094140-螺杆泵教材2010报告

1、螺杆泵施工技术螺杆泵施工技术 工程技术大队工程技术大队 技术管理及作业施工技术监督目的及意义： 为了提高我厂螺杆泵作业施工质量，提高对施工人员螺杆泵施工技术的监督和认识，有效地降低螺杆泵井“两率”，为螺杆泵技术管理、监督人员举办此次培训，详细讲解了螺杆泵作业知识、螺杆泵操作规程、螺杆泵工艺配套技术等内容。通过学习，学员可以巩固螺杆泵作业施工技术要点，提高了作业技术水平，为进一步提高螺杆泵作业质量起到了积极的推动作用。 螺杆泵又叫渐进容积式泵，螺杆泵又叫渐进容积式泵，由定子和转子组成，两者由螺旋由定子和转子组成，两者由螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转

2、运动实现对介质通过转子的旋转运动实现对介质的传输。的传输。一、螺杆泵基础知识一、螺杆泵基础知识 沿着螺杆泵的全长，在转沿着螺杆泵的全长，在转子外表面与定子橡胶衬套内表子外表面与定子橡胶衬套内表面间形成多个密封腔室；随着面间形成多个密封腔室；随着转子的转动，油液在吸入端压转子的转动，油液在吸入端压差的作用下被吸入，并由吸入差的作用下被吸入，并由吸入端推挤到排出端，排除端的压端推挤到排出端，排除端的压力不断升高，直到将油液举升力不断升高，直到将油液举升到地面，流量非常均匀到地面，流量非常均匀 。 螺杆泵工作的过程本质上螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推也就是密封腔室不断形成、推移和消

3、失的过程。移和消失的过程。螺杆泵工作原螺杆泵工作原理是什么？理是什么？ GLB500-14K为空心转子螺杆泵，每转排量为空心转子螺杆泵，每转排量500毫升，级数毫升，级数14； GLB120-27(2:3)为多头螺杆泵，为多头螺杆泵， 转子与定子头数比为转子与定子头数比为2:3，每转排量，每转排量 120毫升，级数毫升，级数27。例例如如 螺杆泵规格型号是如何规定的？螺杆泵规格型号是如何规定的？空心转子用“K”；实心省略；等壁厚定子用“D”；金属定子用“J” 转子与定子头数比，用阿拉伯数字表示，单头省略泵的总级数泵的几何排量，ml/r 单螺杆抽油泵,“螺”和“泵”两字汉语拼音第一个字母泵的驱动

4、方式：抽油杆地面驱动，用“杆”字汉语拼音第一个字母G表示；潜油电机井下驱动，用“潜”字汉语拼音第一个字母Q表示LB ( ) eDTnQeDTnQeDTnQeDTnQ 现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量，现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量，公式如下：公式如下：6101440Qnq式中：Q螺杆泵理论排量，m3/d；q螺杆泵每转排量，ml/r；n转子转速，r/min。螺杆泵理论排量如何计算螺杆泵理论排量如何计算 ？ 理论排量公式如下：理论排量公式如下：地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？ 1 1电控箱；电控箱； 2-2-电机；电机；3-

5、3-皮带；皮带； 4-4-方卡子；方卡子；5-5-光杆；光杆； 6-6-减速箱；减速箱； 7-7-专用井口；专用井口； 8-8-抽油杆；抽油杆；9-9-抽油杆扶正器；抽油杆扶正器；10-10-油管扶正器；油管扶正器；11-11-油管；油管； 12-12-螺杆泵；螺杆泵；13-13-套管；套管； 14-14-定位销；定位销；15-15-防脱装置；防脱装置；16-16-筛管筛管5123678910111213141516 可分为地面和井下两大部可分为地面和井下两大部分。地面部分包括分。地面部分包括:驱动头和驱动头和控制柜控制柜，井下部分包括：，井下部分包括：井井下泵、抽油杆、油管、配套下泵、抽油杆

6、、油管、配套工具等。工具等。 地面驱动部分地面驱动部分 地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，使转子实现行星运动，实现抽汲原油的机械装置。从传动形式上分，有液压传动和机械传动；从变速形式上分，有无级调速和有级调速。螺杆泵驱动装置的螺杆泵驱动装置的种类种类机械驱动装置机械驱动装置 液压驱动装置液压驱动装置 螺 杆 泵 采 油 系 统 的 组 成螺 杆 泵 采 油 系 统 的 组 成 配套工具部分配套工具部分 （1 1）专用井口：简化了采油树，使用、维修、保养方便，同时增强）专用井口：简化了采油树，使用、维修、保养方便，同时增强了井口强度，减小了地面驱动装置的振动，

