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1、抽油机设备维护 保养与故障处理,抽油机的结构,主机由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器、刹车装置及各种连接轴承组成。辅机由电动机，电路控制装置组成，,游梁式抽油机的工作原理,电动机将其高速旋转运动传给减速箱的输入轴，经中间轴后带动输出轴、输出轴带动曲柄作低速旋转运动，同时，曲柄通过连杆、横梁拉着游梁后臂上下摆动，驴头上下摆动，带动抽油杆、活塞上下往复运动，抽油出井。,常 规 型 抽 油 机 结 构 示 意 图 1悬绳器；2驴头；3游梁；4横梁；5横梁轴；6连杆；7支架轴；8支架；9曲柄平衡快；10曲柄；11曲柄销轴承；12减速箱；13减速箱皮带轮；14电动机；15
2、刹车装置；16电路控制装置；17底座,一、抽油机的维护保养,维修保养工作可以概括为八个字：“清洁、紧固、润滑、调整”。清洁指清洁卫生，紧固指紧固各部件间的连接螺丝，润滑对各加油点（部位）定期添加润滑油脂，调整指对整机的水平、对中、平衡、控制系统等为主的调整。,抽油机的维修保养在生产实际中按级别可分为三个级别保养：即例行保养、一级保养和二级保养,（一）例行保养例行保养是由采油工每班或每日进行的检查保养，其保养内容如下：（1）检查各部位紧固螺丝，用手锤击打一下主要部位的螺丝，应无松动、滑扣现象。也可采用划安全线的办法，检查时注意安全线是否错开位置。关键部位如曲柄销螺帽必须每次检查。（2）检查减速器
3、、中轴、尾轴、曲柄销应无异常声响，不缺油、不漏油。（3）保持抽油机清洁、无油污。,（二）一级保养,当抽油机运行一个月（800h）时，由大班工人在小队维修班的协助下进行一级保养，其保养内容如下：,（1）进行例行保养的全部内容。,（2）打开减速器上部视孔，检查齿轮啮合情况，并检查齿轮磨损和损坏情况，分析磨损和损坏原因。检查清洗呼吸器应卸开清洗。,（3）检查减速器油面并加（补）足机油到规定位置：上液面不高于2/3位置，下液面不低于1/3位置，即齿轮齿刚浸没为宜。检查减速器是否有渗漏，判断渗漏原因，并维修或控制。,（4）各轴承处加注润滑油。要加足、加满，如果油脂变质应全部更换，如中央轴承座需要更换黄油
4、。将黄油枪装在加油孔上，放开泄油孔（在泄油孔下面垫上擦布或其它东西接着旧油，旧油不要排到机身上），打黄油时应一直将旧黄油排出泄油孔并挤出新油时为加满。,（5）检查抽油机的平衡情况。用钳形电流表测量电流，观察上行、下行电流峰值的变化情况。平衡率应大于85%以上才算合格，如达不到要求应进行平衡调节。,（6）检查抽油机的紧固情况。对各部位的紧固螺丝应逐一检查紧固，关键部位如曲柄销、中央轴承座、尾轴、底座紧固螺丝及减速器固定螺丝，必须紧固并划好新的安全检查线。,（7）检查三角皮带，应无损伤。电机轮与减速器轮端面应在一条直线上，距离适当，各皮带的松紧应一致。,（8）检查刹车片的磨损情况，检查刹车行程与刹
5、车间隙，检查刹车可靠性。如果磨损严重、断裂等，应更换刹车片，并调节刹车的松紧度。刹车销锁死牙块应卡在刹车槽的1/32/3之间，不应太少或太多，以免刹车滑脱。,（9）检查驴头中心与井口中心对中情况。如不对中应进行调整。,（10）检查毛辫子，有起刺、断股现象应更换；检查悬绳器，上下夹板应完好，绳辫子的断股在同部位断三丝的钢绳就需要更换。检查时发现钢绳粗细不均匀，应更换。检查时发现钢绳锈很多，应加油润滑钢绳或外部抹黄油润滑。,（11）检查电机运行声音及温升，检查电机轴承、风扇，检查配电箱线路、启动器、过电流保护装置及仪表，检查接地装置及电缆等。（对于电器设备应由小队电工同步进行一级保养）,（三）二级
6、保养,当抽油机运转半年（4000h）时，由小队维修班进行二级保养，其保养内容如下：,（1）进行一级保养的全部内容，也可与最后一次一级保养同时进行。,（2）检查减速器齿轮和轴承的工作情况，检查油质是否符合要求，符合要求时放掉箱内润滑油，用煤油清洗箱内，并用磁铁吸出铁屑，清理箱内沉淀物。不符合要求时应更换机油。箱内齿轮应无严重磨损、剥伤和裂纹，如发现以上情况之一者应进行更换。轴承无严重磨损，径向间隙符合要求，沙架完好符合要求。更换密封圈、密封垫。中间轴左右旋齿无松动现象。破损严重的密封圈、垫应及时更换。各部紧固螺丝无松动。,（6）检查校正抽油机的纵向、横向水平应达到要求，如达不到要求应用斜铁找平，
