螺杆泵故障诊断及预防措施资料

1、螺杆泵故障诊断及预防措施夏秀丽大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆163414摘要：螺杆泵工作时，杆柱不但受到拉应力，而且受到剪应力。如果设计不当或使用中监测不利，螺杆泵很容易发生故障。分析了螺杆泵故障形式，即通常有管脱、杆脱、杆断、管柱漏失、定子失效、蜡堵、输油管线堵及供液不足等8种。其中杆脱（断）和供液不足是螺杆泵常发生故障的主要形式。结合生产实践经验，对这些故障的表现而加以诊断，并提出预防措施。关键词：螺杆泵故障诊断预防措施中图分类号：TH165+.3文献标识码：A文章编号：Abstract:When the screw pump work, the rod not only by

2、the tensile stress, but also by shear stress. If poorly designed or use in the monitoring of adverse screw pumps are prone to failure. Analysis of the screw pump failure in the form, which is usually the tube off the rod off the broken rod string loss, stator failure, wax block, pipeline block for l

3、iquid less than eight kinds. Which the rod off (off,and insufficient fluid supply is the main form of the screw pump often fails. Combined with practical experience in production, the performance of these failures to diagnose and propose preventive measures. Key Words:screw pump, fault diagnosis ,pr

4、evention measures0引言同其它采油方式相比，螺杆泵在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，有其独特的优点，目前在各作业区已得到广泛的应用。螺杆泵按驱动方式分为电动潜油螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵，某队采用的全部是地面驱动井下螺杆泵。螺杆泵采油系统由电控部分、地面驱动部分、井下部分及配套工具组成。井下部分由转子和定子组成。转子是一根用高强度钢加工、表面镀硬铬的运动件，其表面为单螺旋面。定子以丁腈橡胶为衬套硫化粘接在缸体外套内形成，其表面为双螺旋面。转子和定子利用摆线的多等效动点效应形成封闭腔，当转子和定子作相对运动时，封闭腔沿轴向从吸入端向排出端运动，并在排出端消失，同时在吸入端

5、形成新的封闭腔，随着封闭腔的不断形成、运动、消失，迫使油、气、水通过一个个封闭腔，从吸入端被挤到排出端，进而被举升到地面。螺杆泵是一种容积式泵，没有阀件和复杂的油流通道，油流扰动小，排量均匀，受气体影响小，油液中的砂粒不易沉积，在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采油方式相比有独特的优点，螺杆泵适应的原油粘度为0-2500MPas（50），适应的含砂量5%，适应的温度220，井斜要求3，不适合于高H 2S 产出的油井。目前，由于相同排液能力下，螺杆泵系统装置一次性投资小，泵效高，系统效率高，耗电少，可比有杆泵节电5-7%，耗电量是电潜泵的一半左右，使螺杆泵有了更广泛的应用。2螺杆泵

6、故障诊断及预防措施螺杆泵一般用于高粘度、高含砂井采油，螺杆泵工作时，一方面杆柱承受拉力，一方面管柱、杆柱还承受很大的扭矩。因此，如果选井选泵不当，管柱和杆柱设计不当，泵质量不合格，防砂、防蜡措施不利，或生产时监测不力，都将会导致螺杆泵发生故障。有时是开机后没见出油就已发生故障，有时是生产一段时间后出现故障。经过详细分析，总结了螺杆泵常见的8种故障的诊断方法及其预防措施。2.2管脱（1）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，动液面高于泵挂深度。（2）验证方法。关闭出油闸门蹩压（以下简称“井口蹩压”），油压不升，泄套压，油压随之下降。从油管正注液体，油、套相通。（3）预

7、防措施。油管锚按要求锚定牢固（坐封压力6-8t）油管丝扣检查合格后上紧，上扣过程中注意管与管间的同心度，防止上偏扣。实例1：如某37井，今年3月24日量油不上液面，电机工作电流由33降至28A，油压0.54MPa，套压0.52MPa，井口蹩压，油压不升，泄套压，油压随之下降；该井于今年3月28日检泵作业发现第32根油管公扣脱扣。2.2杆脱（1）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，动液面高于泵挂深度。（2）判断方法。井口蹩压，油压不升，泄套压，油压无变化。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掉方卡碰撞的痕迹。正注液体，注入量很少，泵压直线上升，停

