螺杆泵井工艺方案优化设计与工况测试诊断技术(最新)

探讨螺杆泵井工况监控诊断技术与应用摘要: 螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠；而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质。

随着油田开采技术的发展,螺杆泵采油技术在油井举升中得到了广泛应用,并取得巨大的经济效益。

螺杆泵机自动测控程度低,是致使一些螺杆泵井工况不合理,调整不及时导致系统效率偏低,管理不及时导致故障率偏高的主要原因之一。

因此,采用工况诊断技术提高螺杆泵井管理水平,是实现油井稳定高产的有效手段。

关键词: 螺杆泵；工况诊断；完善提高前言螺杆泵采油系统作为一种重要的机械采油工艺,具有占地少、投资小、能耗低、噪音低、易管理、出液平稳等优点,在油田生产中应用越来越广泛。

螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。

螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵。

螺杆泵的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠；而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质。

随着油田开采技术的发展,螺杆泵采油技术在油井举升中得到了广泛应用,并取得巨大的经济效益。

采油厂从开始应用螺杆泵以来，现场应用方面仍存在一些亟待解决的问题,如杆断脱、泵漏失、管柱漏失、定子溶胀、工作参数偏差等。

目前无法完全了解螺杆泵井下运转情况,只能根据油井生产情况进行判断,不利于油井的管理和对螺杆泵运转的监测。

国内螺杆泵井机采井自动测控程度低,是致使一些螺杆泵井工况不合理,调整不及时导致系统效率偏低,管理不及时导致故障率偏高的主要原因之一。

因此,提高螺杆泵井测控水平是实现油井稳定高产的主要配套技术之一。

研究螺杆泵采油工况诊断技术,对于提高螺杆泵采油的技术管理水平具有重要意义。

1螺杆泵的工作原理主要应用的是地面驱动单螺杆泵采油系统(以下简称螺杆泵采油系统)。

电控部分:包括电控箱和电缆;地面驱动部分:包括减速箱和驱动电机、井口动密封、支撑架、方卡等;井下部分:驱动杆、螺杆泵定子、转子;配套工具部分:包括专用井口、光杆、杆扶正器、管扶正器、锚定器等。

浅析螺杆泵井泵况诊断[摘要]随着螺杆泵井在油田的广泛应用，全面科学地判断螺杆泵井下故障成为必要技术，但是对螺杆泵井异常的判断，尤其是漏失井的判断是一个比较困难，也比较复杂的问题。

综合运用电流法、量油法、测试动液面法、蹩压法诊断螺杆泵井泵况，对指导螺杆泵现场生产有着重要意义。

[关键词]螺杆泵泵况诊断中图分类号：te933.3 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）05-0028-02一、问题的提出螺杆泵井作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能代替的优越性，如：它适用于稠油、含砂、高含气井的开采，它体积小、安装方便、无污染、能耗低等是它易于推广的重要特征，螺杆泵目前已在全油田普及，单一运用一种方法，判断螺杆泵泵况异常原因比较困难，综合运用电流法、量油法、测试动液面法、蹩压法诊断螺杆泵井泵况，能比较准确的判断出异常原因，对螺杆泵现场生产有着重要的指导意义。

二、螺杆泵工作原理螺杆泵采油系统组成主要由驱动装置、井口装置、井下螺杆泵以及中间抽油杆、油管组成。

工作时，由地面驱动设备带动抽油杆柱旋转，连接于抽油杆底端的螺杆泵转子随之一起转动，井液从螺杆泵下部吸入，由上端排出，并从油管流出井口再通过地面管线输送至计量问。

螺杆泵是靠空腔排液，由于定子比转子多一条螺旋线，所以在转子与定子间形成一个个互不连通的封闭腔室，当转子在定子中旋转时，封闭空腔沿轴线方向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，这样封闭空腔随着转子的放置而不断变换位置，并呈现周期性的重复出现，且转子沿着自己轴线旋转的同时又平行于定子轴线并绕定子轴线沿着一定半径的圆周滚动，从而将井内的流体由底部密封腔逐级推向顶部密封腔，并且逐级提高压力，从而把杆管环空中的流体连续不断地举升到地面。

