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80年代，螺桿泵作為石油工業(yè)中的人工舉升設備以來，它以其自身長處一設備結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便、維護管理方便等受到人們青睞。隨著技術的不斷發(fā)展，螺桿泵制造工藝的不斷提升，螺桿泵采油已經(jīng)成為油田廣泛應用的采油方式之一。它不僅在高粘、高含砂、高氣油比原油開采中具有 的長處，而且在普通油藏及水驅(qū)油藏后期開采階段也表現(xiàn)出很好的適應性。但是，隨著油田的不斷，井深的不斷增加，且由于實際情況的限制，工作人員只是對設備進行常規(guī)的定期檢查，無法直接了解井下螺桿泵的工作情況。很多時候設備的故障隱患不能及時發(fā)現(xiàn)，使得螺桿泵帶病運行。這不僅加大了設備的磨損破壞，當故障擴大嚴重后，還會對生產(chǎn)產(chǎn)生影響，造成不 的損失。
加強對螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)工況診斷研究，對提高螺桿泵井管理水平有著關鍵的作用。它可以 油井生產(chǎn)管理者對油井系統(tǒng)的認識，監(jiān)測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，并通過對螺桿泵井參數(shù)的調(diào)整避免事故的發(fā)生，使得螺桿泵 、、地工作。
1.常見診斷方法
在螺桿泵井的工作過程中，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)過程中，電機的電流升高，降低或者波動都可以反映出井的工作狀態(tài)。診斷時，只需測試驅(qū)動電動機的電流變化即可。但是，測量電流反應了整個采油系統(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)合電動機的相關情況，可以大致估計出幾種可能出現(xiàn)的問題。
（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)閥門關閉，對井進行憋壓，通過測量井口油壓和套壓變化情況來診斷泵的工作狀況，從而診斷出各類故障。另外，還可以通過測試油井憋壓時的油壓與關井時間的關系曲線來定性診斷油井故障”。
（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光桿的扭矩或者載荷進行測量，通過光桿扭矩或工作載荷的變化情況來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)診斷方法是參考測試電機從啟動到正常運轉(zhuǎn)的電流曲線圖，用測量的電流、電壓、功率因數(shù)等電機的工作參數(shù)，考慮電機的內(nèi)部損耗，通過公式計算得出螺桿泵井的光桿扭矩，并繪出光桿扭矩隨時間的變化圖，根據(jù)其變化規(guī)律對螺桿泵井進行工況診斷。
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，螺桿泵本身運動的復雜性和較多的故障種類也給診斷帶來了 的困難。
2.工況診斷研究現(xiàn)狀
對油井工況類型及表現(xiàn)特征的了解是進行油井工況診斷的前提。
2002年，地質(zhì)大學的趙明結(jié)合大慶油田實際情況，對聚驅(qū)螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)理論進行了論述，并在螺桿泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設計的基礎，上，根據(jù)油井生產(chǎn)中出現(xiàn)的特征變化情況來判斷油井故障，列出了螺桿泵井常見診斷方法
2003年，華北石油局的馬永峰通過詳細描述了螺桿泵井各種故障時的表現(xiàn)，總結(jié)了8中常見的故障形式，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，并提出了相應的診斷方法和預防措施。螺桿泵井工況類型的基本表現(xiàn)特征了解后，為了了解 多參數(shù)的變化，就對測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試方法的基礎上，研究設計了以上況測試和回放診斷為主的螺桿泵井工況測試工藝，并了相應的測試儀器和新型的螺桿泵抽油光桿卡。
2003年，石油大學的王海文等人通過對螺桿泵采油系統(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，并且研制了光桿受力測試系統(tǒng)，并在研究受力測試書記與螺桿泵井工況關系的基礎上，對典型的一些工況診斷方法進行了分析，編制了相應的工況診斷軟件。
2004年，西南石油學院的劉文波研制了螺桿泵井的測試系統(tǒng)，并確定了一種對旋轉(zhuǎn)光桿測力的輔助工藝，制定了對光桿受力進行測試的做法。
2005年，勝利油田的官俊峰針對螺桿泵井測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)化設計兩個模塊的工況測試系統(tǒng)，采用電流法、產(chǎn)液法、載荷法和扭矩法等多種方法對油井進行診斷。
通過對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)故障的反應是多方面的，僅僅依靠某-個參數(shù)是不能判斷的，因此要考慮多種因素，綜合判斷來進行油井工況的診斷。
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