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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.本 科 毕 业 设 计（论文）题 目：螺杆泵泵工作原原理及工工况诊断断方法 学生姓名：谷 旭学 号：00802211666专业班级：石油工工程20008级级4班指导教师：隋义勇勇 2012年年 55月31 日1中国石油大学（华东）本科毕业论文螺杆泵工作作原理及及工况诊诊断方法法 谷谷旭 指指导老师师：隋义义勇 摘要要螺杆泵又叫叫渐进式式容积泵泵，由定定子和转转子组成成，两者者的螺旋旋状过盈盈配合形形成连续续密封的的腔体，通通过转子子的旋转转运动实实现对介介质
2、的传传输。它它具有结结构简单单、流量量均匀、扰扰动小、携携带能力力强等优优点。在在石油资资源地位位日益重重要的今今天，如如何提高高效率降降低成本本成为我我们追求求的主要要目标，而而螺杆泵泵的发明明与使用用为我们们提供了了一种新新的有效效地原油油举升方方式，尤尤其是在在含砂稠稠油或聚聚驱井中中成效尤尤为明显显。本文主要就就螺杆泵泵采油系系统的组组成原理理及工况况诊断方方面研究究。系统统的分析析螺杆泵泵采油系系统的工工况及诊诊断方法法，并提提出需要要改进的的未完善善之处。 目 录第一章 绪论11.1 课题研研究的背背景11.2 国内外外研究现现状21.2.11 国国外应用用现状21.2.22 国国
3、内的应应用现状状21.2.33 发发展趋势势31.3 课课题的主主要内容容4第二章 螺杆泵泵基本结结构及工工作原理理52.1 螺杆泵泵的组成成结构和和工作原原理52.1.11 螺杆杆泵的组组成系统统52.1.22 螺杆杆泵的工工作原理理52.2 螺杆泵泵采油系系统的组组成62.3 电潜螺螺杆泵采采油系统统82.3.11 结结构组成成及工作作原理82.3.22 电潜螺螺杆泵采采油系统统技术特特点9第三章 螺杆泵泵工况分分析及故故障诊断断113.1 常见的的螺杆泵泵故障类类型113.2 螺杆泵泵工况诊诊断方法法153.2.11 憋憋压诊断断法153.2.22 电电流诊断断法163.3 螺杆泵泵井光
4、杆杆受力诊诊断法机机理分析析17第四章 实实例分析析234.1 螺杆泵泵举升聚聚驱粘稠稠油液234.2 螺杆泵泵举升三三元复合合液234.3 螺杆泵泵举升稠稠油254.4 螺杆泵泵用于含含砂稠油油举升254.5 本章小小结26第五章 结论与与建议27参考文献28致 谢3301第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题研研究的背背景在当今社会会，石油油毫无疑疑问是一一种非常常重要的的生产及及生活消消耗资源源，越是是发达的的国家就就越依赖赖石油，这这也使石石油成为为了战略略储备资资源，而而开采石石油的能能力无疑疑是起到到决定性性作用的的因素。尤尤其石油油的形成成至少需需要2000万年年时间，属属于一次次
5、性资源源。如何何对有限限的石油油资源进进行合理理的长期期开采已已经成为为我们必必须面对对的主要要问题。20世纪330年代代中期法法国的mmoinneauu发明了了单螺杆杆泵水力力机械原原理以来来，单螺螺杆泵在在石油工工业领域域得到了了广泛的的应用。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2-300，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2-240、扬程为500-1800m的系列产品，并
