《螺杆泵采油》word版

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螺杆泵采油技术第一章螺杆泵采油系统的组成及工作原理1、什么是螺杆泵？答：螺杆泵主要由定子和转子两部分组成，它是通过定子和转子之间的相对转动而实现抽汲功能的一种容积泵。2、螺杆泵井的工作原理是什么？答：螺杆泵井的工作原理是：电机通过皮带将动力传递给减速器，通过减速器减速后，由减速器上的空心输出轴带动光杆、抽油杆和转子一同旋转，从而把油举升到地面。3、螺杆泵采油具有哪些优越性？答：螺杆泵采油的优越性主要有：⑴节省一次性投资，费用低；⑵地面设备结构简单，安装方便；⑶泵效高、能耗低；⑷适应范围广，可用于稠油、含砂、高含气井的开采；⑸体积小，便于管理。4、目前现场应用的螺杆泵采油系统主要分为哪几种？答：按驱动装置的安装位置不同，螺杆泵可分为地面驱动螺杆泵和井下驱动螺杆泵两大类。地面驱动又可分为皮带传动和直接传动两种。井下驱动又可分为电驱动和液压驱动两种。按定子内转子的头数螺杆泵可分为多头螺杆泵和单螺泵两种。目前国际上现场应用较多的是地面驱动螺杆泵，国内各大油田大多采用地面电机驱动的单螺杆泵。本书主要介绍的是地面皮带传动单螺杆泵采油系统。5、以GLBX120-27型号螺杆泵为例，说明各代号分别代表什么意义？答：GLBX120-27表示定子级数为27级表示每转理论排量为120ml表示旋线2：3结构表示螺杆泵6、什么是多头螺杆泵？答：转子有两个以上头的螺杆泵叫多头螺杆泵。多头螺杆泵的工作原理与单头螺杆泵基本相似，只是多头螺杆泵的头数增多，密封腔增加，泵的排量也相应增大。7、螺杆泵井主要由哪几部分组成？答：地面驱动螺杆泵井一般由井下泵部分、地面驱动部分、电控部分、配套工具部分及井下管柱部分等五部分组成，如图1所示27 图1螺杆泵采油示意图8、地面驱动部分包括哪些？答：地面驱动部分主要包括驱动电机、传动皮带、减速箱、盘根盒、扭矩卡子、螺杆泵井口等。9、井下泵部分包括哪些？答：井下泵部分主要指螺杆泵，包括定子和转子。10、电控部分包括哪些？答：电控部分主要包括电控箱和电缆等。11、配套工具部分包括哪些？答：配套工具部分主要包括防脱工具、锚定装置、抽油杆扶正器、油管扶正器、单向阀、封隔器等。12、螺杆泵井的井下安装方法？答：在螺杆泵采油工艺中，安装井下螺杆泵的方法是先下定子再下转子。螺杆泵定子上接头与油管末端直接连接，随油管下井并锚定，下接头接扶正器、锚定、防转、尾管等工具。螺杆泵转子与抽油杆末端连接，转子位于定子内。13、什么是螺杆泵转子？答：螺杆泵转子是由合金钢经调质后再经过车铣、镀铬处理等加工形成的一段金属螺杆。目前现场应用的转子有空心转子和实心转子两种。14、什么是螺杆泵定子？答：螺杆泵定子是用丁晴橡胶衬套浇铸粘接在钢体外套内而形成的一种腔体装置。定子内表面呈双螺旋曲面，与转子外表面相配合，转子在定子内转动。15、螺杆泵定子由几部分组成？答：螺杆泵定子由定子管、橡胶衬套、定位销、连接头四部分组成。16、螺杆泵对定子橡胶有什么要求？答：由于螺杆泵是一种用于传送多种化学物质及不同物态液体的举升设备，因此要求定子橡胶具有良好的物理化学性能。主要技术参数包括：抗拉强度好、弹性好、硬度高、耐高温、化学抗腐蚀能力强、溶胀性能及粘接性能好等。17、目前螺杆泵井采用哪种定子橡胶？答：采用丁晴橡胶。18、螺杆泵定子橡胶的物理性能推荐值有哪些？答：邵氏A型硬度70±5度；扯断强度大于12Mpa；扯断延抻率（500±50）%；扯断永久变形率小于20%；300%定抻强度大于8.5Mpa。19、定子橡胶的失效形式有哪几种？答：定子橡胶主要的失效形式有脱胶、机械磨损、化学腐蚀、级间压差超值、热损坏等五种。20、定子橡胶脱胶的表现形式是什么？答：橡胶从壳体上脱落。21、定子橡胶脱胶的原因是什么？答：主要是橡胶与壳体粘接不牢。22、定子橡胶机械磨损的表现形式是什么？答：磨损表面呈点状或片状，出现凹痕或撕损。23、定子橡胶机械磨损的原因是什么？答：由于原油中含有较大异物或泵转速过高而引起磨损加剧。24、定子橡胶化学腐蚀的表现形式是什么？答：橡胶膨胀变软。25、定子橡胶化学腐蚀的原因是什么？27 答：受化学作用体积增大。26、定子橡胶级间压差超值的表现形式是什么？答：橡胶表面变硬发亮。27、定子橡胶级间压差超值的原因是什么？答：是因为高速抽汲高粘度液，生产层过深，泵出口全部或部分堵塞，导致定、转子磨损过大，静压过高。28、定子橡胶热损坏的表现形式是什么？答：橡胶表面变硬，出现裂纹。29、定子橡胶热损坏的原因是什么？答：原因是供液不足或泵出口堵塞导致工作温度过高，出现热老化。30、螺杆泵井转子的理论扭矩是如何计算的？答：转子-定子副将机械能转换为液体能，在不考虑损失的情况下，由能量转换关系得出：2πM=ΔP.q(q=4EDT)M=ΔP.q/2π式中ΔP——螺杆泵吸入端与排出端的液压差，MPa；q——螺杆泵每转理论排量，mm3/r；E——螺杆泵转子偏心距，mm；T——螺杆泵定子导程，mm；D——螺杆泵转子直径，mm。此外，转子与定子之间还存在着摩擦扭矩（无功扭矩），摩擦扭矩的大小主要与螺杆泵自身的结构参数、定子橡胶的机械物理性能（主要是硬度）、定子和转子间的过盈量及热溶胀性能等因素有关，摩擦扭矩的大小一般是通过室内试验检测得到的经验数据。31、单头螺杆泵的转子形状？答：单头螺杆泵的任一断面都是半径为R的圆，如图2所示。螺杆断面中心相对于它的轴线有一个偏心距E，螺杆表面是正旋曲线abcd绕它的轴线转动并沿着轴线移动形成的，螺杆的螺距为t。图2螺杆泵转子截面示意图32、单头螺杆泵的定子形状？答：单头螺杆泵定子衬套的断面轮廓是由半径为R（即转子断面的半径）的两个半圆和两个直线段组成。如图3所示：图3螺杆泵定子截面示意图33、单头螺杆泵定子内表面的两个半圆的中心距是多少？27 答：因为螺杆圆断面的中心相对它的轴线有一个偏心距E，而螺杆本身又相对衬套的轴线有同一个偏心距值E，因此定子内表面两个半圆有中心距就等于4E。34、定子衬套的内螺旋面和转子螺旋面的旋向关系如何？答：旋向相同。35、定子内螺旋的导程T与螺杆螺距t的关系如何？答：内螺旋的导程T为螺杆螺距的二倍，即T=2t。36、螺杆泵的驱油机理是什么？答：转子在定子内转动，转子在衬套中所处位置不同时，它们的接触点也是不同的，转子截面位于衬套长圆形断面两端时，转子与定子的接触为半圆弧线，而在其它位置时，仅有两点接触。由于转子和定子是连续啮合的，这些接触点就构成了空间密封线，在定子衬套的一个导程T内形成一个封闭腔室。这样，沿着螺杆泵的全长，在定子衬套内螺旋面和转子表面形成一系列封闭腔室，如图4所示。当转子转动时，举升介质便从一个密封腔室进入另一个密封腔室，随着转子的转动，这个腔室开始封闭，并沿着轴向排出端移动，最后在排出端消失，同时在吸入端形成新的封闭腔室。由于封闭腔室的不断形成、运动和消失，使举升介质通过一个一个封闭腔室，从吸入端挤到排出端，压力不断升高，排量保持不变。图4螺杆泵密封腔室示意图37、单头螺杆泵每转的理论排量是怎样计算的？答：单头螺杆泵转子与定子配合后，每一个截面都有一个面积为4ED的空隙，这个空隙面积不随转子的转动而改变，而转子每转一圈，螺杆泵内的液体相对位移为一个导程，即排出一个导程内的液体，因此，螺杆泵每转的理论排量为：q=4EDT式中q—每转理论排量，mm3/r；E—偏心距，mm；T—导程，mm；D—转子直径，mm。