螺桿泵井作業(yè)施工技術(shù)

1、螺桿泵井作業(yè)施工技術(shù),目錄,一、螺桿泵工作原理及組成　二、螺桿泵配套技術(shù)三、螺桿泵作業(yè)施工,根據(jù)傳動形式可分為皮帶傳動和直接傳動兩種，其系統(tǒng)組成主要包括地面驅(qū)動部分、井下泵部分、電控部分、配套工具及其井下管柱等。,一、螺桿泵工作原理及組成,螺桿泵采油系統(tǒng)按不同驅(qū)動型式可分為地面驅(qū)動和井下驅(qū)動兩大類。,,,地面驅(qū)動螺桿泵,按驅(qū)動形式不同，可分為電驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種形式，動力置于井底，不用抽油桿。,,,井下驅(qū)動螺桿泵,1、螺桿泵工

2、作原理：.螺桿泵的轉(zhuǎn)子、定子副是利用擺線的多等效動點效應(yīng)，在空間形成封閉腔室，并當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子作相對轉(zhuǎn)動時，封閉腔室能作軸向移動，使其中的液體從一端移向另一端，實現(xiàn)機械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)舉升作用。,2、螺桿泵的組成： 1）電控部分：螺桿泵井的控制部分，控制電機的起、停。 2）地面部分： （驅(qū)動裝置、及驅(qū)動頭） 是把動力傳給井下泵轉(zhuǎn)子使轉(zhuǎn)子實現(xiàn)行星運動，實現(xiàn)抽汲原油的機械裝置。 3）井下部分：定子和轉(zhuǎn)子。 4）配套工

3、具部分： （1）專用井口 （2）特殊光桿（3）抽油桿扶整器 （4）油管扶整器 （5）抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置 （6）油管防脫裝置,,,螺桿泵的理論排量由下式確定,式中 Q──螺桿泵的理論排量，m3/d； E── 轉(zhuǎn)子的偏心距，mm； D── 轉(zhuǎn)子截圓直徑，mm， D=2R； T── 定子導(dǎo)程， mm，

4、T=2t； n── 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速， r/min。螺桿泵的實際排量Q′為 式中 ── 螺桿泵的容積效率，%。,螺桿泵定子橫截面圖,2、螺桿泵型號的表示方法： 主要用螺桿泵的排量和級數(shù)來表示： 例如：GLB800 GLB----桿式驅(qū)動井下螺桿泵 80

5、0----泵每轉(zhuǎn)排量800毫升 3、螺桿泵理論排量公式： 例如： GLB800-14 單螺桿泵 實際轉(zhuǎn)速n=100 轉(zhuǎn)/分 理論排量公式：Q=800*100*1440*10-6=115.2 m3/d；,專用井口： 簡化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便。 同時曾強了井口強度，減小了地面驅(qū)動裝置的 震動，起到了保護(hù)光桿和換盤根是密封井

6、口的 作用。,螺桿泵專用抽油桿： 強度大、防斷裂、光潔度高。,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,螺桿泵桿柱配套與螺桿泵的研究比較，起步相對較晚。從1986年引進(jìn)第一批螺桿泵開始，到現(xiàn)在已經(jīng)有20個年頭，但配套桿柱的研究只是最近幾年的事情。,抽油桿伴隨螺桿泵的發(fā)展而發(fā)展,,最初的螺桿泵由于壽命較短，使得在桿柱沒有暴露出多大問題的時候，井下泵體已經(jīng)損壞。因此，螺桿泵的桿柱配套問題沒有引起油田足夠的重視。（當(dāng)時桿柱配套采用的是常規(guī)抽油桿）,抽油

7、桿伴隨螺桿泵的發(fā)展而發(fā)展,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,普通實心抽油桿,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,從1994年開始在螺桿泵井上應(yīng)用空心抽油桿，但當(dāng)時的空心抽油桿主要是為油井加藥和解堵提供通道。,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,到了1996年，螺桿泵脫扣問題引起了油田的重視，因此，我們開發(fā)了防脫式空心抽油桿，仍然采用的摩擦焊接方式加工，這種防脫桿的出現(xiàn)，使螺桿泵桿柱脫扣事故明顯降低。,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,摩擦焊接式空心防脫抽油桿,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史