7、起到保护光杆和换盘根时密了井口强度，减小了地面驱动装置的振动，起到保护光杆和换盘根时密封井口的作用。封井口的作用。 （2 2）光杆：强度大、防断裂，光洁度高，有利于井口密封。）光杆：强度大、防断裂，光洁度高，有利于井口密封。 （3 3）抽油杆扶正器：避免或减缓杆柱与管柱的磨损，使抽油杆在油）抽油杆扶正器：避免或减缓杆柱与管柱的磨损，使抽油杆在油管内居中，减缓抽油杆的疲劳。管内居中，减缓抽油杆的疲劳。 （4 4）油管扶正器：减小管柱振动。）油管扶正器：减小管柱振动。 （5 5）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆倒扣。）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆倒扣。 （6 6）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱

8、落。）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱落。 （7 7）防蜡器：延缓原油中胶质在油管内壁沉积速度。）防蜡器：延缓原油中胶质在油管内壁沉积速度。 （8 8）防抽空装置：地层供液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量）防抽空装置：地层供液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量式或压力式抽空保护装置可有效地避免此现象的发生。式或压力式抽空保护装置可有效地避免此现象的发生。 （9 9）筛管：过滤油层流体。）筛管：过滤油层流体。 螺 杆 泵 采 油 系 统 的 组 成螺 杆 泵 采 油 系 统 的 组 成 二、螺杆泵抽油杆二、螺杆泵抽油杆1 1、普通抽油杆、普通抽油杆 其杆体是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗

9、的杆头。杆头由螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆弧过度区组成。螺纹接头用来与接箍相连接，扳手方颈用来装卸抽油杆接头时卡抽油杆用。 用于螺杆泵井的普通抽油杆，其主要规格有：25mm、38mm空心抽油杆。抽油杆的长度一般为8-10m，为调节抽油杆柱的长度，还配备有不同长度的抽油杆短接。 普通抽油杆结构 锥螺纹抽油杆结构锥螺纹抽油杆结构2 2、锥螺纹抽油杆、锥螺纹抽油杆 锥螺纹抽油杆目前有空心杆和实心杆，实心杆的基本结构与普通实心抽油杆大体相同：杆体也是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆弧过度区组成。其不同点为：锥螺纹抽油杆螺

10、纹为钻杆锥螺纹。它是根据螺杆泵与钻杆运动的相似性，充分利用了钻杆螺纹的锥度和螺距大，螺纹牙齿刚度大的特点，使得抽油杆螺纹能够承受较大的预紧力而不滑扣。这种螺纹不仅具有良好的密封性，还能传递较大的轴向载荷和扭矩。 3 3、插接式抽油杆、插接式抽油杆 为了提高大中排量螺杆泵井抽油杆的防断脱性能，大庆油田开发了插接式螺杆泵抽油杆，该抽油杆的结构如图。插接式螺杆泵抽油杆结构图插接式螺杆泵抽油杆结构示意图 插接式螺杆泵抽油杆的接头 1-杆体上接头；2-O形密封圈；3-接箍；4-杆体下接头 该种结构抽油杆主要有该种结构抽油杆主要有38mmD级抽油杆级抽油杆 插接式螺杆泵抽油杆原则上可以适用于各种排量的插接

11、式螺杆泵抽油杆原则上可以适用于各种排量的螺杆泵井，但从用杆的经济性考虑，该抽油杆更适合于大螺杆泵井，但从用杆的经济性考虑，该抽油杆更适合于大中排量螺杆泵井。目前插接式螺杆泵抽油杆广泛应用于大中排量螺杆泵井。目前插接式螺杆泵抽油杆广泛应用于大中排量螺杆泵井中，防断脱效果较为理想。中排量螺杆泵井中，防断脱效果较为理想。三、螺杆泵井下作业三、螺杆泵井下作业 螺杆泵井施工设计可以有效指导螺杆泵作业施工，由相螺杆泵井施工设计可以有效指导螺杆泵作业施工，由相关技术部门（工程技术大队）编写，经批准后发放到作业队关技术部门（工程技术大队）编写，经批准后发放到作业队和基层单位实施，监督人员对施工过程特别是重点工

