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1、螺桿泵采油地面系統安全預防,目 錄,一、螺桿泵采油系統組成及地面裝置功能簡介二、螺桿泵系統投產、維護維修時的安全防護知識三、螺桿泵防反轉操作及釋放過程,14,15,16,電控部分,螺桿泵采油,地面驅動部分,7,5,68,2910,3,1,1電控箱；2-電機；3-皮帶；4-方卡子；5-光桿；6-減速箱；7-專用井口；8-抽油桿；,系統的組成,配套工具部分,111213,9-抽油桿扶正器；10-油管扶正器；11-油管；12-螺桿泵；13-套管；14-限位銷；15-防脫裝置；16-篩管,井下泵部分,1、電控部分,電控箱是螺桿泵地面動力控制部分，基本功能：控制電機的啟、停。,安全保護功能：對電機過載、2、欠載、過壓、欠壓、過流、漏電、堵轉、斷相及三相不平衡進行保護。并具有防風沙、防雨的功能。,l其它功能：軟啟動、軟停機、工況分析、智能控制等。,六是,一是 為井下螺桿泵提供動力和合適的轉速,二是 承受桿柱的軸向載荷,三是 為油井產出液進入地面輸油管線提供通道,四是 防止產出液滲漏到井場的密封功能五是 防止停機過程中桿柱的高速反轉,安全防護功能（防反轉功能、皮帶防護罩、方卡防護罩等）,七是 輔助功能測試、防盜等。,2、螺桿泵地面驅動裝置主要功能,l,l,3、地面驅動裝置的動力傳遞 啟機及生產過程工作動力傳遞:原動機的動力通過如下動力傳遞系統傳遞到井下泵，泵工作完成井液舉升 停機過程反轉動力傳遞：反3、轉動力來源于油管與套管之間的液位勢能和抽油桿柱的變形扭矩，消耗為桿柱的高速旋轉動能和摩擦螺桿泵地面驅動裝置動力傳遞系統流程圖,電控箱,電動機,小帶輪,大帶輪,井液倒灌螺桿馬達,桿柱變形扭矩,摩擦耗能,反轉控制系統,齒輪軸,螺桿泵,桿柱,光 桿,方,卡,輸出軸,大齒輪,4、地面驅動裝置防反轉結構形式及特點,為了解決螺桿泵采油系統停機反轉造成系統故障，普遍在驅動裝置中設置機械防反轉系統。防反轉系統可以裝在輸出軸或輸入軸上，裝在輸入軸上的防反轉系統受到的工作扭矩遠小于裝在輸出軸上的工作扭矩，但裝置橫向尺寸也相應變大。綜合考慮選用防反轉系統裝在輸入軸上的方案較好，易于調整維護。,目前機械防反轉系統主要4、有棘輪棘爪機構、摩擦式防反轉裝置、楔塊防反轉系統、液壓防反轉系統和電磁式防反轉裝置等方式,5、棘輪-棘爪式防反轉裝置,這種防反轉裝置的工作原理是利用棘輪棘爪的單向回轉特點阻止反轉。棘爪裝在固定的軸上，可以自由轉動，棘輪棘爪通常做成外嚙合，只有少數做成內嚙合。棘爪放在棘輪的四周，同扭簧來保證棘爪與棘輪的正常的嚙合。棘輪工作面為與半徑成一定角度的斜面，使棘爪能沿齒面下滑落入齒谷，保證嚙合的可靠性。在棘輪上裝有可控性剎車裝置。保證扭矩的安全釋放,6、該系統結構簡單，成本低，而且能夠手動釋放貯存在系統上的反轉扭矩，現場可更換,檢查,1保證防反轉系統可靠工作，需要經常調,2 低速時棘輪棘爪由于接觸會產生5、噪音和磨損。3 剎車帶摩擦面壓緊力調整及反轉扭矩釋放,都需要人為近距離操作，而且在扭矩釋放過程中，桿柱還會以一定速度反轉，如果人為操作不當或剎車帶摩擦面打滑，也會對操作者帶來安全隱患。