螺杆泵(讲义)20060715

镦锻式空心防脱抽油杆
大港产空心抽油杆
正确的插接方式
不正确插接会损坏牙体及丝扣
不正确插接造成严重损坏的牙体
由于牙体没有对插，当杆体工作时受到扭矩的 作用，抽油杆两牙体端面会产生极大的压应力。 同时，由于牙体未互相对插，造成接箍的一侧 两个密封面不相接触，使接箍内的杆体相对于 接箍处于游动状态，在抽油杆旋转震动作用下， 相挤压的两个牙体端面之间，接箍丝扣与杆体 丝扣之间会产生相互撞击作用，最终会将牙体 接触端面及相接触的螺纹部分击平，造成脱扣。
①定、转子的加工精度及表面光洁度； ②定子橡胶的耐温、耐油、耐气浸性能； ③定子橡胶与金属外套的粘结强度； ④定子内腔及转子的直线度； ⑤定、转子间合理过盈量的选择； ⑥转子合理转速的确定。
1.检测技术
由于螺杆泵本身结构材质以及加工工艺的复 杂性，致使螺杆泵的工作特性的稳定性、互换性 较差，所以在螺杆泵下井前必须对其工作特性及 其加工质量进行全面检测。通过检测可以有效地 避免不合格产品下井，同时为螺杆泵的选井、选 泵提供技术依据，也为设计参数选择、制造工艺 改进提供主要的基础依据。
在操作过程中应注意以下两点： (1)更换油管吊卡时，注意上提高度不允许超过
400mm，以防支撑卡瓦中途坐封。如中途坐封，缓慢上 提管柱1m以上，然后缓慢下放管柱解封。
(2)坐支撑卡瓦时，上提管柱800mm左右，缓慢下 放油管，坐卡位置控制在10—20mm之间（油管头上平 面与套管法兰平面距离）。如果尺寸不合适，可反复 几次 直至达到要求。用钢丝绳压下油管挂，拧紧顶丝。
式中 Q──螺杆泵的理论排量，m3/d；
E── 转子的偏心距，mm；
D── 转子截圆直径，mm， D=2R；
T── 定子导程， mm， T=2t；
n── 转子的转速， r/min。
螺杆泵的实际排量Q′为
Q' Qv
式中 ── 螺杆泵的容积效率，%。
螺杆泵定子横截面图
2、螺杆泵型号的表示方法：
主要用螺杆泵的排量和级数来表示：
一、螺杆泵工作原理及组成 二、螺杆泵配套技术 三、螺杆泵作业施工
1、施工准备
1）目前生产情况：日产液、含水、流压、静压等。 2）井史资料：在历次施工总结和油管、抽油杆记录中 查看有无落物、井斜、套损等情况。 3）施工设计：根据油井生产情况、产能、井史资料优 化施工设计。 4）下井工具、油管、抽油杆要清洗干净，不得有弯曲、 损坏，要严格丈量。并记录好原始数据。
一、螺杆泵工作原理及组成 二、螺杆泵配套技术 三、螺杆泵作业施工
一、螺杆泵工作原理及组成
螺杆泵采油系统按不同驱动型式可分为地面驱 动和井下驱动两大类。
地
根据传动形式可分为皮带传
面 驱
动和直接传动两种，其系统组成
动
主要包括地面驱动部分、井下泵
螺 杆
部分、电控部分、配套工具及其
泵
井下管柱等。
按驱动形式不同，可分为电驱动和液压驱动两种形式， 动力置于井底，不用抽油杆。
2）地面部分： （驱动装置、及驱动头）
是把动力传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。
3）井下部分：定子和转子。
4）配套工具部分：
（1）专用井口 （3）抽油杆扶整器 （5）抽油杆防倒转装置
（2）特殊光杆 （4）油管扶整器 （6）油管防脱装置
螺杆泵的理论排量由下式确定
Q 4EDTn = 5.76 10-6 EDTn
防 转 锚
当螺杆泵工作时，防转 锚自动坐封，卡在套管内壁 上，阻止反向扭矩对管柱的 倒扣作用，作业施工时，管 柱可自由上下活动，无需进 行解封操作。完全省去了坐 封支撑卡瓦、压油管头工序。
3、管柱扶正技术
由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期 性冲击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设 置扶正器。一般在定子上接头处安装较为适宜，而 对于采用反扣油管的管柱，则需在定子上、下接头 处分别安装扶正器。目前扶正器有两种，一种是弹 簧式，一种是橡胶式。
普通实心抽油杆
从1994年开始在螺杆泵井上应用空心抽 油杆，但当时空心抽油杆主要是为油井加 药和解堵提供通道。
到了1996年，螺杆泵脱扣问题 引起了油田的重视，因此，我们开 发了防脱式空心抽油杆，仍然采用 的摩擦焊接方式加工，这种防脱杆 的出现，使螺杆泵杆柱脱扣事故明 显降低。
摩擦焊接式空心防脱抽油杆
支撑卡瓦的坐封是通过
在井口提放管柱实现的，
为保证坐封效果，要求
20mm
坐封后管柱在大四通以
上方余20mm，通过压油
管头的方式将油管头压
入四通内,上紧顶丝完
成操作。
支撑卡瓦的坐封是通过
在井口提放管柱实现的，
为保证坐封效果，要求
20mm
坐封后管柱在大四通以
上方余20mm，通过压油
管头的方式将油管头压
规格
3/4″ 7/8″
1″ 1 1/8″
