《螺杆泵采油》PPT课件.ppt

一、螺杆泵采油技术基本原理一、螺杆泵采油技术基本原理二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析三、螺杆泵采油配套技术三、螺杆泵采油配套技术四、螺杆泵室内检测技术四、螺杆泵室内检测技术五、螺杆泵井施工作业五、螺杆泵井施工作业1、原理、原理 什么是螺杆泵什么是螺杆泵？螺螺杆杆泵泵又又叫叫渐渐进进容容积积式式泵泵(PCP)(PCP)，由由定定子子和和转转子子组组成成，两两者者的的螺螺旋旋状状配配合合形形成成多多个个连连续续的的密密封封腔腔室室，通通过过转转子子的的旋旋转转运运动动使使密密封封腔腔室室不断产生不断产生、运移和消失运移和消失,实现对介质的举升。实现对介质的举升。1 原理原理 单单螺螺杆杆泵泵是是由由在在工工作作状状态态下下的的不不动动的的以以橡橡胶胶为为衬衬套套并并浇浇铸铸在在钢钢体体外外套套内内形形成成的的定定子子和和进进行行行行星星转转动动的的钢钢体体转转子子构构成成。定定转转子子内内外外曲曲面面是是一一对对能能够够满满足足啮啮合合、能能密密封封和和密密封封腔腔室室能能推推移移的的一一对对在在空空间间内内啮啮合合的的共共扼扼曲曲面面。定转子端面（横截面）齿形类型主要有以下两种：定转子端面（横截面）齿形类型主要有以下两种：以以短短幅幅外外摆摆线线的的内内等等距距线线作作为为螺螺杆杆的的原原始始齿齿形形曲曲线线，其其共共轭轭曲曲线线作作为为衬套的齿形曲线。衬套的齿形曲线。以以短短幅幅内内摆摆线线的的外外等等距距线线作作为为衬衬套套的的原原始始齿齿形形曲曲线线，其其共共轭轭曲曲线线作作为为螺杆的齿形曲线。螺杆的齿形曲线。如如图图所所示示的的是是不不同同头头数数比比的的螺螺杆杆泵泵定定转转子子横横截截面面图图。其其中中1：2结结构构的的单头螺杆泵是采油螺杆泵普遍采用的结构单头螺杆泵是采油螺杆泵普遍采用的结构。1 11 1：2 22 2结构结构 2 22 2：3 33 3结构结构 3 33 3：4 44 4结构结构 4 44 4：5 55 5结构结构2 结构特征结构特征定转子型线方程定转子型线方程3 运动特征运动特征转子转子定子定子点点啮合啮合线线啮合啮合点啮合点速度点啮合点速度线啮合点速度线啮合点速度 转子截面中心速转子截面中心速 度度啮合点最大和最啮合点最大和最小滑动速度小滑动速度 地面驱动螺杆泵采油系统地面驱动螺杆泵采油系统Sketch of surface driving Sketch of surface driving PCP oil production systemPCP oil production system 潜油螺杆泵采油系统潜油螺杆泵采油系统 Sketch of ESPCP oil Sketch of ESPCP oil production system production system 4 4 4 4、螺杆泵举升方式分类、螺杆泵举升方式分类、螺杆泵举升方式分类、螺杆泵举升方式分类地地地地下下下下部部部部分分分分螺杆泵螺杆泵螺杆泵螺杆泵抽油杆抽油杆抽油杆抽油杆锚定工具锚定工具锚定工具锚定工具杆、管杆、管杆、管杆、管扶正器扶正器扶正器扶正器驱动装置驱动装置驱动装置驱动装置专用井口专用井口专用井口专用井口电电电电 控控控控 箱箱箱箱地面地面地面地面部分部分部分部分螺螺螺螺杆杆杆杆泵泵泵泵采采采采油油油油系系系系统统统统的的的的组组组组成成成成5KGLB500-14KGLB500-14为空心转子螺杆泵为空心转子螺杆泵,每转排量每转排量500500毫升毫升,级数级数1414；GLB(2:3)120-27GLB(2:3)120-27为多头螺杆泵为多头螺杆泵,定转子头数比为定转子头数比为2:3,2:3,每转每转排量排量120120毫升毫升,级数级数2727。例例如如6 6 6 6、螺杆泵型号标注、螺杆泵型号标注、螺杆泵型号标注、螺杆泵型号标注 改进特征代号，以阿拉伯数字表示，厂家自定改进特征代号，以阿拉伯数字表示，厂家自定 制造厂企业代号，用两个汉语拼音字母表示制造厂企业代号，用两个汉语拼音字母表示 单泵或串联泵，单泵不写，串联单泵或串联泵，单泵不写，串联 “用用C”泵的总级数泵的总级数 每转理论排量每转理论排量 ml/r 转子与定子头数比转子与定子头数比 单螺杆抽油泵单螺杆抽油泵,“螺螺”和和“泵泵”字汉语拼音的第一个字母字汉语拼音的第一个字母 抽油杆传动，抽油杆传动，“杆杆”字汉语拼音的第一个字母字汉语拼音的第一个字母,空心转子，用“K”；等壁厚定子，用“D”G GLBLB()7 7 7 