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摘要：本文就螺杆泵采油工艺及工作原理进行了简述，同时针对螺杆泵在生产过程中出现的故障进行分析论述。
关键词：螺杆泵 原理 故障分析 对策
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0104-01
一、 螺杆泵采油工艺简介
螺杆泵作为一种实行起来有成效的采输手段，是一种油田采输的工艺技术，在采油生产中应用广泛，而且在油田地面油气集输系统中也能够得到广泛应用。这都是因为螺杆泵能够适应输送介质物性，在这方便具有优越的适应性，螺杆泵比普通容积泵的优势在于对气液混合物的输送，能很好的解决气锁、气蚀、砂卡问题，很大程度提高工作效率。
二、 螺杆泵采油装置的结构、工作原理
井下螺杆泵和地面驱动装置构成了螺杆泵采油装置。二者是以加强级抽油杆作为绕轴，将井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下，使得驱动螺杆泵的转子工作。螺杆泵结构为：井下螺杆泵是由一个双头定子和一个单头转子组成，其间会形成许多空腔，这些空腔是密闭的，转子在定子内转动时，空腔会沿轴从吸入端向排出端方向运动，然后消失在排出端，吸入端形成新的封闭的空腔，运动中吸入的液体也从吸入端推挤到排出端。这些封闭的空腔最终会随着转子旋转，由泵入口方向向出口方向移动，并将液体由进口端推向出口端，排入到管线，举升到地面。
三、 螺杆泵性能特点
1、螺杆泵也属于容积式泵，其具有独特的优点即液体沿输液元件的轴向均匀、低速流动。
2、液体的粘度范围大，而且种类较多，可抽高含蜡原油或者稠油。
3、螺杆泵从几立方米或者到高产的几百立方米都可以顺利举升，适应产量。
4、在处理高气液比的时候不发生气锁。还可以抽含砂原油，携砂的能力较强，衬套材料对于固体杂物，例如砂粒等有容让性。
5、泵效达70%，没有复杂的流道，而且运动部件少，没有阀件，受到油流很小的扰动，水力的损失也低，系统效率60%或以上。
6、只要改变地面驱动装置的转速就可调节流量，操作简单。
7、易损件减少，整套设备中仅有1套需润滑的驱动头，井下设备仅有1个移动件，可以方便进行维护，也有较低的运行费用。
8、螺杆泵采油系统也有显著缺点，那么就是扬程较低。至今为止，最大值只有2600米清水扬程，满足不了深井开采的要求。
四、分析螺杆泵采油故障
为了解决油井井筒中稠油的流动问题和由于地层疏松导致的出砂问题，可以应用螺杆泵采油工艺技术，这一技术在B125区的应用产生了很好的效果。
螺杆泵采油工艺技术使用的过程中也出现了一些值得讨论的问题：
1、 由于超负荷运转和井口回压高的缘故，造成皮带频繁被烧，使电机烧毁。
原因：
a、由于混合物流体的粘度太高，根据B125区原油粘度为348～7092mPa.s，胶质和沥青质的含量为21.95～44.4% ，含蜡量为7.42～15.58%。高含量的沥青质和原油胶质在井下泵的强烈搅拌作用下形成原油和水，这种油包水型乳状液乳化程度很高。粘度也会根据乳化程度大大的升高，这样强的负荷能力不是螺杆泵承受的了的。
b、原油的粘度在举升过程中会升高，所以一旦回压过高，许多螺杆泵井想要恢复生产，就要进行洗井，而且地面输油管线还要扫线。想通过加温降低原油粘度也不太可取，因为乳状液的粘度对温度不太敏感，只有提出转子采用反洗井。
c、驱动装置出的故障也会增大机械的负荷，引起负荷增大的重点就在于中间滚轴的轴承磨损，继而受力不均，上下两端的定位扶正滚珠轴承磨损、主锥体齿面啮合与输入轴齿面的间隙过大，这也会形成受力不均增大负荷。
2、？ 抽油杆、转子及油管脱扣
原因：
a、螺杆泵井使用的是φ36mm空心抽油杆与φ25mm高强度抽油杆，因为扭矩较大，这样就极易造成杆断、防脱器碎裂，甚至过载停机，上、中、下均可能断脱。过载停机的时候抽油杆高速反转，反转的速度比起正常开抽的正转速度要高出许多，那么抽油杆就会很容易脱扣，甚至造成油管脱扣。
b、现在来说普遍使用机械式座封的油管锚，在座封的时候要给油管加压。加压就会造成井内油管弯曲，抽油杆工况恶化，不好控制坐封力，最终导致油管脱扣。
