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* 螺杆泵采油地面系统安全预防知识 目 录 一、螺杆泵采油系统组成及地面装置功能简介 二、螺杆泵采油系统地面设备故障及危害 三、螺杆泵系统投产、维护维修时的安全防护知识 14 15 16 电控部分 螺 杆 泵 采 油 地面驱动部分 井下泵部分 7 5 6 8 ５ ４ 2 9 10 3 1 1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-抽油杆； 系 统 的 组 成 配套工具部分 11 12 13 9-抽油杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-定位销； 15-防脱装置； 16-筛管 1、电控部分 l电控箱是螺杆泵地面动力控制部分，基本功 能：控制电机的启、停。 l安全保护功能：对电机作过载、欠载、过 压、欠压、过流、欠流、漏电、堵转、断相及 三相不平衡保护。另外还要有门锁、防风沙、 防雨功能。 l辅助功能：（自动）显示、记录螺杆泵井工 况参数（如电流、电压等）。 l其它功能：软启动、软停机、工况分析、智 能控制等。 六是 2、螺杆泵地面驱动装置主要功能 一是 为井下螺杆泵提供动力和合适的转速 二是 承受杆柱的轴向载荷 三是 为油井产出液进入地面输油管线提供通道 四是 防止产出液渗漏到井场的密封功能 五是 防止停机过程中杆柱的高速反转 安全防护功能（防反转功能、皮带防护罩、方卡防护罩等） 七是 辅助功能测试、防盗等。 l l 3、地面驱动装置的动力传递 启机及生产过程工作动力传递:原动机的动力通过如下动 力传递系统传递到井下泵上，泵工作完成井液举升。 停机过程反转动力传递：反转动力来源于油管与套管之间 的液位势能和抽油杆柱的变形扭矩，消耗为杆柱的高速旋转动 能和摩擦。 螺杆泵地面驱动装置动力传递系统流程图 电控箱 电动机 小带轮 大带轮 井液倒灌 螺杆马达 杆柱变形扭矩 摩擦耗能 反转控制系统 齿 轮 轴 螺杆泵 杆柱 光 杆 方 卡 输出轴 大齿轮 停 机 反 转 的 原 因 分 析 停 机 反 转 危 害 4、螺杆泵采油系统反转原因及危害 1）螺杆泵停机后（特别卡泵等过载情况下），杆柱中贮存有大 量的弹性变形能。该能量可使杆柱瞬时高速反转，转速达到上千 转，持续时间几分钟到半小时。 2）停机后，油管与套管间出现的液压势能（液位差）。该液压 势能会使螺杆泵变成液压马达，使转子及杆柱、光杆快速反转。 油套压差越大，杆柱反转速度越快，持续时间越长，直到油套压 差恢复平衡为止。 l 螺杆泵的反转会使杆柱光杆甩弯、断脱，地面驱动装置零 部件损坏、飞脱； l 螺杆泵的反转不仅会危及设备的安全，还会危及附近人员的 安全，造成生产事故。 地面驱动装置防反转结构形式及特点 为了解决螺杆泵采油系统停机反转造成系统故障，普遍 在驱动装置中设置机械防反转系统。防反转系统可以装在输 出轴或输入轴上，装在输入轴上的防反转系统受到的工作扭 矩远小于装在输出轴上的工作扭矩，但装置横向尺寸也相应 变大。综合考虑选用防反转系统装在输入轴上的方案较好， 易于调整维护。 目前机械防反转系统主要有棘轮棘爪机构、 摩擦式防反转装置、楔块防反转系统、液压防反 转系统和电磁式防反转装置等方式。目前大庆应 用最多的是棘轮棘爪结构防反转装置，而安全性 较好的液压防反转系统目前在探索中。 棘轮-棘爪式防反转装置 该防反转系统一般装在驱动装置 输入轴上，依靠刹车带的摩擦力释放 反转势能。当驱动装置工作时，棘爪 在离心力的作用下与棘轮刹车带脱离 啮合，防反转系统不工作。当停机 时，杆柱反转带动光杆反转，这时棘 爪在重力和弹簧力作用下与棘轮刹车 带啮合，防反转系统工作，依靠摩擦力避免驱动装置高速反 转。通过手动旋松扭矩释放螺栓，可以将贮存在杆柱中的反转 扭矩释放掉，提高了驱动装置操作维护的安全性。 该系统结构简单，成本低，而且能 够手动释放贮存在系统上的反转扭 矩，现场可更换。 不足 1 为保证防反转系统可靠工作，需要经常调 整棘轮刹车带摩擦面的压紧力。 2 低速时棘轮棘爪由于接触会产生噪音和磨损。 3 刹车带摩擦面压紧力调整及反转扭矩释放 都需要人为近距离操作，而且在扭矩释放 过程中，杆柱还会以一定速度反转，如果 人为操作不当或刹车带摩擦面打滑，也会 对操作者带来安全隐患。 5、其它地面安全防护技术 螺杆泵驱动装置安全防护技术是为了防止螺杆泵 驱动装置的零部件破损、松脱和损坏造成人员、设备 伤害的技术。 驱动装置安全防护技术主要包括光杆方卡防