直驱型螺杆泵在聚驱井上的应用
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摘要：分析了新型直驱型螺杆泵的节能效果，指出了直驱型螺杆泵在日常管理中存在的优势与不足。应用表明，一种新式的直驱型螺杆泵取代老式螺杆泵，解决了传统的异步电机式螺杆泵能耗高，安全性差，维护费用高等问题。针对卡泵的井，目前主要采取提杆洗井或是憋压洗井方法，但通过调整运行参数，加密洗井可有效减少或避免出现卡泵现象。
关键词：直驱型螺杆泵 节能
螺杆泵采油技术具有可以举升稠油、适应含砂油井、降低一次投资、安装和管理方便、节能等优点。传统异步电机式螺杆泵在生产中逐渐的暴露出一些问题，大参数运行时井口震动大，皮带磨损严重，减速器齿轮磨损快，防反转失灵时龙骨式驱动轮存在安全隐患等问题。防反转装置由电磁控制器控制，柔和平稳、无冲击；减少了更换皮带、加注润滑油等维护性工作量及费用等优点。为此，引进了一批直驱型螺杆泵，在某队安装8口直驱型螺杆泵进行试验。通过观察试验效果，提出了直驱型螺杆泵一些比较直观的认识。
1直驱型螺杆泵的优点
1.1直驱型螺杆泵能耗低安全性高
（1）直驱型螺杆泵依靠立式空心轴电机驱动螺杆泵光杆取消了机械减速器，减少了在防反转失灵使皮带轮飞出的安全隐患。
（2）取消了老式异步电机的动力传动结构，减少了更换皮带和加注润滑油等工作。
某队老式异步电机式螺杆泵平均每月要消耗皮带100组左右，日常维护春秋更换润滑油及生产时需定期观察驱动头是否缺油或机油变质，及时的给驱动头加注润滑油，这项工作每年需消耗润滑油500桶左右。对比发现，直驱型螺杆泵的运行电流要远远低于异步电机式螺杆泵。见表1。以某1503和某1333举例说明。
分析表明，相同的电机功率下直驱型螺杆泵运行电流要远远低于传统异步电机式螺杆泵节电效果明显，通过安装电度表计算，某1503井在29天内耗电13630 KWh；某1333井29天内耗电15080KWh，差值为-1450 KWh。虽然这两口井参数略有不同，但直驱型螺杆泵节能效果明显。
1.2 直驱型螺杆泵能避免扭矩释放不当造成的杆管断脱
传统异步电机的防反转装置采用的是棘轮棘爪控制，该装置不仅自身存在着结构冲击大易损坏的问题，当螺杆泵井停止运行时棘轮防反转的急刹车力矩无法释放，使杆管受到较大的冲击，导致杆管断脱等问题影响生产。而直驱型螺杆泵的防反转是由电磁控制器来控制，当停机时控制器会启动逐渐的释放螺杆泵的转矩最终当扭矩完全释放后自然停机，减少了因紧急刹车造成的杆管扭矩急剧变化，避免了停机时抽油杆反转而造成的杆管断脱。
2直驱型螺杆泵的缺点
2.1直驱型螺杆泵易发生卡泵现象
目前某队8口直驱型螺杆泵井最常见的故障就是卡泵，见表2。统计表明，当直驱型螺杆泵转数在80转以上时卡泵发生率较高。产生卡泵因素主要有大参数运行造成井下负荷大、聚合物付产物泵内聚集、油层出砂等影响会造成的。
（1）某1621井。于 2011年5月3日抽转为螺杆泵并安装了直驱装置，在6月2日由于卡泵造成防反转失灵导致光杆变形随后联系作业队处理，作业队用水泥车解堵初始压力为8.0 MPa解堵40分钟后压力变为3.0 MPa此时解通恢复正常生产。在6月29日时再次卡泵联系作业队处理，作业队提杆洗井，洗井压力5.0 MPa洗井期间作业队多次活动杆柱，洗井1小时时压力下降解堵成功恢复正常生产。在8月9日因停电停机起井起不动怀疑是因井下负荷大引起的随后用洗井车洗井，洗井压力7 MPa洗井20分钟后光杆开始正转此时能够正常起井。在8月18日该井再次卡泵联系厂家，经过厂家研究后于8月23日更换了37KW功率的电机并将转数调整为90转目前该井再未出现过卡泵现象。
（2）某1631井。于2010年9月6日安装螺杆泵直驱装置，初始转数为80，2010年10月15日80调100转，2010年11月1日100调120转。2010年11月21日联系作业队处理卡泵，作业队进行提杆洗井处理洗井压力5.0 MPa，洗井时活动杆柱洗井40分钟后恢复生产。2011年1月11日联系作业队处理卡泵，作业队进行提杆洗井处理洗井压力5.0 MPa，洗井时活动杆柱洗井40分钟后恢复生产。2011年4月28日联系作业队处理，作业队进行提杆洗井压力3. 5 MPa洗井4小时后恢复正常生产。2011年6月30日再次卡泵联系作业队处理提杆洗井5.0 MPa，洗井时活动杆柱洗井50分钟后恢复生产，之后将转数调整为90转到目前未再发生卡泵现象。
2.2 直驱装置种类多对工人操作有影响
目前某队共有3家直驱厂家分别是景洪、润实、东达直驱厂家。各厂家设备型号、操作方式略有不同给工人操作带来了许多不便，主要表现为电流表量程过大电流录取不方便。工人在读取生产参数时有时会因操作不当造成系统内部参数错误，导致螺杆泵停机影响正常生产等问题，在与厂家沟通后厂家将逐步改进。
2.3 直驱型螺杆泵承压能力小
直驱型螺杆泵承压能力为2.0MPa，虽然不影响正常生产，但是在日常泵况处理和判断中需要井口油压达到或者接近3.0 MPa，当井口油压达到3.0 MPa左右时，润滑油就开始泄露影响泵况的处理和判断，影响日常生产管理。
3 结束语
应用直驱型螺杆泵可减少了减速中间环节、系统内耗和日常维护性费用，但也有一些不足需要改进。特别是在大参数运行下存在易卡泵的问题，应改进加大系统中螺杆泵启动时的扭矩，完善变频系统内参数功能。随着直驱型螺杆泵技术的逐步成熟，一定能在油田生产中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 陈涛平，胡靖邦.石油工程[M].北京：石油工业出版社，2004.
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