7、螺杆泵的特性参数、螺杆泵的特性参数、螺杆泵的特性参数、螺杆泵的特性参数单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵(单头单头单头单头)基本结构尺寸基本结构尺寸基本结构尺寸基本结构尺寸单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵单螺杆泵(单头单头单头单头)主要特性参数主要特性参数主要特性参数主要特性参数 8 8 8 8、螺杆泵采油的主要特点、螺杆泵采油的主要特点、螺杆泵采油的主要特点、螺杆泵采油的主要特点 优优 点点一次性投资低一次性投资低 安装维护方便安装维护方便 能耗低能耗低 适应性强适应性强结构简单结构简单 结构简单结构简单 泵效高泵效高,恒载荷运转恒载荷运转 稠油稠油,含气含气,含砂井含砂井 不足不足不适应供液不足的不适应供液不足的油井油井烧泵烧泵 不适应超深和高温不适应超深和高温油井油井定子橡胶耐高定子橡胶耐高温性能差温性能差 9 9 螺杆泵应用现状螺杆泵应用现状螺杆泵应用现状螺杆泵应用现状股份公司各油田使用螺杆泵基本情况股份公司各油田使用螺杆泵基本情况股份公司各油田使用螺杆泵基本情况股份公司各油田使用螺杆泵基本情况37373737口口口口53535353口口口口91919191口口口口121121121121口口口口1396139613961396口口口口吉林油田吉林油田吉林油田吉林油田 二连油田二连油田二连油田二连油田 大庆油田大庆油田大庆油田大庆油田 冀东油田冀东油田冀东油田冀东油田 大港油田大港油田大港油田大港油田 出 砂高含水出砂稠油冷采稠 油26口口辽河油田辽河油田辽河油田辽河油田一、螺杆泵采油技术基本原理一、螺杆泵采油技术基本原理二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析三、螺杆泵采油配套技术三、螺杆泵采油配套技术四、螺杆泵室内检测技术四、螺杆泵室内检测技术五、螺杆泵井施工作业五、螺杆泵井施工作业螺杆泵工作特性曲线螺杆泵工作特性曲线PMPaMPa螺杆泵的理论排量及负载特性螺杆泵的理论排量及负载特性螺杆泵的理论排量及负载特性螺杆泵的理论排量及负载特性 (以以以以1 1 1 1：2 2 2 2结构为例结构为例结构为例结构为例)Q QQ Q螺杆泵的理论排量，螺杆泵的理论排量，螺杆泵的理论排量，螺杆泵的理论排量，m mm m3 33 3/d/d/d/d E EE E 转子的偏心距，转子的偏心距，转子的偏心距，转子的偏心距，mmmmmmmm D DD D 转子截圆直径，转子截圆直径，转子截圆直径，转子截圆直径，mmmmmmmm，D=2RD=2RD=2RD=2R T TT T 定子导程，定子导程，定子导程，定子导程，mmmmmmmm，T=2tT=2tT=2tT=2t n n n n 转子的转速，转子的转速，转子的转速，转子的转速，r/minr/minr/minr/min M M M M转子扭矩转子扭矩转子扭矩转子扭矩 N.mN.mN.mN.m 空腔面积空腔面积空腔面积空腔面积A=4ED+A=4ED+A=4ED+A=4ED+R R R R2 2 2 2-R R R R2 22 2=4ED=4ED=4ED=4ED空腔体积空腔体积空腔体积空腔体积V=AT=4EDTV=AT=4EDTV=AT=4EDTV=AT=4EDTT=2t举升高度对螺杆泵工作特性的影响举升高度对螺杆泵工作特性的影响 随随着着工工作作压压力力pp的的增增加加，螺螺杆杆泵泵会会出出现现漏漏失失。特特别别是是因因工工作作压压力力产产生生的的定定子子衬衬套套橡橡胶胶压压缩缩量量大大于于过盈时，漏失会明显加剧。过盈时，漏失会明显加剧。当当ppppk k时时，泵泵的的漏漏失失开开始始加加剧剧。ppk k定定义义为为开开启启压压力力，开开启启压压力力就就是是泵泵明明显显产产生生漏漏失失时时的的工工作作压压力力。实实际际应应用用中中，开开启启压压力力等等同同于于螺螺杆杆泵泵的的单单级合理承压能力。级合理承压能力。举升高度对排量特性影响举升高度对排量特性影响 工工作作压压差差决决定定负负载载扭扭矩矩大大小小，而而过过盈盈产产生生摩摩擦擦扭扭矩矩与与工工作作压压差差无无关关。而而随随着着工工作作压压力力的的增增加加，定定子子衬衬套套压压缩缩量量增增加加，定定转转子子间间的的过过盈盈会会减减小小，即即T Tf f增加的同时，增加的同时，T Tf0f0将减小。将减小。由由以以上上分分析析和和试试验验可可知知，螺螺杆杆泵泵转转子子扭扭矩矩与与工工作作压压力力有有很很好好的的直直线线性性，且且摩摩擦擦扭扭矩矩在在举举升升具具有有润润滑滑性性的的液液体体时时，只只占占转转子子负负载载扭扭矩矩的的较较小小一一部分。