螺桿泵油井生產系統故障形式及診斷方法

發布時間：2018-07-25

螺桿泵采油系統由于其尺寸小，質量輕，維扒管理方便，地面設備簡單緊湊，調節排量容易，系統等優點，受到人們 日益重視，并在油田逐步   推廣使用。特別是 在開采高粘油、高含砂量和高含氣量的原油中，螺桿泵   具有   的作用。但如何加強螺桿泵生產系統工況診斷是 提高螺桿泵油井管理水平的關鍵。它可以使螺桿泵油井生產管理者   監測螺桿泵生產井的井下工作狀態，判斷分析有無故障及故障原因，從而挖掘油井潛力，設備      地工作，延長檢泵周期，   終達到化管理螺桿泵生產井的目的。
有桿泵油井可以通過示功圖來進行診斷，而螺桿泵油井由于沒有示功圖，其診斷方法和有桿泵油井有所不同非 有桿式油井的診斷方法一般有兩種：
a)利用油井現場測試數據，對油井進行診斷。
b)利用振動信號和噪聲，對其進行時域和頻域分析診斷。
現文采用油井生產數據，利用系統工作原理，分析組成螺桿泵油井生產系統的各子系統的工作狀況及其對系統的影響。
1螺桿泵油井生產系統主要故障形式
根據螺桿泵油井優化設計要求，在生產過程中它應在其推薦工作區工作，而且泵效較高但由于種種原因，在實際生產過程，泵的工作情況較差，導致整個系統效率降低并會縮短螺桿泵的工作壽命。
引起螺桿泵故障的主要原因有：
a)選泵不當。
b)泵或油管液體流失。
c)氣體影口向。
d)供液不足，導致抽空。
e)原油粘度大，管線堵塞，砂卡或卡泵。
f)定子損壞或脫落。
g)抽油桿斷裂或脫扣。
經現場調   現，現場對螺桿泵油井管理還不規范，沒有一套的選泵方法對螺桿泵生產情況，只能從產量上來了解。螺桿泵油井出現較多的故障是 螺桿泵抽油桿脫扣.由于含砂量較大導致砂卡和螺桿泵抽空，以及效率低等問題。
2螺桿泵油井生產系統
對螺桿泵油井進行診斷分析，   充分掌握油井生產系統的工作規律在分析生產系統各子系統的基礎上，了解螺桿泵油井的工作狀況。
螺桿泵油井生產系統可以包括3個子系統，即油井流入系統、井筒流動系統和井下螺桿泵系統各子系統都有自己的工作規律。
2. 1油井流入系統
從油井流入系統主要要了解的內容是 油層的供液能力和油井潛九系統規律可用油井流入動態曲線來表T}由于油井產液為油氣水混合體，所以采用油氣水綜合流入動態曲線。
2. 2井筒流動系統
對井筒流動系統主要要進行的是 對油井井筒多相流體的壓力和溫度分布的分析計算。
2. 3井下螺桿泵系統
從井下螺桿泵系統主要要了解的內容是 螺桿泵的工作特性，利用螺桿泵參數來計算螺桿泵理論特性曲線或根據水特性數據擬合水特性曲線。
3診斷方法
對螺桿泵油井生產系統工況診斷的目的是 了解泵的工況、油井供液能力及其井下螺桿泵與油井生產能力的匹配狀況；判斷故障及其原因了解泵的工況主要是 利用生產數據計算井筒和泵的工作特性參數，如排量、揚程、效率及功率；并與泵水特性曲線或理論特性曲線作比較；了解泵的工作狀況根據油井產量及泵的工況點所在特性曲線圖上的位置和泵的特性參數，判斷泵與油層匹配狀況及泵工況較差的原因。
3. 1螺桿泵工況診斷的參數計算對螺桿泵工況診斷首先需要計算泵的壓頭和流量，然后繪制螺桿泵的理論特性曲線或水特性曲線。泵的壓頭為泵出口壓頭和泵   壓頭之差值。
根據動液面計算螺桿泵入口壓力P；油井正常穩定生產時，由于重力分離作用，井口至油層中部的物性分布可以簡化為3段，即氣柱段油柱段及液柱段。泵入口處壓力是 套壓和氣體壓力以及油柱壓力共同作用的結果氣柱壓力主要考慮為靜氣柱壓力，計算油柱壓差需考慮套管產氣和不產氣的兩種情況套管不產氣時認為油柱為靜油柱，而套管產氣時   氣將穿過油柱而流向井口，使油柱中混有氣體。所以，此時的油柱壓差是 由油氣混合物的作用而造成。
3. 2螺桿泵工況診斷分析
按照螺桿泵油井正確選泵的要求，在生產過程中，泵應在其推薦區內工作，而且泵效較高。但由于種種原因，在實際生產過程中，工作情況較差，導致整個系統效率降低，將會縮短螺桿泵的工作壽命。
3. 2. 1選泵不當
主要根據泵的工作點是 否在泵的特性曲線的推薦工作區域來判斷，根據理論效率曲線，依照效率值，考慮到螺桿泵的工作特點，并且考慮到這種判斷有   的模糊性，因此將螺桿泵工況范圍劃為3個區域，即較佳工作區域一般工作區域和惡劣工作區域。
3.2.2供液不足
由于螺桿泵的結構   ，工作時如果發生供液不足，將會導致轉子和定子之間發生平磨產生過熱使橡膠定子燒毀；或者由于螺桿泵   壓力很低(低于汽蝕壓力)，發生汽蝕，流量效率下降，消耗功率增加。判斷供液不足主要是 根據螺桿泵   壓力和油井流量來考慮的。
3.2.3抽油桿斷脫
抽油桿斷脫在螺桿泵油井發生率較高，抽油桿斷脫占重復作業的50%。抽油桿斷脫后，產量為0，由于電機負載幾乎為0，所以其運行電流小于其正常運行時的電流。