转动时，封闭腔沿轴向由吸入端向排出端运移，在排出端消失。同时吸入端形成新的封闭腔，其中空腔内所盛满的液体也就随着封闭腔的运移由吸入端推挤到排出端。这种封闭腔和空腔的不断形成，运移、消失起到泵送液体并将液体排出井口的作用（如下图）。
转子工作示意图
e―转子的偏心距；t―转子的螺距
螺杆泵示意图
螺杆泵采油的配套工艺技术
螺杆泵采油是靠转子在定子内沿顺时针方向连续旋转来完成抽油工作的，工作载荷直接表现为扭矩。因此，定子和转子都会产生脱扣，增加修井工作量，影响油井产量。
其配套工艺技术主要包括：（1）油管柱防脱技术。（2）抽油杆防脱技术。（3）油管扶正技术。（4）油杆扶正技术。
3 螺杆泵常见故障的诊断与处理
3.1 三步诊断法
螺杆泵井在正常生产过程中时常会出现停井后启不来的故障。油井出砂或定子胶皮脱落，都会出现卡泵现象，但也可能是电路或驱动头的问题。怎样落实到底是电路、驱动装置还是井下故障呢？经过现场的实践经验，我总结出了螺杆泵故障三步诊断法。
第1步，诊断电路、电机的故障
只需断开电路与驱动装置的连接，将皮带卸下来，空试电机，若电机不转，有两种可能，电机坏或控制柜坏，电机测绝缘后，就可作出相应判断。
第2步，诊断驱动头故障
空试电机能正常运转，那就是驱动头或井下故障了，此时就要报吊车到现场活动杆柱。到现场后要先验证泵头，将空心杆柱提出泵筒后，启动试泵头空转情况，若运转正常，则排除驱动头故障。
第3步，诊断井下故障
当排除电路与驱动头的问题后，就可确定是井下故障了。提空心杆柱时，可从吊车的负载值判断，刚提时载荷很大则可能遇卡，遇卡就要上下活动杆柱，或提出工作筒洗井，负载正常后，就可开抽观察效果。若负载比正常小，一般为杆脱，就只能上修了。
个人总结应用三步诊断法，能快速找到问题所在，少走弯路，并减少不必要的成本支出。比如1012井停井后启不来，活动杆柱未见效果，准备上修，后来用三步诊断法的第一步就判断出是电机的故障，更换电机后生产正常。再如1050-2井利用第二步判断出为驱动头故障，更换驱动头后恢复生产。
3.2 常规诊断法
（1）电流法
电流法就是通过测试电动机的工作电流，根据工作电流的大小来诊断油井工作状况的方法。
（2）憋压法
憋压法就是通过关闭采油树回压闸门进行憋压，通过观察井口出油压力（油压）和套压的变化进行诊断油井故障的方法。
这两种诊断方法在采油书籍中均有详细列表，这里不作赘述。
4 其它问题及建议
存在问题：
（1）防反转装置问题。因为厂家不同型号不同，防反转装置有多种。但大多不能释放抽油杆扭矩，维修泵头时存在安全隐患，上提杆柱解卡时。也会突然卸载，杆柱反转过猛，容易造成脱扣。
（2）密封装置问题。现场一般是盘根密封，需要不定时的更换密封圈，有的盘根位置不易操作，有的泵头甚至没有胶皮闸门，还要放空后进行更换，费时费力费成本。
（3）负荷重，频繁烧皮带问题。驱动装置引起机械负荷增大，主要是中间轴承磨损造成，受力不均匀引起负荷增大，输入轴齿面和主锥体齿面啮合间隙过大造成受力不均引起负荷增大。定子胶皮与钢性转子是过盈配合，定转子配伍问题或胶皮脱落，因井液变化或出砂影响，使负荷增大。
（4）机油漏失或机油变质失效，造成泵头严重磨损而报费。
与问题相关的建议及解决方案：
（1）防反转装置是螺杆泵的重要装置，建议安装简单有效的棘轮棘爪防反转机构，停井后起到防反转的功能，还能释放光杆的扭矩，无需油，不易磨损，现场可以随时更换，便于维修及日常管理。这种装置的成本也是最低的。
（2）应用机械密封取代盘根密封，基本实现免维护，降低工人工作量与运行成本，提高运行时率。若使用盘根密封，要有胶皮闸门控制，另外加盘根位置还要易于操作，以减少停井时间保证更换效果。
（3）对于频繁烧皮带的井，先排除泵头故障后（如孔1071井更换横轴后正常），可上提防冲距，适当减少定转子的接触部分，降低负荷。也可调低转速，摸索出能正常生产的转速。
（4）新减速箱机油半个月需更换，以后每半年更换一次，日常检查减速箱呼吸孔要求畅通，机油合格，以延长减速箱使用寿命。
总之，我相信，随着螺杆泵采油技术应用的不断深入，采油工的现场管理与维护水平也会得到不断的更新与提高。
参考文献：
[1]邹艳霞主编.采油工艺技术.北京石油工业出版社,2006.
[2]韩修廷主编.有杆泵采油原理及应用.北京石油工业出版社,2007.