8、,,這種摩擦焊接式防脫空心抽油桿與以往抽油桿相比有了較大的進(jìn)步，但隨著時間的推移，這種桿的缺點暴露了出來，即焊口附近頻繁斷裂。,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,,,焊口,斷口,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,2000年初，總結(jié)以往的經(jīng)驗教訓(xùn)，把實心抽油桿的鍛造結(jié)構(gòu)與摩擦焊接式空心防脫抽油桿的插接結(jié)構(gòu)有機地結(jié)合起來，使這種抽油桿兼具高承扭和防脫兩大優(yōu)點，這就是目前的鐓鍛式防脫空心抽油桿。,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,鐓鍛式空心防脫抽油桿,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,

9、,大港產(chǎn)空心抽油桿,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,,正確的插接方式,不正確插接會損壞牙體及絲扣,不正確插接造成嚴(yán)重?fù)p壞的牙體,由于牙體沒有對插，當(dāng)桿體工作時受到扭矩的作用，抽油桿兩牙體端面會產(chǎn)生極大的壓應(yīng)力。同時，由于牙體未互相對插，造成接箍的一側(cè)兩個密封面不相接觸，使接箍內(nèi)的桿體相對于接箍處于游動狀態(tài)，在抽油桿旋轉(zhuǎn)震動作用下，相擠壓的兩個牙體端面之間，接箍絲扣與桿體絲扣之間會產(chǎn)生相互撞擊作用，最終會將牙體接觸端面及相接觸的螺紋部分擊平，造成脫

10、扣。,,,,,,,,,,油管,接箍,抽油桿,油管接箍摩擦產(chǎn)生卸扣扭矩,,縮小接箍外徑,采用反扣螺紋,加強桿柱扶正,,錐螺紋結(jié)構(gòu)螺桿泵抽油桿,螺桿泵抽油桿發(fā)展歷史,作業(yè)時，增大上扣扭矩會提高其防脫性能，因為上扣扭矩越大，需要的卸扣扭矩也越大。因此，要保證有足夠的上扣扭矩，但這樣可能會引起檢泵時卸扣困難。,二、螺桿泵配套技術(shù),,,,,,,,,支撐卡瓦,定子,轉(zhuǎn)子,由螺桿泵的原理可知，其定、轉(zhuǎn)子間過盈在一定程度上決定了單級承壓能力的大小，如

11、上圖所示，過盈量將直接影響螺桿泵工作特性。過盈小會降低舉升能力，而過盈大會增加定、轉(zhuǎn)子間的摩擦，降低效率。因此，定、轉(zhuǎn)子間的過盈選擇是螺桿泵制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。,影響螺桿泵使用壽命的因素很多，通過長期的實踐摸索，從產(chǎn)品質(zhì)量的角度分析其主要因素有以下幾點。 　?、俣?、轉(zhuǎn)子的加工精度及表面光潔度； 　?、诙ㄗ酉鹉z的耐溫、耐油、耐氣浸性能； 　?、鄱ㄗ酉鹉z與金屬外套的粘結(jié)強度； 　?、芏ㄗ觾?nèi)腔及轉(zhuǎn)子的直線度； 　?、荻ā⑥D(zhuǎn)

12、子間合理過盈量的選擇； 　?、揶D(zhuǎn)子合理轉(zhuǎn)速的確定。,由于螺桿泵本身結(jié)構(gòu)材質(zhì)以及加工工藝的復(fù)雜性，致使螺桿泵的工作特性的穩(wěn)定性、互換性較差，所以在螺桿泵下井前必須對其工作特性及其加工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測。通過檢測可以有效地避免不合格產(chǎn)品下井，同時為螺桿泵的選井、選泵提供技術(shù)依據(jù)，也為設(shè)計參數(shù)選擇、制造工藝改進(jìn)提供主要的基礎(chǔ)依據(jù)。,1.檢測技術(shù),螺桿泵水力工作特性檢測系統(tǒng),2、 管柱防脫技術(shù)支撐卡瓦張力油管錨防扭錨反扣油管,,圖7-

13、25a DQ0552支撐卡瓦 圖7-25b 卡瓦中心管,,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的，為保證坐封效果，要求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的，為保證坐封效果，要求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的

