螺桿泵扭力釋放 自動(dòng)控制系統(tǒng)市場(chǎng)前景廣闊
時(shí)間：2018-09-28 15:18
來(lái)源：
作者:唐守忠
螺桿泵作為一種新興的高技術(shù)含量的采油設(shè)備，相對(duì)于通常的有桿采油設(shè)備和電潛泵，在稠油井、高含砂、含氣井、斜井、定向井的開(kāi)采中， 具有更大的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)件少，無(wú)閥門和復(fù)雜的流道設(shè)計(jì)。隨著油田開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步深入，這些難開(kāi)采的儲(chǔ)量所占比例越來(lái)越大，螺桿泵必將獲得更廣闊的應(yīng)用前景。不僅是陸地油田的常規(guī)油井、 稠油井、 含砂含氣井、斜井、定向井可以使用螺桿泵，海上油田的斜井或水平井都可以應(yīng)用。螺桿泵的市場(chǎng)潛力是巨大的，必將為今后油田開(kāi)發(fā)做出更大的貢獻(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
驅(qū)動(dòng)裝置系統(tǒng)的工作原理如下：地面驅(qū)動(dòng)裝置是為井下螺桿泵工作提供動(dòng)力的裝置；地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油系統(tǒng)由電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)皮帶、 皮帶輪的減速， 帶動(dòng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)角齒與盆齒的嚙合，變成輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)光桿卡箍使光桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)抽油桿、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；井下螺桿泵由轉(zhuǎn)子和定子組成，轉(zhuǎn)子與定子配合，形成一系列互相獨(dú)立的封閉空腔， 工作過(guò)程中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成的空腔攜帶液體從吸入端運(yùn)動(dòng)到排出端，空腔的連續(xù)運(yùn)動(dòng)就在排出口形成連續(xù)的液流，達(dá)到抽汲液體的目的。
與 電 潛 泵、 常 規(guī) 有 桿 抽 油 機(jī)等其它人工舉升設(shè)備相比具有以下特 點(diǎn)： 該 裝 置 能 經(jīng) 濟(jì) 地 抽 吸 出 從1~200 m 3 /d（100rpm）排量范圍；泵的揚(yáng)程可達(dá) 2000 m；螺桿泵的投資成本是大型有桿抽油機(jī)的 1/4，電泵投資成本的 1/5；螺桿泵的電力消耗是常規(guī)游梁機(jī)的 1/2、電泵耗電量的 1/3。泵送液體時(shí)對(duì)液體的剪切率低不會(huì)造成液體的乳化；最適合泵送高粘度液體。 正排量泵，排量范圍隨著轉(zhuǎn)速而變化，而揚(yáng)程不會(huì)有大的變化；地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備占地面積小，重量輕、噪音小，運(yùn)輸、安裝成本低，適合海上平臺(tái)和城區(qū)油田使用；可用于斜井和水平井；對(duì)抽吸多相液體具有良好的性能；1.3.7 泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有閥件，將沒(méi)有氣鎖現(xiàn)象發(fā)生；具有良好的耐腐蝕和防結(jié)垢性能。
停機(jī)反轉(zhuǎn)的原因分析及危害螺桿泵在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，井下抽油桿積累一部分能量，另外，由于抽油桿與油管內(nèi)與油套環(huán)空內(nèi)液面的高度差造成螺桿泵象液壓馬達(dá)那樣使轉(zhuǎn)子及連接的桿柱快速反轉(zhuǎn)。油套壓差越大，桿柱反轉(zhuǎn)速度越快，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，直到油套壓差恢復(fù)平衡為止。 在螺桿泵停機(jī)時(shí)，貯存在桿柱中的彈性變形能會(huì)快速釋放，抽油桿將高速反轉(zhuǎn)，若不加以限制，由慣性作用勢(shì)必造成抽油桿脫扣，斷裂，或因非常高的轉(zhuǎn)速，致使驅(qū)動(dòng)裝置的皮帶輪破裂傷人，光桿斷脫等事故，光桿斷脫后，光桿從驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)甩出傷人。此不安全因素在一定程度上制約了螺桿泵的推廣應(yīng)用。
螺桿泵采油系統(tǒng)停機(jī)反轉(zhuǎn)的危害：螺桿泵的反轉(zhuǎn)會(huì)使桿柱脫扣、光桿甩彎，地面驅(qū)動(dòng)裝置零部件損壞；螺桿泵的反轉(zhuǎn)不僅會(huì)危及設(shè)備的安全，還會(huì)危及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)操作人員的安全，成為生產(chǎn)事故的隱患，圖 2 顯示了皮帶輪破碎的情況。螺桿泵扭力釋放自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。螺桿泵抽油桿扭力釋放自動(dòng)控制系統(tǒng)，將摩擦剎車系統(tǒng)安裝于光桿上， 螺桿泵停井反轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)剎車轂帶動(dòng)齒輪泵自動(dòng)工作打壓，齒輪泵產(chǎn)生的壓力推動(dòng)液壓柱圖 2 皮帶輪破碎圖片圖 3 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用塞，將剎車蹄張開(kāi)使摩擦片與剎車鼓摩擦，產(chǎn)生制動(dòng)效果。起到安全保護(hù)作用，同時(shí)還設(shè)計(jì)有手動(dòng)剎車裝置，保證日常生產(chǎn)維護(hù)使得操作安全，圖 3 為該系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
螺桿泵扭力釋放自動(dòng)控制系統(tǒng)在螺桿泵停機(jī)時(shí)，能夠達(dá)到旋轉(zhuǎn)—減速—自動(dòng)停止—再旋轉(zhuǎn)—減速—自動(dòng)停止 , 完成循環(huán)緩慢釋放抽油桿扭力的目的，有效降低停機(jī)過(guò)程中的加速釋放，防止快速轉(zhuǎn)產(chǎn)生的意 外 事 件。 目 前， 勝 利 油 田 稠 油區(qū) 塊 比 較 多， 原 油 黏 度 較 高， 多屬 疏 松 砂 巖 油 藏， 油 層 埋 藏 淺、壓 實(shí) 程 度 差、 泥 質(zhì) 含 量 高、 非 均質(zhì)嚴(yán)重，普通開(kāi)采方式容易造成砂卡、砂埋等油井故障，同時(shí)，防砂、固砂工藝也會(huì)造成油層堵塞，破壞地層供液。螺桿泵作為一種高效、節(jié)能、與電泵及其他采油設(shè)備相比具有較多優(yōu)點(diǎn)的新型采油設(shè)備越來(lái)越多的用于采油。螺桿泵反轉(zhuǎn)成為亟待解決的問(wèn)題，螺桿泵扭力釋放自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化了螺桿泵地面設(shè)備。設(shè)備安全的本質(zhì)化，是任何設(shè)備推廣應(yīng)用的前提，通過(guò)本系統(tǒng)研制應(yīng)用，進(jìn)一步完善螺桿泵的本質(zhì)安全化，使螺桿泵這一具有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)的設(shè)備具有更加巨大的發(fā)展前景。
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