螺杆泵工况诊断方法及发展现状

随着地面驱动螺杆泵生产系统在我国油田的应用，油田生产过程中出现的故障越来越多，产生故障的原因很多，除人为因素外，螺杆泵生产技术的不完善理论是其主要来源，但由于螺杆泵的生产设备时间相对较短，很难在较短的时间内形成完整的故障诊断系统，因此，建立地面螺杆泵生产系统故障诊断的初步方法，不仅可以解决油田的生产问题，而且也为今后的研究提供了数据。

螺杆泵井的诊断方法与有杆抽油机井的诊断方法不同，因为没有指示图。

目前流行的诊断技术有两种：一是用诊断方法分析存在的问题；二是分析螺杆泵出现问题时可能暴露的现象。

1.用诊断技术判断油井故障

随着螺杆泵应用规模的扩大和时间的延长，诊断方法将越来越多，技术水平也会越来越高。目前，诊断方法有以下几种：

(1)现行方法诊断

(2)维护泵法的诊断

(3)扭矩法诊断

(4)液体体积变化法诊断。

油井采液量是一种非常直观的野外资料，每天使用它和每天使用它更准确、优良，所以用它作为分析的基础是比较现实的。

实践证明，综合运用这些方法，相互学习，取得了较好的效果，使螺杆泵的工作状态深受了准确、方便的诊断，节省了损失，取得了较好的经济效益。

二、油井故障诊断的问题假设法

为了系统地研究螺杆泵的诊断技术，在出现问题的情况下，分析了螺杆泵井可能出现的现象。如果油井现象与假设现象相同，则假设是正确的；如果假设中所需的数据不完整，可以特别根据需要加以实施。

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根据对螺杆泵生产系统抽油杆柱故障的统计分析，可分为以下三类。

抽油杆断裂是常见的失效形式之一，螺杆泵抽油杆柱断裂的主要原因如下：

主要结果如下：(1)抽油杆柱外径小，抽油杆工作系数低。这是因为螺杆泵抽油杆柱的应力变形状态与往复式抽油杆柱不同，一方面受轴向应力的影响，另一方面又受扭转剪应力的影响；另一方面，抽油杆柱的高速旋转，如果抽油杆偏心或井间偏转，会引起横向失稳运动，不可避免地导致较大的横向力和附加弯矩。根据目前工程中采用的抽油杆柱的设计方法，现有的方法只能考虑静载荷部分，而不能考虑动荷载，即只能进行静强度评定，而不能进入作用强度评定。

(2)杆体在制造过程或使用过程中出现缺陷，使杆体工作应力明显增大，导致抽油杆承载能力下降，如果抽油杆存在初始缺陷，在高速旋转运动和腐蚀介质作用下，缺陷速度适宜膨胀，导致杆体承载能力急剧下降。

(3)井下异常现象导致抽油杆柱过载，但螺杆泵系统过载保护不理想，如螺杆泵夹紧泵、局部井段生产蜡塞、堵砂、电流保护装置效果不佳等。这些异常现象一方面使抽油杆柱无法转动，产生过大的扭矩；另一方面，由于局部堵塞限制了抽油杆柱的轴向运动，抽油杆柱的不稳定旋转运动不可避免地导致轴向载荷过大，这些轴向载荷和扭矩过载，无法及时获得优良的过载保护装置，从而导致抽油杆柱断裂。