三、螺杆泵泵况诊断方法电流法：通过测试驱动电机电流变化来诊断螺杆泵的泵况。

量油法：通过量油得知液量变化，根据液量变化来诊断螺杆泵的泵况。

南美公司螺杆泵优化设计及建议来信中提到螺杆泵在使用过程中，杆柱断脱现象比较严重，为此需要对螺杆泵杆柱受力情况进行受力分析，以期做到对选泵、转数选择、杆柱选用起到优化指导的作用。

第一章基础理论1 抽油杆柱扭矩的计算抽油杆驱动螺杆泵工作时所承受的扭矩有：（1）泵举升时的工作扭矩；（2）克服抽油杆与井液的粘滞力对抽油杆表面所产生的与抽油杆旋转方向相反的摩擦扭矩；（3）克服螺杆泵内转子和定子间的摩擦阻力矩，其数值一般在50-100Nm 之间。

其中前两者较大，是引起扭矩增大的主要矛盾，为了达到简要说明问题的目的，本文对螺杆泵内转子和定子间的摩擦阻力矩不做分析。

1.1泵举升时的工作扭矩：M1=110.5Q△P/n (N·m) (1) 式中：n –泵的转数或抽油杆旋转速度，rpm；Q –日产液量，m3/d；△P–泵进出口压差，Mpa，该值系由动液面高度，套压及油压共同决定，且有△P=ρy gH+Pt-Pc (MPa) (2) 式中：ρy –为井液的密度，kg/m3H –为动液面高度，m，Pt–油管回压，MPaPc–套管压力，MPa1.2克服井液粘滞力对抽油杆表面所产生的摩擦扭矩：M2=μnLπ2D2d2/3000(D2-d2) (N·m) (3) 式中：μ—流体粘度, mPa·s;L—抽油杆柱长度，m;D —油管内径, m;d —抽油杆外径，m;1.3泵内摩擦阻力扭矩泵内摩擦阻力扭矩包括转子与定子间的初始过盈配合所产生的反扭矩、在井下高温、高压下热涨和溶胀所产生的反扭矩，相对而言，此部分扭矩较小，并且可近似看做为一个恒定值，通常该值小于100Nm，本文将其视为常数C，暂不对其进行探讨。

1.4螺杆泵总扭矩以上三个扭矩值相加即为螺杆泵工作时产生的总扭矩M=M1+M2+C (N·m) (4) 2 螺杆泵转数的优化工作制度优化的目的是使转数控制在合理的范围内，达到工作扭矩最小的目的，为合理选择泵型奠定基础。

螺杆泵工作原理和工况诊断方法Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】本科毕业设计（论文）题目：螺杆泵工作原理及工况诊断方法学生姓名：谷旭学号：08021166专业班级：石油工程2008级4班指导教师：隋义勇2012年 5月31 日螺杆泵工作原理及工况诊断方法谷旭指导老师：隋义勇摘要螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。

它具有结构简单、流量均匀、扰动小、携带能力强等优点。

在石油资源地位日益重要的今天，如何提高效率降低成本成为我们追求的主要目标，而螺杆泵的发明与使用为我们提供了一种新的有效地原油举升方式，尤其是在含砂稠油或聚驱井中成效尤为明显。

本文主要就螺杆泵采油系统的组成原理及工况诊断方面研究。

系统的分析螺杆泵采油系统的工况及诊断方法，并提出需要改进的未完善之处。

目录第一章 绪论课题研究的背景在当今社会，石油毫无疑问是一种非常重要的生产及生活消耗资源，越是发达的国家就越依赖石油，这也使石油成为了战略储备资源，而开采石油的能力无疑是起到决定性作用的因素。

尤其石油的形成至少需要200万年时间，属于一次性资源。

如何对有限的石油资源进行合理的长期开采已经成为我们必须面对的主要问题。

20世纪30年代中期法国的moineau 发明了单螺杆泵水力机械原理以来，单螺杆泵在石油工业领域得到了广泛的应用。

20世纪60年代末前苏联开发应用了潜油电泵采油系统用于井下原油的举升。

地面驱动螺杆泵采油起源于20世纪80年代初期，法国、加拿大、美国和德国相继开发并形成了排量为2-300d m 3，扬程为500-2000m 的系列产品，并得到广泛应用。