12、序如：和基层单位实施，监督人员对施工过程特别是重点工序如：锚定工具的坐封、抽油杆的连接、杆管扶正器的布置、提防锚定工具的坐封、抽油杆的连接、杆管扶正器的布置、提防冲距的多少、地面驱动装置就位、电控箱电源的连接、电机冲距的多少、地面驱动装置就位、电控箱电源的连接、电机正反转确定、转速的确定、试投产等按施工设计要求进行监正反转确定、转速的确定、试投产等按施工设计要求进行监督、指导，确保施工成果达到设计要求，提高一次施工投产督、指导，确保施工成果达到设计要求，提高一次施工投产成功率。如需要变更，需上报编写部门同意，并形成书面变成功率。如需要变更，需上报编写部门同意，并形成书面变更文件。更文件。（一）

13、（一）施工设计施工设计 螺杆泵井施工设计主要有哪些内容？螺杆泵井施工设计主要有哪些内容？ 原井基础数据原井基础数据 原井生产动、静态数据原井生产动、静态数据施工准备及任务分工施工准备及任务分工 施施 工工 步步 骤骤 技技 术术 要要 求求 安全、环保注意事项安全、环保注意事项 注：注：施工设计实施工设计实施后，由作业队施后，由作业队根据具体施工情根据具体施工情况编写施工小结，况编写施工小结，与施工设计共同与施工设计共同存档。存档。原井基础数据：原井基础数据：套补距、套管规格、射孔深度、人工井底，套补距、套管规格、射孔深度、人工井底，确定锚定工具大小和位置，避免锚定工具下到射孔井段。确定锚定工

14、具大小和位置，避免锚定工具下到射孔井段。目前生产情况：日产液、含水、流压、静压等。预测产能，目前生产情况：日产液、含水、流压、静压等。预测产能，选择泵型。选择泵型。井史资料：井史资料：查看历次施工（特别是上次施工）总结和油管、查看历次施工（特别是上次施工）总结和油管、抽油杆记录，确认井中有无落物、井斜、套损等情况。确定抽油杆记录，确认井中有无落物、井斜、套损等情况。确定本次施工有无特殊工序，确保施工安全。本次施工有无特殊工序，确保施工安全。施工设计：施工设计：根据油井生产情况、产能、井史资料优化施工设根据油井生产情况、产能、井史资料优化施工设计。计。施工设计施工设计（二）井下作业（二）井下作业

15、1 1、施工准备、施工准备地面准备地面准备 油管桥油管桥3 3道，离地面高度不小于道，离地面高度不小于0.3m0.3m，抽油杆桥座，抽油杆桥座4 4道，道，离地面高度不小于离地面高度不小于0.5 m0.5 m，桥座摆放均匀。，桥座摆放均匀。 螺杆泵及其配套装置、油管、抽油杆运输过程中要求放平、螺杆泵及其配套装置、油管、抽油杆运输过程中要求放平、固定，确保设备完好无损。固定，确保设备完好无损。 施工中要下入井内的螺杆泵及配套工具、油管、抽油杆要施工中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，要严格丈量，并记录好原始清洗干净，不得有弯曲、损坏，要严格丈量，并记录好原始

16、数据。空心抽油杆要安装胶圈，并在密封处涂上黄油。数据。空心抽油杆要安装胶圈，并在密封处涂上黄油。1 12 23 3 2 2、 施工过程及要求施工过程及要求A A、热洗、压井热洗、压井 用热水反循环把死油替出，如需压井，则用相应比重井液用热水反循环把死油替出，如需压井，则用相应比重井液压井，热洗、压井按压井，热洗、压井按SY/T5587.7SY/T5587.7和和SY/T5587.3SY/T5587.3的规定执行。的规定执行。B B、起原井杆柱、管柱起原井杆柱、管柱 按按SY/T5587.6SY/T5587.6的规定和施工设计要求起出原井管柱、杆柱。的规定和施工设计要求起出原井管柱、杆柱。CC、

17、通井、刮削、冲砂通井、刮削、冲砂通井、刮蜡按通井、刮蜡按SY/T5587.16SY/T5587.16的规定执行。的规定执行。冲砂、探砂面按冲砂、探砂面按SY/T5587.5SY/T5587.5的规定执行。的规定执行。D D、连接井下工具 井下工具在地面按施工设计连接上紧扣，如使用支撑卡井下工具在地面按施工设计连接上紧扣，如使用支撑卡瓦，应在滑道上涂上黄油，锚定工具处在解封状态。瓦，应在滑道上涂上黄油，锚定工具处在解封状态。E E、下管柱 按按SY/T5587.6SY/T5587.6的规定和施工设计要求执行。的规定和施工设计要求执行。按设计要求在地面按设计要求在地面组配组配好管柱，好管柱，尾管不