6、已在国内各大油田逐步推广应用。螺杆泵是依依靠泵体体与螺杆杆所形成成的啮合合空间容容积变化化和移动动来输送送液体或或使之增增压的回回转泵。螺螺杆泵的的工作原原理与齿齿轮泵相相类似，只只是在结结构上用用螺杆取取代了齿齿轮。螺螺杆泵的的优点有有很多，其其中最主主要的是是：(11)螺杆杆泵的流流量均匀匀，当压压力改变变时，流流量变化化很小(2)螺螺杆泵有有良好的的自吸特特性(33)螺杆杆泵对杂杂质和磨磨损的耐耐受能力力很强(4)运运送液体体的种类类和粘度度范围宽宽广(55)压力力和流量量范围宽宽阔。压压力约在在8.44-3440，流流量可达达1000。这几几个优点点决定了了螺杆泵泵适于提提升高含含砂，
7、高高粘度，高高含气原原油，而而且具有有高效低低能耗的的优点。综合以上几几点不难难看出，螺螺杆泵在在各大油油田中都都有很大大的应用用价值，因因为它不不仅适于于开采高高含砂原原油。高高粘度原原油以及及高含气气原油，其其在普通通油藏和和水驱油油藏后期期的高含含水开采采阶段也也有良好好适用性性。近几几年来，螺螺杆泵采采油在全全世界范范围内得得到了广广泛的推推广与应应用，螺螺杆泵也也有了很很大程度度上的发发展，种种类也越越来越多多种多样样，在油油田开采采中，正正逐步发发挥着巨巨大作用用。随着螺杆泵泵采油系系统应用用规模的的不断扩扩大，越越来越多多的故障障问题也也逐渐暴暴露在我我们面前前，其中中最主要要的
8、几种种故障是是：抽油油管断脱脱，油管管漏失，油油管结蜡蜡，螺杆杆泵漏失失，转子子磨损，定定子橡胶胶溶胀，卡卡泵等。造成螺杆泵泵采油系系统出故故障的原原因有很很多种，同同一种故故障也有有可能是是由不同同的原因因造成的的，我们们为了预预防和发发现这些些潜在的的威胁，必必须按照照常规的的检修周周期对设设备进行行检修，这这不仅会会消耗大大量资金金，而且且若是不不能及时时发现，让让泵带病病运行，必必然会加加大设备备的磨损损，严重重时甚至至会造成成停泵，使使油田蒙蒙受经济济损失。为了避免这这种不必必要的损损失，我我们必须须找出有有效地方方法在不不影响生生产的前前提下，对对螺杆泵泵的工作作状况做做出判断断，
9、从而而提高螺螺杆泵的的工作可可靠性，找找出科学学管理螺螺杆泵的的方法。所以，研究究螺杆泵泵的工况况诊断方方法可以以使螺杆杆泵的工工作安全全性得到到提升，为为螺杆泵泵的科学学管理方方法提供供参考，对对提高油油田经济济效益和和市场竞竞争能力力有着重重大的意意义。1.2 国内外外研究现现状1.2.11 国国外应用用现状加拿大约440%的的重油井井使用螺螺杆泵采采油，其其中一石石油公司司采用PPCM/IFPP联合公公司生产产的Roodemmip地地面驱动动螺杆泵泵采油系系统，井井下部分分连续运运转了两两年，地地面部分分5年。扬扬程20000mm，排量量2400，驱动动功率小小，节约约电耗660%-75
10、%，投资资与维护护保养费费用均较较低。俄罗斯的螺螺杆泵主主要应用用在巴什什基里亚亚，古比比雪夫和和西伯利利亚等油油矿，油油井最长长的检泵泵周期为为二年九九个月。在在姆哈诺诺夫斯克克油田，气气油比高高达4000m33/m33，油井井最长的的检泵周周期为4477天天；在粘粘度为114000mPaa.s的的油井条条件下，油油井最长长的检泵泵周期达达3400天，中中、小排排量螺杆杆泵的泵泵效达到到70%。印尼的Meelibbur油油田（原原油粘度度8.33mPaa.s），从从19990年开开始用螺螺杆泵代代替电潜潜泵采油油35口，泵泵挂深度度40000ftt（12220mm），最最大排量量20000b
