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1、螺杆泵采油地面系统 安全预防,目 录,一、螺杆泵采油系统组成及地面装置功能简介 二、螺杆泵系统投产、维护维修时的安全防护知识 三、螺杆泵防反转操作及释放过程,14,15,16,电控部分,螺 杆 泵 采 油,地面驱动部分,7,5,6 8,2 9 10,3,1,1电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-抽油杆；,系 统 的 组 成,配套工具部分,11 12 13,9-抽油杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-限位销； 15-防脱装置； 16-筛管,井下泵部分,六是,一是 为井下螺杆泵提供动力和合适的转
2、速,二是 承受杆柱的轴向载荷,三是 为油井产出液进入地面输油管线提供通道,四是 防止产出液渗漏到井场的密封功能 五是 防止停机过程中杆柱的高速反转,安全防护功能（防反转功能、皮带防护罩、方卡防护罩等）,七是 辅助功能测试、防盗等。,2、螺杆泵地面驱动装置主要功能,l,l,3、地面驱动装置的动力传递 启机及生产过程工作动力传递:原动机的动力通过如下动 力传递系统传递到井下泵，泵工作完成井液举升 停机过程反转动力传递：反转动力来源于油管与套管之间的液位势能和抽油杆柱的变形扭矩，消耗为杆柱的高速旋转动能和摩擦 螺杆泵地面驱动装置动力传递系统流程图,电控箱,电动机,小带轮,大带轮,井液倒灌 螺杆马达,
3、杆柱变形扭矩,摩擦耗能,反转控制系统,齿 轮 轴,螺杆泵,杆柱,光 杆,方,卡,输出轴,大齿轮,4、地面驱动装置防反转结构形式及特点,为了解决螺杆泵采油系统停机反转造成系统故障，普遍在驱动装置中设置机械防反转系统。防反转系统可以装在输出轴或输入轴上，装在输入轴上的防反转系统受到的工作扭矩远小于装在输出轴上的工作扭矩，但装置横向尺寸也相应变大。综合考虑选用防反转系统装在输入轴上的方案较好，易于调整维护。,目前机械防反转系统主要有棘轮棘爪机构、摩擦式防反转装置、楔块防反转系统、液压防反转系统和电磁式防反转装置等方式,5、棘轮-棘爪式防反转装置,这种防反转装置的工作原理是利用棘轮棘爪的单向回转特点阻
4、止反转。棘爪装在固定的轴上，可以自由转动，棘轮棘爪通常做成外啮合，只有少数做成内啮合。棘爪放在棘轮的四周，同扭簧来保证棘爪与棘轮的正常的啮合。棘轮工作面为与半径成一定角度的斜面，使棘爪能沿齿面下滑落入齿谷，保证啮合的可靠性。在棘轮上装有可控性刹车装置。保证扭矩的安全释放,6 、该系统结构简单，成本低，而且能 够手动释放贮存在系统上的反转扭 矩，现场可更换,检查,1保证防反转系统可靠工作，需要经常调,2 低速时棘轮棘爪由于接触会产生噪音和磨损。 3 刹车带摩擦面压紧力调整及反转扭矩释放,都需要人为近距离操作，而且在扭矩释放 过程中，杆柱还会以一定速度反转，如果 人为操作不当或刹车带摩擦面打滑，也
5、会 对操作者带来安全隐患。,刹车总成,整为棘轮刹车带摩擦面的压紧力,7、地面驱动装置的光杆密封技术,上置机械密封系统：该系统将机械密封系统上移到驱动装置上部，同减速箱中的油杯配合将光杆与驱动装置之间的动密封转换成光杆与轴头的静密封、轴头与油杯之间的动密封，油杯与光杆之间为间隙配合。,优点：正常无泄漏工作时间大约1年或更长。,8、井口密封支撑技术 螺杆泵井作业或驱动装置零部件维修 更换过程中，需要相应的结构密封井 液或者支撑杆柱重量，这种结构称为 螺杆泵的专用井口。 卡持密封井口集成于地面驱动装置 上，在封闭时起到正常封井作用的同 时还能够锁紧光杆，承受全井杆柱负 荷，为处理驱动装置的故障提供了