部分。举升高度对负载特性的影响举升高度对负载特性的影响KGLB120-27KGLB120-27型泵的排量与举升高度的关系型泵的排量与举升高度的关系 GLB500-14 GLB500-14 型泵转子扭矩曲线型泵转子扭矩曲线 过盈对螺杆泵工作特性的影响过盈对螺杆泵工作特性的影响摩擦扭矩的计算摩擦扭矩的计算 由上式可知：由上式可知：1 1）随随着着定定转转子子间间过过盈盈量量的的增增加加，定定转转子子间间的的摩摩擦擦扭扭矩矩将将增大；增大；2 2）橡胶物性也会影响摩擦扭矩的大小；）橡胶物性也会影响摩擦扭矩的大小；3 3）转子直径的增大，将直接导致摩擦扭矩的增大。）转子直径的增大，将直接导致摩擦扭矩的增大。GLB500-14GLB500-14型泵不同过盈的型泵不同过盈的摩擦扭矩摩擦扭矩 过盈对螺杆泵工作特性的影响过盈对螺杆泵工作特性的影响 过盈对举升特性的影响过盈对举升特性的影响 螺螺杆杆泵泵的的单单级级举举升升能能力力主主要要取取决决于于线线啮啮合合和和点点啮啮合合线线的的密密封封能能力力。而而啮啮合合线线的的密密封封主主要要是是依依靠靠定定转转子子间间过过盈盈来来实实现现的的。显显然然过过盈盈量量越越大大，密密封封越越好好，单单级级举举升升能能力力越越强强，但但摩摩擦擦扭矩也会增大。扭矩也会增大。不不考考虑虑工工况况环环境境和和运运动动学学特特性性等等因因素素对对举举升升能能力力的的影影响响，由由前前文文所所述述，当当工工作作腔腔室室的的液液压压力力P Pi i大大于于因因过过盈盈产产生生的的接接触触压压力力P PN N时时封封闭闭腔腔室会出现漏失，即：室会出现漏失，即：增增加加过过盈盈量量会会增增加加接接触触压压力力，从从而而提提高单级承压能力。高单级承压能力。过盈量过盈量与与单级承压能力的关系单级承压能力的关系转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响 工工作作转转速速与与泵泵的的排排量量成成正正比比，随随着着转转子子转转速速的的增增加加，可可有有效效减减少少漏漏失失，增加泵的举升能力。增加泵的举升能力。工作转速与单级承压能力关系工作转速与单级承压能力关系 转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响 转转子子转转速速与与工工作作扭扭矩矩无无关关，但但转转子子转转速速的的增增加加将将增增加加惯惯性性力力，惯惯性性力力将将增增加啮合线和啮合点的接触压力，所以将增加摩擦扭矩。加啮合线和啮合点的接触压力，所以将增加摩擦扭矩。工作转速与摩擦扭矩关系工作转速与摩擦扭矩关系 转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响162r/min162r/min；205r/min205r/min；255r/min255r/min转子转速对螺杆泵工作特性的影响转子转速对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度对螺杆泵工作特性的影响温度与举升能力的关系温度与举升能力的关系 定子橡胶衬套在实定子橡胶衬套在实际工况环境下，其体积际工况环境下，其体积将发生热胀，热胀的结将发生热胀，热胀的结果是增加定、转子间的果是增加定、转子间的过盈，进而可提高螺杆过盈，进而可提高螺杆泵的举升能力。泵的举升能力。温度的增加会有效温度的增加会有效提升举升能力。而实验提升举升能力。而实验发现，温度对螺杆泵转发现，温度对螺杆泵转子负载扭矩无明显影响。子负载扭矩无明显影响。举升介质粘度会直接影响螺杆泵的漏失特性，漏失量反比于举升介质粘度，随举升介质粘度会直接影响螺杆泵的漏失特性，漏失量反比于举升介质粘度，随着粘度的增加，漏失会减少，单级承压能力增加。着粘度的增加，漏失会减少，单级承压能力增加。介质粘度与承压能力的关系介质粘度与承压能力的关系 介质粘度对举升能力的影响介质粘度对举升能力的影响一、螺杆泵采油技术基本原理一、螺杆泵采油技术基本原理二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析三、螺杆泵采油配套技术三、螺杆泵采油配套技术四、螺杆泵室内检测技术四、螺杆泵室内检测技术五、螺杆泵井施工作业五、螺杆泵井施工作业 所所谓谓螺螺杆杆泵泵选选井井选选泵泵技技术术是是依依靠靠油油井井的的状状况况来来合合理理选选择择螺螺杆杆泵泵的的泵泵型型、确确定定泵泵的的工工作作参参数数，或或根根据据某某一一规规格格的的螺螺杆杆泵泵来来选选井井。