38、螺杆泵井的理论排量是怎样计算的？答：因螺杆泵每转的理论排量为：q=4EDT，如螺杆泵的转速为n，则螺杆泵每天运转24小时的理论排量即日产量为：Q=24×60×4EDTn=1440×qn式中q—每转理论排量，mm3/r；n—螺杆泵井的转速，r/min。39、什么是螺杆泵的定子级数？答：螺杆泵整个空腔的体积是4EDTN，其中N是密封腔室的数量，随着转子的转动，液体从一个腔挤入另一个腔，这个密封腔室数量也导程数量，也就是螺杆泵的定子级数。40、螺杆泵的举升扬程怎样计算的？答：螺杆泵的举升扬程是各级举升扬程之和。即：扬程=单级扬程×定子级数螺杆泵采油井单级举升扬程一般不超过70m水柱，即单级最大工作压力不超过0.69Mpa.目前国产螺杆泵单级工作压差设计为0.5Mpa左右。27 41、GLB120-27的举升扬程是多少？答：因国产螺杆泵单级工作压差设计为0.5Mpa左右，即单级举升扬程为50米,所以GLB120-27螺杆泵的举升扬程为50×27=1350（米）。42、螺杆泵井的工作压差是怎样实现的？答：螺杆泵的单级工作压差是靠定子、转子间的过盈来实现的，过盈越大，单级工作压差越大，转子扭矩越大。过盈越小，单级工作压差越小，转子扭矩越小。43、定、转子间的过盈值由哪几部分组成？答：由三部分组成：初始过盈值δ1；定子橡胶衬套由热膨胀产生的过盈值δ2；定子橡胶衬套由油溶胀产生的过盈值δ3。总过盈值δ=δ1+δ2+δ3。44、如何计算定、转子间的初始过盈值δ1？答：δ1=δ-δ2-δ3。δ应根据井下泵的特性确定，δ2、δ3可用实验方法确定。45、初始过盈值的经验公式是什么？答：根据大量的试验结果，总结出定、转子间初始过盈值的经验公式：δ1=(0.005～0.01)×D式中D—转子截面圆直径，mm。46、如何测量定、转子间的过盈值？答：由于井下泵的定、转子相对较长，其过盈值沿轴向的变化不一致，而且定子橡胶衬套随着其组分不同，工况环境的变化，其热胀、溶胀量也有较大的不同，测量定、转子间的过盈值比较困难。针对这种情况，采用水力特性检测的方法，即以较易检测的参数—不同压力下的排量、扭矩和泵效来控制井下泵的结构参数是否满足设计要求，工况参数是否合理。47、控制螺杆泵结构参数的加工精度为多少合适？答：控制结构参数的加工精度即零压头排量与理论排量误差不超过+5%。48、小排量井下泵初始扭矩控制在多少为合适？答：60N.m为合适。49、中排量井下泵初始扭矩控制在多少为合适？答：100N.m为合适。50、中小排量螺杆泵额定工作压力下容积效率不得低于多少？答：额定工作压力下，中小排量井下泵的平均容积效率不得低于50%，最高效率点不得低于70%。51、螺杆泵的锚定工具为什么要下在射孔井段以上？答；螺杆泵的锚定工具下在射孔井段以上是为了防止锚定工具卡在孔眼上，造成解卡困难。52、锚定工具联在什么位置？答：锚定工具联在泵的下端。53、螺杆泵井为什么要用锚定工具？答：螺杆泵是旋转泵，转子承受的扭矩较大，转子与油管直接连接。如不把泵和油管锚定，就会造成油管卸扣。54、目前现场应用的锚定工具主要是什么？答：主要是DQ0552支撑卡瓦。55、螺杆泵井为什么要下油管扶正器？答：当金属转子带动抽油杆一起旋转时，必然会引起泵体剧烈振动，对泵的工作特性、使用寿命及井下管柱的使用寿命都有很大影响。因此在泵下面座锚定工具的同时，再下油管扶正器，就可有效地防止螺杆泵振动。56、油管扶正器联在什么位置？27 答：油管扶正器一般联在泵的上端。57、目前螺杆泵井的油管扶正器有几种？答：有两种：一种是橡胶式，一种是弹簧式。其结构如图5、6所示：图5油管弹簧扶正器结构示意图图6油管橡胶扶正器结构示意图58、每口螺杆泵井需下几个油管扶正器？答：每口井只需下一个油管扶正器。59、螺杆泵井为什么要下抽油杆扶正器？答：螺杆泵运转时，靠的是抽油杆带动转子旋转。由于杆柱自身重力及离心力作用，会使杆柱产生弯曲磨油管。为防止抽油杆高速旋转振动和磨油管或套管，应在抽油杆上加扶正器扶正抽油杆。60、螺杆泵井一般下几个抽油杆扶正器？答：一般情况下是每隔50米下一个抽油杆扶正器。偏磨特别严重处要加密下抽油杆扶正器。61、抽油杆扶正器采用什么材质？答：一般采用抗磨损的尼龙材料制造。62、螺杆泵井一般采用什么结构的抽油杆扶正器？答：一般采用把尼龙扶正体套在抽油杆短节上的结构。如图7所示。图7抽油杆扶正器结构示意图63、螺杆泵井泵下面的尾管有什么作用？答：尾管的作用有两点：一是用来积蓄沉砂；二是有利于座锚定工具。64、井下单向阀的作用是什么？答：螺杆泵洗井时的排量与正常生产时的排量基本一样，因此，为增加热洗排量，小排量螺杆泵热洗时就必须用吊车上提转子。螺杆泵蜡堵时也必须上提转子才能解堵。螺杆泵井下单向阀的作用就是方便热洗、解堵，不用吊车上提转子。65、井下单向阀联在什么位置？27 答：一般联在泵上端第4、5根油管处。66、为什么要保证井下单向阀绝对安全可靠？答：因为井下单向阀漏失就相当于油管漏失，必须上作业处理。67、井下单向阀的开启压力为多少？答：一般为0.2～0.5MPa。68、什么是螺杆泵的工作特性曲线？答：螺杆泵工作特性曲线是通过在室内检测试验装置上，模拟井下工况实测的螺杆泵工作特性曲线，包括：①容积效率曲线—压头与排量的关系曲线；②扭矩曲线—压头与转子扭矩关系曲线；③系统效率曲线—压头与系统效率关系曲线。螺杆泵工作特性曲线是指导螺杆泵抽油的技术基础，无论是选井、选泵、施工设计和使用管理都要以泵的特性曲线为基础。图8为典型的螺杆泵工作特性曲线。图8螺杆泵工作特性曲线69、螺杆泵为什么具有部分离心泵特性？答：从转子的几何形状和运动方式看，螺杆泵实际上类似于离心轴流泵，在高速运转时，它同样能把动能转化为介质的压能，随着转速升高流量增大，压头也随之增高。图9具有负过盈的螺杆泵容积效率曲线①—500r/min；②—160r/min图10具有过盈的螺杆泵容积效率曲线①—容积泵特性曲线；②—拐点；③—离心泵特性曲线图9是具有负过盈（间隙）的螺杆泵压力—容积效率曲线图。从图中可以看出，它具有相似于离心泵的特性曲线，随着压力升高，容积效率很快下降，随着转速升高，压头也升高。图10是具有过盈的螺杆泵压力—27 容积效率曲线，从图中可以看出，随着转速升高，泵的最高压力点（压头）向高压方向移动。其原因是，由橡胶注压而成的定子，在压力较低时，橡胶的密封性能较好，漏失较小，容积效率曲线呈平直线段，这时泵的性能表现为容积泵特性，压力升高时，液体漏失渐渐增加，当压力升高到某一值时，橡胶产生较大变形，转子、定子间产生较大间隙，液体开始大量漏失，即所谓的“击穿”。此位置在压力—容积效率曲线的拐点处。若压力继续升高，转子、定子间的间隙继续增大，漏失急剧增加，这时相当于负过盈情况，这时泵表现为离心泵特性。此位置在压力—容积效率曲线的拐点下面曲线段，这时若转速升高，压头也随之升高。所以螺杆泵是介于容积泵和离心泵之间的一种泵。70、螺杆泵结构参数对螺杆泵工作特性有什么影响？答：对现有单螺杆泵的结构和使用情况进行分析表明，结构参数E、D、T三者之间存在一定的联系，只有当这三个参数保持一定比例时，单螺杆泵才能长期高效率地工作。对小排量、高压头的单螺杆泵可采取下列比值2≤T/D≤2.528≤T/E≤32对于大排量、中压头的单螺杆泵，可取下列比值8≤T/D≤1550≤T/E≤60由于制造技术的原故，目前国内生产的螺杆泵一般采取小偏心距E和大转子直径D，这样形成的转子螺旋线轮廓不明显，定、转子间的密封是面密封而不是线密封。