14、，為保證坐封效果，要求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,,,,防轉(zhuǎn)錨,當(dāng)螺桿泵工作時，防轉(zhuǎn)錨自動坐封，卡在套管內(nèi)壁上，阻止反向扭矩對管柱的倒扣作用，作業(yè)施工時，管柱可自由上下活動，無需進(jìn)行解封操作。完全省去了坐封支撐卡瓦、壓油管頭工序。,,,,,,,,,,,3、管柱扶正技術(shù) 　由于螺桿泵轉(zhuǎn)子離心力的作用，定子受到周期性沖擊產(chǎn)生振動，為減小或消除定子的振動需要設(shè)置扶正器。一般

15、在定子上接頭處安裝較為適宜，而對于采用反扣油管的管柱，則需在定子上、下接頭處分別安裝扶正器。目前扶正器有兩種，一種是彈簧式，一種是橡膠式。,,,目錄,一、螺桿泵工作原理及組成　二、螺桿泵配套技術(shù)三、螺桿泵作業(yè)施工,1、施工準(zhǔn)備 1）目前生產(chǎn)情況：日產(chǎn)液、含水、流壓、靜壓等。 2）井史資料：在歷次施工總結(jié)和油管、抽油桿記錄中查看有無落物、井斜、套損等情況。 3）施工設(shè)計：根據(jù)油井生產(chǎn)情況、產(chǎn)能、井史資料優(yōu)化

16、施工設(shè)計。 4）下井工具、油管、抽油桿要清洗干凈，不得有彎曲、損壞，要嚴(yán)格丈量。并記錄好原始數(shù)據(jù)。,1）熱洗 用熱水反循環(huán)將死油死蠟替出。 2）起原井 按SY/T5587.6—93的規(guī)定和施工設(shè)計要求起出原井抽油桿及油管。( 壓油管頭、松頂絲，上提管柱使支撐卡瓦解封),2、施工過程及要求,,3）刮削 目的：防止損壞扶正泵體的橡膠扶正器。 　　4）連接井下工具：

17、 將井下工具在地面按施工設(shè)計連接上緊，應(yīng)在錨定工具滑道上涂上黃油，錨定工具處于解封狀態(tài)。,5）下管柱 ： 按SY/T5587.6—93的規(guī)定和施工設(shè)計要求執(zhí)行。 5.1按地面設(shè)計要求配好管柱，用相應(yīng)的通井規(guī)檢驗合格并在絲扣上涂上絲扣油。 5.2按施工設(shè)計要求組配管柱，尾管不得少于三根。5.3上扣扭矩達(dá)到要求。 5.4下入錨定工具時，在下入第一根油管時,試做油管錨,成功后,上提管柱解封,然后緩慢下放管柱,要平穩(wěn)操作。,在操

18、作過程中應(yīng)注意以下兩點： (1)更換油管吊卡時，注意上提高度不允許超過400mm，以防支撐卡瓦中途坐封。如中途坐封，緩慢上提管柱1m以上，然后緩慢下放管柱解封。 (2)坐支撐卡瓦時，上提管柱800mm左右，緩慢下放油管，坐卡位置控制在10—20mm之間（油管頭上平面與套管法蘭平面距離）。如果尺寸不合適，可反復(fù)幾次 直至達(dá)到要求。用鋼絲繩壓下油管掛，擰緊頂絲。,,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的，為保證坐封效果，要

19、求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的，為保證坐封效果，要求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,支撐卡瓦的坐封是通過在井口提放管柱實現(xiàn)的，為保證坐封效果，要求坐封后管柱在大四通以上方余20mm，通過壓油管頭的方式將油管頭壓入四通內(nèi),上緊頂絲完成操作。,,,,7）下抽油桿柱： 7.

20、1　下轉(zhuǎn)子時速度要慢，切勿損傷轉(zhuǎn)子表面。 7.2 上扣扭矩達(dá)到抽油 桿的推薦值要求。,7.3 抽油桿扶正器的布置符合設(shè)計要求。 7.4 轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時要緩慢下放，注意轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時，桿柱要順時 針旋轉(zhuǎn)。 7.5 記錄方余方入，校核桿管深度是否一致。,7.6提防沖距 由桿柱自重產(chǎn)生的桿柱伸長，需重新計算防沖距，保證螺桿泵井在正常生產(chǎn)時轉(zhuǎn)子不磨定子下端的定位銷。防沖距?L是由抽油桿柱的自然伸長?L1、螺桿泵