而而螺螺杆杆泵泵采采油油井井的的合合理理工工况况是是指指油油井井在在合合理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。由由螺螺杆杆泵泵的的工工作作特特性性曲曲线线可可知知，螺螺杆杆泵泵同同潜潜油油电电泵泵一一样样存存在在最最佳佳工工作作区区域域。经经过过几几年年来来的的实实验验研研究究认认为为，把把螺螺杆杆泵泵工工作作特特性性曲曲线线分分为为A A、B B、C C三三个个区区域域较较为为合合理理。其其中中A A为为合合理理工工作作区区，B B为为软软工工作作区区，C C为为不不合合理理工工作作区区，如如 后后面图所示，区域边界的确定方法大致如下。面图所示，区域边界的确定方法大致如下。C区：螺杆泵在该区工作，尽管有效扬程较高，但泵漏失严重，系统效率非常低，因而螺杆泵在C区工作很不经济，而且螺杆泵在C区工作稳定性差，泵效与流压关系敏感，故螺杆泵不应在区工作。螺杆泵合理工作区域确定螺杆泵合理工作区域确定A区：螺杆泵在该区工作，取B、C区之长，避B、C区之短，流压与排量、系统效率的关系不敏感，生产稳定性好。B区：螺杆泵在该区工作，虽然泵效高，但系统效率低，有效扬程低，不但泵的潜能没得到发挥，而且因生产压差过小，油井产能也被抑制。因此螺杆泵不应工作在B区。上限：泵容积效率应大于上限：泵容积效率应大于65%65%；下限：泵的工作压力；下限：泵的工作压力P P P Pmaxmax30%30%。2 2、螺杆泵管柱防脱及扶正技术螺杆泵管柱防脱及扶正技术 管柱防脱技术管柱防脱技术管柱防脱技术管柱防脱技术 支撑卡瓦支撑卡瓦 张力油管锚张力油管锚 防扭锚防扭锚 反扣油管反扣油管DQ0552DQ0552支撑卡瓦支撑卡瓦 卡瓦中心管卡瓦中心管管柱扶正技术管柱扶正技术管柱扶正技术管柱扶正技术 由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期性冲由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期性冲击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设置扶正器。击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设置扶正器。一般在定子上接头处安装较为适宜，而对于采用反扣油一般在定子上接头处安装较为适宜，而对于采用反扣油管的管柱，则需在定子上、下接头处分别安装扶正器。管的管柱，则需在定子上、下接头处分别安装扶正器。目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一种是橡胶式。目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一种是橡胶式。抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析抽油杆柱脱扣机理分析 a.a.负载扭矩过大停机后杆柱高速反转造成抽油杆脱扣负载扭矩过大停机后杆柱高速反转造成抽油杆脱扣 螺螺杆杆泵泵采采油油井井一一旦旦发发生生蜡蜡堵堵、结结蜡蜡严严重重或或卡卡泵泵时时，负负载载扭扭矩矩会会明明显显加加大大，因因而而整整个个杆杆柱柱上上贮贮存存一一定定量量的的弹弹性性变变形形能能，一一旦旦停停机机或或过过载载停停机机，杆杆柱柱内内贮贮存存的的弹弹性性变变形形能能要要释释放放，从从而而造造成成杆杆柱柱高高速速反反转转，特特别别是是杆杆柱柱上上部部即即在在弹弹性性变变形形能能释释放放后后，在在惯惯性性力力的的作作用用下下，要要继继续续反反转转，从从而而会会使使杆杆柱柱丝丝扣扣联联接处倒扣，造成杆柱脱扣。接处倒扣，造成杆柱脱扣。b.b.停机后油管内液体回流杆柱反转造成抽油杆脱扣停机后油管内液体回流杆柱反转造成抽油杆脱扣如如果果螺螺杆杆泵泵采采油油井井突突然然停停机机，而而且且油油井井动动液液面面较较深深，那那么么停停机机后后，螺螺杆杆泵泵在在管管柱柱内内的的液液力力作作用用下下，将将驱驱动动转转子子反反转转，带带动杆柱反转脱扣。动杆柱反转脱扣。3 3 3 3、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术 c.c.