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摘 要：螺杆泵采油是迅速发展起来的机械采油方式，如何进一步提高螺杆泵作业采油技术和管理水平已成为油气井下作业中心普遍关注的问题。文章通过对螺杆泵的部分故障原因提出了针对性的分析及对策，以此来完善并提高螺杆泵油井作业的管理水平，延长检泵周期，提高油井作业整体经济效益。
关键词：螺杆泵；故障；分析；对策
螺杆泵作为一种机械采油设备，具有其他抽油设备所不能替代的优越性，它主要适用于含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。近年来，随着油田开发的不断深入，生产成本逐年增加，综合含水率不断上升，三次采油技术的不断发展，螺杆泵采油得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也在不断地增加，作业技术要求越来越高。
一、螺杆泵的结构及工作原理
1、螺杆泵的结构
螺杆泵的结构主要由上接箍、上筒、衬胶筒、下接头及螺杆组成。
2、螺杆泵的工作原理
螺杆泵的工作部位是由衬胶筒和螺杆组成。衬胶筒内的橡胶也是螺旋形状，但与螺杆的螺旋有一定的差别。当螺杆插入衬胶筒后，螺杆与衬胶筒的橡胶形成多个密封的空间，这些空间的位置随螺杆的转动不断上移，而下部也不断形成新的空间。当井筒内的液体被吸入这个空间后，这些液体随螺杆的转动，被不断带动挤入油管内。这样，螺杆不断转动，井筒内液体也不断被挤入油管内。随着液体量的增加，一直被排到地面。
二、螺杆泵采油系统组成
螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两大类。地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种型式。井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式，目前油田常用的是地面驱动井下单螺杆泵采油系统，以地面驱动井下单螺杆泵采油系统为例说明其组成。
地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分组成。
1、电控部分
电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停。该装置能自动显示、记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等，有过载、欠载自动保护功能，确保生产井正常生产。
2、地面驱动部分
地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，使转子实现自转和公转，实现抽汲原油的机械装置。从变速形式上分，有无级调速和分级调速。机械传动的驱动装置主要由以下几部分组成：
（1）減速箱。 主要作用是传递动力并实现一级减速。它将电机的动力由输入轴通过齿轮传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。减速箱除了具有传递动力的作用外，还将抽油杆的轴向负荷传递到采油树上。
（2）电动机。它是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能，一般用防爆型三相异步电动机。
（3）密封盒。主要作用是防止井液流出，起密封井口的目的。
（4）方卡子。主要作用是将减速箱输出轴与光杆连接起来。
三、螺杆泵部分故障原因及作业对策。
1、螺杆泵杆断脱故障原因与对策
（1）杆柱断裂和脱扣的原因分析
造成螺杆泵井中抽油杆柱断裂的主要原因有以下几种：
①抽油杆外径选择偏小；
②杆体在制造过程或使用过程中存在缺陷；
③杆管偏磨严重；
采油螺杆泵脱扣的主要原因有：
①抽油杆柱振动的影响；
②反转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；
③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；
④在地面电机停机或过载停机时，抽油杆柱发生高速反转运动，导致脱扣现象；
⑤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；
⑥螺纹牙齿强度不够、出现撸扣和粘扣失效，导致脱扣现象。
（2）杆柱断裂和脱扣故障的作业对策
针对上面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抽油杆防脱器的应用；
④扶正器及井下固定装置的合理配置；
⑤平时尽量减少停井。
2、螺杆泵井漏失的故障及处理
（1）螺杆泵井漏失的故障原因
螺杆泵是靠空腔抽油，即转子和定子之间形成封闭空腔。当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向运动时将吸入端吸入的液体向排出端运移。如果定子的橡胶衬套磨损或脱落，转子和定子之间就形成不了封闭空腔。当转子转动时，空腔内的液体会沿转子与定子之间的空隙向下漏失，螺杆泵失去抽油能力。如果井的页面比较高，具有一定的自喷能力，在螺杆泵出现漏失后还保持有一定的自喷产量，当憋泵是油管压力缓慢上升，停机后压力下降，但幅度不大. 修井作业后螺杆泵恢复正常的抽油能力，油井也恢复正常时的产液量。