11、ppd（3318）。结结果表明明，在满满足产量量不变的的情况下下，使用用螺杆泵泵与电潜潜泵相比比电费减减少了770%，维维护费减减少了335%，缓缓解了油油田电力力供应紧紧张的矛矛盾。苏丹大尼罗罗公司在在稀油井井中，应应用大排排量螺杆杆泵800 口井井，日产产量16600000桶（2256000 ），泵泵挂深度度12000m。1.2.22 国国内的应应用现状状螺杆泵作为为一种机机械采油油设备，它它具有其其它抽油油设备所所不能替替代的优优越性，国国内在制制造、应应用等方方面都取取得了长长足的进进步，井井下泵已已基本形形成系列列化。但但是，与与国外石石油公司司相比，我我国在螺螺杆泵的的整体技技术发
12、展展和应用用等方面面还存在在着一定定差距。目前，大庆庆油田、华华北二连连油田和和大港油油田在水水驱常规规井上采采用螺杆杆泵采油油已达到到一定规规模。两两油田均均在低产产井上使使用了变变频调速速技术，管管柱锚定定均采用用支撑卡卡瓦。二二连油田田将生产产参数远远程无线线监控系系统应用用于螺杆杆泵井的的日常管管理，在在井口安安装温度度、压力力和电流流传感器器，利用用RPCC单井配配电柜远远程无线线传输给给中控室室，进行行连续监监控，并并可以遥遥控启停停、自动动录取数数据和量量油。通通过变频频配电柜柜连续录录取电流流，能够够及时发发现单井井的电流流波动，也也可以推推断出扭扭矩的波波动，及及时对单单井进
13、行行事故处处理。其其中，大大港油田田在中北北部高含含水出砂砂开发区区推广应应用533口井，其其中替代代小泵生生产111口井；替代大大直径管管式泵生生产322口井；替代电电泵生产产7口井井；长停停井恢复复3口井井，取得得了增产产增效、提提高生产产时率、减减少投资资、节能能降耗的的效果。螺杆泵采油油技术在在稠油井井中也得得到了很很好的应应用，吉吉林油田田、辽河河油田、冀冀东油田田和华北北油田均均在重油油井上采采用螺杆杆泵冷采采，经过过几年的的矿场实实践都取取得了较较好的效效果，使使螺杆泵泵成为重重油井开开采的主主要举升升手段。吉吉林套保保油田在在用911口井主主要采用用进口螺螺杆泵（加加拿大）冷冷
14、采，平平均泵挂挂3500米，平平均泵效效31，进口口螺杆泵泵平均使使用天数数为2998天，国国产泵使使用寿命命为977天，进进口螺杆杆泵最长长使用时时间9330天（仍仍在使用用）。1.2.33 发展展趋势嘎嘎螺杆泵泵采油系系统的发发展趋势势主要有有以下55各方面面：1.电动潜潜油螺杆杆泵：为为满足稠稠油井、斜斜井及水水平井举举升的需需要，应应开发应应用电动动潜油螺螺杆泵。辽辽河油田田研制成成功了井井下电潜潜螺杆泵泵，其系系统与美美国BAAKERR-HUUGHEES公司司的基本本相似，由由地面控控制系统统、井下下电缆、螺螺杆泵、保保护器、减减速器和和电机等等组成。电电潜螺杆杆泵在辽辽河曙光光油田和和海外河河滩海油油田应用用4口井井5井次次，收到到良好的的采油效效果。2.探索新新型螺杆杆泵：主主要包括括以下几几种泵：金属定定子螺杆杆泵、等等壁厚定定子螺杆杆泵、合合成材料料螺杆泵泵、插入入式螺杆杆泵和多多吸入口口螺杆泵泵。3.螺杆泵泵杆柱卸卸扭技术术：螺杆杆泵停机机后，尽尽管驱动动装置可可以卡住住光杆防防止反转转，但杆杆柱储存存的弹性性能量，以以及油套套管液位位高差造造成的螺螺杆泵马马达效应应，
