螺杆泵杆式驱动密封系统

　　杆式驱动的螺杆泵密封系统是开采出砂井、气井或稠油井的经济有效的人工举升方法。
　　
　　杆式驱动的螺杆泵靠地面电机（电机带动驱动头和井中的抽油杆）带动的驱动杆运行，新系统必须将螺杆泵井的驱动头的底部密封，以控制井液。美国贝克休斯举升中心研制了两种有效的用于Lifteq驱动头系列的密封方法：转动密封和注射式密封。

　　
　　转动密封举升中心提供了防泄漏和有助于监控杆式驱动螺杆泵运行状况的转动密封部件。新型密封部件是专为环境敏感地区研制的。通过冗余密封和漏失孔的油田技术周期检查密封是否有效。
　　
　　一旦密封部件磨损，一打开就有液流从漏失孔流出。这时作业人员可以应用最后的冗余密封量直至预定的检泵周期，或者锁上转动密封部件，用普通密封绳密封，直至下一次检泵。应用新型密封系统避免了计划外检泵，计量螺杆泵降低了作业成本。
　　
　　注射式密封在作业期间当密封绳被压扁、驱动头仍在运行时，可插入注射式密封部件。为填补压扁的密封绳，可用压力枪将半流体状的密封部件插入到小孔中。新系统缩短了停泵时间，延长了检泵周期，减少了对环境的影响。
　　
　　螺杆泵的分类适用以及选型
　　
　　螺杆泵属容积式转子泵，它是由泵内螺杆齿形与泵套形成的若干密封腔的位移来吸入和排出液体的。螺杆泵内两个相邻密封腔间没有理论泄漏通道的称为严格密封型螺杆泵，反之为非严格密封型螺杆泵。
　　
　　椐目前的实际应用及有关资料显示，螺杆泵的应用范围很广，它的特点是流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、体积小、工作可靠。突出的优点是输送介质时不形成涡流、可输送粘度范围宽广的各种介质，既可以输送各种粘度的润滑性或腐蚀性介质，也可以输送各种粘度的非牛顿液体，还可以气液混输、固液混输。它广泛应用于海上平台工程、石油化工、航运、电力、机械液压系统、食品、造纸、制糖、军工和污水处理等工业部门。以德国阿尔维勒公司销售经理的话说：“世界上没有任何介质，是螺杆泵所不能输送的。”
　　
　　说螺杆泵可以输送任何介质。当然不是说某一种螺杆泵可输送所有的介质，而是根据介质的特性和性能参数数要求可以选择螺杆泵的不同类型。螺杆泵按螺杆数目通常分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵，各有优点，在推广应用螺杆泵时必须有选择，只有充分利用其各自的特点，才能更好的实现节能、节材、增效益或满足某种特殊要求。
　　
　　单螺杆泵的泵套是由非金属弹性材料(通常是橡胶)制做的，内孔呈螺旋槽状，它与一条螺旋状的金属螺杆之间形成若干密封腔。金属螺杆作偏心旋转运动，使密封腔由泵的低压区位移至高压区，完成吸入、排出液体和形成压力的全过程。除了一般介质外，单螺杆泵可以输送悬浮液及含金属颗粒、含纤维等的特殊介质。在处理污水、泥浆时，常用单螺杆泵，通常工作压力不高。
　　
　　传统的双螺杆泵属非严格密封型螺杆泵，由金属材料制做的泵套内有两个相割的圆柱腔，腔内两条螺杆互相啮合，相啮合的螺杆齿形在泵套与螺杆间形成若干密封腔。螺杆作旋转运动时，密封腔由泵的低压区位移至高压区。有单头螺旋，也有双头螺旋的双螺杆泵，对于润滑介质，如果螺旋升角足够大，主螺杆可以直接带动副螺杆。若配上同步齿轮，在理论上两条螺杆之间可以没有接触。传统双螺杆泵虽然非严格密封，工作压力不高，但可以输送粘度范围非常宽广的各种介质，可以输送各种粘度的非牛顿液体，还可以气液混输、固液混输。因此，各行业都对它寄予极大的兴趣，特别是石油、化工行业。
