螺杆泵井泵况综合诊断方法及应用_韩一鸣.pdf
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1、 化学工程与装备 2023 年 第 2 期 96 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 螺杆泵井泵况综合诊断方法及应用 螺杆泵井泵况综合诊断方法及应用 韩一鸣(大庆石油与天然气有限责任公司,黑龙江 大庆 163000)摘 要:摘 要:为准确诊断螺杆泵井泵况,基于螺杆泵井现场诊断情况,提出了可采用电流法与憋压法来综合诊断螺杆泵井泵况的方法,并结合产量、液面等参数来综合研判,以准确判断井下杆、管、泵的具体运行情况,分析了螺杆泵常见故障类型,并提出了具体的解决方法,实际应用结果表明,螺杆泵井现场综合诊断方法适用性强,易操作易执行,较适合现场应用,可及时有
2、效的检测螺杆泵运行状况,更好的保障螺杆泵的安全稳定运行。关键词:关键词:螺杆泵泵况;诊断;方法;应用 前 言 前 言 螺杆泵井的优点很多,比如耗费能源较低,携砂能力也比较强,使用较少的投资就可以得到大收益,正是由于这些优点,在油田生产管理的时候很多管理者都会采用这种生产方式。但是这种生产方式与之前所使用的抽油机和电泵的生产方式从本质上来看是有明显不同的,想要对其进行检测和诊断就不能使用先前的检查方法,必须根据螺杆泵井的特性重新进行规划设计,研制出全新的特殊的测试手段,使用这种手段对螺杆泵井的工况进行实时监测,时刻显示井下的基础数据,保证油井工作顺利进行。当螺杆泵井发生故障的时候,现在所能使用的
3、诊断方式一般是利用电流法、憋压法等,但是如果在进行诊断的时候仅仅知识采用上述的一种方法,那是远远不够的,要想在故障发生的同时立即并准确的诊断处故障所在,那就必须讲上述方法进行结合,然后进行进一步的诊断。对于螺杆泵井,可以根据其工况的不同将其分为两种类型,分别是正常和故障,对于故障,可以根据故障产生部位在对其进一步进行划分,主要分为三类,分别为抽油杆、井下泵和油管,在这些部件中最为常见的故障及时泵漏失、蜡堵等。但是就如上述所说,螺杆泵相比之下是比较特殊的,当其产生故障的时候各个形式也不尽相同,十分复杂,所以如果在检测故障的时候仅采用一种方法来进行诊断,那么所得到的结果是不够准确的,为了能够精准地
4、检测出发生了哪种故障,并及时采取应对方法,笔者基于现场综合诊断对其进行综合分析。1 电流法 1 电流法 电流诊断法,顾名思义,就是对驱动电机在进行工作的时候所产生的电流进行测试,然后根据测试所得到的数据大小来对泵运行时的工作状态来进行判断。对螺杆泵井工作电流进行分析之后,发现其主要是分为三部分,第一就是初始电流;第二部分就是泵在进行液体推动的时候所消耗的电流;第三部分是摩擦消耗的电流。1.1 理论上计算的合理工作电流 由3UIcosP=1000输入和MnP=9550输入 进一步推导可得:20 3MnI573Ucos=式中,P输入表示相应的螺杆泵井的输入功率,单位:kW;U 表示相应的实测电压值
5、,单位:V;表示相应的实测电流值,单位:A;cos表示相应的功率因数;M 表示相应的螺杆泵扭矩,单位:Nm;n 表示相应的螺杆泵转速,单位:r/min。从理论从层面看,当螺杆泵在进行工作的时候对于不同的工作状态就会有不同的转速,在这种转速变化中,扭矩与压力两者之间的关系并未发生改变。但是当螺杆泵被应用的时候,从现场测量的数据可以发现,在上述情况下,扭矩是由一定程度的变化的,这种变化比较小,当控制其他条件不发生变化时,这种程度的变化可以忽略。所以螺杆泵在进行工作的时候其使用电流发生变化主要是随扭矩而进行变化的,将在室内进行的实验数据与之相结合分析,就可以得到上述螺杆泵井的各个部分的工作电流。为了
6、便于计算,本文做以下假设,首先对于螺杆泵井泵挂设置其数值大小为 1000m,然后设螺杆泵井的油压和套压分别为 0.2MPa 和 1.0MPa,除了上述假设之外,为了保证螺杆泵井在进行工作的时候能够不出问题,还需要对其沉没度进行设置,其大小不能低于 300m,通过以上数据,可知液面高度最好是在 200700m 的范围之内进行选择,则举升高度最好是在 120620m 内进行选择。1.2 现场实际的合理工作电流 DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.035 韩一鸣:螺杆泵井泵况综合诊断方法及应用 97 通过对螺杆泵进行分析并基于其工作特性,可知螺杆泵井在进行工作的时候所需要
7、的电流大小和压力大小之间的关系可以近似看作是直线变化的关系,如图 1 所示,基于现场测试数据进行分析可知螺杆泵井在进行工作的时候所能达到的扬程的最大值 P max出现所需要的电流也是最大值max,一般情况下在保证其能够正常进行工作的范围取值是上述最大值的 40%75%(0.40.75),选择这种范围的主要原因是由于此时的工作特性最优。综上所述,理论值和现场测试值之间的差别很小,基本可以忽略不计。1.3 在大中排量螺杆泵井上的应用 螺杆泵井的型号有很多,其中大排量的一般为 1200,本文以某日为例进行相关分析,某日主线故障:电流变小,由原来的电流大小 36A 变为 22A。通过上述的电流法进行相
8、关分析,首先根据表 2 当中的相关数据可以判断,当其进行正常工作的时候其电流大小的范围是 22.742.6A,电流即使超标,最大值也不能超过 56.8A。种种情况的电流相比之下是比较低的,并且在进行停机的时候出现反转的情况,这就说明杆没有发生故障,进行判断可以发现,此次数显的故障是油管漏失。然后通过对现场进行实际检查之后发现第 95 根油管确实有裂纹存在。表 1 电流初步诊断 表 1 电流初步诊断 工作电流 工作特征 故障形式 接近电机空载电流 无排量,油套不连通 抽油杆断脱 油套联通 油管脱落或油管严重漏失,油管头严重漏失 接近正常运转电流 排量很小(相对泵的理论排量)液面较浅 油管漏失,长
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