7、使其达到要求。调整时应松开固定螺栓，用千斤顶顶起底座再加斜铁，避免直接用斜铁硬打破坏下面的水泥基础。测量时应前、中、后分三个点找水平。,（7）调整驴头对井口中心线，前、后、左、右可在中央轴承座，用顶丝进行调节，其误差不得超过标准要求。,（3）检查刹车情况。拆掉刹车毂，刹车毂应无严重磨损，否则更换刹车毂，检查刹车片的厚度是否能达到制动要求，凸轮在拉动刹车摇臂时是否动作一致，检查刹车蹄片的卡簧是否有破损及断裂现象，必要时进行更换。,（4）检查曲柄销情况。黄油是否加足合格，轴承磨损情况，径向间隙是否合格，挡油胶圈磨损情况，必要时进行更换，冕型螺帽紧固无松动与连杆连接螺丝无松动现象。连杆销及紧固螺丝无
8、松动，两连杆长度是否一致，误差不超过3mm。,（5）检查中轴、尾轴润滑油质量、数量、固定螺丝应无松动现象，校正游梁在整机的中心线上。,（8）电器设备保养（由电工同步进行保养），检查电动机的接地线是否牢靠，电动机电气绝缘情况。大理石闸刀熔丝管、熔断片是否符合要求，磁力启动器的触点是否有烧蚀现象，如有烧蚀现象应用砂纸磨平，严重时应更换触点。清洁配电箱，电动机加注黄油。拉下皮带轮和风扇，卸掉端盖加二硫化钼。,（9）校正电动机水平，并找好“四点一线”调整好皮带的松紧度。,（四）抽油机润滑点,抽油机的润滑点共有9处，具体位置如图所示。,图445 抽油机润滑点1电动机轴承；2减速器三轴轴承3减速器齿轮；4
9、曲柄销轴承；5连杆上端销；6横梁轴承；7支架轴承；8驴头销轴；9刹车支座轴承,抽 油 机 的 润 滑 点,二、抽油机设备常见故障处理,（一）烧坏电动机的故障及预防,1故障的原因,（1）接错线，三相电源缺相。（2）抽抽机负荷过大，电控箱内的保护原件失灵。（3）电控箱内电流调整值调得太大，长时间超载运转导致电动机烧坏（4）定子与转子相互摩擦。（5）定子绕组短路或绕组接地。,2预防故障的方法,为防止电机烧坏，对长期不用、停用的电动机，在使用前必须检查相间绝缘和对地绝缘，用欧姆表测定其电阻值不得低于1M，检查转子是否自由运转，接线是否正确，空运转声音是否正常，零部件是否齐全完整，螺丝是否紧固。,（二）
10、电动机在运行时发生强烈振动的故障及处理,1故障的原因,（1）电动机基础不平，安装不当。,（2）电动机固定螺丝松动。,（3）电机皮带轮松动。,（4）转子与定子产生摩擦。,（5）轴承损坏。,2处理故障的方法,（1）将基础垫平，上紧电动机固定螺丝。,（2）调整皮带轮至同心位置并固定紧皮带轮。,（3）检查转子铁芯，校正转子轴。,（4）转子与定子产生摩擦应送修理厂修理。,（5）更换轴承。,（三）启动电动机时，电动机只发出嗡嗡响声而不转的故障及处理,1故障的原因,（1）一相无电或三相电源电压不平衡。（2）抽油机负荷过重。（3）抽抽机刹车未松开或抽油泵被卡。（4）磁力启动器触点接触不良或被烧坏。（5）电动机
11、接线盒接线螺丝松动。,2处理故障的方法（1）接通缺相电源，待电压平衡后启动抽油机。（2）查明过载原因解除超载负荷。（3）松开刹车，进行井下解卡。（4）调整好触点弹簧或更换磁力启动器。（5）上紧电动机接线盒内接线螺丝。,（三）启动电动机时，电动机只发出嗡嗡响声而不转的故障及处理,1故障的原因,（1）一相无电或三相电源电压不平衡。（2）抽油机负荷过重。（3）抽抽机刹车未松开或抽油泵被卡。（4）磁力启动器触点接触不良或被烧坏。（5）电动机接线盒接线螺丝松动。,2处理故障的方法（1）接通缺相电源，待电压平衡后启动抽油机。（2）查明过载原因解除超载负荷。（3）松开刹车，进行井下解卡。（4）调整好触点弹簧
12、或更换磁力启动器。（5）上紧电动机接线盒内接线螺丝。,（四）抽油机整机振动的故障及处理,1故障的现象检查抽油机时，发现支架摆动，底座和支架震动，电动机发出不均匀噪声。,2故障的原因,（1）底座原因：主要有地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。,（2）负荷与对中原因：主要有驴头井口对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。,3处理故障的方法,（1）如基墩与底板预埋件开焊，可挖出基墩至底板预埋件重新焊接。,（2）基墩与底座的连接部位不牢时，可重新加满斜铁，重新找水平后，紧固各部螺栓，并备齐止退螺帽。将斜铁块点焊成一体，以免斜
13、铁脱落。,（3）支架与底座有缝隙时，可用金属垫片找平，重新紧固。,（4）驴头井口不对中时，应及时调整对中。,（5）严重超载时，应及时调小冲程、冲数，或换小泵径，或更换大机型等。,（6）平衡率不够时，应及时调整平衡，平衡率应不小于85%以上。,（7）发现碰泵现象时，应及时调整防冲距；发现刮卡现象时，应将抽油杆调整一个位置，直至不刮卡为止。,（8）如减速器齿轮打齿，应立即更换。左右旋齿松动应及时更换，否则会造成更大的损坏。,（五）曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理,1故障的现象,检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉游梁的事故（也叫翻机事故）,2故障