另外由于转子外表面比较粗糙，这就使泵的水力效率降低，定子易磨损发热，加速定子橡胶老化。因此，在提高螺杆泵制造技术水平的同时，设计时应选用较大的偏心距E和较小的转子直径D，从而提高螺杆泵的泵效，延长使用寿命。71、过盈量对螺杆泵工作特性有什么影响？答：由螺杆泵的工作原理可知，定、转子间的过盈量在一定程度上决定了单级螺杆泵承压能力的大小，过盈量将直接影响螺杆泵的工作特性，如图11所示。过盈小会降低举升能力，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。图11过盈量对螺杆泵工作特性的影响72、工作参数对螺杆泵工作特性有什么影响？答：螺杆泵的工作参数指的是转速n。由公式Q=4EDTn可知，排量Q与转速n成正比，提高转速可增大泵的排量，同时，转子转速也是影响螺杆泵容积效率的因素之一，转速的增加可以有效地增大举升高度，不同程度地弥补因转速增加而加剧的定子的磨损造成的损失。在同一举升高度条件下，随着转速提高，泵的容积效率升高；在同一容积条件下，随着转速提高，泵的举升高度增加。如图12所示。但是，当转速提的太高，会引起井温升高，加速定子橡胶老化。因此选择适当的转速是很有必要的。27 。图12转子转速对螺杆泵工作特性的影响①-162r/min;②-205r/min;③-255r/min73、定子内腔表面和转子外腔表面的粗糙度对螺杆泵工作特性有什么影响？答：由于螺杆泵定子和转子间有一定过盈，转子与定子表面接触产生摩擦力，摩擦力的大小除取决于定、转子间的过盈值以外，还取决于定、转子表面的粗糙度，如表面不经处理过于粗糙，势必因摩擦而产生较大的扭矩，同时，产生摩擦面的自动升温和疲劳，井液温度和泵抽时产生的合成温度超过橡胶的耐温极限，促使橡胶老化加快，抗拉强度降低和硬度增加，大大地降低了螺杆泵的使用寿命，同时也降低金属套和橡胶结合面上粘结剂的强度，致使橡胶过早从金属管壁脱落。74、定子内腔直线度对螺杆泵工作特性有什么影响？答：产生定子内腔直线度不好的原因在于国产螺杆泵注胶采用卧式，若定子模芯扶正不好或没有采取模芯扶正措施，注胶压力和模芯重力使定子模芯变形弯曲而偏离轴心，定子硫化完成后橡胶定形被粘结在金属管壁上，在模芯偏离轴心处的橡胶也偏离轴心，致使定子橡胶在对称方向厚度不均。图13和图14分别为模芯扶正和没有扶正（或扶正效果不好）两种情况定子橡胶厚度在对称方向均匀和不均匀示意图。螺杆泵在使用过程中，在压差作用下，井下原油中碳氢化合物和芳香族化合物轻质成份渗透到橡胶内，在橡胶薄弱处，轻质成份穿透橡胶与粘结剂发生作用，使粘结剂过早失效，致使橡胶从管壁脱落，并在扭矩力的作用下加速橡胶的脱落，使泵过早因脱胶而失效。由于定子直线度不好，还会造成泵扭矩偏大，运转时振动加剧，泵密封性能差，还会造成每级承压不均，影响泵的性能发挥。图13模芯扶正定子橡胶示意图图1427 模芯没有扶正定子橡胶示意图75、转子直线度对螺杆泵工作特性有什么影响？答：转子直线度对泵特性的影响与定子直线度对泵特性的影响相似，转子直线度不好的具体表现为泵的扭矩偏大，运转振动加剧，泵密封性能差。76、转子偏心距对螺杆泵工作特性有什么影响？答：一般来说，转子偏心在加工时符合设计要求。如果加工转子偏心大于设计尺寸，在使用过程中，会出现转子挤压定子橡胶（在定子长轴方向），造成运转扭矩增大，在一个运转周期中扭矩不一致，电机做功不平稳；若加工转子偏心小于设计尺寸，会造成一个空腔排液不彻底，实际排量小于设计理论排量，泵效低。77、转子截面圆直径对螺杆泵工作特性有什么影响？答：转子截面直径的大小，实际反应的是定、转子间的配合过盈量。螺杆泵的工作原理决定了要保证泵有一定的泵效就必须使转子与定子表面的接触线充分密封。密封程度取决于转子与定子间的过盈量。所以过盈量的大小直接影响泵效的高低。由实验发现，过盈量太大，在提高泵效的同时，抽油杆传递扭矩增大，易出现油管、抽油杆断脱，而且定子橡胶磨损加剧，使用寿命缩短。过盈量太小，泵效太低。通过长期的实践摸索得出，低排量的螺杆泵定子、转子之间的过盈量在0.3～0.5mm为合适。排量超过120m3/d的螺杆泵定子、转子间的过盈量在0.1～0.3mm为合适。78、介质温度对螺杆泵工作特性有什么影响？答：定子所处环境的温度升高，定子橡胶膨胀，增大了定、转子间的过盈量，即定、转子间的密封腔室密封效果更好，单级腔室的承压能力增强。因此，在同一净举升高度条件下，温度升高，螺杆泵容积效率也随之提高。如图15所示。但试验发现，温度升高泵扭矩变化不明显。图15举升介质温度对螺杆泵特性的影响①—清水15℃；②—清水30℃79、介质粘度对螺杆泵工作特性有什么影响？答：通过室内试验和现场试验表明，试验介质的粘度也会使泵的容积效率得到改善，因为粘度越大，分子间的力就越大，外力破坏其结构就越困难，表现在螺杆泵上，就是密封效果变好，即在同一净举升高度条件下，试验介质粘度增加，泵的容积效率升高。但是，由于抽油杆在液体介质中作旋转运动，随着介质粘度的增加，抽油杆与液体的摩擦力增加，表现为抽油杆的扭矩增加。80、影响螺杆泵使用寿命的主要因素有哪些？答：影响螺杆泵使用寿命的因素很多，主要有以下几方面：⑴定、转子的加工精度及表面光洁度；⑵定子橡胶的耐温、耐油、耐气浸性能；27 ⑶定子橡胶与金属外套的粘结强度；⑷定子内腔及转子的直线度；⑸定、转子间的合理过盈量的选择；⑹转子合理转速的确定。81、螺杆泵工作特性曲线有什么作用？答：主要作用有：第一，是选井、选泵的依据。第二，是工况分析与故障诊断的依据。第三，是产品质量性能评价的论据。82、提高螺杆泵采油井系统效率的方法有哪些？答：要提高螺杆泵井的系统效率就必须降低其功能损耗，具体方法如下：⑴提高泵的加工质量，减少定、转子间的摩擦损耗；⑵合理选井、选泵，使泵在合理区域内运转；⑶加强管理，及时洗井清蜡，降低抽油杆旋转摩擦损耗；⑷提高减速箱润滑质量、皮带质量和盘根质量，提高传动效率；⑸合理选择驱动电机，避免大马拉小车现象。83、螺杆泵的合理转速一般为多少？答：近几年设计的地面驱动采油螺杆泵，最高转速均在300r/min左右，而最常用的转速一般为50～250r/min。84、橡胶硬度对螺杆泵的容积效率有什么影响？答：定子橡胶与转子金属形成密封线（面），硬度越小，在同样压力条件下变形量越大，则单级承压能力就越小，否则越大。不同硬度的特性曲线如图16所示。一般在邵氏硬度为65～70时，可设计单级承压0.5～0.7MPa；邵氏硬度为80～90时，可设计单级承压0.8～1.0MPa。非耐油橡胶可设计较大硬度，以提高单级承压能力和耐磨性。图16橡胶硬度变化时的特性曲线85、什么叫螺杆泵井的输入功率？答：电机的输入功率就是螺杆泵井的输入功率。86、什么是螺杆泵井的有效功率？答：在一定的扬程下，以一定的排量将井下液体举升到地面所需的功率叫螺杆泵井的有效功率，也叫水功率。87、什么叫螺杆泵井的系统效率？答：螺杆泵井的有效功率与输入功率的比值叫螺杆泵井的系统效率。88、螺杆泵井的输入功率是如何计算的？答：螺杆泵井的输入功率P入计算公式为：P入=√3IUcosφ÷1000式中P入—输入功率，KW；I——实测电流值，A；U——实测电压值，V；cosφ—功率因素。89、螺杆泵井的有效功率是如何计算的？