,剎車總成,整為棘輪剎車帶摩擦面的壓緊力,7、地面驅動裝置的光桿密封技術,上置機械密封系統：該系統將機械密封系統上移到驅動裝置上部，同減速箱中的油杯配合將光桿與驅動裝置之間的動密封轉換成光桿與軸頭的靜密封、軸頭與油杯之間的動密封，油杯與光桿之間為間隙配合。,優點：正常無泄漏工作時間大約1年或更長。,8、井口密封支撐技術螺桿泵井作業或驅動裝置零部件維修更換過程中，需要相應的結構密封井液或者支撐桿柱重量，這種結構稱為6、螺桿泵的專用井口。卡持密封井口集成于地面驅動裝置上，在封閉時起到正常封井作用的同時還能夠鎖緊光桿，承受全井桿柱負荷，為處理驅動裝置的故障提供了便利條件,螺桿泵井卡持密封井口示意圖,（一）驅動裝置設備維修保養（二）清防蠟方式（三）日常管理與維護（四）常規螺桿泵井日常管理與維護中注意事項（五）地面直驅驅動設備及控制系統的安裝和維護（六）普通螺桿泵防反轉檢查,二、螺桿泵地面系統投產、維護、維修時的安全防護知識,（一）驅動裝置設備維修保養,1調參（1）準備好需要的工具，并仔細檢查皮帶輪、軸套和電機軸的配合尺寸是否相符（2）按標準規定停機和釋放防反轉（3）關閉封井器，兩邊手輪旋轉圈數應基本一致，上扣扭矩7、1500-2000N.m，使閘板牢牢夾住光桿（4）用扳手松開電機支架的緊固螺栓和調整螺栓，卸下皮帶（5）將皮帶輪壓緊擋板及鎖緊螺栓卸下，然后用頂絲將皮帶輪頂出并卸下（6）將新換的皮帶輪、軸套和電機軸的配合面清洗干凈，并涂抹黃油（7）安裝好皮帶輪，調整兩皮帶輪間中心距，達到四點一線要求（8）安裝皮帶，擰緊電機支架的調整螺栓，直至皮帶的張緊力合適為止（9）擰緊電機支架的緊固螺栓，打開封井器，按標準規定啟機,2.更換皮帶（1）準備好需要的皮帶、換皮帶工具（2）按標準規定停機和釋放防反轉（3）關閉封井器，兩邊手輪旋轉圈數應基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使閘板牢牢夾住光桿（4）用扳手松開電8、機支架的緊固螺栓和調整螺栓，卸下皮帶（5）調整兩皮帶輪間中心距，達到四點一線要求（6）安裝皮帶，擰緊電機支架的調整螺栓，直至皮帶的張緊力合適為止（7）擰緊電機支架的緊固螺栓，打開封井器，按標準規定啟機,3.驅動裝置維修、更換密封（1）準備好常用工具（2）按標準規定停機和釋放防反轉（3）關閉封井器，兩邊手輪旋轉圈數應基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使閘板牢牢夾住光桿（4）要保證封井器卡緊桿柱，否則將桿柱下放到底后方可操作（5）拆卸方卡子，更換靜密封、機械密封或進行維修（6）安裝方卡子，打開封井器，按標準規定啟機,4.更換齒輪油換季保養或齒輪油變質時，應更換齒輪油（1）準備好漏斗、油桶9、及其它常用工具（2）按標準規定停機和釋放防反轉（3）關閉封井器，兩邊手輪旋轉圈數應基本一致，上扣扭矩1500-2000N.m，使閘板牢牢夾住光桿（4）用扳手分別卸下加油螺栓和泄油螺栓，開始放油并清洗箱內（5）放完油后，擰緊泄油螺栓，加油至看窗1/22/3之間或高出盆齒2-3厘米（6）加完油后，擰緊加油螺栓（7）打開封井器，按標準規定啟機,（二）清防蠟方式,1.摻水熱洗清蠟摻水溫度、壓力、排量和時間必須按油田公司熱洗清蠟相關規定執行2.