地面驅(qū)動螺桿泵多用于邊際油田、海上油田的原油開采和死井的再開發(fā)領(lǐng)域，通常采油螺桿泵為液壓馬達驅(qū)動式，工作時，電動機通過帶傳動和錐齒輪傳動把旋轉(zhuǎn)動力傳遞給抽油桿，帶動井下螺桿泵旋轉(zhuǎn)，依靠螺桿泵容腔的漸進效能，把原油舉升到地面。這種驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)簡單、傳動可靠，故在油田上得到了廣泛的應用。但是在應用過程中，存在如下三個缺陷。
        1)當停電或其他原因停泵時，工作中抽油桿內(nèi)儲存的大量變形能釋放，帶動地面設備高速旋轉(zhuǎn)，很容易發(fā)生燒毀電動機乃至部分桿段脫扣落入油井中等事故。為此，驅(qū)動系統(tǒng)需要單獨設計一套“防反轉(zhuǎn)機構(gòu)”，使變形能逐步釋放，避免事故的發(fā)生。因此提高了系統(tǒng)的復雜性和產(chǎn)品成本及系統(tǒng)的維修費用。
        2)機械驅(qū)動系統(tǒng)的過載保護能力差抽油桿和襯套脫膠等其他事故。
        3)當出現(xiàn)斷桿或脫膠等輕載事故時常因橡膠襯套與螺桿抱死，引發(fā)燒電動機、扭斷地面驅(qū)動系統(tǒng)不會及時發(fā)現(xiàn)、立即停止工作，故可能會進一步導致其他設備的損壞。而采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動采油螺桿泵則可克服機械驅(qū)動系統(tǒng)的監(jiān)測和防護性能較差的不足。
        (2)液壓馬達驅(qū)動系統(tǒng)及其工作原理
采油螺桿泵液壓驅(qū)動系統(tǒng)原理圖如圖4-6所示。該系統(tǒng)為變量泵定量馬達容積調(diào)速系統(tǒng)，單向定量液壓馬達8作為執(zhí)行器通過抽油桿帶動井下螺桿泵運行。系統(tǒng)主要采用了三個插裝式液壓閥組件2、5、6以及單向閥3、4和截至閥11和壓力繼電器12對系統(tǒng)進行控制。 
                             
                                                                                                 圖4-6采油螺桿泵液壓驅(qū)動系統(tǒng)原理圖
         泵啟動之前，調(diào)小液壓泵1的排量，調(diào)節(jié)閥6的控制手輪，使閥口處于全開狀態(tài)，打開截止閥11，其他閥件處于常態(tài)。
        啟動電動機，泵1的壓力油經(jīng)閥Il、閥6直接排回油箱，液壓泵卸荷；閥6導閥的電磁鐵通電，導閥切換至右位，主閥芯（插裝閥）關(guān)閉，液壓泵1輸出的壓力油經(jīng)閥11和過濾器7驅(qū)動液壓馬達8，通過抽油桿帶動井下螺桿泵低速運轉(zhuǎn)；液壓馬達8進口壓力升高，使閥5的液控導閥動作，切換至右位，從而使主閥（插裝閥）導通，壓力油經(jīng)閥5流向液壓馬達8；關(guān)閉閥11，經(jīng)過5min運行，確認井下泵工作正常后，調(diào)節(jié)液壓泵的排量到設計值，使馬達轉(zhuǎn)速提高到設計值；調(diào)節(jié)閥6手輪到適當阻尼狀態(tài)后鎖緊，此時整個系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)。
        停泵時，首先關(guān)閉電動機，隨著泵轉(zhuǎn)速的降低，液壓馬達系統(tǒng)壓力開始下降，液壓馬達轉(zhuǎn)速降低；閥6電磁鐵斷電，導閥切換至左位（圖示位置）；液壓馬達轉(zhuǎn)速降低到0之后，抽油桿中彈性變形能開始釋放，液壓馬達開始反轉(zhuǎn)，液壓馬達原進口處壓力回升，閥5反向不導通，馬達（變?yōu)楸霉r）排出的液壓馬達油經(jīng)閥6的節(jié)流口緩慢流回油箱，從而使液壓馬達反轉(zhuǎn)的速度得到控制，最終使抽油桿中儲存的彈性能逐漸釋放。安全閥組件2起到第二重保護作用。
       (3)技術(shù)特點
        1)油田內(nèi)每口油井的供液壓力因工況或生產(chǎn)時期的不同而不同。此時可以通過調(diào)節(jié)液壓驅(qū)動系統(tǒng)中變量泵的排量，改變系統(tǒng)的流量，無級調(diào)節(jié)液壓馬達的轉(zhuǎn)速，從而使井下單螺桿泵轉(zhuǎn)速相應地得到調(diào)整，防止了螺桿泵抽空現(xiàn)象的發(fā)生。
        2)如果出現(xiàn)螺桿被襯套抱死之類故障，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩會增大，馬達的進口壓力會升高，則泵的出U壓力也會升高。當壓力達到壓力繼電器的設定值時，系統(tǒng)中的壓力繼電器動作發(fā)信，切斷電動機的電源，液壓泵停止工作，同時使方向流量插裝閥組件的導閥電磁鐵斷電，導閥切換至左位，防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)啟動。使抽油桿抱死事故得到自動處理。
        3)如果m現(xiàn)抽油桿斷脫，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩會減小，馬達的進口壓力會降低，則液控二位二通閥組件5的液控導閥復位，主閥心關(guān)閉，泵出口壓力升高。當壓力達到壓力繼電器的設定值時，壓力繼電器動作發(fā)信，切斷電動機的電源，液壓泵停止工作，同時使方向流量插裝閥組件6的導閥電磁鐵斷電，導閥切換至左位，整個系統(tǒng)停止工作。
        4)螺桿泵的系統(tǒng)效率相對機械傳動來說比較低，維護成本比較高，受環(huán)境的影響比較大。所以在陸地上應用，其優(yōu)勢不很明顯，但用在海卜油田卻町以充分發(fā)揮液壓驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢。采油平臺操作空間有限，采油系統(tǒng)密集。如果通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動螺桿泵，則町以采用單液壓泵集中向多臺液壓馬達供油的方案，以節(jié)省平臺的操作空間，節(jié)約投資費用，降低原油開采成本，提高原油開采的經(jīng)濟效益。
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本文標題：采油單螺桿泵液壓馬達驅(qū)動系統(tǒng)

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分類：液壓行業(yè)知識
標簽： 液壓馬達