14、的原因,（1）曲柄销上的止退螺帽松动或开口销末插，使冕型螺母退扣。,（2）销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。,（3）销轴与销套加工质量不合格。,（4）曲柄销套的圆锥已被磨损。,3处理故障的方法,重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检测曲柄销轴与锥套的配合情况。在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插入锥套内压紧，再拉出来看销轴上有多少面积粘有黄油，即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的锥套其结合面积应能达到65%以上。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新安装曲柄销时，应按操作规程和技术要求装配。,（六）连杆刮碰曲柄旋转平衡块的故障及处理,1故障的现象,有
15、规律的声响。当抽油机运转到某一位置时发生声响，连杆和平衡块发生摩擦的部位有明显的痕迹。,2故障的原因,（1）游梁安装不正，游梁中心线与底座中心线不重合,（2）平衡块铸造不符合标准，凸出部分过高。,3处理故障的方法,（1）调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用中央轴承座的前后4条顶丝调节,（2）削去平衡块上突出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。,（七）减速器漏油的故障及处理,1故障的现象,（1）减速器发热，油箱温度高。,（2）油从减速器上盖和底座的合口处或从输入轴、中间轴、输出轴的油封处一滴一股地流出。,2故障的原因,（1）减速器内润滑油加得过多。
16、,（2）合箱口不严，螺丝松或没抹合箱口胶。,（3）减速器回油槽堵。,（4）油封失效或唇口磨损严重。,（5）减速器的呼吸器堵，使减速器内压力增大，从油封处漏油。,3处理故障的方法,（1）打开减速器放油孔，放掉减速器内多余的润滑油，箱内的油面应在油面检 视孔的1/32/3部位之间即可。,（2）箱口不严可重新进行组装。组装时应抹合箱口胶，如无合箱口胶时，可用密封脂替代。如是箱口螺丝松动，可紧固箱口螺丝。,（3）检查回油槽是否有脏物堵塞，清理干净。因现场采用的减速器润滑方式是飞 溅式润滑和重力式润滑的混合式润滑，油道堵后油不能退回到箱内造成合箱口渗油、漏油。,（4）油封在运转一段时间之后应在二级保养时
17、更换，但有时不能更换，造成了油封的唇口磨损严重而漏油，应更换新油封。,（5）减速器呼吸器堵塞造成漏油，拆洗清理呼吸器。,（八）减速器内有不正常的敲击声的故障及处理,1故障的原因,（1）抽油机严重不平衡，冲次太快。,（2）轴上齿轮与轴的配合松弛，发生位移。,（3）齿轮制造不正确，齿轮过度磨损或折断。（4）轴承磨损或损坏。2处理故障的方法（1）调整平衡，使上、下冲程的平衡度达到平衡的要求。（2）调慢冲次。（3）送修理车间修理或更换。（4）更换减速器。（5）更换新轴承。（九）减速器轴承发热或有不正常响声的故障及处理1故障的原因（1）润滑油不足或太脏。,（2）轴承盖或密封部分松动产生摩擦。（3）轴承损
18、坏或磨损，滚珠破碎。（4）齿轴制造不精确，三轴线不平行。（5）轴承跑外圈。2处理故障的方法（1）加足润滑油或更换为干净的润滑油。（2）拧紧螺丝固定好轴承盖及密封部位。（3）更换轴承。（4）送修或更换成标准减速器。（5）用垫片调整好间隙。,（十）减速器大皮带轮松滚键的故障及处理,1故障的现象,在运转时减速器大皮带轮晃动，有异常声响。,2故障的原因,（1）大皮带轮端头的固定螺栓松，使皮带轮外移。,（2）大皮带轮键不合适。,（3）输入轴键槽不合适。,3处理故障的方法,（1）紧固大皮带轮的端头螺丝，锁紧止退锁片。,（2）更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴。如果键槽是好的，即