化學清防蠟（1）化學清蠟前必須進行螺桿泵定子橡膠與藥劑配伍試驗分析，確認配伍性能良好后方可實施化學清蠟（2）加藥周期、方式及藥量根據井況靈活選擇,3.上提轉子熱洗10、清蠟（1）按標準規定停機和釋放防反轉（2）緩慢上提桿柱使轉子完全脫離定子，并關閉封井器，改為熱洗流程（3）根據相關熱洗規定進行熱洗，當出口溫度達到60以上并符合相關規定（4）熱洗完畢，打開封井器，緩慢下放桿柱，并達到預定位置（5）提放桿柱時速度應慢，避免桿柱發生快速旋轉（6）改為生產流程，按標準規定啟機注：（1）為確保洗井效果，保證操作安全，原則上螺桿泵井要在運轉或上提轉子完全脫離定子的情況下洗井（2）在運轉情況下洗井時，要適當提高轉速，同時控制洗井排量，防止洗井液驅動桿柱快速旋轉,（三）日常管理與維護,1.螺桿泵投產五天內，每天測量動液面和產液量一次，并根據動液面深度調整工作轉速，直到沉沒度11、穩定在300-500m范圍內為止；同時記錄井口油壓、套壓、電流、電壓等數據,2.螺桿泵穩定運轉時，要每天進行巡回檢查，發現問題，立即整改，主要內容包括：（1）皮帶的松緊情況（2）盤根盒是否滲漏（3）減速箱的振動情況及是否有異常聲響，箱體溫度是否正常及是否有滲漏，并隨時檢查減速箱油面高度及油質，以確定是否需要補充或更換齒輪油（4）電機聲音及溫度是否正常（5）電控箱的接觸情況，開關是否靈活可靠，電壓、電流是否正常（6）井口流程各閘門開關情況（7）各部件螺絲緊固情況，如光桿方卡螺栓是否松動、光桿是否下滑等,3減速箱正常運轉一個月后，應停機放掉減速箱體內齒輪油并清洗箱內，加入新的齒輪油后每半年至少更換12、一次4防反轉機構應定期保養，發現異常，及時維護（1）每次釋放反轉后，應檢查防反轉機構是否完整可靠（2）每次作業施工和驅動裝置檢修時，應對防反轉機構進行全面檢修（3）對于頻繁釋放防反轉、運轉扭矩大的井，應加密檢查（4）防反轉機構有異常響動的井，應及時檢修,（四）常規螺桿泵井日常管理與維護中注意事項,1.認真做好巡回檢查，發現問題及時處理，做好記錄，并上報有關部門2.在施工過程中，操作人員要互相配合，并穿戴好勞保用品，保證生產安全3.嚴格保證用電安全，停機后一定要將空氣開關斷開，再進行相關操作4.啟、停機時，所有人員應撤離到皮帶輪旋轉切線方向45度以外且距離井口5米以上的安全區域，以防止意外情況發13、生5.防反轉裝置釋放反扭矩時，操作人員頭頂必須低于方卡高度，佩戴安全帽，做好安全措施6.驅動頭方卡子以上光桿只允許露出防脫帽，要求防脫帽與方卡子上端面相接觸7.螺桿泵井在工作過程中，應該有防止光桿上竄的約束措施,8.驅動裝置原則上要求使用鋼質皮帶輪，不允許使用鑄鐵皮帶輪9.螺桿泵井在停機進行維修、維護、調參、作業、測試等操作時，必須釋放掉桿柱的反向扭矩10.在停機進行驅動裝置維修、更換密封時，原則上要求將桿柱下放到底，并緊固封井器后方可施工11.嚴禁利用電動機對脫扣桿柱12.嚴禁雷雨天氣對電氣設備進行操作13.嚴禁地面設備運轉時攀爬設備或在帶輪側工作14.