1、螺杆泵工况诊断技术在现场的应用摘 要：吉林油田扶余采油厂目前已经应用螺杆泵井 1054 口，其中直井 52 口，其余都是斜井、水平井。螺杆泵采油具有举升效率高，占地面积少，安装、维护参数调整方便，井况适应性强等优点，目前被越来越多的应用到现场，螺杆泵井在日常生产管理中存在的井下工况诊断困难这一难题，目前对于螺杆泵工况诊断技术方法还很不成熟，由于螺杆泵现场诊断难这一问题始终困扰着经济效益和推广应用。经过几年来的不断总结，适用于螺杆泵井下工况诊断方法的技术被应用到现场管理，目前已经取得了良好的效益。为螺杆泵在吉林油田的大规模推广奠定了基础。 关键词：螺杆泵原理 故障诊断 方法 应用效果 螺杆泵是靠
2、空腔排油，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。 螺杆泵井下工况诊断问题是螺杆泵生产管理工作中的难点。由于螺杆泵井不能测示功图，只能通过采取憋压、测动液面、单井计量、测光杆扭矩等手段再经过综合分析才能诊断出螺杆泵及管柱是否存在问题。 一、螺杆泵常见的井下工况类型分为两类，分为工作正常和工况不正常井，工况
3、不正常井又分为以下三种类型 1.井下螺杆泵的故障主要有：定子溶胀、泵漏失、定子脱胶、供液不足、工作参数偏低等。 2.抽油杆的故障主要是：抽油杆断脱。 3.油管的主要故障主要是：油管结蜡、油管断脱、油管漏。 二、螺杆泵井下工况诊断过程及方法 1.首先采用常规的电流法、憋压法、手动盘车法进行初级诊断。 螺杆泵采用常规的诊断方法是进行螺杆泵井下工况诊断采取的主要手段，但电流法、憋压法和扭矩法，虽然可以大致判断出故障的类型，但要做到准确诊断十分困难。主要有以下原因： 1.1 地面电机电流的变化影响因素太多。 1.1.1 供电电压的波动因素。油田供电电网点多线长，附近工厂靠电力为动力的机械设备，都会造成
4、电压的大幅度波动。 1.1.2 井内结蜡状况、动液面高低变化、泵的磨损状况等。而这些不定因素都是在变化的。 1.1.3 井下事故状况的不同也影响电流的变化。如油管漏失、螺杆泵定子橡胶脱落、管脱、杆脱等。 以上因素交织在一起，现场靠电流来判断井下泵的工作状况是不现实的。 1.2 井口憋压。螺杆泵生产采取井口憋压措施是诊断螺杆泵工作状况的有效方法。但是这种憋压的方法又受到井内供液状况、油气比的高低、泵挂的深浅等诸多因素的影响。憋泵后结果比较模糊。尤其是对螺杆泵磨损、轻微管漏造成的产量下降是不能得出正确的结论的。 1.3 对于井眼轨迹复杂油井由于在井下防偏磨技术上采取的系列措施增加了杆柱载荷、扭矩的
5、变化因素。使手动盘车的方法判断井下故障难度大大增加了。因此，需要进一步研究螺杆泵工况测试诊断技术，实现螺杆泵井下工况的准确诊断。 三、应用螺杆泵井工况测试仪器对油井载荷扭矩测试，通过对测试结果的对比分析确定出该井的井下工况类型 1.螺杆泵井下不同工况类型诊断情况描述。 1.1 螺杆泵正常运行工况，泵效、沉没度、电流等生产参数在正常范围，系统运行稳定，各参数在运行中没有大幅度波动，常规诊断表现：憋泵起压正常，停泵后压力不降，停机有反转。 1.2 杆断脱、管脱工况，计量无产量、动液面上升。常规诊断表现：憋泵不起压，盘车无反弹力。管脱井油压与套压相同。 1.3 泵漏失、管漏失工况，运行状况描述：泵效
6、逐渐下降，动液面逐渐上升。常规诊断表现：憋泵起压慢，停泵后压力下降。严重漏失时憋泵不起压。电流逐渐下降； 1.4 结蜡工况，运行状况描述：泵效逐渐下降，动液面逐渐上升。常规诊断表现：憋泵起压慢，停泵后压力不降，电流上升； 1.5 工作参数偏低工况，常规诊断表现：泵效较高，动液面很浅或在井口，电流偏低，憋泵正常。 1.6 工作参数偏高工况，常规诊断表现：电流偏高，泵效低，液面低，沉没度小甚至接近泵吸入口井，憋泵正常。 1.7 定子橡胶溶胀工况，常规诊断表现：定转子过盈比正常值偏大，泵效和动液面正常。 1.8 定子脱胶工况，常规诊断表现：泵效急剧下降，动液面上升，电流下降并波动。 四、螺杆泵井下工
7、况诊断技术在现场中的应用 1.以甲井为例 该井 2010 年投产，最大井斜角为 16 度，泵挂 483 米， 22mm 抽油杆，160 泵，目前转速为 60rpm，产液量为 8.5 吨，动液面 416 米，泵效67%。该井憋泵正常，电流为 6.9 安培。 1.1 该井停机后载荷基本未降，扭矩值下降不大后平稳，说明泵正常，管没有漏失，杆没有断脱。 1.2 该井理论载荷为 23.8 kN，理论扭矩为 88N*m，正常运行中的载荷平均为 25.4kN，扭矩为 89N*m 都在正常范围内，通过对该井启动、运行、停机过程中的载荷、扭矩变化情况可以比较直观的诊断井下工况的运行情况， 说明该井工况正常。 2
8、.以乙井为例 2009 年投产，投产后生产正常，2010 年 9 月 8 日测液面发现该井液面上升 132 米，憋泵 5 分钟由回压 0.7Mp 上升到 1.8Mp，停泵后 3 分钟降到 0.75Mp ，计量产量由 5.8 吨下降为 1.4 吨。初步判断为管漏或泵漏。 2.1 该井 2010 年 9 月 9 日测试启动扭矩达到了 122N*m，运行时的扭矩值为 76 N*m，而 2009 年 11 月 14 日测试启动扭矩仅为 65N*m，运行时的扭矩值仅为 43N*m，因此判断该井为泵漏失。作业换泵后生产正常。 五、螺杆泵井下工况诊断技术应用规模及效益情况 2011 年我厂通过对发现问题的井
9、，通过采取修井、洗井、调参等措施进行了及时处理，收到了很好的经济效益。 应用螺杆泵井下工况诊断技术对螺杆泵井工况的诊断准确率达到98%，通过及时发现了不正常井，减少了不正常井影响产量，同时提高了修井措施的有效性、针对性，通过及时调整工作参数一方面充分发挥了油井的潜能提高产量，另一方面减少了工作参数过大烧毁螺杆泵、延长了螺杆泵的使用寿命，保持油井在合理生产压差下工作有利于油井的长期稳定运行。 吉林油田扶余采油厂应用螺杆泵工况诊断技术已经达到了一定的规模通过诊断后及时采取措施增加产量 1389 吨，节约各项费用 580 万元，取得了良的经济效益。 参考文献 1中国石油天然气集团公司职业技能鉴定指导中心，采油工.石油工业出版社.2011
