地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵多用于邊際油田、海上油田的原油開(kāi)采和死井的再開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，通常采油螺桿泵為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)和錐齒輪傳動(dòng)把旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給抽油桿，帶動(dòng)井下螺桿泵旋轉(zhuǎn)，依靠螺桿泵容腔的漸進(jìn)效能，把原油舉升到地面。這種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)可靠，故在油田上得到了廣泛的應(yīng)用。但是在應(yīng)用過(guò)程中，存在如下三個(gè)缺陷。
        1)當(dāng)停電或其他原因停泵時(shí)，工作中抽油桿內(nèi)儲(chǔ)存的大量變形能釋放，帶動(dòng)地面設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)，很容易發(fā)生燒毀電動(dòng)機(jī)乃至部分桿段脫扣落入油井中等事故。為此，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要單獨(dú)設(shè)計(jì)一套“防反轉(zhuǎn)機(jī)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(fù)雜性和產(chǎn)品成本及系統(tǒng)的維修費(fèi)用。
        2)機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)能力差抽油桿和襯套脫膠等其他事故。
        3)當(dāng)出現(xiàn)斷桿或脫膠等輕載事故時(shí)常因橡膠襯套與螺桿抱死，引發(fā)燒電動(dòng)機(jī)、扭斷地面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、立即停止工作，故可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致其他設(shè)備的損壞。而采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)采油螺桿泵則可克服機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和防護(hù)性能較差的不足。
        (2)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其工作原理
采油螺桿泵液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖4-6所示。該系統(tǒng)為變量泵定量馬達(dá)容積調(diào)速系統(tǒng)，單向定量液壓馬達(dá)8作為執(zhí)行器通過(guò)抽油桿帶動(dòng)井下螺桿泵運(yùn)行。系統(tǒng)主要采用了三個(gè)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 
                             
                                                                                                 圖4-6采油螺桿泵液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖
         泵啟動(dòng)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(kāi)狀態(tài)，打開(kāi)截止閥11，其他閥件處于常態(tài)。
        啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，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(dǎo)閥的電磁鐵通電，導(dǎo)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(guò)濾器7驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)8，通過(guò)抽油桿帶動(dòng)井下螺桿泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)；液壓馬達(dá)8進(jìn)口壓力升高，使閥5的液控導(dǎo)閥動(dòng)作，切換至右位，從而使主閥（插裝閥）導(dǎo)通，壓力油經(jīng)閥5流向液壓馬達(dá)8；關(guān)閉閥11，經(jīng)過(guò)5min運(yùn)行，確認(rèn)井下泵工作正常后，調(diào)節(jié)液壓泵的排量到設(shè)計(jì)值，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速提高到設(shè)計(jì)值；調(diào)節(jié)閥6手輪到適當(dāng)阻尼狀態(tài)后鎖緊，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。
        停泵時(shí)，首先關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，隨著泵轉(zhuǎn)速的降低，液壓馬達(dá)系統(tǒng)壓力開(kāi)始下降，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低；閥6電磁鐵斷電，導(dǎo)閥切換至左位（圖示位置）；液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低到0之后，抽油桿中彈性變形能開(kāi)始釋放，液壓馬達(dá)開(kāi)始反轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)原進(jìn)口處壓力回升，閥5反向不導(dǎo)通，馬達(dá)（變?yōu)楸霉r）排出的液壓馬達(dá)油經(jīng)閥6的節(jié)流口緩慢流回油箱，從而使液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)的速度得到控制，最終使抽油桿中儲(chǔ)存的彈性能逐漸釋放。安全閥組件2起到第二重保護(hù)作用。
       (3)技術(shù)特點(diǎn)
        1)油田內(nèi)每口油井的供液壓力因工況或生產(chǎn)時(shí)期的不同而不同。此時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中變量泵的排量，改變系統(tǒng)的流量，無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而使井下單螺桿泵轉(zhuǎn)速相應(yīng)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(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)增大，馬達(dá)的進(jìn)口壓力會(huì)升高，則泵的出U壓力也會(huì)升高。當(dāng)壓力達(dá)到壓力繼電器的設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)中的壓力繼電器動(dòng)作發(fā)信，切斷電動(dòng)機(jī)的電源，液壓泵停止工作，同時(shí)使方向流量插裝閥組件的導(dǎo)閥電磁鐵斷電，導(dǎo)閥切換至左位，防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)啟動(dòng)。使抽油桿抱死事故得到自動(dòng)處理。
        3)如果m現(xiàn)抽油桿斷脫，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小，馬達(dá)的進(jìn)口壓力會(huì)降低，則液控二位二通閥組件5的液控導(dǎo)閥復(fù)位，主閥心關(guān)閉，泵出口壓力升高。當(dāng)壓力達(dá)到壓力繼電器的設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作發(fā)信，切斷電動(dòng)機(jī)的電源，液壓泵停止工作，同時(shí)使方向流量插裝閥組件6的導(dǎo)閥電磁鐵斷電，導(dǎo)閥切換至左位，整個(gè)系統(tǒng)停止工作。
        4)螺桿泵的系統(tǒng)效率相對(duì)機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)比較低，維護(hù)成本比較高，受環(huán)境的影響比較大。所以在陸地上應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)不很明顯，但用在海卜油田卻町以充分發(fā)揮液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。采油平臺(tái)操作空間有限，采油系統(tǒng)密集。如果通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)螺桿泵，則町以采用單液壓泵集中向多臺(tái)液壓馬達(dá)供油的方案，以節(jié)省平臺(tái)的操作空間，節(jié)約投資費(fèi)用，降低原油開(kāi)采成本，提高原油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益。
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本文標(biāo)題：采油單螺桿泵液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

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分類：液壓行業(yè)知識(shí)
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