转子在油套环空内的液力作用下转动，造成杆柱脱转子在油套环空内的液力作用下转动，造成杆柱脱扣扣 对于那些产液能力较强并有一定自喷能力的螺杆泵井对于那些产液能力较强并有一定自喷能力的螺杆泵井（指大排量螺杆泵而言），一旦停机，套压会很高，螺杆（指大排量螺杆泵而言），一旦停机，套压会很高，螺杆泵在油套环空液力的作用下，将驱动转子正向转动，而此泵在油套环空液力的作用下，将驱动转子正向转动，而此时转子将带动杆柱正向转动，转子转动将使整个杆柱的螺时转子将带动杆柱正向转动，转子转动将使整个杆柱的螺纹联接处于倒扣状态，因而会造成杆柱脱扣。纹联接处于倒扣状态，因而会造成杆柱脱扣。d.d.施工作业过程中造成杆柱脱扣施工作业过程中造成杆柱脱扣 在施工过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不够，在施工过程中，如果抽油杆联接螺纹上扣扭矩不够，当转子进入定子时，转子正转，从而会使转子上部抽油杆当转子进入定子时，转子正转，从而会使转子上部抽油杆杆柱螺纹联接不紧处发生脱扣。杆柱螺纹联接不紧处发生脱扣。a.a.机械防反转装置机械防反转装置 在在驱驱动动头头上上安安装装防防反反转转装装置置，使使抽抽油油杆杆不不能能反反转转，从从而而达达到到防防止止因因抽抽油油杆杆反反转转而而造造成成的的脱脱扣扣的的目目的的，如如图图7-267-26。该该装装置置采采用用定定向向离离合合器器的的原原理理，使使抽抽油油杆杆只只能能做做单单向向转转动动。在在离离合合器器的的外外壳壳体体上上安安装装有有刹刹车车带带。当当需需要要上上提提杆杆柱柱时时，可可先先放放开开刹刹车车带带，将将弹弹性性变变形形能能释释放放出出去去，确保施工作业安全。确保施工作业安全。防反转装置原理图防反转装置原理图抽油杆柱防脱措施抽油杆柱防脱措施 b.b.井下回流控制阀井下回流控制阀 在在螺螺杆杆泵泵的的吸吸入入口口处处，安安装装单单向向阀阀，使使液液体体只只能能做做举举升升方方向向上上的的单单向向流流动动。停停机机时时，油油管管内内的的液液体体不不能能回回流流，抽抽油油杆杆也也就就不不会会因因液液体体回回流流而而反反转转，从从而而达达到防止因液体回流而造成的抽油杆脱扣。到防止因液体回流而造成的抽油杆脱扣。c.c.放气阀防正转脱扣放气阀防正转脱扣 在在井井口口安安装装放放气气阀阀，当当套套压压大大于于阀阀的的调调定定压压力力时时，放放气气阀阀自自动动打打开开，气气体体进进入入输输油油管管线线；当当套套压压低低于于阀阀的的调调定定压压力力时时，阀阀关关闭闭，从从而而保保证证套套压压始始终终不不致致过过高高，降降低低油油套套环环空空对对泵泵的的液液力力作作用用，防防止止转转子子在在液液力力作作用用下正转，实现杆柱防脱。下正转，实现杆柱防脱。抽油杆扶正技术抽油杆扶正技术 抽油杆柱在油管内转动，杆柱的转动会引抽油杆柱在油管内转动，杆柱的转动会引起井口的振动及杆柱与管柱的摩擦，所以抽油起井口的振动及杆柱与管柱的摩擦，所以抽油杆柱必须实施扶正，特别是高转速的螺杆泵井。杆柱必须实施扶正，特别是高转速的螺杆泵井。通常在杆柱的上端即光杆附近、杆柱的下端即通常在杆柱的上端即光杆附近、杆柱的下端即转子附近以及中下部一定要放置扶正器。抽油转子附近以及中下部一定要放置扶正器。抽油杆扶正器一般采用抗磨损的尼龙材料制造，其杆扶正器一般采用抗磨损的尼龙材料制造，其结构如下图。结构如下图。3 3 3 3、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术抽油杆扶正器示意图抽油杆扶正器示意图4 4 4 4、螺杆泵驱动装置配套技术螺杆泵驱动装置配套技术螺杆泵驱动装置配套技术螺杆泵驱动装置配套技术 地面驱动装地面驱动装地面驱动装地面驱动装置根据原动置根据原动置根据原动置根据原动机不同可分机不同可分机不同可分机不同可分为为为为三类三类三类三类:内燃机驱动内燃机驱动内燃机驱动内燃机驱动液压驱动液压驱动电电电电 动动动动 机机机机机械驱动机械驱动机械驱动机械驱动地面驱动装地面驱动装地面驱动装地面驱动装置根据原动置根据原动置根据原动置根据原动机不同可分机不同可分机不同可分机不同可分为为为为三类三类三类三类:需配重、体积需配重、体积大，结构笨重，大，结构笨重，不便安装运输不便安装运输调参调参.