18、得少于三根，尾管不得少于三根，并在油管丝扣上涂上密封脂，用相应通井规通过每并在油管丝扣上涂上密封脂，用相应通井规通过每根油管。根油管。油管上扣扭矩达到油管上扣扭矩达到SY/T5587.6SY/T5587.6标准中标准中“油管推荐上油管推荐上扣扭矩扣扭矩”要求的数值。要求的数值。1 12 2油管上扣扭矩如何推荐？油管上扣扭矩如何推荐？规格规格最小最小N.mN.m最佳最佳N.mN.m最大最大N.mN.m2 1/22 1/2J55J55168016802230223027902790N80N802340234031103110390039003 1/23 1/2J55J552300230030903

19、09038503850N80N80325032504300430054005400锚定工具是防喷式油管锚，下入泵和第一根油管后，试锚定工具是防喷式油管锚，下入泵和第一根油管后，试坐坐油管锚油管锚（上提管柱（上提管柱1m1m，边提边右旋）。试坐成功后，边提边右旋）。试坐成功后，上提管柱上提管柱1m1m解封，然后继续下管柱。解封，然后继续下管柱。 如中途坐封，缓慢上提管柱如中途坐封，缓慢上提管柱1m1m以上，然后缓慢下放以上，然后缓慢下放管柱解封，要平稳操作。管柱解封，要平稳操作。F F、锚定工具坐封坐油管锚坐油管锚：上提管柱：上提管柱1000mm1000mm左右，右旋油管左右，右旋油管4-54-

20、5圈，多转无害，圈，多转无害，缓慢下放油管。坐封后油管头上平面与套管法兰平面距离控制在缓慢下放油管。坐封后油管头上平面与套管法兰平面距离控制在1020mm1020mm之间，如超出这个高度，需重新坐封，直至达到要求。之间，如超出这个高度，需重新坐封，直至达到要求。用钢丝绳向下压油管挂，拧紧法兰顶丝。用钢丝绳向下压油管挂，拧紧法兰顶丝。3 34 4抽油杆柱装配作业中应注意如下问题：抽油杆柱装配作业中应注意如下问题： 工具齐备完好：抽油杆下井装配所使用的工具应齐全、完好工具齐备完好：抽油杆下井装配所使用的工具应齐全、完好无损。吊卡须经检查，磨损量不超过规定，不得有碰伤和刻痕。无损。吊卡须经检查，磨损

21、量不超过规定，不得有碰伤和刻痕。起吊系统应安全可靠，严格避免发生抽油杆落井事故。抽油杆扳起吊系统应安全可靠，严格避免发生抽油杆落井事故。抽油杆扳手的钳口应完好，避免啃伤抽油杆的扳手方颈。应用抽油杆动力手的钳口应完好，避免啃伤抽油杆的扳手方颈。应用抽油杆动力钳时，应预先进行空载循环，当油温达到规定值时，再进行标定。钳时，应预先进行空载循环，当油温达到规定值时，再进行标定。动力钳未经标定，不得使用。动力钳未经标定，不得使用。 保证螺纹连接良好状态：提起抽油杆下放对扣时，应缓慢保证螺纹连接良好状态：提起抽油杆下放对扣时，应缓慢下落对扣。为防止乱扣，应先手动旋入下落对扣。为防止乱扣，应先手动旋入2-3

22、圈后，再用抽油杆圈后，再用抽油杆扳手旋紧。一旦发生乱扣，轻者应对螺纹进行修整，当确认合扳手旋紧。一旦发生乱扣，轻者应对螺纹进行修整，当确认合格后方可使用；乱扣的抽油杆必须予以报废。格后方可使用；乱扣的抽油杆必须予以报废。A AB BGG、下转子和抽油杆下转子和抽油杆 井场的施工作业最容易损伤抽油杆，因此，必须加强抽油杆的井场管理。一些油田在井场施工作业管理方面积累了丰富的经验，总结出许多实用的操作规程。 抽油杆在井场不允许放在地面上，必须放在抽油杆桥上，抽油杆桥不少于4个支点，端部悬空部分长度不超过1.5m，离地高度不少于0.5m，严禁磕碰抽油杆桥上的抽油杆。 在井场上拆卸抽油杆包装箱时，应使

23、用适当工具拆除紧固用的螺栓和角钢，不允许锤击、撬动抽油杆本体。 在使用吊卡吊起抽油杆之前，外螺纹均应戴有防护罩，接箍内螺纹均应戴有堵头，以免螺纹部位混入油污和泥沙，影响螺纹的连接性能。直到起吊时，才卸掉防护罩和堵头。 抽油杆在下井前，应将螺纹部位、台肩推承面和接箍端面清洗干净，以保证螺纹连接部分的完好状态。 抽油杆在下井前应重复测量3遍，并认真作好记录，测量的尺寸应以抽油杆外螺纹的台肩端面为一端，量至另一端的接箍端面。记录项目应有抽油杆规格、级别、材料、生产厂、产品制造年月、下井日期及服役历史等项目。 对起杆作业中拔过的抽油杆和墩弯的抽油杆，应做好标记，予以报废，严禁混入合格的抽油杆中。下转子