19、可根据键槽重新加工键。,（四）抽油机整机振动的故障及处理,1故障的现象 检查抽油机时，发现支架摆动，底座和支架震动，电动机发出不均匀噪声。,2故障的原因,（1）底座原因：主要有地基建筑不牢固、底座与基础接触不实有空隙、支架底板与底座接触不实。,（2）负荷与对中原因：主要有驴头井口对中误差大、悬点负荷过重超载、平衡率不够、井下抽油泵刮卡现象或出砂严重、减速器齿轮打齿。,3处理故障的方法,（1）如基墩与底板预埋件开焊，可挖出基墩至底板预埋件重新焊接。,（2）基墩与底座的连接部位不牢时，可重新加满斜铁，重新找水平后，紧固各部螺栓，并备齐止退螺帽。将斜铁块点焊成一体，以免斜铁脱落。,（3）支架与底座有
20、缝隙时，可用金属垫片找平，重新紧固。,（4）驴头井口不对中时，应及时调整对中。,（5）严重超载时，应及时调小冲程、冲数，或换小泵径，或更换大机型等。,（6）平衡率不够时，应及时调整平衡，平衡率应不小于85%以上。,（7）发现碰泵现象时，应及时调整防冲距；发现刮卡现象时，应将抽油杆调整一个位置，直至不刮卡为止。,（8）如减速器齿轮打齿，应立即更换。左右旋齿松动应及时更换，否则会造成更大的损坏。,（五）曲柄销在曲柄圆锥孔内松动或轴向外移拔出的故障及处理,1故障的现象,检查抽油机时，能听到周期性的轧轧声。严重时，地面上有闪亮的铁屑，发生掉游梁的事故（也叫翻机事故）,2故障的原因,（1）曲柄销上的止退
21、螺帽松动或开口销末插，使冕型螺母退扣。,（2）销轴与销套的结合面积不够，或上曲柄销时锥套内有脏物。,（3）销轴与销套加工质量不合格。,（4）曲柄销套的圆锥已被磨损。,3处理故障的方法,重新安装曲柄销，将旧销打出冲程孔，检查锥套是否磨损。检测曲柄销轴与锥套的配合情况。在锥套里抹上黄油，将曲柄销轴插入锥套内压紧，再拉出来看销轴上有多少面积粘有黄油，即可看到销与锥套的结合面积有多少，加工合格的锥套其结合面积应能达到65%以上。如果结合面积很小，可视为加工不合格应更换。重新安装曲柄销时，应按操作规程和技术要求装配。,（六）连杆刮碰曲柄旋转平衡块的故障及处理,1故障的现象,有规律的声响。当抽油机运转到某
22、一位置时发生声响，连杆和平衡块发生摩擦的部位有明显的痕迹。,2故障的原因,（1）游梁安装不正，游梁中心线与底座中心线不重合,（2）平衡块铸造不符合标准，凸出部分过高。,3处理故障的方法,（1）调整游梁位置，使其与曲柄完全一致。游梁中心线应与底座中心线重合在一条线上，可用中央轴承座的前后4条顶丝调节,（2）削去平衡块上突出过高的部分，可采用手提砂轮机磨掉多余部分。,（七）减速器漏油的故障及处理,1故障的现象,（1）减速器发热，油箱温度高。,（2）油从减速器上盖和底座的合口处或从输入轴、中间轴、输出轴的油封处一滴一股地流出。,2故障的原因,（1）减速器内润滑油加得过多。,（2）合箱口不严，螺丝松或
23、没抹合箱口胶。,（3）减速器回油槽堵。,（4）油封失效或唇口磨损严重。,（5）减速器的呼吸器堵，使减速器内压力增大，从油封处漏油。,3处理故障的方法,（1）打开减速器放油孔，放掉减速器内多余的润滑油，箱内的油面应在油面检 视孔的1/32/3部位之间即可。,（2）箱口不严可重新进行组装。组装时应抹合箱口胶，如无合箱口胶时，可用密封脂替代。如是箱口螺丝松动，可紧固箱口螺丝。,（3）检查回油槽是否有脏物堵塞，清理干净。因现场采用的减速器润滑方式是飞 溅式润滑和重力式润滑的混合式润滑，油道堵后油不能退回到箱内造成合箱口渗油、漏油。,（4）油封在运转一段时间之后应在二级保养时更换，但有时不能更换，造成了
24、油封的唇口磨损严重而漏油，应更换新油封。,（5）减速器呼吸器堵塞造成漏油，拆洗清理呼吸器。,（八）减速器内有不正常的敲击声的故障及处理,1故障的原因,（1）抽油机严重不平衡，冲次太快。,（2）轴上齿轮与轴的配合松弛，发生位移。,（3）齿轮制造不正确，齿轮过度磨损或折断。（4）轴承磨损或损坏。2处理故障的方法（1）调整平衡，使上、下冲程的平衡度达到平衡的要求。（2）调慢冲次。（3）送修理车间修理或更换。（4）更换减速器。（5）更换新轴承。（九）减速器轴承发热或有不正常响声的故障及处理1故障的原因（1）润滑油不足或太脏。,（2）轴承盖或密封部分松动产生摩擦。（3）轴承损坏或磨损，滚珠破碎。（4）齿
25、轴制造不精确，三轴线不平行。（5）轴承跑外圈。2处理故障的方法（1）加足润滑油或更换为干净的润滑油。（2）拧紧螺丝固定好轴承盖及密封部位。（3）更换轴承。（4）送修或更换成标准减速器。（5）用垫片调整好间隙。,（十）减速器大皮带轮松滚键的故障及处理,1故障的现象,在运转时减速器大皮带轮晃动，有异常声响。,2故障的原因,（1）大皮带轮端头的固定螺栓松，使皮带轮外移。,（2）大皮带轮键不合适。,（3）输入轴键槽不合适。,3处理故障的方法,（1）紧固大皮带轮的端头螺丝，锁紧止退锁片。,（2）更换大皮带轮键，检查输入轴键槽是否有损坏，如有损坏应更换输入轴。如果键槽是好的，即可根据键槽重新加工键。,无杆
