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螺旋泵采油系統(tǒng)中診斷方法綜述
2018-07-16 21:06:59
自20世紀(jì)80年代，螺桿泵作為石油工業(yè)中的人工舉升設(shè)備以來(lái)，它以其自身長(zhǎng)處一設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 操作方便、維護(hù)管理方便等受到人們青睞。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，螺桿泵制造工藝的不斷提升，螺桿泵采油已經(jīng)成為油田廣泛應(yīng)用的采油方式之一。它不僅在高粘、高含砂、高氣油比原油開(kāi)采中具有 的長(zhǎng)處，而且在普通油藏及水驅(qū)油藏后期開(kāi)采階段也表現(xiàn)出很好的適應(yīng)性。但是，隨著油田的不斷，井深的不斷增加，且由于實(shí)際情況的限制，工作人員只是對(duì)設(shè)備進(jìn)行常規(guī)的定期檢查，無(wú)法直接了解井下螺桿泵的工作情況。很多時(shí)候設(shè)備的故障隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使得螺桿泵帶病運(yùn)行。這不僅加大了設(shè)備的磨損破壞，當(dāng)故障擴(kuò)大嚴(yán)重后，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響，造成不 的損失。
加強(qiáng)對(duì)螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)工況診斷研究，對(duì)提高螺桿泵井管理水平有著關(guān)鍵的作用。它可以 油井生產(chǎn)管理者對(duì)油井系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，監(jiān)測(cè)螺桿泵井的井下工作狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)故障，分析故障原因，并通過(guò)對(duì)螺桿泵井參數(shù)的調(diào)整避免事故的發(fā)生，使得螺桿泵 、、地工作。
1.常見(jiàn)診斷方法
在螺桿泵井的工作過(guò)程中，主要有抽油桿斷、油管斷、泵漏、油管漏、卡泵和結(jié)蠟等幾種故障形式。目前，現(xiàn)場(chǎng)上比較常用的幾種診斷方法有以下幾種：
（1）電流法診斷油井故障。在油井的生產(chǎn)過(guò)程中，電機(jī)的電流升高，降低或者波動(dòng)都可以反映出井的工作狀態(tài)。診斷時(shí)，只需測(cè)試驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電流變化即可。但是，測(cè)量電流反應(yīng)了整個(gè)采油系統(tǒng)的受力變化，不容易判斷故障原因。
（2）液量變化法診斷油井故障。油井產(chǎn)液量是需要天天量取的，它是現(xiàn)場(chǎng)上較為直觀的資料，但僅僅根據(jù)產(chǎn)液情況并不能判斷出具體的工況。結(jié)合電動(dòng)機(jī)的相關(guān)情況，可以大致估計(jì)出幾種可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
（3）憋壓法診斷油井故障。在螺桿泵井工作的情況下，將井口生產(chǎn)閥門(mén)關(guān)閉，對(duì)井進(jìn)行憋壓，通過(guò)測(cè)量井口油壓和套壓變化情況來(lái)診斷泵的工作狀況，從而診斷出各類(lèi)故障。另外，還可以通過(guò)測(cè)試油井憋壓時(shí)的油壓與關(guān)井時(shí)間的關(guān)系曲線來(lái)定性診斷油井故障”。
（4）扭矩法或載荷法診斷油井故障。扭矩法或載荷法的方法是大致相同的，都是利用傳感器直接對(duì)光桿的扭矩或者載荷進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)光桿扭矩或工作載荷的變化情況來(lái)診斷螺桿泵井的工況。
（5）電參數(shù)法診斷油井故障。電參數(shù)診斷方法是參考測(cè)試電機(jī)從啟動(dòng)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電流曲線圖，用測(cè)量的電流、電壓、功率因數(shù)等電機(jī)的工作參數(shù)，考慮電機(jī)的內(nèi)部損耗，通過(guò)公式計(jì)算得出螺桿泵井的光桿扭矩，并繪出光桿扭矩隨時(shí)間的變化圖，根據(jù)其變化規(guī)律對(duì)螺桿泵井進(jìn)行工況診斷。
從上述各種方法可以看出，要診斷螺桿泵井的工況，僅僅依靠單-一的參數(shù)是不可能的，通常要結(jié)合幾種表現(xiàn)綜合判斷。而且，螺桿泵本身運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和較多的故障種類(lèi)也給診斷帶來(lái)了 的困難。
2.工況診斷研究現(xiàn)狀
對(duì)油井工況類(lèi)型及表現(xiàn)特征的了解是進(jìn)行油井工況診斷的前提。
2002年，地質(zhì)大學(xué)的趙明結(jié)合大慶油田實(shí)際情況，對(duì)聚驅(qū)螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)理論進(jìn)行了論述，并在螺桿泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，上，根據(jù)油井生產(chǎn)中出現(xiàn)的特征變化情況來(lái)判斷油井故障，列出了螺桿泵井常見(jiàn)診斷方法
2003年，華北石油局的馬永峰通過(guò)詳細(xì)描述了螺桿泵井各種故障時(shí)的表現(xiàn)，總結(jié)了8中常見(jiàn)的故障形式，包括管脫、桿脫、桿斷、管柱漏失、定子失膠、蠟堵、輸油管線堵及供液不足，并提出了相應(yīng)的診斷方法和預(yù)防措施。螺桿泵井工況類(lèi)型的基本表現(xiàn)特征了解后，為了了解 多參數(shù)的變化，就對(duì)測(cè)試方法及精度提出了要求。
1999年，華北局的崔金榜等人在了解螺桿泵井工況測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)了以上況測(cè)試和回放診斷為主的螺桿泵井工況測(cè)試工藝，并了相應(yīng)的測(cè)試儀器和新型的螺桿泵抽油光桿卡。
2003年，石油大學(xué)的王海文等人通過(guò)對(duì)螺桿泵采油系統(tǒng)光桿受力的分析，提出了一一種光桿受力法工況診斷技術(shù)，并且研制了光桿受力測(cè)試系統(tǒng)，并在研究受力測(cè)試書(shū)記與螺桿泵井工況關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)典型的一些工況診斷方法進(jìn)行了分析，編制了相應(yīng)的工況診斷軟件。
2004年，西南石油學(xué)院的劉文波研制了螺桿泵井的測(cè)試系統(tǒng)，并確定了一種對(duì)旋轉(zhuǎn)光桿測(cè)力的輔助工藝，制定了對(duì)光桿受力進(jìn)行測(cè)試的做法。
2005年，勝利油田的官俊峰針對(duì)螺桿泵井測(cè)試診斷手段缺乏的現(xiàn)狀，了包括螺桿泵井工況診斷和優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)模塊的工況測(cè)試系統(tǒng)，采用電流法、產(chǎn)液法、載荷法和扭矩法等多種方法對(duì)油井進(jìn)行診斷。
通過(guò)對(duì)上述各種診新方法的研究可以發(fā)現(xiàn)，螺桿泵采油系統(tǒng)故障的反應(yīng)是多方面的，僅僅依靠某-個(gè)參數(shù)是不能判斷的，因此要考慮多種因素，綜合判斷來(lái)進(jìn)行油井工況的診斷。
