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直驱螺杆泵在现场应用中的认识

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[摘要]为了有效的解决传统机械式螺杆泵容易断杆、停机时泵杆弹性恢复产生的高速反转容易脱扣,噪音大,调参繁琐等问题,研制了新型直驱式螺杆泵,并大面积的推广使用。本文总结了我对直驱螺杆泵在现场应用中的几点认识

[关键词]直驱螺杆泵 节能 认识

1引言

大庆油田自1986年引进螺杆泵以来,经历了引进、消化吸收、自主开发三个阶段,“九五”期间,主要攻克了螺杆泵定转子抱死和定子橡胶脱胶等技术难题,“十五”以来,主要攻克了螺杆泵热洗清蜡、驱动装置漏油、杆柱断脱和测试诊断等技术难题。到目前为止,地面驱动杆式螺杆泵采油技术已基本成熟配套,成为继游梁式抽油机和潜油离心泵之后的主力人工举升方式,而且在聚合物驱、三元复合驱和稠油油井上表现出良好的适应性。与其它人工举升方式相比,螺杆泵低投资、低能耗、对介质适应性强等优势在油田高含水期挖潜增效的作用日益凸显。

但是,目前传统式螺杆泵也存在一定的问题,例如,传统机械式螺杆泵容易断杆、停机时泵杆弹性恢复产生的高速反转容易脱扣,噪音大,调参繁琐等。为了有效的解决这些问题,研制了一种新型直驱式螺杆泵,并大面积推广。这种直驱式螺杆泵是在传统机械式螺杆泵基础上,去掉了皮带传动的机械部分,采用立式空心轴电机直接驱动螺杆泵光杆。

2直驱螺杆泵工作原理

2.1结构组成

新型直驱式螺杆泵由光杆、扭矩卡子、电机空心轴、电机和卡瓦封井器等部分组成。

1-光杆2-扭矩卡子3-电机空心轴4-电机5-卡瓦封井器

图1

螺杆泵地面直接驱动装置示意图

2.2工作原理

工作原理:螺杆泵传动光杆穿过驱动装置电机的空心轴,通过扭矩卡子连接直接传递电机扭矩,电机直接驱动螺杆泵光杆运转。

3直驱螺杆泵在现场应用中的认识

在现场应用中,对直驱螺杆泵与普通螺杆泵进行比较,总结出新型直驱螺杆泵解决了以下几方面的问题:

3.1实现连续转速设置、低速调节

直驱螺杆泵调参操作简便直观,方便现场管理。采油工可以通过配电箱控制柜里的转速调节按钮,来调整螺杆泵的运行速度,输出转速连续可调,且能实现低转速调节。该直驱螺杆泵可实现0-200r/min之间任意转速调节。尤其是对于严重供液不足的直驱式螺杆泵可以把转速调至其合理的工作转速(40r/min以下),避免了烧泵的隐患,而普通机械式螺杆泵由于受电机的限制不能达到此转速。

这种调速方式与传统式改变皮带轮的大小或电机绕组调速头的有级调速方式相比性能更为优越,同时还降低了工人的劳动强度。

3.2噪音小,安全系数高

直驱螺杆泵与传统机械式高速异步电机、皮带、减速器机械噪声相比机械噪声很小,特别适合村屯井开采。同时,新型直驱式螺杆泵采用了柔性防反转电磁制动技术,在螺杆泵需要停机时,能逐渐缓解和释放螺杆泵停机时的扭矩,避免了普通螺杆泵由于反转造成的杆柱脱扣、光杆甩弯、地面驱动装置零部件损坏,提高了设备的安全性。

3.3节能效果明显

从表中可以看出采油井安装直驱螺杆泵后的系统效率比安装前都有所提高,平均提高系统效率18.52%,具有较好的节能效果。

其中,对于沉没度偏低的井节能效果不太明显。

3.4具有过载保护功能

直驱螺杆泵通过设置最大扭矩来对电机实现过载保护功能,针对不同的泵型设置了不同的最大扭矩值。当螺杆泵运转扭矩超过最大扭矩时就会自动停机。同时,控制屏上显示的扭矩值也是判断该井是否需要热洗的一种有效的方法。

3.5有效降低盘根渗漏油问题

直驱式螺杆泵电机为低速直接驱动,对螺杆泵杆的驱动为四周均匀驱动方式,不产生侧摆力,大大减轻了盘根的渗漏问题,从直驱螺杆泵现场实际应用中也可以明显的比较出,直驱螺杆泵驱动系统比传统机械驱动系统盘根渗漏大大降低。

4认识和结论

(1)新型直驱式螺杆泵具有调参方便、高效节能、维护简便、噪音小和安全系数高等优势,适宜在油田范围内推广应用。

(2)新型直驱式螺杆泵工艺技术实现力矩电机直接驱动抽油杆运转,改变常规机械式螺杆泵使用减速器和皮带的传动方式,较好地解决常规螺杆泵存在的技术缺陷和安全隐患,后者具备取代前者的趋势。