26、泵采油技术,螺杆泵的特点是体积小、工作噪音低、适用于原油粘度大、含砂高的油井。,螺杆泵采油技术,一、螺杆泵的结构及工作原理,螺杆泵采油按驱动方式分为井下电动潜油螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵；按传递动力的方式将螺杆泵划分为有杆泵和无杆泵。前者属于无杆泵，后者属于有杆泵。本节介绍油田广泛应用的地面驱动井下螺杆泵。,（一）螺杆泵的结构 螺杆泵系统由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵及一些配套工具组成,1电控部分 包括电控箱、电缆等。电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的起、停。,2地面驱动部分 地面驱动设备是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下转子，使转子运转实现抽汲原油的机械装置。包括减
27、速箱、皮带传动、电机、密封装置、支架、方卡子。,螺杆泵采油系统1地面驱动部分；2井口装置；3电控箱；4油杆；5油杆扶正器；6油管扶正器；7油管；8转子；9定子；10定位销；11油管锚；12套管；13筛管；14油层,（1）减速箱 减速箱内有两个互相垂直啮合的伞形齿轮，一个装在大皮带轮上，另一个装在驱动轴上。减速箱的主要作用是传递动力并实现一级减速，它将电机的动力由输入轴传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。,（2）电机电机是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能。一般用防爆型三相异步电机,（3）密封装置,密封装置有机械密封和静密封两种。机械密封分上置式和下置式两
28、种，上置式机械密封装置位于减速器上部，如图所示；下置式位于减速器的下方。静密封位于机械密封的上端。密封的主要作用是防止井液流出，起密封光杆的作用。,（4）方卡子方卡子包括承重卡子和扭矩卡子。方卡子的主要作用是将减速箱输出轴与光杆连接起来，起悬挂油杆和承受扭矩的作用。,3井下螺杆泵部分,井下螺杆泵是由转子和定子组成。转子是井下泵中唯一运动的部件，其上部与抽油杆连接。一个转子就是一个横截面为圆形的长螺旋体，由高强度钢精工制作，表层镀铬，具有很好的抗磨性。定子是由合成橡胶铸制而成的内嵌式双螺旋体。固定于一钢管内，其上端与油管连接，转子位于定子内转动，实现抽汲功能。,4配套工具部分,（1）专用井口结构
29、与抽油机井的井口装置基本相同，但是增加了井口强度，减小了地面驱动装置的震动，起到保护光杆和换密封时密封井口的作用。,螺杆泵地面驱动部分装置（大庆产）1方卡子护罩；2密封装置；3皮带传动装置；4减速箱；5防反转装置；6防爆电机；7支架；8阻杆封井器,（2）特殊光杆特点是强度大，防断裂，光洁度高，有利于井口密封。,（4）油管扶正器 起减小油管柱震动和磨损的作用。,（3）抽油杆扶正器 起避免或减缓抽油杆与油管的磨损的作用。,（5）抽油杆防反转装置 起防止抽油杆倒扣的作用。,（6）油管防脱装置 起锚定泵和油管的作用。,（7）防蜡器：能延缓原油中石蜡和胶质在油管内壁的沉积速度。,（8）防抽空装置：地层供
30、液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量式或压力式抽空保护装置，可有效地避免此现象的发生。,（9）筛管：过滤油层流体，防止砂子大量进入泵中。,（二）螺杆泵采油系统的工作原理,电机通电后旋转,经过二级减速(三角皮带和齿轮)后,通过方卡带动光杆通过抽油杆柱将动力传递给井下螺杆泵将机械能转变为液体能,从而实现油液的有效举升.地面驱动井下螺杆泵的转子转动是通过地面驱动装置驱动光杆转动，通过中间抽油杆将旋转运动和动力传递到井下转子，使其转动。转子在定子中运转过程中，从泵的底部（入口）至顶部（出口）自下而上形成空腔。空腔的大小取决于转子螺距长度、直径和偏心距离。转子与定子之间存在良好的密封性，使流体以固定速度
31、上升，流体上升速度与转速成正比。转子在定子中旋转时，螺杆断面的变化情况。,转子工作示意图,螺杆泵的工作原理是：转子与定子密切配合形成一系列的封闭腔和空腔，当转子转动时，封闭腔沿轴向由吸入端向排出端运移，在排除端消失。同时吸入端形成新的封闭腔，其中空腔内所盛满的液体也就随着封闭腔的运移由吸入端推挤到排出端。这种封闭腔和空腔的不断形成、运移、消失，起到泵送液体并将液体排出井口的作用。,（三）螺杆泵的排量计算,1螺杆泵的理论排量,螺杆泵的理论排量与转子的偏心距成正比，与转子的螺距成正比，与转子的截面圆直径成正比，与转速成正比，其计算公式为：,5760,或,式中：,螺杆泵的理论排量，/d；,转子的偏心