27 答：螺杆泵井的有效功率为P有计算公式为：P有=QHρg÷86400式中P有—有效功率，KW；Q——油井产液量，m3/d；H——有效扬程，m；ρ——油井液体密度，Kg/cm3；g——重力加速度，g=9.8m/s2。90、螺杆泵井的有效扬程是如何计算的？答：有效扬程H=H液+（P油–P套）÷ρg×1000式中H—有效扬程，m；H液——油井动液面深度，m；P油——油井井口油管压力，MPa；P套——油井井口套管压力，MPa。ρ——油井液体密度，Kg/cm3；g——重力加速度，g=9.8m/s2。91、螺杆泵井有哪些功率损耗？答：螺杆泵井的功率损耗有驱动电机的功率损耗，传动系统的功率损耗，井下流体沿程损失、损耗和井下‘摩擦功率损耗四部分。92、螺杆泵质量检测的内容有哪些？答：螺杆泵质量检测的内容有：定子、转子、电控箱、地面驱动部分、螺杆泵的水力特性等。93、定子质量检测的内容有哪些？答：定子质量检测的内容的：橡胶衬套的几何形状，橡胶衬套表面光洁度，橡胶机械物理性能，橡胶衬套轴线直线度，橡胶耐油、气浸性能，定子丝扣螺纹。94、转子质量检测的内容有哪些？答：转子质量检测的内容有：直径误差，导程误差，表面光洁度，轴线直线度，转子丝扣螺纹。95、电控箱质量检测的内容有哪些？答：电控箱质量检测内容包括各项功能和过载保护灵敏度。96、地面驱动部分检测的内容有哪些？答：地面驱动部分检测的内容有：主要零部件加工质量，密封性能、电机减速箱温升、防反转装置安全与灵活度、装配质量和振动与燥声。97、水力特性的检测内容？答：主要包括排量、压头、转子扭矩、泵效和系统效率。98、什么是空心转子螺杆泵？答：转子是空心的螺杆泵就叫空心转子螺杆泵。99、空心转子螺杆泵有什么优点？答：与实心转子螺杆泵比，空心转子螺杆泵的优点有：一是增加热洗排量；二是利用空心转子通道可下压力计进行井下测试。100、什么是无油管螺杆泵采油技术？答：用空心抽油杆或抽油杆与套管的环型空间作油流通道而省去油管的螺杆泵采油技术叫无油管螺杆泵采油技术。101、地面驱动装置分为哪几种类型？答：地面驱动装置的种类很多，按在井上的安装位置分，目前最常用的有偏置式和平衡式两种。如图17、图18所示。27 图17偏置式驱动头示意图图18平衡式驱动头示意图102、偏置式和平衡式驱动头是用什么齿轮传动的？答：偏置式驱动头是用圆柱锥齿轮传动的，平衡式驱动头是用圆柱齿轮传动的。103、驱动头的功率怎样计算？答：驱动头功率计算公式：η驱.M.N驱=9500式中N驱—驱动头功率，KW；η驱—驱动头摩擦机械效率（包括盘根、光杆），推荐值取85%，视具体设备而定；M—光杆扭矩，N.M；n—螺杆泵转速，r/min。104、电机的功率怎样计算？答：N电=η传.N驱式中N电—电机功率，KW；N驱—驱动头功率，KW；N电—电机皮带传递效率，推荐值取80%。105、如何选择驱动头？答：若泵的每转排量在300m3/s以下，选偏置式驱动头；若泵的每转排量在300m3/s以上，选平衡式驱动头。106、减速器输出轴皮碗密封结构如何？答：该密封是一种常规的密封方法，即在空心输出轴与减速器壳体之间安装两个皮碗实现密封，其结构如图19所示：图19减速器输出轴皮碗密封结构示意图107、减速器输出轴皮碗密封易漏油的主要原因有哪些？答：皮碗密封易漏油的主要原因有：⑴光杆振动引起密封效果不好；⑵设备长期运转皮碗易受磨损；27 ⑶减速箱内油温升高引起皮碗变形；⑷加工质量、材质等其它原因。108、减速器输出轴皮碗密封有何弊端？答：由于长期运转、夏季箱内温度较高等多种原因，极易引起皮碗密封磨损、变形等，导致密封效果不好而漏漏。一旦出现漏油现象，由于减速器空心输出轴内有光杆穿过，因而在更换减速器输出轴下端的油封时，就不能象其它常规设备那样把端盖卸下就可把油封换上，必须用吊车等起重装置把减速器从井口上吊下来进行维修，赶上阴雨天井场不好进车就更难处理，给生产管理造成极大困难，严重地影响了螺杆泵井的正常生产和有效时率。109、减速器输出轴静密封的设计原理是什么？答：减速器输出轴静密封的设计原理是：在减速器空心输出轴与光杆之间安装一个静密封套，该套与空心输出轴和光杆存在着一定间隙，在传动中，该套不与输出轴和光杆接触，套的端盖可固定在减速器的下端，其高度超出减速箱内油面高度，这样就在减速器内形成一个环形润滑油池，既对传动无任何影响又保证了密封效果。其结构如图20所示：图20减速器输出轴静密封结构示意图110、静密封套与空心输出轴及光杆的间隙有什么设计要求？答：静密封套与空心输出轴及光杆的间隙以不影响传动为准，一般为2～3mm即可。111、设计静密封套一般选用什么材质？答：静密封套只是起一个挡油的作用，对强度没什么要求，因此材料选壁厚为3～4mm的一般钢材即可。112、螺杆泵井为什么会涉及到井口的运行稳定性问题？答：因为几吨重的杆柱、液柱重量直接通过光杆和减速器作用在井口上，同时光杆以50～300r/min的速度旋转，因此螺杆泵井必然会涉及到井口的运行稳定性问题。113、为什么螺杆泵井井口的联接为法兰联接？答：因为法兰联接与原先的卡箍联接比，能显著地改善井口的运行稳定性。114、螺杆泵专用矮型井口的结构如何？答：螺杆泵专用矮型井口把油管三通、封井器、减速器底座三者变串联为并联，采用两级密封，第一级密封体为第二级密封的压盖，第一级密封为防喷盒；第二级密封为封井器，这样就省掉了封井器，同时又从两级密封外的环型空间直接引出出油孔，又省掉了油管三通。其结构如图21所示。该井口在确保原井口功能的情况下，合三件为一件，井口高度大大降低。27 图21螺杆泵专用矮型井口结构示意图115、专用矮型井口Ⅰ级密封盘根采用什么材料？答：一般采用碳素纤维。116、专用矮型井口Ⅰ级密封盘根的结构？答：Ⅰ级密封盘根采用开口式圆环结构，其内径为光杆或光轴直径，外径为Ⅰ级密封体内径。其结构如图22所示。图22螺杆泵专用矮型井口Ⅰ级密封盘根结构示意图117、专用矮型井口Ⅱ级密封盘根采用什么材料？答：采用丁晴橡胶。118、专用矮型井口Ⅱ级密封盘根的结构？答：Ⅱ级密封盘根采用“V”型结构，其内径为光杆或光轴直径，外径为Ⅱ级密封体内径。119、Ⅱ级密封盘根在螺杆泵井运行中为何要松开？答：因为Ⅱ级密封只是起一个封井器作用，即在更换盘根时达到封井目的，一旦被磨损很难更换，因此，在螺杆泵井运行过程中应把Ⅱ级密封松开，防止被磨坏。120、为什么螺杆泵井更换盘根比抽油机井困难？答：因为螺杆泵井的减速器直接座在井口上，盘根盒安装在减速器支架内，加盘根的空间受到了限制。121、螺杆泵专用矮型井口采取什么措施保证加盘根的空间足够大？答：纵向上，把Ⅱ级密封引入到法兰盘内；横向上，采用三根立柱作支撑体。从而保证了螺杆泵井更换盘根时的操作空间。122、Ⅰ级密封体的背帽有什么作用？答：螺杆泵井正常运转时，如不用背帽背紧，Ⅰ级密封体就会产生振动，严重时会造成Ⅰ级密封体逐渐上移以至脱开Ⅱ级密封体。123、螺杆泵专用矮型井口与普通井口比有什么优点？答：螺杆泵专用矮型井口与普通井口有如下优点：⑴井口运行稳定性大幅度提高，与普通井口比，稳定系数提高2.27倍。⑵井口成本明显降低。因为省掉了封井器、油管三通等部件。⑶便于管理。因井口较矮，有利于加盘根、更换皮带及调参等，减轻了现场工人的劳动强度。124、驱动头上为什么要安装防反转装置？答：驱动头上安装防反转装置，是防止在泵停止工作时，因抽油杆反转而造成杆柱脱扣。125、目前最常用的是哪种防反转装置？答：目前最常用的防反转装置是机械防反转装置。