24、和抽油杆注意事项下转子和抽油杆注意事项 a. a.下转子时，速度要慢，切勿损伤转子表面或使其弯曲变形。下转子时，速度要慢，切勿损伤转子表面或使其弯曲变形。 b.b.抽油杆上扣扭矩达到下表要求。抽油杆上扣扭矩达到下表要求。 c.c.转子将要进入定子时，要缓慢下放杆柱（注意转子进入定子转子将要进入定子时，要缓慢下放杆柱（注意转子进入定子时杆柱应顺时针旋转），直至吊卡松弛。时杆柱应顺时针旋转），直至吊卡松弛。d.d.记录光杆露出套管法兰面的高度，校核管柱与杆柱深度是否记录光杆露出套管法兰面的高度，校核管柱与杆柱深度是否一致。一致。规规 格格上扣扭矩上扣扭矩(N.m)(N.m)承载扭矩承载扭矩(N.m

25、)(N.m)3/43/44004005905907/87/860060094094011700700105010501 1/81 1/81000100020002000、替喷替喷 、安装地面机组安装地面机组 检查地面机组零部件是否齐全，检查吊升用钢丝绳、吊环有无损检查地面机组零部件是否齐全，检查吊升用钢丝绳、吊环有无损伤，准备好常用工具。伤，准备好常用工具。将驱动头吊平衡，穿入光杆时缓慢下放，防止把光杆压弯，校正将驱动头吊平衡，穿入光杆时缓慢下放，防止把光杆压弯，校正井口并上紧螺栓。井口并上紧螺栓。将转子缓慢全部提出定子，关闭井口清蜡阀门，连接好替喷管线。将转子缓慢全部提出定子，关闭井口清蜡阀

26、门，连接好替喷管线。按按SY/T5587.3SY/T5587.3的规定进行替喷，直到井口见清水的规定进行替喷，直到井口见清水1010分钟后停止。分钟后停止。打开清蜡阀门，缓慢将转子放入定子，直至吊卡松弛。打开清蜡阀门，缓慢将转子放入定子，直至吊卡松弛。 、提防冲距提防冲距 缓慢上提杆柱，记录指重表载荷达到整个杆柱负荷时（记录数缓慢上提杆柱，记录指重表载荷达到整个杆柱负荷时（记录数值），再上提光杆外露值），再上提光杆外露550-600mm550-600mm。提防冲距后安装方卡。提防冲距后安装方卡。3 3、试运转、试运转A A、加齿轮油加齿轮油 从减速箱注油孔处加入齿轮油，油面在油标从减速箱注油孔

27、处加入齿轮油，油面在油标1/21/22/32/3处。处。B B、上紧密封上紧密封 按照说明上紧机械密封，最后压紧压盖。按照说明上紧机械密封，最后压紧压盖。 CC、调电机正反转调电机正反转 将变压器、电控箱、电机相应规格电缆连接好，电机采将变压器、电控箱、电机相应规格电缆连接好，电机采用用型接法。型接法。 卸掉皮带，接通电源使电机空转，如电机轮是逆时针方卸掉皮带，接通电源使电机空转，如电机轮是逆时针方向转动，关闭电源调换电缆任意两相相序，确保光杆为向转动，关闭电源调换电缆任意两相相序，确保光杆为顺时针转动。顺时针转动。D D、皮带安装与调节皮带安装与调节根据油井产能及设计要求，确定工作参数，安装皮带。根据油井产能及设计要求，确定工作参数，安装皮带。 皮带张紧力一般为皮带张紧力一般为300N300N。皮带紧固后，皮带中间施压。皮带紧固后，皮带中间施压30N30N，皮带向下变形量小于皮带向下变形量小于6mm6mm，此时张紧程度为合适。，此时张紧程度为合适。E E、设置过载保护电流设置过载保护电流 过载保护电流按正常运行电流的过载保护电流按正常运行电流的1.21.2倍大小设置，过载保护时间倍大小设置，过载保护时间 调到调到 510510秒范围内。秒范围内。过载保护电流如何设置？过载保护电流如何设置？电机功率(KW)低转速设置电流(A)中转速设置电流(A)高转速