大排量螺杆泵井杆断脱原因分析

《大排量螺杆泵井杆断脱原因分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大排量螺杆泵井杆断脱原因分析摘要：在螺杆泵问题井中，大排量螺杆泵井抽油杆断脱出现的比例远大于中排量以下螺杆泵抽油杆断脱的比例。结合作业施工、井底压力状况等，分析造成抽油杆断脱的原因，从中找出断脱的规律，结合螺杆泵柱塞旋转运行的特性，并提出了技术上以及生产管理上的治理措施对策，螺杆泵井抽油杆脱扣的现象明显减少。关键词：螺杆泵；抽油杆；断脱中图分类号：TH327文献标识码：A统计某厂2009年12月鹿螺杆泵井共有838口，其中水驱有螺杆泵336口，聚驱共有螺杆泵480口，三元驱目前应用螺杆泵为22口。共检泵128井次

2、，检栗原因主要是杆问题、偏磨、泵问题等，所占当年检泵井比例分别为39.1%、28.1%、22.7%。统计各类检泵原因中，杆问题占38.5%，也是螺杆泵井检泵的主要原因。应视具体问题进行分析，采取行之有效的措施，可防止螺杆泵抽油杆柱断脱事故的发生。1螺杆泵井工况机理分析螺杆泵井工作时，杆柱的载荷主要来自两个方面：扭矩和轴向力。1.1扭矩扭矩主要由三个部分组成：定转子过盈产生的初始扭矩、井下泵举升井筒流体的产生的有功扭矩和杆液摩擦扭矩，计算公式：(1)光杆扭矩，⑴式中：Ml—泵初始扭矩，N•m;M2—泵举升液体的有功

3、扭矩，N.m;3—杆液摩擦扭矩，N.m。(2)泵初始扭矩可由室内试验获得，也可根据公式计算：，⑵(3)泵举升液体的有功扭矩,(3)式中：M2—举升扭矩，N•m;D_螺杆泵的转子直径，m;T_螺杆泵的定子导程，m;AP—螺杆泵进出口压差，MPa。;(4)杆液的摩擦扭矩。，⑷式中：M3—螺杆旋转与井液的摩擦扭矩，N•mµ；一井液的粘度，mPa•s;n_抽油杆转速，r/mim；Dt—油管的内径，m;D2—抽油杆外径，m;L—抽油杆长度，m。1.2轴向力轴向力来自四个方面：抽油杆自重、抽油杆在采出液中的浮力、采

4、出液向上流动时对抽油杆向上的摩擦力、液体压力作用在转子上的轴向力。(1)光杆的轴向力，(5)式中：F1—抽油杆自重，N;F2—液体压力作用在转子上的轴向力，N;F3—抽油杆浮力，N;F4—采出液流动时对抽油杆的轴向摩擦力，N。(1)抽油杆柱的自身重量，(6)式中：^一杆柱顶部载荷，N;Gi—第I段每米抽油杆重量，N/m；li_第I段抽油杆柱的长度，m;L_抽油杆柱的长度，m。(2)液体压力作用在转子上的轴向力，⑺式中：F2—液体压力作用在转子上的轴向力，N;E_螺杆泵的偏心矩，m;R_螺杆泵的转子半径，m;Ap—

5、螺杆泵进出口压差，Pa。(3)抽油杆在井液中的浮力，⑻式中：Fl_抽油杆所受的浮力，N;Gli—第I段每米抽油杆同体积的井液的重量，N/m。(4)流体向上流动对抽油杆向上的摩擦力，⑼式中：，；F4—杆柱摩擦载荷，N;µ；li一第i段流体的平均粘度，Pa：s；Vli—第i段流体的平均流速，m/so2断脱原因分析2.1螺杆泵生产现状2009年某厂螺杆泵因断脱检泵情况，见表1。2009年某厂因杆柱问题检泵50井次，通过对杆断脱井与泵型的关系情况进行统计比较，5⑻ml/r以上的大中排量螺杆果有44口井，见表2。

6、随着排量的增加，杆断脱井占同泵型在用井数的比例逐渐增大，分析认为排量越大，举升液量越高，杆柱承受的扭矩越大，因此在采用相同抽油杆的情况下，大排量井杆断脱几率越大；对于1200ml/r以上大排量螺杆泵，杆断比例迗到8.63，高于800ml/r及以下螺杆泵井。表12009年螺杆泵断脱检泵原因分类表表2杆断脱比例与泵型的关系情况表2.2原因分析及对策统计表明，螺杆泵井中下部杆断的几率较大，第60根至泵上这段位置杆断脱井占杆断脱总井次的85.5%。分析认为：在这一井段的晰蜡较为严重，抽油杆运转阻力增大，一方面是抽油杆柱不

7、能旋转，将产生过大的扭矩：另一方面由于部分堵塞限制了抽油杆柱的轴向运动，此时不稳定的抽油杆旋转运动势必会引起过大的轴向载荷，这些轴向载荷和扭矩的过载，都可能导致杆所承受的应力超过杆体强度极限而断裂。为预防抽油杆断现象的发生，一是加强螺杆泵井热洗工作，不断提高热洗质量；二是应用防蜡器。(1)加大低流压洗井装置应用力度。螺杆泵井动液面低于400m采用低流压洗井装置，阻断洗井压力对地层的影响，减少热损失，提高洗井排量和洗井效率，增强洗井效果防止洗井液倒灌进入地层。(2)提高洗井排量。充分发挥螺杆泵井变频器作用，在洗井过

8、程中通过变频上调工作转速加大洗井排量，一方面增强洗井液对管壁上蜡的冲刷作用，另一方面有些析出的蜡还没有来得及吸附在管壁上就被带出井筒，从而迗到改善洗井效果的目的。(3)可通过应用电磁防蜡器及井下强磁防蜡器来减少井底结蜡严重的现象的发生，从而起到预防抽油杆断的效果。3抽油杆脱扣原因分析对中小螺杆泵井投产的要求中，液面过低造成卡泵问题的发生，在投产时选择较低的转速，稳定生产一