采油螺杆泵故障原因分析及对策.doc

采油螺杆泵故障原因分析及对策
姜山
绪论
螺杆泵采油系统是近几年迅速发展起来的机械采油设备，在稠油和出砂采油井中，该系统正成为替代抽油机采油的重要方式。螺杆泵采油技术已日臻成熟，一方面，大批新型螺杆泵相继问世，螺杆泵及其配套设备制造质量得到明显的提高；另一方面，螺杆泵采油技术及管理水平也有一定进步。如何进一步提高螺杆泵采油技术和管理水平，已成为国内外各油田普遍关注的问题。通过对螺杆泵井故障种类、故障形式、故障原因具体分析，基本上总结出了一套解决方法。完善了油井管理中包括的油井的正确设计、规范的施工和合理的监测与维护，保证了螺杆泵采油井的正常生产，延长螺杆泵使用寿命，提高经济效益，并对螺杆泵配套采油技术进行了完善，进而建立了建全生产管理体系。
1正常工况具体表现
正常工况具体表现为：泵效、沉没度、电流等参数在正常范围。系统运行稳定，参数没有大幅度波动，工作扭矩和轴向力为平稳直线，扭矩值在正常范围内。
2抽油杆断脱故障
抽油杆断脱故障的特点：在短期内，泵效大幅度下降，动液面迅速上升，电流下降甚至接近空载电流，油套压不等。扭矩和轴向力仍为平稳直线，光杆扭矩远小于正常工作范围，轴向力也小于正常范围。
2.1杆柱断裂和脱扣的原因分析
造成采油螺杆泵杆柱断裂的主要原因有以下几种：
a)抽油杆外径选择偏小
b)杆体在制造过程或使用过程中产生缺陷
c)井下出现异常现象导致抽油杆过载
d）由于井筒弯曲抽油杆在井中作旋转运动
采油螺杆泵脱扣的主要原因有：
a)抽油杆柱振动的影响
b)泵卡、蜡堵时，反扭矩大于螺纹连接处预紧力产生的扭矩，就会发生脱扣现象
c)抽油杆柱运动时，由于离心力的作用，对抽油杆形成卸扣力矩导致脱扣
d)螺杆泵井洗井时，在转子底部造成向上的推力，导致螺纹预紧力和预紧力矩降低，发生脱扣现象
e)在地面电机停机或过载停机时，抽油杆柱进行反转运动，导致脱扣现象
f)抽油杆柱的连接螺纹上扣扭矩不足、预紧力偏低，出现脱扣现象
g)螺纹牙齿强度不够、出现撸扣和粘扣失效，导致脱扣现象
2.2对策
针对以上抽油杆的断脱扣的机理分析，采取杆柱防断脱措施。
（1）机械防反转装置

（2）井下回流控制阀

（3）放气阀防正转

（4）抽油杆防脱器的应用
（5）扶正器的使用
3泵漏失故障
泵漏失故障表现为：泵效逐渐下降，动液面上升，电流逐渐下降，扭矩值低于正常范围，轴向力低于正常范围，但仍大于杆柱在采出液中的重量，油套压在一定程度上连通。
3.1泵漏失故障原因分析
泵长期工作，定子与转子磨损导致泵漏失。影响泵漏失的因素归根结底是由于泵的密封性故障，其主要体现在质合金腐蚀、碳化硅腐蚀、石墨环腐蚀、O型密封圈的腐蚀、金属环腐蚀、热损失效和摩擦失效。
3.2对策
施工作业时，必须严格检查泵和管柱的丝扣有无损伤。在抽油杆上安装扶正器，减少在生产过程中抽油杆与油管的磨擦。
4定子溶胀故障
定子溶胀故障表现为：泵效和动液面正常，电流增加。光杆工作扭矩增加，超过正常范围，轴向力正常。
4.1定子溶胀故障分析
螺杆泵定子下入井中后，浸泡在原油中，作为定子材料的橡胶在原油中往往溶胀，体积变大。螺杆泵在工作过程中，定转子之间需要一定的过盈配合，定转子之间的过盈量除了设计的初始过盈量以外，还有定子橡胶的溶胀和温胀作用引起的附加过盈。
4.2对策
在投产下泵之前进行泵定子橡胶与产出原油的溶胀性试验，保证安装的泵在一定工作条件下有合适的承压能力,减少泵的单级承压,从而减少橡胶承受过高的压力，选择与该油井原油相匹配的定子橡胶；选择较好的橡胶及泵的下入位置；对生产过程进行评估,减少分层现象。
5定子脱胶故障
定子脱胶故障表现为：表现形式为泵效急剧下降，动液面上升，电流下降并波动，光杆扭矩下降很大，光杆扭矩会出现不规则波动，光杆轴向力低于正常值，但仍高于杆柱在采出液中的重量。
5.1定子脱胶故障分析
粘合剂和套筒之间失效或者粘合剂与橡胶之间失效将引起胶结失效。胶结失效多数是因为注胶过程中产生的生产缺陷；橡胶的损坏也会影响胶结脱胶。
5.2对策
脱胶一般与生产有关，橡胶与井底条件不相容就容易产生脱胶,应检查橡胶与井中流体的相容性。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。在下泵施工前对螺杆泵进行仔细检查，严防不合格泵下入井中；合理设计油井生产参数，防止泵干抽。
6管漏失故障
管漏失故障表现为：具体表现为泵效下降，动液面上升，电流减小，光杆扭矩低于正常范围，光杆轴向力略低于正常范围，但仍高于杆柱在流体中的重量。
6.1管漏失故障分析
螺杆泵井作业时油管扣没上紧而漏失或作业时油管扣已损坏但没检查出仍使用后漏失。在停机时转子倒转，反向给油管一个卸扣作用力造成泵上部油管倒扣松动漏失。当油管与抽油杆接触，在生产中不断相互磨擦也会造成油管漏失。