如果油井没有自喷能力，当螺杆泵漏失严重时产液量就会降为零，而且憋泵时压力值不变或上升得很小，停机时油管压力会快速下降。
（2）螺杆泵井漏失故障的作业处理方法
①及时发现问题，及时采取检泵措施，恢复螺杆泵的抽油能力。
②沉没度比较高时，检泵过程中应更换大一级排量的螺杆泵，提高油井的产量。
③对于沉没度较高的螺杆泵井应观察产液量、压力的变化，及时调整泵的运行参数，提高螺杆泵抽油能力和油井的产量。
3、螺杆泵井管漏失的故障及处理
（1）故障原因
机械采油过程中如果井下油管、套管窜通，会使机械做功抽汲的一部分液量通过管柱泄漏点漏到油、套管环形空间，再通过泵的吸入口吸入，形成往复循环。这样，就使泵的扬程降低，井口产液量下降，无效功增大。抽油泵抽出的液体没有全部被举升到地面， 而是在井下循环。 由于泵的扬程降低，井口的油管压力下降.憋压上升缓慢，套管压力随着油管压力的变化而变化。如果油井开采的油层差异大.层间矛盾突出，一些高压、高含水层干扰着低压或差油层的出油。一旦出现问题，影响油井的正常生产，层间矛盾就会加剧. 待处理完恢复正常生产后，产液量比较容易恢复，但含水率恢复就比较慢或不能恢复到以前的水平。
类似油管刺漏的原因还有油管挂不严等，都会使泵抽出的液体在油管、套管之间形成循环，造成产液量、油管压力等生产数据下降。
（2）处理方法
①检泵作业，检查井下的所有油管及螺纹
②做好注水井的分层注水工作，减小层间矛盾.降低油井的含水率。
参考文献：
[1]徐建宁，屈文涛.螺杆泵采输技术 [M].北京：石油工业出版社，2006，08
[2]利弗·尼立克，吉姆·布伦南.螺杆泵与井下螺杆钻具[M].侯玉芳. 北京：石油工业出版社，2009，03
[3]杨学文，黄春海，夏克，等. 负压油井井下作业油层保护措施[J]. 石油地质与工程， 2007，06.
[4]李新宝，周铭等.濮城油田低渗透油层作业污染伤害机理及防治工艺措施研究[J].内蒙古石油化工，2002，29.
[5]赵敏，徐同台等.保护油气层技术[M].北京：石油工业出版社，1995.
[6]范龙江.浅谈井下作业中油层的污染与保护[J].江汉石油科技， 2005，04.
[7]张绍槐，罗平亚等.保护储集层技术[M].北京：石油工业出版社，1990.
[8]Robert S.Schechter著. 油井增产技术[M]. 北京：石油工业出版社，2003.
[9]韩刚山.酸化过程中的油层伤害及保护[M]. 石油钻采工艺， 2004，09.
关键词：螺杆泵；故障；分析；对策
螺杆泵作为一种机械采油设备，具有其他抽油设备所不能替代的优越性，它主要适用于含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。近年来，随着油田开发的不断深入，生产成本逐年增加，综合含水率不断上升，三次采油技术的不断发展，螺杆泵采油得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也在不断地增加，作业技术要求越来越高。
一、螺杆泵的结构及工作原理
1、螺杆泵的结构
螺杆泵的结构主要由上接箍、上筒、衬胶筒、下接头及螺杆组成。
2、螺杆泵的工作原理
螺杆泵的工作部位是由衬胶筒和螺杆组成。衬胶筒内的橡胶也是螺旋形状，但与螺杆的螺旋有一定的差别。当螺杆插入衬胶筒后，螺杆与衬胶筒的橡胶形成多个密封的空间，这些空间的位置随螺杆的转动不断上移，而下部也不断形成新的空间。当井筒内的液体被吸入这个空间后，这些液体随螺杆的转动，被不断带动挤入油管内。这样，螺杆不断转动，井筒内液体也不断被挤入油管内。随着液体量的增加，一直被排到地面。
二、螺杆泵采油系统组成
螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两大类。地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种型式。井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式，目前油田常用的是地面驱动井下单螺杆泵采油系统，以地面驱动井下单螺杆泵采油系统为例说明其组成。
地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分组成。
1、电控部分
电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停。该装置能自动显示、记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等，有过载、欠载自动保护功能，确保生产井正常生产。
2、地面驱动部分
地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，使转子实现自转和公转，实现抽汲原油的机械装置。从变速形式上分，有无级调速和分级调速。机械传动的驱动装置主要由以下几部分组成：