结构一结构一电机立置、斜齿传动电机立置、斜齿传动地地面面驱驱动动装装置置的的密密封封原原理理光杆盘根盒动密封系统光杆盘根盒动密封系统光杆盘根盒动密封系统光杆盘根盒动密封系统结构二结构二电机侧摆、锥齿传动电机侧摆、锥齿传动带轮一级减速圆弧正交锥带轮一级减速圆弧正交锥齿轮二级传动系统齿轮二级传动系统总传动比总传动比4-84-8优选齿轮传动比优选齿轮传动比56/13=4.356/13=4.31 1模数为模数为6 6输出转速输出转速75-300r/m75-300r/minin设计输出轴扭矩设计输出轴扭矩3500Nm3500Nm轴向负载轴向负载120kN120kN主要零件安全系数为主要零件安全系数为2.52.5负载电机功率负载电机功率22kW22kW、30kW30kW密封轴机械密封油杯密封系统结构三结构三电机卧置、锥齿传动电机卧置、锥齿传动带轮一级减速、双曲线斜交锥带轮一级减速、双曲线斜交锥齿轮二级传动系统齿轮二级传动系统总传动比总传动比4-84-8优选齿轮传动比优选齿轮传动比35/6=5.8335/6=5.83模数为模数为6 6输出转速输出转速75-250r/m75-250r/minin设计输出轴扭矩设计输出轴扭矩3500Nm3500Nm（1400Nm1400Nm）轴向负载轴向负载120kN120kN主要零部件安全系数为主要零部件安全系数为2.52.5负载电机功率负载电机功率5.55.5、7.57.5、1111、1515、18.518.5、2222、30kW30kW盘根盒盘根盒漏油油杯结构解决箱体油封漏油漏油油杯结构解决箱体油封漏油机械密封机械密封光杆光杆功能功能机机械械密密封封系系统统螺杆泵采油驱动系统驱动装置螺杆泵采油驱动系统驱动装置螺杆泵采油驱动系统驱动装置螺杆泵采油驱动系统驱动装置螺螺杆杆泵泵新新型型螺螺杆杆泵泵地地面面驱驱动动装装置置，与与老老型型号号的的驱驱动装置比较，具有以下几个优点：动装置比较，具有以下几个优点：该该驱驱动动装装置置采采用用上上置置式式机机械械密密封封，设设计计结结构构合合理理，机机械械密密封封使使用用寿寿命命较较长长，能能保保证证井井口口不不渗渗不不漏漏，同同时时方便维护、更换。方便维护、更换。该驱动装置整合了专用井口，节省了投资。该驱动装置整合了专用井口，节省了投资。该该驱驱动动装装置置设设计计了了光光杆杆锁锁定定机机构构，在在进进行行维维修修和和测试传感器安装时不用吊车，节约后期维护费用。测试传感器安装时不用吊车，节约后期维护费用。驱动装置技术参数表驱动装置技术参数表变频无级调速变频无级调速机械无级调速机械无级调速5、软启停无级调参驱动技术、软启停无级调参驱动技术调速范围调速范围50-300r/min50-300r/min6 6 6 6、螺杆泵井电控箱、螺杆泵井电控箱、螺杆泵井电控箱、螺杆泵井电控箱电控箱的功能电控箱的功能保保保保护护护护功功功功能能能能过载、断相、过过载、断相、过压、漏电、堵转压、漏电、堵转电电电电机机机机三相三相三相三相电流电流电流电流严重不平衡严重不平衡防风沙防风沙防盗的特点。防盗的特点。防防雨雨电电电电压压压压表表表表电流电流电流电流表表表表可直观的反可直观的反可直观的反可直观的反映螺杆泵的映螺杆泵的映螺杆泵的映螺杆泵的工作情况工作情况工作情况工作情况(1)(1)(1)(1)过载保护技术过载保护技术过载保护技术过载保护技术 为为为为了了了了保保保保证证证证螺螺螺螺杆杆杆杆泵泵泵泵采采采采油油油油系系系系统统统统安安安安全全全全运运运运转转转转，需需需需要要要要实实实实施施施施过过过过载载载载保保保保护护护护技技技技术术术术，因因因因为为为为一一一一旦旦旦旦过过过过载载载载会会会会使使使使油油油油井井井井出出出出现现现现杆杆杆杆断断断断、皮皮皮皮带带带带断断断断，减减减减速速速速箱箱箱箱内内内内的的的的齿齿齿齿轮轮轮轮、轴轴轴轴承承承承损损损损坏坏坏坏，甚甚甚甚至至至至烧烧烧烧坏坏坏坏电电电电机机机机等等等等事事事事故故故故。常常常常用用用用的的的的过过过过载载载载保保保保护护护护有有有有扭扭扭扭矩矩矩矩法和电流法法和电流法法和电流法法和电流法两种。两种。两种。两种。7、螺杆泵过载、欠栽保护技术、螺杆泵过载、欠栽保护技术(2)(2)(2)(2)(2)(2)欠载保护技术欠载保护技术欠载保护技术欠载保护技术欠载保护技术欠载保护技术 欠欠欠欠载载载载保保保保护护护护技技技技术术术术只只只只是是是是针针针针对对对对螺螺螺螺杆杆杆杆泵泵泵泵井井井井出出出出现现现现杆杆杆杆断断断断、脱脱脱脱扣扣扣扣、扣扣扣扣坏坏坏坏故故故故障障障障时时时时为为为为避避避避免免免免杆杆杆杆柱柱柱柱与与与与管管管管柱柱柱柱磨磨磨磨损损损损而而而而实实实实施施施施的的的的一一一一项项项项保保保保护护护护技技技技术术术术。欠欠欠欠载载载载保保保保护护护护也也也也采采采采用用用用电电电电流流流流法法法法，当当当当驱驱驱驱动动动动电电电电机机机机的的的的工工工工作作作作电电电电流流流流接接接接近近近近驱驱驱驱动动动动电电电电机机机机的的的的空空空空转转转转电电电电流流流流时时时时，自动停机实现欠载保护。自动停机实现欠载保护。自动停机实现欠载保护。自动停机实现欠载保护。