　　
　　三螺杆泵理论上属严格密封型螺杆泵。在教科书中，计量螺杆泵通常都将其作为螺杆泵的典型加以介绍。三螺杆泵是由金属泵套内的一条主螺杆带动两条从动螺杆组成的。每条螺杆有两条螺旋线，在泵套与螺杆间形成若干密封腔，螺杆作旋转运动时，密封腔由泵的低压区位移至高压区。三螺杆泵的最高工作压力可达30MPa，输送介质为清洁的、无腐蚀性的润滑油，特殊场合可输送高粘度、无腐蚀性介质(如：油墨、胶液等)。由于三条螺杆1∶3∶5比例的结构尺寸以及其它原因的限制，三螺杆泵输送的介质粘度范围有限，一般仅限于润滑介质。
　　
　　五螺杆泵通常是非严格密封型螺杆泵。一条主螺杆带动四条副螺杆，每条螺杆有两条螺旋线。由于泵腔的单位过流截面较大，因而介质输送量较大。五螺杆泵的工作压力通常在0.8MPa以下，常在安装尺寸受限制的特殊场合(如：舰艇、船舶等)用于输油泵。
　　
　　保持螺杆泵抽油高产率的五大做法简介
　　
　　保持螺杆泵抽油的高产率的具体做法如下：
　　
　　1、应进行声波液面测定，确定产液面与泵吸入口的相对深度。若液面高于泵吸入口，那么井不可能以最大产量开采。如果是气干扰影响产率，则液面高于泵吸入口；若是抽量过大导致低产，则液面应在泵吸入口处或附近。
　　
　　2、示功计测定泵充满系数百分率，应用综合数据采集系统可同时获得马达功率和示功数据。示功图的主要用途之一是诊断泵是怎样运行的和分析井下问题。螺杆泵计量应用生产液面测量结合示功图可了解井是否以最大产量生产、液柱高度是否高于泵吸入口深度、泵是否不完全充满和游离气是否沿套管环空向上运移。
　　
　　3、诊断低能效井。诊断的方法是确定抽油系统的总效率，计量螺杆泵而确定总效率只需测量输入原动机的功率、测定井底生产压力和精确的生产测试数据。一般游梁式抽油系统的总效率应为50％左右，若低于此应提高其性能。提高总效率的技术包括保持高容积效率（泵的规格与井筒注入量匹配、消除气干扰、用抽空控制器或定时器控制抽油）和换掉过大的电动机。
　　
　　4、井下气分离。无效的泵运转常是气干扰造成的，可通过声波液面测量和示功图进行诊断。最好是将泵吸入口置于流体进入层段的下方，若置于上方则应使用气体分离器。若阀座短节布置于流体进入层段底部以下至少10ft，则在环空中可发生有效气分离，此时套管起分离器外筒的作用。但井的条件常不容许将泵置于流体进入层下方，则考虑用井下气分离器。常规的气分离器由流体进入部分（如射孔短节）、外筒（如底部有堵头的一节油管）和泵底部的封液管组成。
　　
　　5、控制泵排量，可通过调节4种参数进行控制：柱塞尺寸、冲程长度、泵冲数、每日运转时间。因起出设备费用大，通常不更换尺寸不合适的泵。最简单的做法是改变地面设备的配置，如移动游梁拉杆来改变地面和泵的冲程长度；其次是换掉马达皮带轮来控制泵的冲数。泵容积与井产能的匹配问题可通过改变日运转时间来实现，以下几种装置能用来控制运转时间：空抽控制器、间隔定时器和百分率定时器。空抽控制器若检测到泵不完全充满就停泵。定时器控制泵的运转时间，较便宜且操作简单。停泵的持续时间应短到井底生产压力上升不超过10％的油层压力。