6、便 利条件。,螺杆泵井卡持密封井口示意图,（一）驱动装置设备维修保养 （二）清防蜡方式 （三）日常管理与维护 （四）常规螺杆泵井日常管理与维护中注意事项 （五）地面直驱驱动设备及控制系统的安装和维护 （六）普通螺杆泵防反转检查,二、螺杆泵地面系统投产、维护、维修时的安全防护知识,（一）驱动装置设备维修保养,1调参 （1）准备好需要的工具，并仔细检查皮带轮、轴套和电机轴的配合尺寸是否相符 （2）按标准规定停机和释放防反转 （3）关闭封井器，两边手轮旋转圈数应基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使闸板牢牢夹住光杆 （4）用扳手松开电机支架的紧固螺栓和调整螺栓，卸下皮带 （5）将皮带轮压紧挡
7、板及锁紧螺栓卸下，然后用顶丝将皮带轮顶出并卸下 （6）将新换的皮带轮、轴套和电机轴的配合面清洗干净，并涂抹黄油 （7）安装好皮带轮，调整两皮带轮间中心距，达到四点一线要求 （8）安装皮带，拧紧电机支架的调整螺栓，直至皮带的张紧力合适为止 （9）拧紧电机支架的紧固螺栓，打开封井器，按标准规定启机,2.更换皮带 （1） 准备好需要的皮带、换皮带工具 （2）按标准规定停机和释放防反转 （3）关闭封井器，两边手轮旋转圈数应基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使闸板牢牢夹住光杆 （4）用扳手松开电机支架的紧固螺栓和调整螺栓，卸下皮带 （5）调整两皮带轮间中心距，达到四点一线要求 （6）安装皮带，
8、拧紧电机支架的调整螺栓，直至皮带的张紧力合适为止 （7）拧紧电机支架的紧固螺栓，打开封井器，按标准规定启机,3. 驱动装置维修、更换密封 （1） 准备好常用工具 （2） 按标准规定停机和释放防反转 （3） 关闭封井器，两边手轮旋转圈数应基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使闸板牢牢夹住光杆 （4） 要保证封井器卡紧杆柱，否则将杆柱下放到底后方可操作 （5） 拆卸方卡子，更换静密封、机械密封或进行维修 （6） 安装方卡子，打开封井器，按标准规定启机,4.更换齿轮油 换季保养或齿轮油变质时，应更换齿轮油 （1） 准备好漏斗、油桶及其它常用工具 （2） 按标准规定停机和释放防反转 （3） 关
9、闭封井器，两边手轮旋转圈数应基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使闸板牢牢夹住光杆 （4） 用扳手分别卸下加油螺栓和泄油螺栓，开始放油并清洗箱内 （5） 放完油后，拧紧泄油螺栓，加油至看窗1/22/3之间或高出盆齿2-3厘米 （6） 加完油后，拧紧加油螺栓 （7） 打开封井器，按标准规定启机,（二）清防蜡方式,1.掺水热洗清蜡 掺水温度、压力、排量和时间必须按油田公司热洗清蜡相关规定执行 2.化学清防蜡 （1） 化学清蜡前必须进行螺杆泵定子橡胶与药剂配伍试验分析，确认配伍性能良好后方可实施化学清蜡 （2） 加药周期、方式及药量根据井况灵活选择,3.上提转子热洗清蜡 （1） 按标准规定停
10、机和释放防反转 （2） 缓慢上提杆柱使转子完全脱离定子，并关闭封井器，改为热洗流程 （3） 根据相关热洗规定进行热洗，当出口温度达到60以上并符合相关规定 （4） 热洗完毕，打开封井器，缓慢下放杆柱，并达到预定位置 （5） 提放杆柱时速度应慢，避免杆柱发生快速旋转 （6） 改为生产流程，按标准规定启机 注：（1） 为确保洗井效果，保证操作安全，原则上螺杆泵井要在运转或上提转子完全脱离定子的情况下洗井 （2） 在运转情况下洗井时，要适当提高转速，同时控制洗井排量，防止洗井液驱动杆柱快速旋转,（三）日常管理与维护,1. 螺杆泵投产五天内，每天测量动液面和产液量一次，并根据动液面深度调整工作转速，直
11、到沉没度稳定在300-500m范围内为止；同时记录井口油压、套压、电流、电压等数据,2. 螺杆泵稳定运转时，要每天进行巡回检查，发现问题，立即整改，主要内容包括： （1） 皮带的松紧情况 （2） 盘根盒是否渗漏 （3） 减速箱的振动情况及是否有异常声响，箱体温度是否正常及是否有渗漏，并随时检查减速箱油面高度及油质，以确定是否需要补充或更换齿轮油 （4） 电机声音及温度是否正常 （5） 电控箱的接触情况，开关是否灵活可靠，电压、电流是否正常 （6） 井口流程各闸门开关情况 （7） 各部件螺丝紧固情况，如光杆方卡螺栓是否松动、光杆是否下滑等,3减速箱正常运转一个月后，应停机放掉减速箱体内齿轮油并清