3. 驱动装置的密封性差
地面驱动装置有两处密封：
其一减速器油封密封。其二井口盘根盒密封，井口盘根密封存在严重漏油问题，目前普遍采用盘根光杆的磨损严重，致使光杆外径变细，由于盘根的可塑性差，造成新加盘根后与光杆之间有很大的密封间隙。
4、 井下工况判断不精确
现在看来还没有很有效的螺杆泵工况监测手段，有2 种方法诊断螺杆泵工况：
第一种井口憋压测试压降，观察油和套压的变化后，分析绘制出来的变化曲线，但是这一方法难以诊断复杂情况；第二种是是运行电流的观察，看电流是不是在正常范围内。
5、油井产能和泵的最佳实际排量不相匹配。
五、对策
1、环空加破乳剂可以使产出液降低粘度，可以使螺杆泵的吸入能力提高。用此方法应对反向乳化严重的油井。
2、为了降低抽油杆搅动引起的粘度，使油井的流通面积提高，可以采用电动潜油螺杆泵，这样的话，井下机组运转产生的热量还能够加热原油，那么井筒流体的入泵粘度就会降低了。
3、为了解决抽油杆本体和连接丝扣的抗扭问题，还有就是抽油杆断脱的问题，可以使用传递高扭矩的抽油杆。
4、油管锚用旋转式油管锚替代，从而减小因为管、杆弯曲，避免造成管、杆脱口。
5、采用高塑性盘根或者带锥度的盘根盒就会避免盘根密封泄漏的问题。
6、螺杆泵系统优化设计
开发软件，调整螺杆泵系统的设计参数，优化螺杆泵下井前的检验、组装、设计等流程。对光杆的扭矩、转速、轴向力和电力参数进行测量，实施泵况诊断，合理匹配相关参数，并随着产能、地层压力等变化同步调整设备和参数，最终协调供抽。
7、 油井產层供液能力的情况决定螺杆泵的使用效率。那么更应该科学考虑在油井原油举升方式上工艺设计的条件，使其更加合理。严格根据油井油藏客观现实的供液能力选择原油提升设备的选型，凭借科学的研究、预测和分析油藏工程，“因井制宜”达到良好的经济效益。
参考文献：
（1）郭新莲；董芳霞；姬冉， 螺杆泵采油技术优势和应用，中国石油和化工标准与质量2011-02-01
（2）曲国 ，长春岭区浅层稠油油藏开发技术研究 ， 东北石油大学硕士论文2012-05-27
（3）陈珊，赵峰，张镇江 ， 螺杆泵在稠油采油生产中的应用，西部探矿工程2001-08-25
关键词：螺杆泵 原理 故障分析 对策
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0104-01
一、 螺杆泵采油工艺简介
螺杆泵作为一种实行起来有成效的采输手段，是一种油田采输的工艺技术，在采油生产中应用广泛，而且在油田地面油气集输系统中也能够得到广泛应用。这都是因为螺杆泵能够适应输送介质物性，在这方便具有优越的适应性，螺杆泵比普通容积泵的优势在于对气液混合物的输送，能很好的解决气锁、气蚀、砂卡问题，很大程度提高工作效率。
二、 螺杆泵采油装置的结构、工作原理
井下螺杆泵和地面驱动装置构成了螺杆泵采油装置。二者是以加强级抽油杆作为绕轴，将井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下，使得驱动螺杆泵的转子工作。螺杆泵结构为：井下螺杆泵是由一个双头定子和一个单头转子组成，其间会形成许多空腔，这些空腔是密闭的，转子在定子内转动时，空腔会沿轴从吸入端向排出端方向运动，然后消失在排出端，吸入端形成新的封闭的空腔，运动中吸入的液体也从吸入端推挤到排出端。这些封闭的空腔最终会随着转子旋转，由泵入口方向向出口方向移动，并将液体由进口端推向出口端，排入到管线，举升到地面。
三、 螺杆泵性能特点
1、螺杆泵也属于容积式泵，其具有独特的优点即液体沿输液元件的轴向均匀、低速流动。
2、液体的粘度范围大，而且种类较多，可抽高含蜡原油或者稠油。
3、螺杆泵从几立方米或者到高产的几百立方米都可以顺利举升，适应产量。
4、在处理高气液比的时候不发生气锁。还可以抽含砂原油，携砂的能力较强，衬套材料对于固体杂物，例如砂粒等有容让性。
5、泵效达70%，没有复杂的流道，而且运动部件少，没有阀件，受到油流很小的扰动，水力的损失也低，系统效率60%或以上。
6、只要改变地面驱动装置的转速就可调节流量，操作简单。