上扣扭矩 N.m 400 600 700 1000
承载扭矩 N.m 590 940 1050 2000
7.3 抽油杆扶正器的布置符合设计要求。 7.4 转子进入定子时要缓慢下放，注意 转子进入定子时，杆柱要顺时 针旋转。 7.5 记录方余方入，校核杆管深度是否 一致。
5）下管柱 ：
按SY/T5587.6—93的规定和施工设计要求执行。
5.1按地面设计要求配好管柱，用相应的通 井规检验合格并在丝扣上涂上丝扣油。 5.2按施工设计要求组配管柱，尾管不得少 于三根。 5.3上扣扭矩达到要求。 5.4下入锚定工具时，在下入第一根油管时, 试做油管锚,成功后,上提管柱解封,然后缓 慢下放管柱,要平稳操作。
这种摩擦焊接式防脱空心抽油杆与以 往抽油杆相比有了较大的进步，但随 着时间的推移，这种杆的缺点暴露了 出来，即焊口附近频繁断裂。
焊口 断口
2000年初，总结以往的经验教训，把实 心抽油杆的锻造结构与摩擦焊接式空心 防脱抽油杆的插接结构有机地结合起来， 使这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优 点，这就是目前的镦锻式防脱空心抽油 杆。
油管接箍摩擦 产生卸扣扭矩
缩小接箍外径
加强杆柱扶正
采用反扣螺纹 油管 接箍 抽油杆
锥螺纹结构螺杆泵抽油杆
作业时，增大上扣扭矩会提高其防脱 性能，因为上扣扭矩越大，需要的卸 扣扭矩也越大。因此，要保证有足够 的上扣扭矩，但这样可能会引起检泵 时卸扣困难。
二、 螺 杆 泵 配 套 技 术
转子 定子
井 下 驱 动 螺 杆 泵
1、螺杆泵工作原理：.螺杆泵的转子、定子副
是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室， 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。
2、螺杆泵的组成：
1）电控部分：
螺杆泵井的控制部分，控制电机的起、停。
成操作。
支撑卡瓦的坐封是通过
在井口提放管柱实现的，
为保证坐封效果，要求
20mm
坐封后管柱在大四通以
上方余20mm，通过压油
管头的方式将油管头压
入四通内,上紧顶丝完
成操作。
支撑卡瓦的坐封是通过 在井口提放管柱实现的， 为保证坐封效果，要求 坐封后管柱在大四通以 上方余20mm，通过压油 管头的方式将油管头压 入四通内,上紧顶丝完 成操作。
入四通内,上紧顶丝完
成操作。
支撑卡瓦的坐封是通过 在井口提放管柱实现的， 为保证坐封效果，要求 坐封后管柱在大四通以 上方余20mm，通过压油 管头的方式将油管头压 入四通内,上紧顶丝完 成操作。
7）下抽油杆柱： 7.1 下转子时速度要慢，切勿损伤转子 表面。 7.2 上扣扭矩达到抽油 杆的推荐值要求。
2、施工过程及要求
1）热洗
用热水反循环将死油死蜡替出。 2）起原井
按SY/T5587.6—93的规定和施工设 计要求起出原井抽油杆及油管。(
压油管头、松顶丝，上提管柱使支撑卡瓦 解封)
3）刮削
目的：防止损坏扶正泵体的橡胶扶正器。
4）连接井下工具：
将井下工具在地面按施工设计连接上紧，应 在锚定工具滑道上涂上黄油，锚定工具处于解封 状态。
螺杆泵专用抽油杆：
强度大、防断裂、光洁度高。
螺杆泵杆柱配套与螺杆泵的研究比较，起步相 对较晚。从1986年引进第一批螺杆泵开始，到 现在已经有20个年头，但配套杆柱的研究只是 最近几年的事情。
最初的螺杆泵由于寿命较短，使得在杆 柱没有暴露出多大问题的时候，井下泵体已 经损坏。因此，螺杆泵的杆柱配套问题没有 引起油田足够的重视。 （当时杆柱配套采用的是常规抽油杆）
例如：GLB800 GLB----杆式驱动井下螺杆泵 800----泵每转排量800毫升
3、螺杆泵理论排量公式：
例如： GLB800-14 单螺杆泵 实际转速n=100 转/分
理论排量公式：Q=800*100*1440*10-6=115.2 m3/d；
专用井口：
简化了采油树，使用、维修、保养方便。 同时曾强了井口强度，减小了地面驱动装置的 震动，起到了保护光杆和换盘根是密封井口的 作用。
螺杆泵水力工作特性检测系统
2、 管柱防脱技术
•支撑卡瓦 •张力油管锚 •防扭锚 •反扣油管
图7-25a DQ0552支撑卡瓦
图7-25b 卡瓦中心管
支撑卡瓦的坐封是通过
在井口提放管柱实现的，
为保证坐封效果，要求
20mm
坐封后管柱在大四通以
上方余20mm，通过压油
管头的方式将油管头压
入四通内,上紧顶丝完
支撑卡瓦
由螺杆泵的原理可知，其定、转子间 过盈在一定程度上决定了单级承压能力的 大小，如上图所示，过盈量将直接影响螺 杆泵工作特性。过盈小会降低举升能力， 而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低 效率。因此，定、转子间的过盈选择是螺 杆泵制造的关键技术之一。