螺杆泵锥螺纹抽油杆的设计与应用

在用螺杆泵抽油杆大多都是沿用抽油机上使用的平扣抽油杆，适合于上下往复运动，抗拉强度是抽油杆的主要抗力指标。应用到螺杆泵上以后，主要的运动方式是旋转运动，承力方式也由抗拉变成抗扭，使用以前的平扣抽油杆经常出现断脱现象。因此利用钻杆与螺杆泵运动的相似原理，设计和使用了螺杆泵专用抽油杆。本文简要介绍了螺杆泵抽油杆的设计原理，过程和使用效果。     

螺杆泵驱动杆失效形式分析及结构优化设计

针对螺杆泵驱动杆在使用过程中出现的杆体断脱、螺纹失效、与油管偏磨等事故不断增加的现状,对螺杆泵驱动杆失效形式进行了分析,优化设计了驱动杆接头、接箍的结构,改善了其加工工艺。新型驱动杆采用楔形插接形式,通过左旋螺纹连接而成,该结构可将杆柱工作过程中承受的扭矩、轴向载荷分解,改善了连接部位的受力状况;同时提出了接头一端固定的防偏磨结构,可有效减少接箍和接头圆弧过渡区的偏磨。并指出提高实心杆杆体强度,对杆体表层进行硬化处理,是提高实心杆抗扭能力的有效办法。     

螺杆泵驱动装置技术评价

针对油田螺杆泵举升方式存在地面驱动装置传动效率低、减速器损坏维修费用高、传动装置存在安全隐患等问题,对比了直流电动机直拖螺杆泵地面驱动装置与偏置式螺杆泵驱动装置的应用效果.这两种装置都取消了地面驱动装置的机械减速器和皮带,减少了传动装置,降低了地面故障率,能耗减少,进一步提高了驱动系统的可靠性,可满足螺杆泵在不同工况下对驱动系统的要求.螺杆泵驱动装置的改进在一定程度上完善了螺杆泵井配套工艺技术,对螺杆泵的普及和发展具有重要意义.     

螺杆泵专用抽油杆试验研究

以往大庆油田螺杆泵井所用抽油杆柱大多都是沿用抽油机井上使用的普通连接结构抽油杆,这种抽油杆适合于上下往复运动,抗拉强度是抽油杆的主要抗力指标。而螺杆泵井所用抽油杆,其主要运动形式为旋转运动,承力方式也由抗拉变成抗扭,使得普通连接结构抽油杆应用在螺杆泵井上以后,经常出现断脱事故。针对这些现象,研制了插接式螺杆泵专用抽油杆和锥螺纹式螺杆泵专用抽油杆。文章介绍了2种结构抽油杆的防断脱原理、优化设计方法、室内检测及在大庆油田的使用情况,并针对现场出现的典型事故进行了分析,提出了相应的改进意见。     

MOYNO螺杆泵驱动头系统可靠性分析

对MOYNO螺杆泵驱动头系统的主要零部件进行了失效分析和可靠度计算,并进行了系统可靠性分析,提出了提高螺杆泵驱动头系统可靠度的措施。     

关于地面驱动螺杆泵杆管的纵向弯曲问题

俄罗斯科研人员通过多个公式的计算推导和对比分析后得出,在指定工作条件下,地面驱动螺杆泵即使在垂直井段中,泵上的杆管也存在失稳现象,并产生弯曲。由于油管内外的压差,地面驱动螺杆泵的装置中杆管失稳状况要比抽油泵明显。在用地面驱动螺杆泵采油时,必须采用减少杆管纵向弯曲的技术措施,其中包括应用杆管钻铤、斜井段安装杆管扶正器,以及应用不仅能够防止油管柱下部转动、而且可以防止其向上轴向移动的油管锚。     

螺杆泵节能型驱动配套技术研究

针对油田螺杆泵常规地面驱动工艺存在的问题,开展了螺杆泵地面直接驱动工艺技术研究,在现场应用中取得了良好效果.螺杆泵地面直接驱动装置改变了常规驱动头使用减速器、皮带等的传动方式,实现地面驱动电动机直接驱动螺杆泵抽油杆运转,井口结构进一步简化,显著降低了设备能耗和日常生产维护费用,提高了设备运行安全性能.     

