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[摘 要]本文针对油田螺杆泵普遍存在的抽油杆、油管偏磨问题；分析了杆、管磨损的主要原因，认为螺杆泵偏磨的主要因素是在运转过程中油管弯曲、工作参数不合理及抽油杆旋转离心力作用所导致的，并提出了优化下泵参数、使用抗偏磨工艺等措施降低杆、管磨损发生几率，见到了良好的效果。
[关键词]螺杆泵采油；管杆偏磨；参数优化
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0020-01
0 引言
螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。因此螺桿泵比抽油机有更高的传动效率，地面驱动装置占地面积小，动力机构紧凑结构相对简单，安全性高。
1 磨损原因分析
1.1油层物性及地质条件影响：
孤东七区西54-61 单元，地质储量570.20×104t ，原始地层压力12.99MPa，平均孔隙度31.9%，平均渗透率1617.4×10-3μm2，平均含油饱和度65.5%，平均泥质含量11.3%，平均粒度中值0.1mm，平均分选系数1.9，地面平均原油密度0.9524g/cm3，粘度543mPa.s，渗透率变异系数0.6以上，层间、平面非均质性比较突出，随着后期见聚浓度及矿化度的升高，加剧了电化学反应速度，硫化腐蚀程度非常严重，这些因素直接加剧了抽油杆，油管的偏磨程度。
1.2 螺杆泵运动特性影响
1.2.l转子偏心运动
螺杆泵的结构特征及转子的偏心运动特征，决定了转子以及与转子相连接的底部抽油杆做偏心旋转运动。转子的偏心在3-l0mm之间。由于油管与抽油杆间的环空有限，如不采取相应的措施，必然会导致底部抽油杆与油管之间的磨损。
1.2.2离心惯性力作用
由于杆柱的质量中心偏离竖直井筒的几何中心线，在旋转过程中，质量偏心所产生的离心惯性力将使杆柱发生弯曲， 当杆柱的弯曲挠度达到油管和杆柱的径向间隙时，杆柱将与油管发生摩擦。旋转杆柱的轴向力是随着井深减少的。在横向力的作用下，杆柱发生弯曲，同时杆柱因弯曲刚度和拉压刚度将产生弹性恢复力，两者平衡时，杆柱弯曲中心线将以稳定的弓形面绕井筒轴线做公转，杆柱横截面将以稳定的转速杆柱弯曲中心线自转。当井较深，杆柱的长度相当大，杆柱弯曲和拉压刚度相对较小，即可认为杆柱中心线的弓形面将以地面转速绕井筒中心线旋转。此时在检泵时就会发现杆在管壁上呈圆周磨损的痕迹。当转速较高，不安装扶正器或扶正器布置较少时，离心惯性力引起的弯矩也就随之增加，导致杆柱弯曲，增加了杆管磨损的几率。
1.2.3油管弯曲
油管发生弯曲主要有两个原因，一是在钻井过程，施工质量差，井筒存在着“狗腿”现象，井筒的弯曲导致油管管柱弯曲；二是目前螺杆泵井普遍采用油管锚，由于其坐卡方式（压油管头）决定了油管也会存在一定程度的弯曲。显然，油管弯曲必然会使杆管之间产生接触载荷，从而导致磨损发生。
2 采取措施研究与应用
2.1优化下泵参数
为保证螺杆泵能高效、长期正常运转，必须确定合理的下泵参数。从检泵原因分析可看出，要有效的减轻杆管磨损，防止杆断脱， 必须降低扭矩、弯矩，减少共振。
螺杆泵的转速是影响螺杆泵杆管偏磨的最主要因素之一，也是影响螺杆泵容积效率和寿命的主要因素。随着转速增加有效扬程增大，可部分弥补因定子磨损造成的漏失，另一方面由于螺杆泵定、转子为过盈配合，转速增加加快了定子橡胶老化速度，在含砂磨蚀工况下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此螺杆泵一般采用低参数开井，待生产平稳后，逐渐调高生产参数，这样可以避免由于开井初期扭矩过大造成的机械事故，另外，由于螺杆泵不具有自吸能力，小参数开抽，跟踪监测也可以防止抽空等事故的发生。