126、机械防反转装置的结构如何？答：采用两极结构，第一级采用棘爪棘轮结构，第二级采用抱闸刹车结构，其结构示意图如图23所示：27 图23机械防反转装置结构示意图127、机械防反转装置的原理是什么？答：原理是：当泵正常工作时，由于离心力作用，棘爪克服弹簧弹力与棘轮脱开，当泵停止工作时，由于弹簧弹力使棘爪与棘轮结合，使泵反转停止。128、井上维护和施工时，为什么要把抽油杆的反向扭矩释放掉？答：因为泵在运转过程中，杆柱积蓄了一定的弹性势能，井上维护和操作时，若不把反向扭矩释放掉，就很不安全。129、如何选择减速箱润滑油型号？答：首先是按厂家提供的说明书中的要求选择润滑油，如厂家未提出特殊要求，则与抽油机减速箱齿轮油相同。130、驱动头一般使用什么型号的皮带？答：一般使用V型皮带。131、螺杆泵井怎样调参？答：螺杆泵井是用皮带轮调参，通过更换主轴、从动轴的皮带轮调参。在更换皮带轮调参已满足不了生产要求的前提下，可通过更换电机来调参。132、螺杆泵井理论转速的计算方法？答：螺杆泵井理论转速的计算公式为n=n电机.D1/D2.i式中n——光杆转速，r/min；n电机—电机转速，r/min；D1——主动轮直径，mm；D2——从动轮直径，mm；i——减速器的传动比。133、从发展方向看，螺杆泵还有几种调速方法？答：还有双速或多速电机、机械无级调速、变频无级调速等。134、为什么要发展无级调速驱动装置？答：因为无级调速驱动装置，一方面可以增大螺杆泵转速调节范围，扩大螺杆泵系统对油井产能的适应能力；另一方面可以改善杆柱工作环境，节能降耗，对螺杆泵采油技术的推广应用具有重要的意义，所以要发展无级调速驱动装置。135、螺杆泵电控箱应具有什么功能？答：螺杆泵电控箱应具有如下功能：⑴具有对电机过载、断相、过压、漏电、堵转及三相电流严重不平衡等自动保护功能。⑵电控箱设计结构合理，前门设有安全门锁，箱门处用反边折扣，具有防风沙、防雨、防盗的特点。⑶箱门的电压表、电流表可直观地反映电网电压及螺杆泵的工作情况。⑷集成化的电脑综合保护器，具有功能全、稳定可行、响应动作快的特点。136、GLBⅢ型螺杆泵电控箱的原理是什么？答：原理如图24所示。控制系统：合上空气开关后，按自动启动按扭QA27 ，交流接触器QC得电吸合，接通主电路使电动机M运行，螺杆泵便可正常运转。当准备停止工作时，只需常闭按扭TA，交流接触器失电断开主电路，电机M停止运转，螺杆泵便停止工作。监测和保护系统：电控箱配有电流表A，可监测电动机工作时电流。当电动机启动时或不需要测量电流时，电流表被QT1按扭短路，起保护电流表的作用，按下QT1即可读电流数。电控箱装有JD-5-V系列保护器，实现电动机的过载、短路、断相、保护，动作灵敏可靠。图24GLBⅢ型螺杆泵电控箱原理图137、螺杆泵的修保期是多长？答：无论是井下螺杆泵还是地面驱动设备，修保期均为一年。即从投产之日算起，在一年之内发生质量问题，螺杆泵厂家不但要无偿提供所坏零部件，而且要根据合同要求补偿用户一定的施工费用。138、什么是螺杆泵的免修期？答：从投产之日算起一直到正常运行到目前的这段生产时间就是螺杆泵的免修期。139、什么是螺杆泵井的检泵周期？答：螺杆泵井相邻两次作业的时间间隔就是螺杆泵井的检泵周期。140、螺杆泵井综合测试的内包括哪些？答：螺杆泵井综合测试内容包括：⑴电机运行参量测试：电压、电流、功率、功率因数。⑵油井生产测试：沉没度、油压、套压、日产液、含水。⑶光杆测试：转矩、转速、轴向力。141、转矩、转速、轴向力三参数的测量工具是什么？答：测量传感器。142、测量传感器的原理？答：测量传器的原理是：扭矩检测和轴向力检测的敏感元件都是由电阻应变桥组成的，用精密电阻应变片组成的电桥按不同方向附着在弹性应变轴上，可分别检测出弹性轴受扭时的扭应变信号及受轴向力时产生的轴向应变电信号，在轴上的两组放大电路分别将这两级电信号放大并由两组V/F转换器转换成与扭矩成正比的频率信号F1及与轴向力成正比的频率信号F2。143、测量传感器的结构和工艺原理？答：测量传感器的工艺原理是：在测量传感器上方再安装一方卡，并锁紧光杆，然后，松开下面的光杆方卡，解除其对光杆的锁紧，但并不将其拆卸。这样，就保证了驱动头的动力转矩通过下方卡、测量传感器的轴体和上方卡传递到光杆及井下抽油杆柱，井下抽油杆柱产生和轴向力也通过上方卡加载到传感器轴体。测量装置结构如图25所示。27 图25-1新式测试装置图25-2老式测试装置144、影响螺杆泵井工作的因素的哪些？答：有砂、蜡、泵深、温度、压头、定子寿命、井况、操作管理等。145、油井出砂对螺杆泵采油有什么危害？答：油井出砂的危害主要有以下几方面：⑴油井出砂加快螺杆泵定、转子的磨损，使螺杆泵过早漏失，压头降低。⑵油井出砂严重，长期不冲砂会埋泵吸入口，造成螺杆泵供液不足，油井产量不降。⑶油井出的部分砂镶在定子橡胶中，镶嵌的砂粒越来越多，使橡胶表面破裂。⑷油井出砂在螺杆泵停泵时，油管内流体停止流动，流体含砂下沉。停泵后再次启抽时，易出现卡泵，使抽油杆、地面驱动系统破坏；沉砂易堵塞油管流体，形成憋泵现象，易破坏地面系统及烧泵。146、油井结蜡对螺杆泵采油有什么危害？答：油井结蜡对螺杆泵的危害归纳起来有四种：⑴井口、地面管线结蜡，井口回压增大，造成螺杆泵实际压力增大。⑵泵出口以上结蜡，油管内流速增大，油管沿程损失增大，泵的实际举升压头增大；抽油杆旋转摩阻增大，抽油杆及地面驱动系统负荷增大，所需举升压头增大，有可能憋泵，使产量降低增加能耗和事故率。⑶下泵部位结蜡，除上述影响外，泵的抽汲状况变差。⑷泵吸入口以下结蜡，除上述影响外，泵吸入状况变差，液面上升，产量下降，严重时造成供液不足、泵效降低、易烧泵。147、泵深对螺杆泵采油有什么影响？答：一般下泵越深，要求的举升压头越大，同时管柱及杆柱受力越大，对杆、管的强度要求也越高。要求泵定子和转子不但要有足够的刚度，还要提高泵定、转子的承压能力，保证密封不漏失。同样的单级承压能力，泵越深要求的级数越多；同样级数要求的单级承压能力越大；对定子橡胶的耐温要求也高；下泵越深，地层温度越高，对定子橡胶影响越大。148、温度对螺杆泵采油有什么影响？答：目前多数螺杆泵定子橡胶耐温能力达到80℃以上，高温橡胶，耐温可超过120℃以上。若地层温度超过橡胶许用温度，定子橡胶会加快损坏，降低螺杆泵性能指标。大大降低使用寿命。橡胶温度越高，定、转子间的摩擦力增加，使系统工况变差。另外，油井温度高，使油流特性变好、结蜡减缓、粘度降低、油流沿程损失降低，使泵的举升压头降低。油井温度高对螺杆泵有好的一面，也有坏的一面，螺杆泵在工作过程中不允许超过定子橡胶许用的温度。149、螺杆泵定子橡胶环境温度变化的因素有哪些？答：螺杆泵定子橡胶环境温度变化的因素有四个：⑴地层影响。螺杆泵下入深度越深，温度越高。⑵27 液量影响。如果螺杆泵下在油层上部，油层出来的高温流体将使螺杆泵温度升高。排量度越大，流体从油层中部到吸入口降温幅度越小，进螺杆泵流体温度越高；排量越小，降温幅度越大，螺杆泵处的温度越趋近于下泵点地层温度。如果螺杆泵下在油层中部以下，则抽吸流体将给螺杆泵降温，排量越小，流体升温越快，下泵点温度越趋近于地温。但在停抽期间，下泵点的温度等于地温。⑶螺杆泵举升流体与橡胶摩擦产生热量，使螺杆泵定子橡胶升温。温升幅度与泵抽流量、摩擦力大小、举升压差等因素有关。⑷油井作业时，也会使螺杆泵温度变化。如注蒸汽，可使橡胶温度大幅度升高；注凉水、泥浆等会使螺杆泵温度下降。