常规驱动螺杆泵偏置式改造技术研究

螺杆泵常规驱动技术停机后反转能量不能完全释放,存储在杆柱上,若其采用的机械式防反转装置中有部件损坏或失效不起作用,反转会失控,导致杆柱高速反转,同时带动地面设备高速旋转,发生"飞轮",给人身安全造成危害[1].针对上述问题,文中提出集成"常规驱动技术与直驱驱动技术"的优势于一体,研制一种新型螺杆泵地面驱动技术,并且提出在常规螺杆泵驱动装置的改造中应用该项技术.这样,不仅可以解决常规驱动的安全问题,而且能够适当降低举升能耗.     

新型大功率螺杆泵驱动装置的研制

针对现有螺杆泵驱动装置存在箱体油封和盘根盒处漏油、结构尺寸过大和防反转机构不可靠等问题 ,研制了新型大功率螺杆泵驱动装置。新型装置的关键技术在于将现有驱动装置的圆柱斜齿轮传动改为圆锥齿轮传动 ,电动机卧式放置 ;在原调心轴承下部增加一个扶正轴承 ;支座与传动轴之间除盘根盒密封外 ,另在下部增加机械密封作为双道密封保险 ;采用新型楔块式超越离合器作为防反转机构。 34台新型装置在大庆油田和大港油田的推广应用表明 ,这种装置在整个螺杆泵系统检泵周期内完全可以达到不渗不漏的质量要求 ,满足油田生产需要     

螺杆泵地面驱动装置机械密封系统研制

为了解决螺杆泵地面驱动装置光杆盘根盒动密封系统存在的严重渗漏、光杆磨损多、维护管理成本高等问题，研制了新型机械密封系统。它成功地取代了原有盘根盒结构，将光杆和装置之间的旋转动密封用光杆和密封轴之间的静密封以及密封轴和装置之间的机械动密封来实现，解决了上述问题。现场应用200多口井，最长无泄漏运转时间已超过2a。     

地面驱动螺杆泵试油技术

探井试油是根据油藏特点采用先进适用的工艺技术,对试油井进行求产,努力扩大并发现新的含油面积和地质储量,整个试油过程是一项复杂、庞大的系统工程。通过近几年的勘探试油,针对不同特性的探井试油井逐渐形成了一套较为完善的螺杆泵探井试油工艺技术,为油田勘探试油排液提供了重要依据。地面驱动螺杆泵试油技术在胜利油田探井试油中每提实施50井次,成功率100%,累计产液10000m3,累计产油4800t。     

螺杆泵排水采气杆柱强度设计方法研究

螺杆泵排水采气与螺杆泵采油区别较大,不能将油田上使用的螺杆泵系统直接应用于排水采气。在螺杆泵排水采气试验过程中,抽油杆发生频繁断裂事故,由于没有完善的抽油杆受力分析模型,无法对抽油杆强度进行验算,不能正确指出导致抽油杆断裂的原因,直接影响了螺杆泵排水采气试验的继续进行。通过查阅相关文献资料,对比各种分析计算模型,并用现场实测数据加以验证,从理论上查找误差产生的原因,最终建立和完善了螺杆泵排水采气杆柱强度设计方法。     

Test Research on Special Sucker Rod for Screw Pump

According to the statistics of straight thread sucker rods＇ application in screw pump in Daqing Oilfield before 2000, the proportion of sucker rods＇ yearly breakaway reached to 41.6%, taking up 70% of the total wells that were checked. Thus it can be seen that the rods breakaway problem was becoming the main barrier restricting screw pump large-scale population and application. Since then, the development work on the special sucker rods for screw pump had been carried on. Through the analysis on the failure position and failure form of the sucker rods＇, the following conclusions are nresented：     