32、距，m；,定子的导程，m；,转子的螺距，m；=2,转子的转速，,2泵的容积效率（泵效）泵的容积效率,等于螺杆泵的实际排量,与理论排量,之比。,=,=2,二、螺杆泵的性能参数,1定子、转子间的过盈量,螺杆泵的单级扬程一般小于70m，单级最大工作压差小于0.7MPa（设计为0.5MPa）。工作压差的影响因素有结构参数、工作参数和转子、定子的机械性能。更重要的是定子、转子间的过盈量,。,=（0.0050.01）D（mm）,过盈量越大，单级工作压差越大，转子摩擦扭矩也越大。过盈量越小，单级工作压差越小，满足不了油井举升的需要。,2螺杆泵的级数,转子上两个相邻螺纹之间的距离称为螺距；每两个螺距为一个导程
33、，单螺杆泵一般规定一个导程为一级。螺杆泵的级数越多，泵的扬程越大。泵的级数Z决定了螺杆泵定子、转子的长度。,3螺杆泵型号意义,（1）法国泵,型号意义:,（2）国产泵,型号意义：,（3）加拿大、山东新型泵,型号意义：,例如：16 25 表示泵的级数为25级，泵的转数为100r/min 时理论排量为16m3/d。,三、螺杆泵采油管柱及配套技术,（一）管柱及杆柱的组成,1油管柱,油管柱分为自由式螺杆泵管柱和固定式螺杆泵管柱,2油杆柱,油杆柱由光杆、方卡子、油杆防脱器、油杆（实心或空心）、油杆扶正器、转子等组成。,3防冲距,防冲距是指转子下入井中后最下端到定位销之间的距离。,上提防冲距时要考虑杆柱弯曲
34、的影响，上提时当地面指重表指示为全部杆重时开始计算防冲距。,（二）螺杆泵采油的配套工艺技术,（1）油管柱防脱技术,（2）抽油杆防脱技术,（3）油管扶正技术,（4）油杆扶正技术,螺杆泵采油系统常见故障的诊断技术及故障的排除方法,螺杆泵井常见的故障有：抽油杆断脱、油管脱落、吸入部分堵、定子橡胶脱落等。目前常用的故障诊断方法有电流法和憋压法,（一）电流法 电流法就是通过测试电机的工作电流，根据工作电流的大小来诊断油井工作状况的方法。见表。,（二）憋压法憋压法就是通过关闭采油树回压闸门进行憋压，通过观察井口出油压力（油压）和套压的变化进行诊断油井故障的方法，用憋压法诊断油井故障,、螺杆泵的结构及工作原
35、理是什么？、螺杆泵井常见的故障有哪些？,抽油机整机振动是什么原因？如何处理？,抽油机减速器漏油是什么原因？如何处理？,、抽油机刹车不灵活或自动溜车是什么原因？如何处理？,、抽油机驴头井口不对中是什么原因？如何处理？,电动潜油泵采油技术,电动潜油泵简称为潜油电泵（或电泵），它是机械采油中相对排量较大的种无杆泵采油方式，即不需要抽油杆柱来传递动力的抽油设备。,一、电动潜油泵装置的组成及工作原理,(一）电动潜油泵装置的组成,电动潜油泵装置由三大部分，七大件组成,井下部分（井下机组）主要由潜油多级离心泵、潜油电动机、保护器、油气分离器四大件组成。,图51 电动潜油泵装置组成示意图1变压器；2控制屏；3
36、电流表；4接线盒；5地面电缆；6井口装置；7动力电缆；8泄油阀；9电缆接头；10单流阀；11扁电缆；12油管；13泵头；14多级离心泵；15电缆护罩；16分离器；17保护器；18套管；19潜油电机；20扶正器,（1）井下部分,（2）中间部分,中间部分主要是传输电能的专用电缆。,（3）地面部分,地面部分主要由变压器和控制屏两大件组成,（二）电动潜油泵井工作原理,1电动潜油泵井工作原理,地面上的变压器将电网电压转变为电动潜油泵装置所需的工作电压后，将电能输入控制屏，而后通过接线盒及电缆输给井下潜油电动机，潜油电动机再把电能转换成高速旋转的机械能传递给潜油多级离心泵，从而使经油气分离器进入潜油多级离
37、心泵内的液体被加压举升到地面；与此同时井底压力（井底流压）降低，油层液体进而流入井底。,2电动潜油泵供电流程,电动潜油泵供电流程：地面电源变压器控制屏潜油电缆潜油电动机。,3电动潜油泵抽油流程,电动潜油泵抽油流程：油气分离器潜油多级离心泵单流阀泄油阀井口。,4电动潜油泵井井口流程,电动潜油泵井的双管掺热水保温井口流程与抽油井井口流程相同，如图所示。包括四个分流程：,原油流程为：井下原油总闸门生产闸门油嘴回油闸门集油干线计量间。,套管气控制流程为：套管气套管闸门套管定压放气阀回油闸门集油干线计量间。,掺水保温流程为：计量站来水掺水闸门单流阀油嘴后回油闸门 集油干线计量间。,热水地面循环流程为：计