7、螺杆泵过载、欠栽保护技术、螺杆泵过载、欠栽保护技术 这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优点这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优点这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优点这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优点8、螺杆泵专用抽油杆配套技术、螺杆泵专用抽油杆配套技术 （1）螺杆泵专用抽油杆形式）螺杆泵专用抽油杆形式 镦锻式防脱空心抽油杆镦锻式防脱空心抽油杆锥螺纹结构螺杆泵抽油杆锥螺纹结构螺杆泵抽油杆因为上扣扭矩越大，需要的卸扣扭因为上扣扭矩越大，需要的卸扣扭矩也越大。因此，锥螺纹结构螺杆泵抽矩也越大。因此，锥螺纹结构螺杆泵抽油杆作业时，增大上扣扭矩，从而提高油杆作业时，增大上扣扭矩，从而提高其防脱性能。其防脱性能。抽油杆型号抽油杆型号杆体承扭杆体承扭28H级级普通抽油杆普通抽油杆2288-269025H级级普通抽油杆普通抽油杆1629-198225D级级普通抽油杆普通抽油杆1336-162622H级级普通抽油杆普通抽油杆1110-135122D级级普通抽油杆普通抽油杆910-1107（2）抽油杆扭矩）抽油杆扭矩普通抽油杆扭矩普通抽油杆扭矩序号序号摩擦焊抽油杆型号摩擦焊抽油杆型号杆体抗扭杆体抗扭1 138D38D级普通空心级普通空心3670-44663670-44662 236D36D级普通空心级普通空心3091-37613091-37613 334D34D级普通空心级普通空心2530-30792530-3079镦锻式防脱空心抽油杆扭矩镦锻式防脱空心抽油杆扭矩镦锻式防脱空心抽油杆扭矩镦锻式防脱空心抽油杆扭矩锥螺纹抽油杆锥螺纹抽油杆锥螺纹抽油杆锥螺纹抽油杆扭矩扭矩扭矩扭矩抽油杆型号抽油杆型号杆体承扭杆体承扭25H25H级锥螺纹抽油杆级锥螺纹抽油杆1629-19821629-1982（3）镦断式防脱抽油杆连接方式）镦断式防脱抽油杆连接方式牙体对插到位牙体对插到位保证上扣扭矩保证上扣扭矩加强杆柱扶正加强杆柱扶正注注意意序号序号泵型泵型推荐抽油杆推荐抽油杆1GLB1200-1242D镦锻式防脱空心抽油杆镦锻式防脱空心抽油杆2GLB800-1438D镦锻式防脱空心抽油杆镦锻式防脱空心抽油杆3GLB500-1436D镦锻式防脱空心抽油杆镦锻式防脱空心抽油杆4GLB300-2125H锥螺纹防脱抽油杆锥螺纹防脱抽油杆5GLB200-2525H锥螺纹防脱抽油杆锥螺纹防脱抽油杆6GLB120-2722H锥螺纹防脱抽油杆锥螺纹防脱抽油杆7GLB75-4022H锥螺纹防脱抽油杆锥螺纹防脱抽油杆8GLB40-4222H锥螺纹防脱抽油杆锥螺纹防脱抽油杆8、螺杆泵专用抽油杆配套技术、螺杆泵专用抽油杆配套技术（4 4 4 4）抽油杆的选配方法）抽油杆的选配方法）抽油杆的选配方法）抽油杆的选配方法9 9、螺杆泵测试技术、螺杆泵测试技术定子定子驱动头驱动头套管套管油管油管抽油杆抽油杆抽油杆短节抽油杆短节油管接箍油管接箍转子转子油管接箍油管接箍 针对问题针对问题针对问题针对问题测试操作复杂、风测试操作复杂、风测试操作复杂、风测试操作复杂、风险大，险大，险大，险大，诊断结果符合率较低诊断结果符合率较低诊断结果符合率较低诊断结果符合率较低 。分析对象分析对象分析对象分析对象螺杆泵举升系统螺杆泵举升系统螺杆泵举升系统螺杆泵举升系统（从井筒到地面驱动装置）（从井筒到地面驱动装置）（从井筒到地面驱动装置）（从井筒到地面驱动装置）应用目的应用目的应用目的应用目的确定螺杆泵井的生确定螺杆泵井的生确定螺杆泵井的生确定螺杆泵井的生产运行状况，对螺杆泵井的单井产运行状况，对螺杆泵井的单井产运行状况，对螺杆泵井的单井产运行状况，对螺杆泵井的单井工况进行分析和对存在的故障进工况进行分析和对存在的故障进工况进行分析和对存在的故障进工况进行分析和对存在的故障进行诊断。行诊断。行诊断。行诊断。1)1)测试的目的测试的目的 通过油井基础资料（如地层参数、钻井通过油井基础资料（如地层参数、钻井通过油井基础资料（如地层参数、钻井通过油井基础资料（如地层参数、钻井/完完完完井资料、油井生产报表）的录取，以及室内检测井资料、油井生产报表）的录取，以及室内检测井资料、油井生产报表）的录取，以及室内检测井资料、油井生产报表）的录取，以及室内检测资料（如室内检泵数据、电机负载特性数据）的资料（如室内检泵数据、电机负载特性数据）的资料（如室内检泵数据、电机负载特性数据）的资料（如室内检泵数据、电机负载特性数据）的参考，采用专用测试仪测量螺杆泵井光杆扭矩、参考，采用专用测试仪测量螺杆泵井光杆扭矩、参考，采用专用测试仪测量螺杆泵井光杆扭矩、参考，采用专用测试仪测量螺杆泵井光杆扭矩、轴向力载荷随时间的变化曲线，通过螺杆泵井系轴向力载荷随时间的变化曲线，通过螺杆泵井系轴向力载荷随时间的变化曲线，通过螺杆泵井系轴向力载荷随时间的变化曲线，通过螺杆泵井系统诊断及优化软件对测试数据进行分析，完成对统诊断及优化软件对测试数据进行分析，完成对统诊断及优化软件对测试数据进行分析，完成对统诊断及优化软件对测试数据进行分析，完成对螺杆泵井的系统诊断和优化设计。