7、易损件减少，整套设备中仅有1套需润滑的驱动头，井下设备仅有1个移动件，可以方便进行维护，也有较低的运行费用。
8、螺杆泵采油系统也有显著缺点，那么就是扬程较低。至今为止，最大值只有2600米清水扬程，满足不了深井开采的要求。
四、分析螺杆泵采油故障
为了解决油井井筒中稠油的流动问题和由于地层疏松导致的出砂问题，可以应用螺杆泵采油工艺技术，这一技术在B125区的应用产生了很好的效果。
螺杆泵采油工艺技术使用的过程中也出现了一些值得讨论的问题：
1、 由于超负荷运转和井口回压高的缘故，造成皮带频繁被烧，使电机烧毁。
原因：
a、由于混合物流体的粘度太高，根据B125区原油粘度为348～7092mPa.s，胶质和沥青质的含量为21.95～44.4% ，含蜡量为7.42～15.58%。高含量的沥青质和原油胶质在井下泵的强烈搅拌作用下形成原油和水，这种油包水型乳状液乳化程度很高。粘度也会根据乳化程度大大的升高，这样强的负荷能力不是螺杆泵承受的了的。
b、原油的粘度在举升过程中会升高，所以一旦回压过高，许多螺杆泵井想要恢复生产，就要进行洗井，而且地面输油管线还要扫线。想通过加温降低原油粘度也不太可取，因为乳状液的粘度对温度不太敏感，只有提出转子采用反洗井。
c、驱动装置出的故障也会增大机械的负荷，引起负荷增大的重点就在于中间滚轴的轴承磨损，继而受力不均，上下两端的定位扶正滚珠轴承磨损、主锥体齿面啮合与输入轴齿面的间隙过大，这也会形成受力不均增大负荷。
2、？ 抽油杆、转子及油管脱扣
原因：
a、螺杆泵井使用的是φ36mm空心抽油杆与φ25mm高强度抽油杆，因为扭矩较大，这样就极易造成杆断、防脱器碎裂，甚至过载停机，上、中、下均可能断脱。过载停机的时候抽油杆高速反转，反转的速度比起正常开抽的正转速度要高出许多，那么抽油杆就会很容易脱扣，甚至造成油管脱扣。
b、现在来说普遍使用机械式座封的油管锚，在座封的时候要给油管加压。加压就会造成井内油管弯曲，抽油杆工况恶化，不好控制坐封力，最终导致油管脱扣。
3. 驱动装置的密封性差
地面驱动装置有两处密封：
其一减速器油封密封。其二井口盘根盒密封，井口盘根密封存在严重漏油问题，目前普遍采用盘根光杆的磨损严重，致使光杆外径变细，由于盘根的可塑性差，造成新加盘根后与光杆之间有很大的密封间隙。
4、 井下工况判断不精确
现在看来还没有很有效的螺杆泵工况监测手段，有2 种方法诊断螺杆泵工况：
第一种井口憋压测试压降，观察油和套压的变化后，分析绘制出来的变化曲线，但是这一方法难以诊断复杂情况；第二种是是运行电流的观察，看电流是不是在正常范围内。
5、油井产能和泵的最佳实际排量不相匹配。
五、对策
1、环空加破乳剂可以使产出液降低粘度，可以使螺杆泵的吸入能力提高。用此方法应对反向乳化严重的油井。
2、为了降低抽油杆搅动引起的粘度，使油井的流通面积提高，可以采用电动潜油螺杆泵，这样的话，井下机组运转产生的热量还能够加热原油，那么井筒流体的入泵粘度就会降低了。
3、为了解决抽油杆本体和连接丝扣的抗扭问题，还有就是抽油杆断脱的问题，可以使用传递高扭矩的抽油杆。
4、油管锚用旋转式油管锚替代，从而减小因为管、杆弯曲，避免造成管、杆脱口。
5、采用高塑性盘根或者带锥度的盘根盒就会避免盘根密封泄漏的问题。
6、螺杆泵系统优化设计
开发软件，调整螺杆泵系统的设计参数，优化螺杆泵下井前的检验、组装、设计等流程。对光杆的扭矩、转速、轴向力和电力参数进行测量，实施泵况诊断，合理匹配相关参数，并随着产能、地层压力等变化同步调整设备和参数，最终协调供抽。
7、 油井產层供液能力的情况决定螺杆泵的使用效率。那么更应该科学考虑在油井原油举升方式上工艺设计的条件，使其更加合理。严格根据油井油藏客观现实的供液能力选择原油提升设备的选型，凭借科学的研究、预测和分析油藏工程，“因井制宜”达到良好的经济效益。
参考文献：
（1）郭新莲；董芳霞；姬冉， 螺杆泵采油技术优势和应用，中国石油和化工标准与质量2011-02-01
（2）曲国 ，长春岭区浅层稠油油藏开发技术研究 ， 东北石油大学硕士论文2012-05-27
（3）陈珊，赵峰，张镇江 ， 螺杆泵在稠油采油生产中的应用，西部探矿工程2001-08-25