150、压头对螺杆泵采油有什么影响？答：对于螺杆泵采油井，所选用螺杆泵的级数决定泵的压头。压头越大，举升液体能力就越高。在螺杆泵采油过程中，井况时常发生变化。如果因外界因素造成举升能力增加，并超过泵的举升能力，致使举升困难或烧泵。若泵的举升压头不够，使泵抽液量过小，将易出现螺杆泵升温较快，易出现烧泵。151、定子寿命对螺杆泵采油有什么影响？答：螺杆泵定子寿命直接关系到螺杆泵系统的使用效果。定子寿命长可使螺杆泵采油井的利用率、运转时率提高，达到多产液的目的。152、井况对螺杆泵采油有什么影响？答：影响螺杆泵采油的井况因素有三种：⑴井筒弯、套管内径小，抽油杆柱受力不好。容易造成抽油杆疲劳断裂。同时抽油杆在旋转过程中磨碰油管壁，不但会磨漏油管，抽油杆也被磨损，而且增加了附加扭矩，使泵处在不良状态下工作。⑵井口偏。会使抽油杆、光杆有旋转过程中磨油管或产生弹性变形，造成油井断杆事故，影响时率。⑶套管不同程度的变形和损坏，使井下旋转抽油杆处在恶劣环境内，在工作中随时都可能造成抽油杆扭断事故。153、操作管理不规范对螺杆泵采油有什么影响？答：与抽油机相比，螺杆泵具有管理方便的优势。但若操作、管理不当，也会造成多种事故。螺杆泵井必须严格执行操作程序和管理制度，才能正常生产。常见问题有以下几种：⑴电机、电网错相，会引起抽油杆倒转，造成脱杆。⑵洗井时不上提转子，洗井压力越高，越易脱杆。⑶用腐蚀橡胶的工作液或高温洗井，会损坏定子。⑷转子磨定子档销，会破坏定、转子。⑸转子没完全下入定子内，使螺杆泵总压头降低。若达不到油井所需压头，会在短时间内烧坏螺杆泵定子。⑹硬启机，易破坏螺杆泵抽油系统或短时间烧泵等。154、为什么螺杆泵转子在一般情况下都可进行重复利用？答：因为螺杆泵转子是由金属制作的，转子在定子橡胶衬套中运转，一般情况下只能是橡胶衬套磨损，因此作业时，转子起出后只要不被磕坏，都可进行重复利用，降低检泵费用。155、为什么螺杆泵井长时间停机后启动扭矩会增大？答：原因有两点：首先是由于定、转子的静吸附作用，其次是井筒内有蜡沉积。156、如何减少长时间停机启动扭矩大的问题？答：在启机前用吊车或便携式井口起重装置活动一下光杆，就可减少长时间停机后的瞬时启动扭矩。157、螺杆泵在拉运施工过程中有什么要求？答：由于金属转子较长且加工精度较高，外表又镀铬层，因此在拉运过程中，严禁金属转子被磕碰和弄弯。27 158、为什么要求螺杆泵在室内保存？答：因为螺杆泵定子是由橡胶作衬里的，为防止橡胶在恶劣环境下出现老化、变形等现象，因此要求螺杆泵必须在室内零上5～25℃的环境下保存，并且要用黄油把泵的两端封死。159、螺杆泵的存放期限是多少？答：为防止衬套橡胶老化、变形等，螺杆泵的一般存放时间不超过半年。160、如何选择螺杆泵和电机？答：⑴选泵依据一般设定所选泵的转速为100转，按60%的泵效计算，即可满足预测油井的生产需要。例如，对预测产液为30m3的井进行选泵，其选泵过程如下：所选泵的理论排量应是Q理=30÷60%=50（m3/d）又因Q理=qntq=Q理/nt式中n——转速,r/min；q——泵每转排量，ml3/r；t——运行时间，min。当n取100r/min时，所选泵每转的理论排量为q=50÷（100×1440）×10-6=347ml3/r将推算出的每转理论排理与现有厂家生产的泵系列进行综合比较。如腾高GLB280泵、辽宁福泰GLBX288泵每转排量都在280ml3/r以上，与347ml3/r比较接近，因此这两种泵都可以满足该井产量的需要。泵的级数是根据油井的深度、沉没度而定的，如油井泵深在1000米左右，沉没度为200～500米，因此泵的扬程不超过1000米，即20级即可。如上述井可选GLB280-20泵。⑵选电机依据根据初选泵型确定泵轴功率，选取电机功率。N轴=rHQ÷（86400×102×η）式中N轴——泵轴功率r——井液比重，取r=950Kg/m3；H——泵扬程，取H=1000m；Q——泵理论排量，取Q=50m3/d；η——泵总效率，假定为65%。代入数字，N轴=8.29（Kw）N电机=N轴×1.1=9.12（Kw）再根据厂家提供的电机系列,可选取11Kw电机,如考虑向上调参需要,可选15Kw电机。161、与抽油机井比，螺杆泵井抽油杆的受力状态有什么不同？答：抽油机井的抽油杆只承受拉应力，而螺杆泵井的抽油杆既要承受拉应力，同时又要承受一定的扭矩。162、什么是螺杆泵专用抽油杆？答：根据螺杆泵井的受力状态而研制的由插接结构承受扭矩，由螺纹联接承受拉力的抽油杆。163、螺杆泵井有哪些清防蜡方法？答：螺杆泵井的清防蜡方法主要有：热洗、高压热洗、化学清防蜡和三防油管。164、为什么电控箱要设置过载保护？答：在电控箱内设置过载保护可及时发现油井蜡堵等现象，有效地避免杆断脱等事故。165、过载保护电流设置多少为合适？答：过载保护电流的设置见下表：27 电机功率（KW）低转速设置电流（A）中转速设置电流（A）高转速设置电流（A）11151820151824282225304037304045第二章螺杆泵井的作业施工和试运行1、如何编写螺杆泵作业施工设计？答：⑴在对各种情况调查的基础上，根据工艺设计方案要求、上次施工总结和基础数据，结合具体实际情况编写施工设计。⑵编写施工设计应包括施工目的、油井基础数据、目前井下管柱及杆柱、本次施工应下井的管柱及杆柱、施工工序、技术要求和安全措施等。施工设计编写后，必须经有关主管技术人员审批方可施工。⑶每道施工工序应严格按设计要求施工，在施工中需改变施工程序或采用新的施工措施时，应由要求改变施工内容的单位提出新的补充设计。2、施工作业前应做好哪些准备工作？答：施工作业前的准备工作有：⑴地面调查。包括井位、井场、电源、土油池、采油树、地面管路流程、井架及作业设备等。⑵井下调查。包括井身结构、井况现状、油层资料、射孔资料、目前井下管柱、杆柱结构、采油方式、生产现状、上次施工情况及效果等。3、施工作业对井场有什么要求？答：施工作业时井场处处做到规格化，保证安全施工和文明施工。4、螺杆泵及其配套装置、油管、抽油杆在运输过程中有什么要求？答：要求放平、固定，确保物品完好无损。5、如发现油井蜡多、砂多，为什么要下刮蜡冲砂管柱？答：因为如果油井蜡多，不仅锚定工具座卡困难，而且投产后容易造成卡泵事故。油井砂多也容易造成卡泵事故。6、施工作业时如何探砂面、冲砂？答：探砂面用油管硬探。当下放油管管柱达砂面后，指重表悬重下降达500kg时，上提，下放连探三次，数据一致后为砂面深度。冲砂时所下冲砂管柱丝扣必须上紧，防止渗漏。冲砂管柱达砂面以上2m进行冲砂，排量在20m3/h左右。在保证冲砂泵压条件下，边冲边下直至人工井底彻底循环，出口砂量测定在小于0.2%时为合格。深度误差保证在0.3m以下。7、施工作业时如何刮蜡？答：刮蜡要求如下：⑴一般采用小于套管内径6mm刮蜡器进行刮蜡。如结蜡严重，可根据具体情况缩小刮蜡器直径分次进行刮蜡，刮到射孔井段以下10～20m。⑵在射孔井段要增加上提下放次数，经刮蜡后用80℃27 左右热水边冲边刮，保证刮蜡彻底，并用热水循环，使刮掉的蜡质冲出地面。刮蜡后需压井作业，则采用压井液冲出刮掉的蜡质。⑶刮蜡用替洗液不少于井筒容积的1.2～1.5倍。⑷一般在井下作业时，探砂面冲砂、刮蜡采用下一次管柱完成，特殊情况可采用多次管柱。8、清水替喷有什么要求？答：清水替喷要求：⑴替喷管柱下入深度距人工井底小于2m。