38、量站来水连通闸门集油干线计量间。,在油层温度较高的油田，井口出油温度达5060左右，电动潜油泵井也可根据实际情况采用单管生产流程。,图 电动潜油泵井双管掺热水保温井口流程1套压表；2油压表；3防喷管；4清蜡闸门；5生产闸门；6总闸门；7套管闸门；8油套连通闸门；9油嘴套；10掺水阀；11单流阀；12丝堵；13放空、取样阀；14回油闸门；15掺水闸门；16连通闸门；17热洗闸门,（三）电动潜油泵装置主要部件,1潜油多级离心泵,2潜油电动机,3保护器,4油气分离器,5控制屏,6接线盒,7电缆,8变压器,9单流阀,10泄油阀,二、电动潜油泵参数及工作特性,1电动潜油泵机组型号,表示法：,2电动潜油泵
39、主要参数,（1）排量：单位时间内电动潜油泵所排出液体的体积（Q，m3/d）。,（2）扬程：电动潜油泵机组在打水时的水柱高度（H，m，或单位重量的液体流过电动潜油泵后能量的增加值）。,（3）转速：单位时间内泵叶轮的回转数（n，r/min）。,（4）功率：电机输出功率：潜油电机传递给潜油泵轴的功率（P，KW）；泵的输出功率是指液体流过潜油泵时由潜油泵传递给液体的有效功率（Pu，KW）。,（5）效率：泵的输出功率与电机输出功率之比（P u/P100%，%）。电动潜油泵在传递能量过程中存在能量损失，包括机械损失、容积损失和水力损失三种。,特殊井的管理技术,特殊井的管理是指出砂井、结蜡井、出水井、稠油井
40、的管理,第一节 出砂井的管理技术,一、油井出砂的危害,1出砂严重的井在井内积砂形成砂堵，降低油井产量 甚至停产。,2增加修井工作量，提高采油成本。,3损坏抽油设备。,4破坏油层使油层坍塌套管变形。,二、出砂的原因,（一）地质方面因素,1岩石的地应力状态,2岩石的胶结强度,3原油物性对出砂的影响,（二）开采方面的因素,1固井质量,2完井方法,3诱流和放喷,4油井工作制度,5措施不当引起出砂,6油层大量出水引起出砂,三、防砂方法,防砂方法是指如何防止油层出砂以及不进入井筒的砂子造成砂堵.,1、防止油层出砂（1）建立合理的油井工作制度,（2）稳压启动 抽油井稳压启动，就是开井后在一定时间内控制排量。
41、,目的:是使井底流动压力逐步降低,也就是使生产压差逐步达到要求.,2、防止砂子沉入工作筒,1提高柱塞移动速度,2循环抽油,图 循环抽油示意图,3、机械防砂方法,机械防砂是将过滤装置下入井内，阻止砂子进入井筒，达到防砂的目的,机械防砂可以分成两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管等，这类方法由于防砂管柱的缝隙易被油层细砂所堵塞，一般效果较差；另一类是下入防砂管柱加充填物，充填物的种类繁多，如砾石、核桃壳、塑料颗粒、玻璃球或陶粒等。这种防砂方法能有效地将砂子限制在油层中，防砂效果好。,（1）砾石充填防砂,砾石衬管充填防砂示意图，如图61所示。,图61砾石充填示意图1衬管；2砾石,充填在
42、井底的砾石层，起着滤器的作用，把砂粒阻挡在砾石层外，为此，必须选好与地层岩石颗粒组成相适应的砾石直径。,（2）绕丝筛管防砂,绕丝筛管砾石充填防砂方法的防砂原理是将绕丝筛管下入井内正对出砂油层，然后在筛管周围填入一定粒度的砾石，形成一个二级拦截过滤砂的体系，从而阻止砂粒进入井筒，而液体则可通过砾石充填层和筛管缝隙进入油井，使油井达到即能高产又能控制出砂的目的。,（3）割缝衬管防砂,割缝衬管是将预先割好缝的衬管下入到油层部位进行防砂。,化学防砂方法分为人工井壁防砂和人工胶结砂层防砂,（4）化学防砂方法,人工井壁是在地面将固体颗粒如砂粒、核桃壳等支撑剂和胶结剂按一定比例搅拌均匀，用液体顶替至井下挤入
43、油层，胶结剂固化后将支撑剂胶固，在井壁形成具有一定强度和渗透性的“人工井壁”，阻止油层砂子流入井中。人工胶结砂层是从地面将液体胶结剂和增孔剂注入油层中，然后使胶结剂固化，将井壁附近的砂层胶固，同时又不会使渗透率有较大的降低。,常用的方法有以下几种。,（1）水泥砂浆人工井壁,（2）酚醛塑料砂浆人工井壁,（3）树脂核桃壳人工井壁,（4）人工胶结砂层防砂,（5）酚醛溶液地下合成,4、清砂技术,（一）捞砂,（二）冲砂,1冲砂方式,冲砂方式分为正冲砂、反冲砂、正反冲砂和联合冲砂四种。,（1）正冲砂：冲砂液从油管进入，携带砂子从油套管环行空间返出的冲砂方法。,正冲砂的特点：冲砂能力强，携砂能力差。,（2）
44、反冲砂：冲砂液从油套管环行空间进入，携带砂子从油管返出的冲砂方式。,反冲砂的特点：冲砂能力差，携砂能力强。,（3）正反冲砂：先正冲砂，将砂堵冲散，使砂粒处于悬浮状态，然后迅速改用反冲砂，通过油管中的高速液流将冲下来的砂子携带出地面的冲砂方式。正反冲砂特点：冲砂能力强，携砂能力也强,（4）联合冲砂,联合冲砂是指在冲砂管柱距井底一定距离处装有分流器，用以改变液流通道，冲砂液从油套管环行空间进入井内，经分流器进入下部冲砂管冲开砂堵，被冲散的砂粒随同液体先从下部冲管与套管环空返至分流器后，便进入上部冲砂管内返至地面,图65 联合冲砂管柱示意图,1油井出砂有哪些危害?2在开采方面影响出砂的原因有哪些？3