8、泵观察，泵压不降。用手盘皮带，可以盘转。（3）预防措施。选用的抽油杆丝扣抗拉强度足够大；抽油杆入井时丝扣擦干净，上紧；当原油粘度大于500MPaS（50）时，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，应当用高温高压热洗液反洗井，将油管内死油洗出，降低杆柱启动扭矩；当原油的粘度较大时，采用多次启动法启动螺杆泵，即第一次启动让螺杆泵一动就停机；然后再启动，让螺杆泵旋转起来就停机；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。这样做的目的；一是把死油活动开，减少原油和杆柱间的摩阻；二是利用杆柱的转动惯性，从而降低杆柱承受的扭矩、降低启动电流。采用这种方法启动螺杆泵

9、，可有效减少杆柱因启动扭矩过大发生杆断的几率，同时也减少电器设备因启动电流过大发生烧毁的几率；掺化学药剂采油也是减少杆脱发生的一种有效方法，即从油套环空注入降粘剂，降低原油粘度；保证地层供液跟得上泵的排量，防止泵抽空。实例2：如某42井，2011年22月30日量油不上液面，电机工作电流由39降至20A，井口蹩压，油压不升，泄套压，油压无变化，停机光杆不反转，正注液体，注入量很少，泵压直线上升，停泵观察，泵压不降，用手盘皮带，可以盘转；该井于今年2月3日检泵作业发现第222根杆下接箍丝扣以下脱。2.3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。选用扭矩足

10、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；防止受伤、变形的抽油杆入井；选用正规厂家的产品，避免不同心的空心抽油杆入井。实例3：如36井，今年2月24日量油不上液面，电机工作电流由29降至28A，井口蹩压，油压不升，泄套压，油压无变化，停机光杆不反转，正注液体，注入量很少，泵压直线上升，停泵观察，泵压不降，用手盘皮带，可以盘转；该井于今年2月26日检泵作业发现第84根杆距上接箍2.2m 处扭断。2.4管柱漏失螺杆泵正式投产前都进行井口蹩压，以检验管柱的密封性，合格后才能投产（一般蹩压3-5MPa，稳压25-20min 无压降为合

11、格）随着生产的进行，管柱可能会出现漏失。（2）故障表现。油压下降，产液量下降，电机工作电流正常。（2）验证方法。井口蹩压，油压上升较慢，停机观察，油压缓慢下降。测液面，动液面在正常位置（漏失前的动液面）。（3）预防措施。防止腐蚀穿孔的油管入井；防止入井油管丝扣有损伤，丝扣上紧，以防生产过程发生松扣；定子和转子入井前要检查，防止磨损严重的定子和转子入井；出砂严重的井要有防砂措施，防止定子橡胶磨损过快；防止在高含H 2S 的井中使用。实例4：某43井，今年4月28日量油从86降至36t，电机工作电流由32降至29A，井口蹩压，油压上升较慢，停机观察，油压缓慢下降，测液面，动液面由458.9m 升至

12、井口；该井于今年5月2日检泵作业发现第92根管下部公扣偏磨漏。2.5定子失效定子橡胶掉块、脱胶、磨损严重都会导致定子失效。（1）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。（2）验证方法。井口蹩压，油压上升很慢或不升，正注油、套不通；测液面，动液面在井口。（3）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。2.6结蜡（1）故障表现。油压正常，排量正常，电流明显高于正常电流。（2）判断方法。井口蹩压，油压上升正常，套压下降，停机观察，油压不降。（3）预防措施。定期洗井清蜡。2.7输油管线堵（1）故障表现。油压明显升高，排量降低，电流明显高于正

13、常电流。（2）判断方法。井口蹩压，油压上升正常，停机观察，油压不降。（3）预防措施。定期用热油清洗输油管线。2.8供液不足（1）故障表现。油压逐渐降低，排量逐渐降低，电流逐渐降低。（2）判断方法。井口蹩压，油压上升缓慢，停机观察，油压不降；供液严重不足时，井口不出液，出油口只往外排气，井口蹩压，油压不升，待液面恢复后，可抽出一定的液量，之后井口又不出液。对供液不足若发现不及时，将发生泵空抽，泵空抽时间过长将导致杆脱、杆断或定子失效，后果非常严重。（3）预防措施。根据油井的供液能力选泵，使泵的排量与井的供液能力匹配；定期测液面（投产初期加密次数），如果动液面持续下降并降到警戒线以下时（泵的沉没度要求大于50m），立即停机，调低转数，降低泵排量，待液面恢复后开机；加强对油压的监测，如果油压持续下降，应通知有关人员加密测动液面，同时每天从取样口观察井是否出油。若不出油应立即停机，采取进一步的措施。截止到目前，我队共采用此方法验证了螺杆泵井泵况39井次，其中断脱23井次，管漏失8井次，卡泵8井次，方案符合率达到97.4%。3结束语总结了螺杆泵的8种故障及表现，并提出了综合诊断方法和预防措施，该方法