（1）減速箱。 主要作用是传递动力并实现一级减速。它将电机的动力由输入轴通过齿轮传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。减速箱除了具有传递动力的作用外，还将抽油杆的轴向负荷传递到采油树上。
（2）电动机。它是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能，一般用防爆型三相异步电动机。
（3）密封盒。主要作用是防止井液流出，起密封井口的目的。
（4）方卡子。主要作用是将减速箱输出轴与光杆连接起来。
三、螺杆泵部分故障原因及作业对策。
1、螺杆泵杆断脱故障原因与对策
（1）杆柱断裂和脱扣的原因分析
造成螺杆泵井中抽油杆柱断裂的主要原因有以下几种：
①抽油杆外径选择偏小；
②杆体在制造过程或使用过程中存在缺陷；
③杆管偏磨严重；
采油螺杆泵脱扣的主要原因有：
①抽油杆柱振动的影响；
②反转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；
③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；
④在地面电机停机或过载停机时，抽油杆柱发生高速反转运动，导致脱扣现象；
⑤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；
⑥螺纹牙齿强度不够、出现撸扣和粘扣失效，导致脱扣现象。
（2）杆柱断裂和脱扣故障的作业对策
针对上面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抽油杆防脱器的应用；
④扶正器及井下固定装置的合理配置；
⑤平时尽量减少停井。
2、螺杆泵井漏失的故障及处理
（1）螺杆泵井漏失的故障原因
螺杆泵是靠空腔抽油，即转子和定子之间形成封闭空腔。当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向运动时将吸入端吸入的液体向排出端运移。如果定子的橡胶衬套磨损或脱落，转子和定子之间就形成不了封闭空腔。当转子转动时，空腔内的液体会沿转子与定子之间的空隙向下漏失，螺杆泵失去抽油能力。如果井的页面比较高，具有一定的自喷能力，在螺杆泵出现漏失后还保持有一定的自喷产量，当憋泵是油管压力缓慢上升，停机后压力下降，但幅度不大. 修井作业后螺杆泵恢复正常的抽油能力，油井也恢复正常时的产液量。
如果油井没有自喷能力，当螺杆泵漏失严重时产液量就会降为零，而且憋泵时压力值不变或上升得很小，停机时油管压力会快速下降。
（2）螺杆泵井漏失故障的作业处理方法
①及时发现问题，及时采取检泵措施，恢复螺杆泵的抽油能力。
②沉没度比较高时，检泵过程中应更换大一级排量的螺杆泵，提高油井的产量。
③对于沉没度较高的螺杆泵井应观察产液量、压力的变化，及时调整泵的运行参数，提高螺杆泵抽油能力和油井的产量。
3、螺杆泵井管漏失的故障及处理
（1）故障原因
机械采油过程中如果井下油管、套管窜通，会使机械做功抽汲的一部分液量通过管柱泄漏点漏到油、套管环形空间，再通过泵的吸入口吸入，形成往复循环。这样，就使泵的扬程降低，井口产液量下降，无效功增大。抽油泵抽出的液体没有全部被举升到地面， 而是在井下循环。 由于泵的扬程降低，井口的油管压力下降.憋压上升缓慢，套管压力随着油管压力的变化而变化。如果油井开采的油层差异大.层间矛盾突出，一些高压、高含水层干扰着低压或差油层的出油。一旦出现问题，影响油井的正常生产，层间矛盾就会加剧. 待处理完恢复正常生产后，产液量比较容易恢复，但含水率恢复就比较慢或不能恢复到以前的水平。
类似油管刺漏的原因还有油管挂不严等，都会使泵抽出的液体在油管、套管之间形成循环，造成产液量、油管压力等生产数据下降。
（2）处理方法
①检泵作业，检查井下的所有油管及螺纹
②做好注水井的分层注水工作，减小层间矛盾.降低油井的含水率。
参考文献：
[1]徐建宁，屈文涛.螺杆泵采输技术 [M].北京：石油工业出版社，2006，08
[2]利弗·尼立克，吉姆·布伦南.螺杆泵与井下螺杆钻具[M].侯玉芳. 北京：石油工业出版社，2009，03
[3]杨学文，黄春海，夏克，等. 负压油井井下作业油层保护措施[J]. 石油地质与工程， 2007，06.
[4]李新宝，周铭等.濮城油田低渗透油层作业污染伤害机理及防治工艺措施研究[J].内蒙古石油化工，2002，29.
[5]赵敏，徐同台等.保护油气层技术[M].北京：石油工业出版社，1995.
[6]范龙江.浅谈井下作业中油层的污染与保护[J].江汉石油科技， 2005，04.
[7]张绍槐，罗平亚等.保护储集层技术[M].北京：石油工业出版社，1990.
[8]Robert S.Schechter著. 油井增产技术[M]. 北京：石油工业出版社，2003.
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