45、防砂方法有哪些?4什么是人工井壁?5清砂方法有哪些?,第二节 结蜡井的管理技术,析出来的蜡沉积到流经出来的管道和设备表面的现象叫结蜡。,在石油工业中，把凡是碳氢化合物分子量为C16H34C64H130 之间的烷烃统称石蜡。,一、蜡基本概念1、蜡的性质,纯净的石蜡是白色透明的晶体。石蜡的熔点为4960，在油藏中一般以溶解状态溶解在原油中，不溶于水，稍溶于酒精，易溶于有机溶剂如醚、苯、二流化碳以及各种矿物油中。石蜡的密度为880905Kg/m3，油井的结蜡是石蜡和少量的胶质、沥青质及泥砂等杂质构成的混合物，多呈灰色和深褐色。,图66 自喷井结蜡位置示意图,一、油井结蜡及影响因素,1、结蜡过程分为三
46、方面（1）蜡的析出（2）蜡的集聚（3）蜡的沉积,2、蜡的影响因素,（1）原油的性质和含蜡量的影响,（2）温度的影响,（3）压力和溶气量的影响,（4）产量的影响,（5）影响油井结蜡的其它因素,3、油井的结蜡规律,自喷井和抽油井的结蜡规律有所不同。,自喷井主要是油管结蜡和地面油嘴结蜡,抽油井容易结蜡的位置是：泵的吸入口处、固定阀座、阀球及油管处易结蜡。,一般来说油管下部不结蜡，因为下部油流温度高，压力高，溶解气多，石油对蜡的溶解能力强。从某一位置开始，由于温度、压力下降，导致油对蜡的溶解能力下降，越往上结蜡越严重，但接近井口时，结蜡减少，这是由于流体速度大，一部分蜡被流体带走所致。,二、油井防蜡措
47、施,防止油井结蜡，一是要防止石蜡从油中析出，二是防止析出的蜡晶体聚集和粘附在管壁上。,（一）油管内衬和涂层防蜡,1玻璃衬里油管防蜡,2.涂料油管防蜡,（二）化学防蜡剂防蜡,化学防蜡是通过向油套管环形空间加入液体防蜡剂或在抽油泵下的油管中下入固体防蜡剂，防蜡抑制剂可防止石蜡晶体聚结长大或沉积在钢铁表面。,目前所用的防蜡剂有表面活性剂型和高分子型两大类。,图68 油井注防蜡剂示意图1注入漏斗；2注入闸门；3注入器；4磺化油；5套管闸门；6套管；7油管,1活性剂型 这种防蜡剂可吸附在蜡结晶微粒表面，形成极性表面薄膜，防止晶体微粒聚集长大，使微粒分散在油中，被上升的油流带走，表面活性剂还可吸附在油管壁
48、上形成极性表面薄膜，防止石蜡在管壁上沉积。,2高分子聚合物型,高分子型防蜡剂都是油溶性的具有石蜡结构链节的支链型高分子，在浓度很小的情况下能够形成遍及整个原油的网状结构，而石蜡就可以在这网状结构上析出，因而彼此分散，不能聚集长大，也不易在管道表面上沉积，而易被液流带走。,（三）强磁防蜡器防蜡,强磁防蜡技术的基本原理是：原油通过强磁场作用定向排列做有序流动，克服了石蜡分子之间的作用力，不能按结晶的要求形成石蜡晶体；对于已形成蜡晶的微粒通过磁场后，石蜡晶体细小分散，并且有效的削减了蜡晶之间、蜡晶与胶体分子之间的粘附力，抑制了蜡晶的聚集长大。此外，磁场处理后还能改变井筒中蜡的状态，使蜡质变软，易于清
49、除。,三、清蜡方法,将粘附在油管管壁、深井泵、抽油杆等设备上的蜡清除掉的方法叫清蜡,常用的清蜡方法有机械清蜡和热力清蜡。,（一）机械清蜡,机械清蜡是指用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并靠液流带至地面的清蜡方法。常用的清蜡工具有刮蜡片和清蜡钻头。,1自喷井的机械清蜡,图69 自喷井机械清蜡示意图,清蜡制度的内容应包括：清蜡周期、清蜡深度、操作规程及使用的刮蜡片的规格等。,图610 尼龙刮蜡器工作原理示意图 1上限位器；2尼龙刮蜡器；3抽油杆；4限位器,2抽油井的机械清蜡,抽油井的机械清蜡是利用安装在抽油杆上的活动刮蜡器清除油管和油杆上的蜡。,抽油井使用机械清蜡方法的并不多，因为抽油泵上的蜡无法清除
50、。抽油井最常用的清蜡方法是热力清蜡。,（二）热力清蜡,热力清蜡是利用热能提高液流和管子的温度，熔化沉积于井筒中的蜡。,将热力清蜡分为：热流体循环清蜡、电热清蜡和热化学清蜡。,1热流体循环清蜡,（1）热洗,将高温热洗介质注入油井内循环，循环到井内温度达到蜡一定程度后，使井内温度达到蜡的熔点，蜡就逐渐熔化，并随同热洗介质返出地面。,法热油循环法就是利用本井的原油，经水套炉加热后，通过分油包促使原油脱气，并使一部分脱气油进入油套管环行空间，热油便由油套管环行空间进入油管随同井液一同被抽到地面。,（2）热油循环,图611热油循环清蜡流程图1水套加热炉；2分油包；3回油阀；4油嘴；5分离器,2电热清蜡,