⑵替喷清水水质清洁，清水量不小于井筒容积的2.5倍，除保证替喷压力外，一般排量应在20m3/h，出口清水相对密度接近1.01为合格。⑶出口管线尽量减少弯头，尤其应杜绝900弯头，⑷替液体进土油池。9、起泵作业程序有哪些？答：起泵作业程序有：⑴切断变压器与电控箱电源。⑵拆下电机动力线。⑶拆开皮带卸下电动机。⑷上提光杆使方卡子同减速箱输出轴轴端脱离。⑸卸下变速箱。⑹继续上提光杆达井口装置上平面后，卸下光杆。⑺起出全部抽油杆和转子。⑻卸下井口装置。⑼松开油管挂顶丝。⑽按要求起出井内油管及定子等全部管柱。⑾清理地面及井下管柱、杆柱和螺杆泵等井下工具。⑿编写作业施工总结。10、螺杆泵的下泵顺序？答：所有管柱下井前必须清洗干净，经检查油管符合下井要求，否则应更换。按下列顺序将管柱依次下到设计深度。丝堵—尾管—筛管—防转锚—油管短接—油管扶正器—油管短接—泵定子—油管短接—油管扶正器—油管—油管挂。11、下锚定工具时有什么注意事项？答：有以下两点注意事项：⑴滑道要涂抹黄油，保证滑道的润滑和不被脏物卡住。⑵下5～10根油管后要试座一次，以免下完后才发现锚定工具座不住。12、如何座锚定工具？答：座锚定工具时上提管柱800米左右，缓慢下放油管，座卡位置：油管头上平面与套管法兰平面距离控制在10～20mm之间。如座封尺寸不合适，可反复几次，直到达到要求。用钢丝绳压下油管挂，再松开，看是否弹回，如弹回，则表示已座好，再压油管柱，拧紧顶丝。13、安装定子时应注意哪些问题？答：安装定子时应注意：⑴定子的方向不能弄错，有限位销的一头在下面。⑵定子上、下部位的联接工具一定要按设计要求联接。14、安装转子时应注意哪些问题？答：安装转子时应注意：⑴从地面吊起转子时，速度要缓慢，并用手扶着转子，以防转子弯曲。⑵严禁损伤转子表面。⑶当转子进入定子时，一定要缓慢下放，直到转子下端项住定子限位销为止。15、下抽油杆扶正器时应注意什么？27 答：抽油杆扶正器一般都是尼龙制成，在下井时严防撞到井口上。16、如何保证转子进入定子？答：首先是把管、杆尺寸量准确；其次是观察转子进入定子时转子有顺时针转动现象。17、油井作业时，起出的旧泵转子应如何处理？答：油井施工作业时，不论是在转子起出过程中，还是起出地面后，都要严防磕碰转子表面，并按要求送回指定场所，保证转子能够重复利用。18、安装驱动头时应注意什么？答：安装驱动头时一定要将驱动头吊平稳，穿入光杆时缓慢下放，防止压弯光杆。19、提完防冲距后，光杆露出减速器外多少为合适？答：露出1米左右为合适。20、螺杆泵井投产前需做好哪些准备工作？答：螺杆泵井投产前需做好如下准备工作：⑴检查零部件是否安装就位和可靠，检查方卡子及法兰盘螺栓的紧固情况等。⑵连接生产管线。⑶检查减速箱内的油是否到位，从箱体油标处可看清齿轮油的多少，油位1/2～2/3处为宜。⑷由电工把电控箱和电机联接好，电控箱要放在安全可靠的位置，要固定在水泥座上。⑸把盘根加好，把二级密封调到合适的位置。⑹通电，检查电机正反转，并记录下电机空载电流，电机的正转方向要保证抽油杆处于上扣状态，否则，应从新换相接电。⑺装好三角皮带，要保证皮带对中和合适的张紧度，在皮带中间施加30N压力，皮带变形量小于6.0mm，此时的张紧力为合适。⑻倒好井口流程，装好压力表，检查井口周围是否有障碍物等，准备试运行。21、螺杆泵井试运行需要检查哪些内容？答：螺杆泵井试运行时需检查的内容有：⑴检查减速箱是否有异常声响。⑵观察电机运转电流是否正常或振动过大，若电流或地面设备振动过大，要停机检查原因，查清原因并解决处理之后方可启动。⑶正常运转10分钟后，关闭生产闸门，观察油压值上升情况和停机稳压情况，注意蹩压不宜蹩太高，一般为2MPa即可。22、螺杆泵井的试运行时间为多长？答：螺杆泵投产后一周内为螺杆泵井试运转时间。23、在试运转期间应加强哪些方面的管理？答：试运行期间，应加强地面驱动设备及电控设备的管理。⑴开机一周内最少间隔8小时巡井检查一次。检查各联接部位螺栓是否有松动现象、减速箱是否有漏油现象、光杆中否下滑、机体是否有过热现象等，有问题及时整改。⑵开机一周内至少要测两次动液面。根据动液面变化情况及时调整光杆转速，建立良好的油井产液供排协调关系。第三章螺杆泵井的日常管理与维护27 1、螺杆泵井投产初期，以多大参数运行为合适？答：螺杆泵井投产初期，为确保不发生烧泵事故，油井应比预测产量低一些的产量参数运行。2、螺杆泵井的最佳沉没度范围是多少？答：螺杆泵井的最佳沉没度范围为200～500米。3、当沉没度降到100米以下时，应采取什么措施？答：应及时调参，以防抽空烧泵现象发生。4、螺杆泵井调大参时，需注意哪些问题？答：需调大参数的井，调参前液面一定要稳定，同时，周围注水井也应保持平稳注水，调参后要及时跟踪液面的变化，防止参数调大后油井供液能力跟不上，发生烧泵现象。5、螺杆泵热洗介质的温度不能超过多少度？答：不能超过90℃。6、为什么螺杆泵井要用红漆在光杆底部涂一圈标记？答：是为了及时发现光杆在运行中是否下移。7、螺杆泵井需录取的资料有哪些？答：每天录取一次油压、套压、电流、电压等资料，对于措施井要求措施前2天、措施后5天内每天量油一次，以后每5天量一次，每5天化验一次含水，每半个月测一次液面，每个月测一次光杆扭矩和轴向力。8、螺杆泵井每天至少要进行几次巡回检查？答：至少两次。9、巡回检查的方法和内容有哪些？答：检查的方法有看、摸、听、测。看：主要是看减速箱是否有漏油的地方，盘根是否漏油，皮带是否松动，光杆是否下移和摆动，井口运行稳定性等。摸：主要是摸一下减速箱和电机温度是否过高。听：主要是听减速箱、电机内是否有异常响声，井下管柱运行是否正常。测：主要是用电流表测一下电机的工作电流和电压。一旦发现自己不能解决的问题，要及时上报到矿工艺队，必要时可停机。发现盘根漏油要及时处理。10、如何更换二级密封井口的盘根？答：如采用的是专用矮型井口，用扳手紧一下盘根压帽即可。当盘根压帽已紧到极限时，先把二级密封的背帽松开，把二级密封压紧，再卸开盘根压盖，加足盘根，压紧。加盘根时，原有盘根不必全部取出，要更换的盘根必须涂上润滑脂，盘根加好后，把二级密封松开，再把二级密封的背帽拧紧。11、螺杆泵井巡回检查时应注意哪些安全问题？答：螺杆泵井巡回检查时应注意：⑴手摸电机温度时应用手背去摸，要注意皮带绞手。⑵启动盘皮带时，手要放平，防止皮带夹手。⑶测量电流时注意不要碰明电部位，以防触电。⑷停机时要注意防反转是否好用，井上维护和操作时要把反转释放掉。⑸现场工人必须穿工作服，女工人要戴安全帽。12、螺杆泵井有哪些安全生产管理规定？答：螺杆泵井安全生产管理规定有：⑴严格遵守螺杆泵井安全生产操作规程，认真执行螺杆泵安全生产有关制度。⑵岗位工人在岗位期间必须穿工作服，戴工作帽，维修工人必须穿工作服，戴安全帽。⑶严禁酒后上岗或在岗饮酒。⑷27 停机时一定要注意防反转装置是否好用，严防反转失灵后光杆龟弯伤人。⑸井上维修时一定要把反转扭矩释放掉，防止反转突然失灵伤人。⑹要维修过程中，维修人员互相配合，自觉服从指挥，在吊车过程中吊装件下严禁站人，吊车件禁止从车辆及人头上面经过。⑺维修电器设备时必须断开电源，必须有监护人。⑻严禁用不合格的熔断丝或其它金属丝代替高、低压电路的熔断丝。⑼变压器、电动机、低压配电箱必须有接地或接零保护，接地线应符合技术要求。⑽变压器周围应有2～10米宽的防火道，螺杆泵井场周围有2～5米宽的防火道。⑾在井场周围确认没有油气及其它易燃易爆品，经有关部门办理动火报告后，方可动用电气焊。