嚴禁無故停機,（五）地面直驅驅動設備及14、控制系統的安裝和維護,1、地面直驅驅動設備的安裝（1）安裝驅動裝置按照常規螺桿泵操作規范下完井管柱和桿柱后，利用鋼絲繩將螺桿泵直驅裝置吊至光桿上方，使光桿從螺桿泵地面驅動裝置的中軸中穿過，緩慢下放地面驅動裝置直至坐在套管四通上法蘭面（2）上提防沖距計算好防沖距，上提光桿提拉桿,安裝好井口靜密封裝置和螺桿泵專用方卡，卸下提拉桿，連接井口地面管線,2、電力系統的連接接通電機與控制柜的電源，試運轉，調整相序，使電機順時針運轉3、試運轉開啟地面管線流程：連通地面管線，啟機，調解控制面板上的調速旋鈕，使工作轉速從低速緩慢上升到高速，試運轉，運轉正常后，與采油隊完成交井工作事宜4、運行轉速調整方法根據油井15、產能的需要，選擇螺桿泵的工作參數，即通過控制柜調整合適的轉速來匹配螺桿泵達到合理的工況,5、地面設備管理維護 進行地面設備維時需等待桿柱扭矩完全釋放完畢后，桿柱完全停止20分鐘后才可進行，以免機械傷人和觸電傷人 螺桿泵穩定運轉后，要經常進行巡回檢查，發現問題及時解決,檢查內容一覽表,（1）軸承箱保養軸承箱正常運轉后，應定期（一年）更換箱體內的齒輪油，并清洗箱體，加入新的齒輪油（2）控制系統的安裝和維護柜體應垂直安裝,柜體設有地腳螺釘孔,可以使用預埋螺釘在柜體內緊固以供防盜環境溫度在-30+50范圍內,相對濕度在0%85%之間,切勿結露檢修斷電后,變頻器高壓指示燈未熄滅時,切勿觸摸內部電路及零部16、件,絕對禁止將輸出端子U、V、W接至A、B、C輸入電源端檢查室外設備后應關好柜門,防水、防盜,6、控制系統常用參數設定,（六）普通螺桿泵防反轉檢查,檢查項目：電流、電壓、電器、線路、扭矩、防反轉裝置及零部件1、電控箱檢查檢查空氣開關、繼電器、等關鍵部件是否動作靈活線路連接是否正常電控箱是否接地可靠電控箱內電流、電壓、扭矩、顯示是否正常,防反轉裝置檢查項目：檢查剎車總成是否完整剎車總成內棘輪棘爪是否靈活可靠，扭簧是否斷裂剎車總成內棘輪棘爪是否清潔剎車片是否磨損剎車軸螺栓是否松動剎車片釋放扭矩螺栓是否松動皮帶是否斷裂、老化、磨損、松緊程度是否正常若在檢查過程中發現防反轉裝置及零部件磨損嚴重需及時更17、換處理。若在剎車總成內棘輪棘爪不清潔有異物及棘輪軸生銹等需及時清洗進行處理，確保防反轉裝置安全靈活可靠,三、防反轉釋放操作過程,1.螺桿泵井在停機進行維修、維護、調參、作業、測試等操作時必須釋放掉桿柱的反向扭矩，以防止反轉扭矩可能導致的安全問題2.應用棘輪棘爪結構防反轉裝置釋放反向扭矩時，操作人員須穿戴好勞保用品，做好安全措施，注意防范方卡子、皮帶輪、防護罩及光桿可能帶來的安全隱患。釋放反轉螺栓動作要緩慢，開度要小，光桿反轉速度應控制在60r/min以內，直到剎車片完全打開，光桿不再旋轉為止3.釋放螺栓釋放23圈后，若無反轉，應敲擊震動剎車片，繼續釋放12圈，若仍無反轉，應停止操作，重新旋緊釋放螺栓，上扣扭矩3050 N.m，聯系專業技術人員處理,3.釋放螺栓釋放23圈后，若無反轉，應敲擊震動剎車片，繼續釋放12圈，若仍無反轉，應停止操作，重新旋緊釋放螺栓，上扣扭矩3050 N.m，聯系專業技術人員處理4.電流或扭矩過大的井，應先將套管摻水灌滿，然后再釋放反轉5.當防反轉釋放完畢后，重新旋緊釋放螺栓，上扣扭矩3050 N.m，避免桿柱內仍可能存在一定程度反向扭矩，對后續操作造成影響和傷害,建 議,1、因地制宜建立管理操作規范，便于安全操作2、與廠家協作嚴把產品制造、維護、維修質量，健全產品檔案,