論文關鍵詞：螺桿泵 原理 故障分析 對策
論文摘要：介紹了螺桿泵的結構、工作原理和特點。對其在古城油礦使用過程中出現的問題進行分析，並提出相應的對策
一、 螺桿泵採油工藝簡介
螺桿泵作為一種油田採輸工藝技術，是一種行之有效的採輸手段，廣泛應用於採油生產，而且被廣泛應用於油田地面油氣集輸系統。這一切均取決於其對於輸送介質物性有著優越的適應性，尤其是對於氣液混合物的輸送，能很好的解決普通容積泵所面臨的氣蝕、氣鎖、砂卡問題，達到很高的效率。
二、 螺桿泵採油裝置結構及其工作原理
螺桿泵採油裝置是由井下螺桿泵和地面驅動裝置兩部分組成。二者由加強級抽油杆作為繞軸，把井口驅動裝置的動力通過抽油杆的旋轉運動傳遞到井下，從而驅動螺桿泵的轉子工作。螺桿泵結構如圖1所示:井下螺桿泵是由一個單頭轉子和一個雙頭定子組成，在兩件之間形成一個個密閉的空腔，當轉子在定子內轉動時，這些空腔沿軸向由吸入端向排出端方向運動，密封腔在排出端消失，同時在吸入端形成新的密封腔，其中被吸入的液體也隨著運動由吸入端被推擠到排出端。最終這些封閉腔隨轉子旋轉，從泵入口向出口方向移動，並將液體由進口端推向出口端，排入到管線，舉升到地面。
三、 螺桿泵效能特點
1、螺桿泵屬於容積式泵，液體沿輸液元件的軸向均勻、低速流動，是螺桿泵具有獨特的優點。
2、液體的種類多，粘度範圍大，可抽稠油和高含蠟原油。
3、適應產量方面，從幾立方米到高產的幾百立方米均可順利舉升。
4、攜砂能力強，襯套材料對砂粒等固體雜物有容讓性，可抽含砂原油。還具備高氣液比處理能力，不發生氣鎖。
5、運動部件少，沒有閥件和複雜流道，油流擾動小，水力損失低，泵效達70％，系統效率達60％
6、流量調節容易，改變地面驅動裝置的轉速就可實現。
7、整套裝置易損件少，井口驅動頭僅有1套需潤滑的驅動頭，井下裝置也只有1個移動件，維護方便，執行費用低。
8、螺桿泵採油系統的主要缺點是揚程較低。目前，最大清水揚程僅為2600米，不能滿足深井開採要求。
四、螺桿泵採油故障原因分析
應用螺桿泵採油工藝技術，目的是通過螺桿泵採油工藝解決稠油在油井井筒中的流動問題、地層疏鬆引起的出砂問題，自從在B125區使用螺桿採油工藝以來，這一新工藝、措施的引進及應用取得了良好的效果。但是在使用過程中出現一些問題值得討論。
1、 井口回壓高、負荷重造成燒皮帶頻繁、電機燒燬
原因：
a、因為混合物流體的`粘度過高，根據B125區原油粘度為348～7092mPa.s，膠質和瀝青質的含量為21.95～44.4％ ，含蠟量為7.42～15.58%.原油膠質和瀝青質的含量較高。原油在井下泵的強烈攪拌作用下，原油和水形成乳化程度很高的油包水型乳狀液，乳狀液的粘度隨著乳化程度的升高（水滴顆粒被攪拌得很細）而大幅度提高，遠遠超出了螺桿泵負荷能力。
b、驅動裝置故障引起機械負荷增大，主要有中間滾軸軸承磨損造成受力不均引起負荷增大，上下兩端的定位扶正滾珠軸承磨損、輸入軸齒面和主錐體齒面齧合間隙過大造成受力不均引起負荷增大
c、因為原油在舉升過程粘度會升高，所以一些螺桿泵井一旦回壓過高則必須洗井才能恢復生產，同時地面輸油管線需要掃線。因為乳狀液的粘度對於溫度的敏感性低，加溫對於降粘效果不明顯，通常將轉子提出泵筒後採用反洗井。
1、 抽油杆、轉子及油管脫扣
原因：
a、由於螺桿泵井採用φ25mm高強度抽油杆和φ36mm空心抽油杆，由於扭矩大，很容易造成杆斷和防脫器碎裂和過載停機，斷脫位置在上、中、下均有。主要是停機時因為扭力解除安裝，抽油杆高速反轉，其反轉速度遠遠高於正常開抽時的正轉速度，此時抽油杆非常容易脫扣，甚至造成油管脫扣。
b、目前使用的油管錨為機械式座封，在座封時主要靠給油管加壓使其坐封。加壓使油管在井內嚴重彎曲，抽油杆在油管內工況惡化，坐封力不好控制，故易導致油管脫扣。
3. 驅動裝置的密封性差
現有地面驅動裝置密封有兩處：一是減速器油封密封，二是井口盤根盒密封。尤其井口盤根密封漏油嚴重，因為現在採用的盤根為“O”型聚乙烯四氟，對光桿磨損較大，造成光桿外徑變細，新加盤根後，光桿與盤根之間密封由於盤根的可塑性差造成間隙過大，導致從盤根處漏油。
4、 井下工況判斷不精確
目前尚無有效的螺桿泵工況監測手段，對螺桿泵井的泵況診斷僅有2 種方法。一是觀察執行電流，看電流是否在正常範圍之內；二是井口憋壓測試壓降，通過觀察油、套壓的變化，繪製變化曲線進行分析，對出現的複雜情況難以準確診斷。
5、泵最佳實際排量與油井產能不匹配
五、對策
1、對反向乳化嚴重的油井，採用環空加破乳劑的方式生產，降低產出液粘度，並可提高螺桿泵的吸入能力。
2、採用電動潛油螺桿泵，減少由於抽油杆攪動引起的粘度增加，並可提高油井的流通面積，井下機組運轉產生的熱量還可加熱原油降低井筒流體的入泵粘度。
3、採用傳遞高扭矩的抽油杆，解決抽油杆本體、連線絲扣的抗扭問題，防止抽油杆斷脫。
4、用旋轉式油管錨替代在用的油管錨，減小因為管、杆彎曲造成的管、杆脫扣
5、對盤根密封的洩漏一是採用高塑性盤根，二是使用帶錐度的盤根盒。
6、螺桿泵系統優化設計
開發螺桿泵系統設計引數調整的軟體，對螺桿泵下井前的檢驗、組裝、設計進行優化。測量光桿扭矩、轉速、軸向力及電力引數進行泵況診斷，使油井、驅動裝置、油管、抽油杆及相關引數合理匹配，並隨著地層壓力、產能、產液物性等的改變進行裝置和引數的調整，最終達到供抽協調。
7、 油井產層供液能力好壞、高低，決定了螺桿泵的使用效率。因此建議在今後油井原油舉升方式上應科學、合理考慮其工藝設計條件。採油工藝的選擇至原油提升裝置的選型，必須依據油井油藏供液能力方面的客觀現實，依託油藏工程方面科學的研究、預測、分析，“因井制宜”才能發揮較好的經濟效益。