12、洗箱内，加入新的齿轮油后每半年至少更换一次 4防反转机构应定期保养，发现异常，及时维护 （1） 每次释放反转后，应检查防反转机构是否完整可靠 （2） 每次作业施工和驱动装置检修时，应对防反转机构进行全面检修 （3） 对于频繁释放防反转、运转扭矩大的井，应加密检查 （4） 防反转机构有异常响动的井，应及时检修,（四）常规螺杆泵井日常管理与维护中注意事项,1. 认真做好巡回检查，发现问题及时处理，做好记录，并上报有关部门 2. 在施工过程中，操作人员要互相配合，并穿戴好劳保用品，保证生产安全 3. 严格保证用电安全，停机后一定要将空气开关断开，再进行相关操作 4. 启、停机时，所有人员应撤离到皮带
13、轮旋转切线方向45度以外且距离井口5米以上的安全区域，以防止意外情况发生 5. 防反转装置释放反扭矩时，操作人员头顶必须低于方卡高度，佩戴安全帽，做好安全措施 6. 驱动头方卡子以上光杆只允许露出防脱帽，要求防脱帽与方卡子上端面相接触 7. 螺杆泵井在工作过程中，应该有防止光杆上窜的约束措施,8. 驱动装置原则上要求使用钢质皮带轮，不允许使用铸铁皮带轮 9. 螺杆泵井在停机进行维修、维护、调参、作业、测试等操作时，必须释放掉杆柱的反向扭矩 10. 在停机进行驱动装置维修、更换密封时，原则上要求将杆柱下放到底，并紧固封井器后方可施工 11. 严禁利用电动机对脱扣杆柱 12. 严禁雷雨天气对电气设
14、备进行操作 13. 严禁地面设备运转时攀爬设备或在带轮侧工作 14. 严禁无故停机,（五）地面直驱驱动设备及控制系统的安装和维护,1、地面直驱驱动设备的安装 （1）安装驱动装置 按照常规螺杆泵操作规范下完井管柱和杆柱后，利用钢丝绳将螺杆泵直驱装置吊至光杆上方，使光杆从螺杆泵地面驱动装置的中轴中穿过，缓慢下放地面驱动装置直至坐在套管四通上法兰面 （2）上提防冲距 计算好防冲距，上提光杆提拉杆,安装好井口静密封装置和螺杆泵专用方卡，卸下提拉杆，连接井口地面管线,2、电力系统的连接 接通电机与控制柜的电源，试运转，调整相序，使电机顺时针运转 3、试运转 开启地面管线流程：连通地面管线，启机，调解控制
15、面板上的调速旋 钮，使工作转速从低速缓慢上升到高速，试运转，运转正常后，与采 油队完成交井工作事宜 4、运行转速调整方法 根据油井产能的需要，选择螺杆泵的工作参数，即通过控制柜调整合适的转速来匹配螺杆泵达到合理的工况,5、 地面设备管理维护 进行地面设备维时需等待杆柱扭矩完全释放完毕后，杆柱完全停止20分钟后才可进行，以免机械伤人和触电伤人 螺杆泵稳定运转后，要经常进行巡回检查，发现问题及时解决,检查内容一览表,（1）轴承箱保养 轴承箱正常运转后，应定期（一年）更换箱体内的齿轮油，并清洗箱体，加入新的齿轮油 （2）控制系统的安装和维护 柜体应垂直安装,柜体设有地脚螺钉孔,可以使用预埋螺钉在柜体
16、 内紧固以供防盗 环境温度在-30+50范围内,相对湿度在0%85%之间,切勿结露 检修断电后,变频器高压指示灯未熄灭时,切勿触摸内部电路及零 部件,绝对禁止将输出端子U、V、W接至A、B、C输入电源端 检查室外设备后应关好柜门,防水、防盗,6、控制系统常用参数设定,（六）普通螺杆泵防反转检查,检查项目： 电流、电压、电器、线路、扭矩、防反转装置及零部件 1、电控箱检查 检查空气开关、继电器、等关键部件是否动作灵活 线路连接是否正常 电控箱是否接地可靠 电控箱内电流、电压、扭矩、显示是否正常,防反转装置检查项目： 检查刹车总成是否完整 刹车总成内棘轮棘爪是否灵活可靠，扭簧是否断裂 刹车总成内棘轮棘爪是否清洁 刹车片是否磨损 刹车轴螺栓是否松动 刹车片释放扭矩螺栓是否松动 皮带是否断裂、老化、磨损、松紧程度是否正常 若在检查过程中发现防反转装置及零部件磨损严重需及时更换处理。若在刹车总成内棘轮棘爪不清洁有异物及棘轮轴生锈等需及时清洗进行处理，确保防反转装置安全灵活可靠,三、 防反转释放操作过程,1. 螺杆泵井在停机进行维修、维护、调参、作业、测试等操作时必须