13、怎样制定螺杆泵井的热洗周期？答：正常生产的螺杆泵井，确定是否需要热洗清蜡，主要靠电流、产量、光杆扭矩的变化来判断，一般波动10%左右，就可以热洗了。14、螺杆泵井热洗有哪些质量要求？答：热洗质量要求有：⑴热洗出口回油温度不得低于60℃，并稳定40min以上。⑵电机电流恢复到正常生产时的工作电流。⑶产量恢复到原来生产水平，波动不超过+10%。⑷光杆扭矩恢复到正常生产时的光杆扭矩值。⑸发现蜡卡要紧急处理，把转子提出定子后进行高压热洗。15、有几种情况可导致烧泵现象？答：有6种情况。⑴油套环空形成死油盖子易烧泵。⑵油管内及井口堵塞，造成泵的举升压头不够，易造成烧泵。⑶螺杆泵转子进入定子的深度不够，易造成烧泵。⑷螺杆泵总压头不够，易烧泵。⑸螺杆泵停抽时间过长启抽不当易造成烧泵。⑹油井供液不足易烧泵。16、杆柱系统操作注意事项有哪些？答：有四项注意事项。⑴抽油杆不能承受反向力矩，即不能倒转。⑵刹车时慢慢地释放，不能快速释放反扭矩。⑶丝扛、齿轮、轴承必须保证润滑，以免烧坏。⑷井口结冰上冻，先处理冰冻再启抽。17、减速箱齿轮油多长时间更换一次？答：减速箱刚投入运转一个月后，应停机放掉箱体内齿轮油并清洗箱体，加入新的齿轮油，正常之后每三个月更换一次。第四章常见故障的判断和处理1、螺杆泵井常见故障有哪些？答：螺杆泵井常见故障有地面故障和井下故障。地面故障包括井口漏油、减速箱漏油、电机烧坏、电控箱烧坏等。井下故障包括油管脱落、油管漏失、抽油杆断脱、泵漏失等。2、井口漏油包括哪几方面？27 答：井口漏油包括法兰盘漏油、焊口处渗漏、盘根盒漏油三方面。3、井口漏油的原因是什么？答：法兰盘漏油是由于密封钢圈没安装好，法兰螺丝没拧均匀或产品质量有问题；焊口处渗漏是由于焊接质量问题；盘根盒漏油是由于盘根磨损较严重或光杆振动等原因造成的。4、减速箱漏油包括哪些内容？答：包括减速箱轴的油封漏油和壳体渗漏。5、减速箱漏油的原因是什么？答：减速箱轴的油封漏油是由于油封被磨损或没安装好造成的；壳体漏油是由于加工质量差造成的。6、造成减速箱齿轮被磨损或轴承被烧坏的原因是什么？答：减速箱内齿轮油少或齿轮油变质。7、减速箱齿轮被磨损或轴承被烧有什么特征？答：减速箱内出现异常响声，严重时输入轴转动而光杆不转动。8、抽油杆断脱的原因有哪些？答：造成抽油杆断脱的原因首先是因管理不善，没能定期洗井或洗井不彻底，造成结蜡严重，使抽油杆在油管内旋转过程中，摩擦力增加。第二，泵下入较深，抽油杆材质不合格，达不到强度要求被扭断。第三，扶正器布置不合理，造成管、杆摩擦，磨断抽油杆；同时抽油杆在长期拉、压、扭不合理受力条件下工作，受疲劳应变过大而断脱。第四，在正常抽油生产过程中，地面设备发生故障或停、断电，造成停机。当地面设备没有防反转或防反转失灵停机时，惯性作用使抽油杆高速反转，也会造成抽油杆倒扣脱扣。9、抽油杆断脱有什么特征？答：抽油杆断脱后，油井无产量；电机电流瞬时下降；停机后抽油杆不反转；采用人工盘转抽油杆扭矩很小。10、如何预防抽油杆断脱？答：作业时抽油杆扣要按标准扭矩上紧，生产过程中经常监测螺杆泵运行工况，尤其要密切观测电机电流变化情况。如有电流升高，就应全面检查，找出原因。同时要确保洗井加药周期并保证清蜡彻底。11、油管脱落的原因有哪些？答：造成油管脱落的原因有：螺杆泵转子在定子内转动，定子受到一个反向扭矩的作用，它的大小不仅取决于泵本身，同时与原油物性有关。如果原油粘度高、含蜡高，反扭矩大，螺杆泵下部锚定工具不灵或没有锚定，在反扭矩作用下，使定子上部油管卸扣，造成油管脱落。12、油管脱落有什么特征？答：油管脱后，油井没产量；电机运转电流小；停机光杆不反转；抽油杆下放探不到底。13、如何预防油管脱落？答：油管脱落的预防措施：施工作业时，必须严格检查泵与管柱丝扣有无损伤，对损伤管件必须更换掉。同时涂丝扣油并上紧，在泵下部装防脱工具防止油管脱落。14、造成蜡堵的原因有哪些？答：造成蜡堵的原因有：虽然螺杆泵采油对稠油井有较强的适应性，但对含蜡高、结蜡严重的油井，如果管理不善或热洗清防蜡不彻底，久而久之，就会造成结蜡，甚至蜡堵，使油井无法正常生产而停机，甚至造成抽油杆扭断。15、蜡堵有什么特征？27 答：螺杆泵采油井蜡堵特征是：电机启动困难，电机运转电流明显增高，甚至三角皮带打滑无法启机，光杆扭矩增大。16、如何预防蜡堵？答：螺杆泵采油井蜡堵的预防措施是：加强管理，以防为主，制定合理的洗井加药周期，并保证清蜡彻底。17、地面驱动螺杆泵井电路部分故障有哪些？答：电路部分故障有：电控箱零部件烧坏、电机烧坏、电缆线内部断、变压器故障等。18、井下泵故障有哪些？答：井下泵故障有：转子下到限位销运转、转子没能进入定子设计深度、转子和定子不匹配、泵因长期运转磨损严重、定子橡胶脱落、破碎等。19、井下泵出现故障有什么特征？答：泵的举升能力不够没有产液。20、螺杆泵井故障诊断方法有哪些？答：有8种诊断方法。⑴查、看、摸、听的方法。如减速箱漏油，巡井时就能看到，减速箱和电机有异常响声，巡井时也能听到。井下管柱有异常响声也能听到，用长启子一头顶在要听的部位，一头直接与耳朵接触，只要坚持长期听，就能听出经验。听减速箱就能听出齿轮坏还是轴承坏。听井下管柱就能听出是否杆断等。摸一摸电机和减速箱的温度，就知道是否正常运转，投产时如没有压力表，摸一摸出油管线是否变凉，就能知道油井是否正常出液等。⑵电流法；电流法就是根据电机工作电流的大小来诊断泵况，如电流增大，可能是蜡堵引起，如电流接近空载电流，则可能是抽油杆断脱。⑶蹩压法：蹩压法就是通过关闭采油树生产闸门进行蹩压观测井口油压和套压变化进行诊断井下泵况的方法。蹩压法可判断出泵的举升能力、泵漏失、管漏失和杆断脱等。⑷扭矩法：通过测光杆的扭矩来诊断泵况的方法，如杆断脱就没有光杆扭矩或扭矩很小。⑸反转法：停机后观察光杆是否有反弹力，如一点反弹力没有或光杆还有一点正转的惯性，则杆断脱的可能性极大。⑹光杆轴向力法：用吊车或简易井口抬光杆装置测出光杆的轴向力就可判断出杆是否断脱和断脱位置，如在井口附近断脱，在井口用撬杠就可很容易把光杆撬起。⑺反洗井法：利用掺水向套管灌水提高油井沉没度可诊断出泵的举升能力。当套管灌满水后停机，看油管返液情况，如果油管出液，可认为是油套连通。⑻提高光杆转速法：因为螺杆泵的排量与压头都与转速有关，因此用提高光杆转速的办法也能诊断出泵的举升能力等问题。21、为什么用综合诊断方法诊断螺杆泵井故障？答：因为螺杆泵井故障很多，又很复杂，单凭一种诊断方法很难判断出故障类型，必须用多种综合诊断方法，才能做出正确的分析和判断。22、如何处理螺杆泵井常见故障？答：针对不同的故障有不同的处理方法：⑴地面驱动装置的齿轮、轴承和油封等出现故障，通过一般维修即可解决，主要零部件不能维修，只有更换。⑵提转子洗井时如发生转子下不去的情况，应首先放掉套压，再缓慢地转动光杆，如光杆漏出太长不好转动，一般是等一天左右时间就可自行下去。⑶27 抽油杆断脱时很难区分是杆断、脱扣还是扣坏，一般是先上吊车对扣，方法是把光杆下放，卡子打半松半紧状态，开机转动，如是拖扣，这样处理成功率较高，如在井口附近断脱，采油矿可自己打捞处理，实在不行那就只好上作业处理。⑷螺杆泵发生蜡堵时，通常是用吊车把转子提出定子，然后进行彻底洗井，如洗不通，则上作业。⑸出现油套连通情况，首先要卸下井口看油管挂是否漏失，如油管挂不漏，则需作业解决。⑹井下泵出现故障，则上作业检泵。27