为了减少偏磨，就必须让螺杆泵在中、低转速运行。为此，我们在下泵设计时，根据油井产能，在满足供排要求的前提下，以低速为目标，选择泵型。需重新计算了各种泵型中低转速时，对应的实际排量，优选大泵，降低转速。
2.2螺杆泵的配套工艺
针对偏磨严重油井，我们重点在防偏磨工艺上进行了试验优选，跟据现场使用效果，优选连续杆配套内衬管和连续杆配套油管内衬铜套扶正器的防偏磨工艺进行推广应用。
2.2.1连续杆配套内衬管
对于偏磨、腐蚀情况严重，免修期特别短的油井，推广应用了连续杆配套内衬管进行治理。连续杆取消了抽油杆接箍有两点好处，①降低油流阻力，减小杆和泵的工作负荷，减小驱动装置的工作负荷，降低运转和作业费用.②点接触变为线接触，有效延缓偏磨。
2.2.2连续杆配套油管内衬铜套扶正器技术
对于偏磨情况较轻，排量较大的螺杆泵井。我们采用Φ28连续杆配套铜套扶正器或高抗扭矩杆加扶正器。连续杆扶正器采用油管短节加内衬铜套形式，安装于油管之间，工作时连续杆与铜套接触，避开了与油管之间的摩擦，减缓偏磨。
2.2.3变频控制柜及软启动控制柜的应用
螺杆泵专用变频控制柜采用无级调参方式，使得输出转速连续可调，可实现软停软启，减缓电流对设备的冲击，降低启动扭矩，延长螺杆泵使用寿命。软停机技术有利于杆柱缓慢释放反扭矩，有效减少杆管的撞击。调参只需旋转调速旋钮即可，而且调参前后的工作参数均可以在操作面板上读取，容易实现自动控制，方便管理，提高效率。
3 结论及认识
3.1螺杆泵井杆、管发生偏磨的根本原因是由于管杆存在的接触载荷造成的，但接触载荷的产生及大小受到多种因素的综合影响，因此应该从多方面着手采取措施才能够有效地减轻杆、管磨损程度；
3.2配套技术是用好螺杆泵举升工艺的关键，尤其是杆管柱优化配套技术的成功应用大大延长了油井免修期，虽然投入增加，但从长远看经济效益明显。
参考文献
[1] 殷宜平 吴壮坤 顾文忠 螺杆泵采油工艺技术应用研究及效果分析 《试采技术》 2007年 第B07期
[2] 殷宜平，吴壮坤 顾文忠 螺杆泵采油工艺技术应用研究及效果分析 《试采技术》2007年 第B07期
[关键词]螺杆泵采油；管杆偏磨；参数优化
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0020-01
0 引言
螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。因此螺桿泵比抽油机有更高的传动效率，地面驱动装置占地面积小，动力机构紧凑结构相对简单，安全性高。
1 磨损原因分析
1.1油层物性及地质条件影响：
孤东七区西54-61 单元，地质储量570.20×104t ，原始地层压力12.99MPa，平均孔隙度31.9%，平均渗透率1617.4×10-3μm2，平均含油饱和度65.5%，平均泥质含量11.3%，平均粒度中值0.1mm，平均分选系数1.9，地面平均原油密度0.9524g/cm3，粘度543mPa.s，渗透率变异系数0.6以上，层间、平面非均质性比较突出，随着后期见聚浓度及矿化度的升高，加剧了电化学反应速度，硫化腐蚀程度非常严重，这些因素直接加剧了抽油杆，油管的偏磨程度。
1.2 螺杆泵运动特性影响
1.2.l转子偏心运动
螺杆泵的结构特征及转子的偏心运动特征，决定了转子以及与转子相连接的底部抽油杆做偏心旋转运动。转子的偏心在3-l0mm之间。由于油管与抽油杆间的环空有限，如不采取相应的措施，必然会导致底部抽油杆与油管之间的磨损。
1.2.2离心惯性力作用