螺杆泵井的系统诊断和优化设计。螺杆泵井的系统诊断和优化设计。螺杆泵井的系统诊断和优化设计。9 9、螺杆泵测试技术、螺杆泵测试技术（2 2 2 2）、螺杆泵系统诊断测试的原理）、螺杆泵系统诊断测试的原理）、螺杆泵系统诊断测试的原理）、螺杆泵系统诊断测试的原理 ST-30ST-30ST-30ST-30测试仪主要性能指标：测试仪主要性能指标：测试仪主要性能指标：测试仪主要性能指标：测量参数：测量参数：测量参数：测量参数：光杆扭矩，光杆轴向光杆扭矩，光杆轴向光杆扭矩，光杆轴向光杆扭矩，光杆轴向 力；力；力；力；量程和精度：量程和精度：量程和精度：量程和精度：光杆扭矩光杆扭矩光杆扭矩光杆扭矩0 0 0 01500N.m1500N.m1500N.m1500N.m，1.01.01.01.0级；轴向力级；轴向力级；轴向力级；轴向力0 0 0 010t10t10t10t，0.50.50.50.5级；级；级；级；采样速率：采样速率：采样速率：采样速率：5HZ 30HZ5HZ 30HZ5HZ 30HZ5HZ 30HZ；工作环境温度：工作环境温度：工作环境温度：工作环境温度：-40-40-40-40+70+70+70+70；温度系数：；温度系数：；温度系数：；温度系数：0.20.20.20.2无线信号传输距离：无线信号传输距离：无线信号传输距离：无线信号传输距离：20m 20m 20m 20m；传感器适用杆径：传感器适用杆径：传感器适用杆径：传感器适用杆径：28mm-28mm-28mm-28mm-38mm38mm38mm38mm9 9、螺杆泵测试技术、螺杆泵测试技术（3 3 3 3）、螺杆泵系统诊断测试的硬件）、螺杆泵系统诊断测试的硬件）、螺杆泵系统诊断测试的硬件）、螺杆泵系统诊断测试的硬件传感器发射器 以螺杆泵采油井中以螺杆泵采油井中以螺杆泵采油井中以螺杆泵采油井中抽油杆、螺杆泵的受力抽油杆、螺杆泵的受力抽油杆、螺杆泵的受力抽油杆、螺杆泵的受力模型和螺杆泵采油系统模型和螺杆泵采油系统模型和螺杆泵采油系统模型和螺杆泵采油系统故障逻辑诊断模型为基故障逻辑诊断模型为基故障逻辑诊断模型为基故障逻辑诊断模型为基础，以现场的实际生产础，以现场的实际生产础，以现场的实际生产础，以现场的实际生产和测试资料为依据，以和测试资料为依据，以和测试资料为依据，以和测试资料为依据，以WINDOWS 9X/NTWINDOWS 9X/NTWINDOWS 9X/NTWINDOWS 9X/NT为操作平为操作平为操作平为操作平台，台，台，台，利用利用利用利用V B 6.0V B 6.0V B 6.0V B 6.0进行进行进行进行编制了螺杆泵采油系统编制了螺杆泵采油系统编制了螺杆泵采油系统编制了螺杆泵采油系统故障诊断和优化设计软故障诊断和优化设计软故障诊断和优化设计软故障诊断和优化设计软件。能对件。能对件。能对件。能对10101010种工况进行种工况进行种工况进行种工况进行诊断，即工作参数正常，诊断，即工作参数正常，诊断，即工作参数正常，诊断，即工作参数正常，偏高偏高偏高偏高/低、杆断脱、管断低、杆断脱、管断低、杆断脱、管断低、杆断脱、管断脱、管漏失、泵漏失脱、管漏失、泵漏失脱、管漏失、泵漏失脱、管漏失、泵漏失/容容容容胀、定子脱胶、结蜡严胀、定子脱胶、结蜡严胀、定子脱胶、结蜡严胀、定子脱胶、结蜡严重重重重。9 9、螺杆泵测试技术、螺杆泵测试技术软件主操作界面软件主操作界面（4 4）、螺杆泵系统诊断测试的软件）、螺杆泵系统诊断测试的软件一、螺杆泵采油技术基本原理一、螺杆泵采油技术基本原理二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析三、螺杆泵采油配套技术三、螺杆泵采油配套技术四、螺杆泵室内检测技术四、螺杆泵室内检测技术五、螺杆泵井施工作业五、螺杆泵井施工作业动力系统动力系统:主要包括驱动电机、变频器、减速器等组成。通过变频实现无级调速。主要包括驱动电机、变频器、减速器等组成。通过变频实现无级调速。数数据据采采集集及及自自动动调调节节系系