我国自20世纪80年代中后期开始研发地面驱动螺杆泵采油系统以来，已形成排量为2-240d m3、扬程为500-1800m 的系列产品，并已在国内各大油田逐步推广应用。

螺杆泵井生产系统优化设计摘要：螺杆泵在现场应用时易出现因油井产能、螺杆泵泵型选择及工作参数不匹配等问题导致的低效率。

为解决此问题，需要对螺杆泵井生产系统协调性、油井产能、螺杆泵工作参数为主设计节点分析系统，对螺杆泵井生产系统参数优化设计。

关键词：螺杆泵优化设计数学模型一、前言螺杆泵井生产系统优化设计是螺杆泵合理运行的重要环节，同时也是延长螺杆泵工作寿命的基础保证。

因此，为保证螺杆泵合理运行、稳定生产，开展螺杆泵井生产系统优化设计研究是十分必要的。

本章根据螺杆泵井生产系统优化设计原则，建立了螺杆泵井生产系统优化设计的数学模型，结合油井流入动态研究结果和井筒流体压力分析结果，给出了通过该数学模型实现螺杆泵井生产系统优化设计的方法。

二、优化设计原则（一）螺杆泵的工作点应落在合理工作区内；（二）螺杆泵设计时井底流压应满足油田开发方案的要求；（三）满足螺杆泵的压头、排量的前提下，应尽量增加下泵深度，减小流压，放大生产压差，以提高油井产液量；（四）油井条件确定后，螺杆泵的压头、排量不能大幅度增加，否则将会导致螺杆泵的工作点偏离合理工作区；（五）对于气液比较大的油井，应采取套管放气的方法，尽量增大下泵深度，减少气体的影响。

（六）螺杆泵在满足排量、压头、扭矩的情况下，可采用中低转速；在其它条件受到约束时，可通过提高螺杆泵的转速来实现高产；（七）当螺杆泵的压头不足时，可以适量的降低下泵深度、提高流压、降低转速或者降低油井产液量；（八）可以通过提高容积效率，提高泵的转速、增大理论排量，增加泵的压头，加大下泵深度、提高油压，提高采油指数的方法实现提高油井产液量；（九）当油井地层条件发生变化时，可以调节螺杆泵生产系统参数，当泵抽条件发生变化时，可以调节地层参数。

另外，螺杆泵的最大外径，应满足在套管内起下顺利；转子旋转时，最大直径不与油管发生摩擦；转子从油管中起出顺利；定转子的连接尺寸，应该与管柱配套。

三、优化设计数学模型若电控箱离电动机距离小于20m，则不用考虑Nx，根据驱动装置电动机型号，选配电控箱。

螺杆泵智能工况诊断技术在油田的应用螺杆泵智能工况诊断技术是油田开采中应用比较广泛的一种方式，油田开采过程中应用螺杆泵智能工况诊断技术，能够实现自动诊断，自动控制，无人值守，能够远程监控，防盗报警，实现数字化、网络化管理。

螺杆泵智能工况诊断技术能带来极大的便利和安全，所以如何进一步实现智能的螺杆泵工况诊断、提高油田开采系统的生产设计和管理水平，是当下急需探索的问题。

标签：螺杆泵;智能;诊断技术前言：在油田中应用螺杆泵智能工况诊断技术，需要完善螺杆泵配套工艺，提高螺杆泵携砂能力等手段，促进油田螺杆泵采油技术水平。

虽然在现阶段的油田现场应用方面取得了很大的成绩，但也存在着一些问题，比如调参不合理、不及时导致了系统效率较低，电流、套压、扭矩偏高导致了设备故障甚至发生事故。

所以技术人员应积极研究螺杆泵技术并实现在油田中的应用。

一、油井工况实时诊断系统技术原理螺杆泵智能工况诊断技术的原理是：真正实现闭环控制和准确控制螺杆泵井的动液面、电流、扭矩、套压、转速等重要参数，实现实时测量、实时诊断、在线调参以及及时处理问题。