螺杆泵采油抽油杆柱动力学研究

螺杆泵采油抽油杆柱断脱事故严重制约了螺杆泵采油技术的应用.以螺杆泵采油抽油杆柱微元段受力分析为基础,根据力学平衡原理建立抽油杆柱动力学波动方程.采用有效差分法对波动方程进行数值离散,并给出了波动方程求解的定解条件,得到了描述抽油杆柱动力学波动方程的数值解.实例计算表明,抽油杆柱受到的扭矩和轴向力均随深井的增加而减小,扭矩和轴向力的最大值均发生在井口.     

GBF型螺杆泵地面驱动系统设计

针对现有GBF型螺杆泵存在的问题,对其地面驱动装置的传动系统和控制系统进行了设计。在传动系统方面,采用无刷直流电机取代传统的三相异步电机,用动态扭矩传感器对螺杆承受扭矩实时监测,并根据实际工况要求设计了减速器。在控制系统方面,整个硬件平台和软件平台采用TI公司高性能的TMS320C2812型DSP作为系统的主控制器,通过调节PWM波占空比实现了电机的无级变速,采用增量式PI对电机闭环控制;通过软件措施实现了电机的软启和软停,并能够预防螺杆泵系统运行过程中可能出现的烧泵和堵转等问题。基于Labview仿真平台对PI参数调节过程进行了仿真研究。     

螺杆泵井近泵抽油杆柔度对偏磨的影响

用有限元法建立了螺杆泵杆柱运动的瞬态动力学模型。该模型模拟了螺杆泵生产时杆柱的实际运动状况,考虑了抽油杆柱的振动对横向运动的影响。研究了近泵处柔性杆的长度和弹性模量对杆柱横向位移的影响。结果表明,增加近泵处抽油杆的弹性模量有助于减少杆柱的振动,即减少了偏磨。该模型不仅适用于直井,也适用于斜井。     

螺杆泵井抽油杆失效原因分析

抽油杆断裂的原因主要有抽油杆热处理质量差、螺杆泵与抽油杆不匹配、抽油杆偏磨等因素;造成抽油杆脱扣的原因主要有抽油杆弹性变形能释放、液体回流影响及产能影响等因素;造成抽油杆撸扣的原因主要有产液对抽油杆螺纹的腐蚀、抽油杆螺纹加工质量差等因素.     

TYPL系列螺杆泵驱动系统应用效果分析

TYPL系列螺杆泵驱动系统采用低速大转矩永磁变频同步电动机直接驱动螺杆泵采油系统,将抽油杆、油负荷的承重及其密封与电动机结构一体化设计,简化了原螺杆泵抽油系统的机械结构,取代了传统的机械式螺杆泵地面驱动部分。由永磁变频控制系统进行转速控制,可根据现场状况调节转速,使系统工作在最佳状态。对TYPL系列螺杆泵驱动系统室内测试效果和现场应用效果进行了分析,得出了TYPL系列螺杆泵驱动系统性能指标均能达到标准要求,同时节电效果明显的结论。     

螺杆泵井杆柱组合设计研究

为解决螺杆泵井杆柱力学模型过于简单的问题,对抽油杆柱的扭转载荷与轴向载荷进行了分析和计算.结合第四强度理论,对杆柱强度条件进行了分析,提出了多级杆柱的设计思想,得出把抽油杆柱设计成多级杆柱的等强度组合设计方法.按要求和标准确定多级杆柱的长度和直径,然后按强度条件进行校核,并给出了设计实例.     

新型螺杆泵直驱驱动装置整机的振动分析

现有的螺杆泵驱动装置产生的振动较大,容易造成密封失效和停机事故,分析新型螺杆泵直驱驱动装置的振动规律和特性十分重要.应用Matlab软件建立了驱动装置计算模型,并进行了振动计算与分析.根据分析结果提出的改进方案为新型螺杆泵直驱驱动装置整体结构优化设计与性能改进提供了理论依据.