螺杆泵应用与常见故障维修技术

高琪琪 张悦 张晓磊

【摘要】螺杆泵采油是近些年发展起来的一种先进的采油工艺技术，随着油田开发的不断深入，螺杆泵独特的性能优势在油田生产中的作用越来越明显，已经成为油田的主要举升方式之一。本文主要从螺杆泵的现场应用和设备运行管理两个方面进行阐述。

【关键词】机械设备;螺杆泵;应用管理

一、螺杆泵的工作原理

螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，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。按照螺旋方向向排出端移动。由于密封腔室的不断形成、推移和消失，使物料通过一个一个密封腔室从吸入端推挤到排出端。因为螺杆转速是恒定的，密封腔室的推移速度也是恒定的，理论上螺杆泵的流量均匀，不存在波动。

二、螺杆泵应用中的常见问题

螺杆泵虽然有运行平稳无脉冲等优点，但也有低转速，不耐高温等限制，会在使用中遇到一些问题，见表1。

三、螺杆泵常见故障的解决方法

（一）管脱

故障表现：井口不出液，电机工作电流比正常时小得多，油压与套压接近，动液面高于泵挂。验证方法：关闭出油闸门整压，油压不升，泄套压，油压随之下降。从油管正注液体，油、套相通。预防措施：①油管锚按要求锚定牢固;②油管丝扣上紧。

（二）杆脱

故障表现：井口不出液，电机工作电流比正常时小得多，油压与套压不同，动液面高于泵挂。判断方法：①井口鳖压，油压不升，泄套压，油压无变化。②驱动头无防反转机构时，停机光杆不反转，驱动头下端口有被防跳方卡碰撞的痕迹。③正注液体，注入量很少，泵压直线上升，停泵观察，泵压不降。

预防措施：①选用的抽油杆丝扣抗拉强度足够大;②抽油杆人井时丝扣擦干净，上紧;③螺杆泵首次开机前或生产中途停机较长时间后再次开机前，应当用轻质热油反洗井，将油管内死油洗出，降低杆柱启动扭矩;④当原油的粘度较大时，采用多次启动法启动螺杆泵，即头次启动让螺杆一动就停机;然后再启动，让螺杆旋转起来就停机;接着再次启动，让螺杆泵旋转数圈停机。如果电流正常，可启动螺杆泵进行生产;⑤掺稀采油也是减少杆脱发生的一种有效方法，即从油套环空注人降粘剂，降低原油粘度。⑥保证地层供液跟得上泵的排量，防止泵空抽。

（三）杆断

杆断后故障表现同杆脱一样，判断方法也一样。预防措施除了同杆脱故障一样外，还应做到：①选用扭矩足够大的抽油杆，在满足抗拉强度的条件下，尽量选择空心抽油杆。因空心抽油杆的最大扭矩是同直径实心抽油杆的2～5倍;②防止受伤、变形的抽油杆人井;③选用正规厂家的产品，避免不同心的空心抽油杆入井。

（四）管柱漏失

螺杆泵正式投产前都要进行井口鳖压，以检验管柱的密封性，合格后才能投产。随着生产的进行，管柱可能会出现漏失。故障表现：油压下降，产液量下降，电机工作電流正常。

验证方法：①井口整压，油压上升较慢，停机观察，油压缓慢下降。②探液面，动液面在正常位置（漏失前的动液面）。预防措施：①防止腐蚀穿孔的油管人井;②防止人井油管丝扣有损伤，丝扣上紧，以防生产过程发生松扣;③定子和转子入井前要检查，防止磨损严重的定子和转子人井;④出砂严重的井要有防砂措施，防止定子橡胶磨损过快。⑤防止在高含玩s的井中使用。

（五）定子失效

定子橡胶掉块、脱胶都会导致定子失效。故障表现：泵的实际排量远小于理论排量，甚至不出液，电机工作电流接近正常。验证方法：①井口整压，油压上升很慢或不升，正注油、套不通;②探液面，动液面远远高于泵挂。预防措施：定子橡胶掉块、脱胶一般是泵的质量问题，应从购货环节上加以预防。

（六）结蜡

故障表现：油压正常，排量正常，电流明显高于正常电流。判断方法：井口整压，油压上升正常，回压下降很快;停机观察，油压不降。预防措施：定期用热油反洗井清蜡或采用磁防管柱。

（七）输油管线堵

故障表现：油压明显升高，排量降低，电流明显高于正常电流。判断方法：井口整压，油压上升正常，回压不降;停机观察，油压不降。预防措施：定期用热油清洗输油管线或采用保温措施对管线进行加热保温。

四、螺杆泵现场维护管理技术

（一）试运转初期的日常管理

每天测液面一次，直至动液面稳定;第一天运转时应观察电流3次以上，并做好记录，第二天开始，每天观察1～2次;直至电流稳定;每天观察方卡子与光杆位置变化，皮带是否松弛打滑以及井口出液温度，井口压力大小;光杆密封调整规定，开机运转时不应压紧密封件，此时井液尚未到达地面，应打足黄油，防止干磨，待井液上到地面，密封处有油时，方可进行调整，调整时以不漏为准，切勿过紧，以免能量损失;每日量油两次，观察出液情况，直至生产正常。

（二）日常的开、关机操作及巡井检查管理

开机操作：合上空气开关，按下电控箱启动按钮，即可实现启机;启机后检查。

停机操作：保证人员撤离到控制柜一侧距井口20米以外的安全范围内。按下电控箱停机按钮，拉下空气开关，即可实现停机。变频控制柜停机时先将调整旋钮慢慢调零后，再按下停止按钮。若发现井口反转较快，如大排量螺杆泵或者下泵较深的油井停机时，反转扭矩较大，按下停止按钮后，应立即远离井口，等反扭矩完全释放掉，才能靠近。不明原因停机时，一定注意分析出现故障原因，尤其是出砂井、卡泵井，重新开机时切不能把保护电流调大强行开机，否则易造成飞车。注意观察光杆是否反转。

日常维护管理-巡井检查：正常运转后，应该定期上井全面检查，做好日常保养维护工作。

五、认识与结论

螺杆泵的应用是油田特高含水开发期举升工艺优化的有益补充，并且为注聚区块的开发及后续水驱高液面井提液提供了经济有效的技术手段。配套技术是用好螺杆泵举升技术推广的关键，尤其是杆、管优化配套技术的应用大大延长了油井免修期，提高了系统可靠性，虽然短期投入增加，但从长远看经济效益明显。

作者简介：

高琪琪（1989-），山东省东营人，大学本科，助级工程师。