这项技术包括的四个子系统分别是数据采集系统、跟踪系统、控制系统和远程无线监控系统。

数据采集系统能够实现螺杆泵井的动液面、扭矩、轴向力、电流、电功率、转速等工况数据的在线检测，跟踪系统需要分析数据并计算，实时跟踪螺杆泵井的工作状态，计算出它的供液情况、载荷情况、抽汲情况及变化规律，控制系统是通过变频调速器保持螺杆泵采油的工作效率，远程无线监控系统需要进行信息传输和远程控制，将油井的异常情况用短信息发送给管理者。

螺杆泵工况常见的诊断方法有电流法诊断、憋压法诊断、扭矩法诊断、液量变化法诊断这几项。

二、技术特点这项系统有很多的优点，例如，实时监测动液面，通過对动液面的监测，防止油井沉没度较低时抽空，出现烧泵现象;跟踪测量并分析电流、有功功率、动液面、供液情况等，判断结蜡、杆断、偏磨等现象的出现或趋势，根据结蜡的原因，制定热洗制度，防止断杆，及时发现偏磨，避免管漏，延长使用期限和检泵周期;优化和设计螺杆泵井的设计，采用变频自动调速或停机，减少损坏螺杆泵井;使用远程无线监控，将螺杆泵的原始信息传输到控制管理中心，信息、调参、故障报警等可实现远程控制，保存油井的工作参数等信息，方便人们的检索和查阅。

单螺杆泵的结构设计优化方法摘要：单螺杆泵是一种常见的离心泵，广泛应用于工业领域。

为了提高单螺杆泵的性能和效率，本文介绍了几种常用的结构设计优化方法。

这些方法包括减小内部泄漏、提高密封性和降低能耗。

通过优化设计，可以有效改善单螺杆泵的性能，实现更高的效率和可靠性。

引言：单螺杆泵是一种将液体从低压区域输送到高压区域的设备。

在工业领域广泛应用于液压系统、化工管道和润滑系统中。

然而，由于结构的限制和使用环境的不同，单螺杆泵在工作过程中常常会遇到一些问题，如内部泄漏、密封性差和能耗过高等。

因此，优化单螺杆泵的结构设计至关重要。

方法1：减小内部泄漏内部泄漏是单螺杆泵常见的问题之一，会导致泵的效率下降和泵体过热。

为了减小内部泄漏，可以采取以下几种方法：1.1 优化泵体材料选择合适的材料可以减小泵体与螺杆间的间隙，从而减少内部泄漏。

例如，使用高强度、耐磨损的材料制作泵体，可以提高泵的密封性能。

1.2 使用涂层技术在泵体和螺杆表面涂覆一层硬度高、耐磨损的涂层，可以减小内部泄漏。

涂层技术不仅可以提高泵体的耐腐蚀性，还可以减少磨损和摩擦力。

1.3 优化减压腔结构减压腔是单螺杆泵中一个重要的部件，可以减小泵体内的压力差。

通过优化减压腔的结构，可以减小内部泄漏，提高泵的效率。

方法2：提高密封性单螺杆泵的密封性对其工作性能和可靠性至关重要。

为了提高泵的密封性，可以采取以下几种方法：2.1 使用优质密封件选择与泵体和螺杆配套的优质密封件，可以有效提高泵的密封性。

例如，使用耐高温、耐腐蚀的橡胶密封条，可以提高泵的密封性能。

2.2 加强泵体与螺杆的配合优化泵体与螺杆的配合结构，确保密封间隙能够尽可能小，从而提高泵的密封性能。

可以采用精密加工技术和检测设备，保证泵体与螺杆之间的密封度。

方法3：降低能耗单螺杆泵在工作过程中会消耗一定的能量，为了降低能耗，可以采取以下几种方法：3.1 优化泵的结构通过优化泵的结构设计，可以减小泵的体积和重量，降低泵的能耗。