由于杆柱的质量中心偏离竖直井筒的几何中心线，在旋转过程中，质量偏心所产生的离心惯性力将使杆柱发生弯曲， 当杆柱的弯曲挠度达到油管和杆柱的径向间隙时，杆柱将与油管发生摩擦。旋转杆柱的轴向力是随着井深减少的。在横向力的作用下，杆柱发生弯曲，同时杆柱因弯曲刚度和拉压刚度将产生弹性恢复力，两者平衡时，杆柱弯曲中心线将以稳定的弓形面绕井筒轴线做公转，杆柱横截面将以稳定的转速杆柱弯曲中心线自转。当井较深，杆柱的长度相当大，杆柱弯曲和拉压刚度相对较小，即可认为杆柱中心线的弓形面将以地面转速绕井筒中心线旋转。此时在检泵时就会发现杆在管壁上呈圆周磨损的痕迹。当转速较高，不安装扶正器或扶正器布置较少时，离心惯性力引起的弯矩也就随之增加，导致杆柱弯曲，增加了杆管磨损的几率。
1.2.3油管弯曲
油管发生弯曲主要有两个原因，一是在钻井过程，施工质量差，井筒存在着“狗腿”现象，井筒的弯曲导致油管管柱弯曲；二是目前螺杆泵井普遍采用油管锚，由于其坐卡方式（压油管头）决定了油管也会存在一定程度的弯曲。显然，油管弯曲必然会使杆管之间产生接触载荷，从而导致磨损发生。
2 采取措施研究与应用
2.1优化下泵参数
为保证螺杆泵能高效、长期正常运转，必须确定合理的下泵参数。从检泵原因分析可看出，要有效的减轻杆管磨损，防止杆断脱， 必须降低扭矩、弯矩，减少共振。
螺杆泵的转速是影响螺杆泵杆管偏磨的最主要因素之一，也是影响螺杆泵容积效率和寿命的主要因素。随着转速增加有效扬程增大，可部分弥补因定子磨损造成的漏失，另一方面由于螺杆泵定、转子为过盈配合，转速增加加快了定子橡胶老化速度，在含砂磨蚀工况下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此螺杆泵一般采用低参数开井，待生产平稳后，逐渐调高生产参数，这样可以避免由于开井初期扭矩过大造成的机械事故，另外，由于螺杆泵不具有自吸能力，小参数开抽，跟踪监测也可以防止抽空等事故的发生。
为了减少偏磨，就必须让螺杆泵在中、低转速运行。为此，我们在下泵设计时，根据油井产能，在满足供排要求的前提下，以低速为目标，选择泵型。需重新计算了各种泵型中低转速时，对应的实际排量，优选大泵，降低转速。
2.2螺杆泵的配套工艺
针对偏磨严重油井，我们重点在防偏磨工艺上进行了试验优选，跟据现场使用效果，优选连续杆配套内衬管和连续杆配套油管内衬铜套扶正器的防偏磨工艺进行推广应用。
2.2.1连续杆配套内衬管
对于偏磨、腐蚀情况严重，免修期特别短的油井，推广应用了连续杆配套内衬管进行治理。连续杆取消了抽油杆接箍有两点好处，①降低油流阻力，减小杆和泵的工作负荷，减小驱动装置的工作负荷，降低运转和作业费用.②点接触变为线接触，有效延缓偏磨。
2.2.2连续杆配套油管内衬铜套扶正器技术
对于偏磨情况较轻，排量较大的螺杆泵井。我们采用Φ28连续杆配套铜套扶正器或高抗扭矩杆加扶正器。连续杆扶正器采用油管短节加内衬铜套形式，安装于油管之间，工作时连续杆与铜套接触，避开了与油管之间的摩擦，减缓偏磨。
2.2.3变频控制柜及软启动控制柜的应用
螺杆泵专用变频控制柜采用无级调参方式，使得输出转速连续可调，可实现软停软启，减缓电流对设备的冲击，降低启动扭矩，延长螺杆泵使用寿命。软停机技术有利于杆柱缓慢释放反扭矩，有效减少杆管的撞击。调参只需旋转调速旋钮即可，而且调参前后的工作参数均可以在操作面板上读取，容易实现自动控制，方便管理，提高效率。
3 结论及认识
3.1螺杆泵井杆、管发生偏磨的根本原因是由于管杆存在的接触载荷造成的，但接触载荷的产生及大小受到多种因素的综合影响，因此应该从多方面着手采取措施才能够有效地减轻杆、管磨损程度；
3.2配套技术是用好螺杆泵举升工艺的关键，尤其是杆管柱优化配套技术的成功应用大大延长了油井免修期，虽然投入增加，但从长远看经济效益明显。
参考文献
[1] 殷宜平 吴壮坤 顾文忠 螺杆泵采油工艺技术应用研究及效果分析 《试采技术》 2007年 第B07期
[2] 殷宜平，吴壮坤 顾文忠 螺杆泵采油工艺技术应用研究及效果分析 《试采技术》2007年 第B07期