理，专门设计了井下机组的润滑保护装置，以解决井下机组的耐高温、高压保护问题(见图2)。2003.
第四章 大庆油田改变采油技术现状势在必行
1．实现无扦系油技术条件基本成熟
人庆油田70年代末80年代初，成功地应用丁从国外引进的潜泅电泵技术，为无杆泵采油开创了先例和条件，它能在井下运行1．5—2a时间。如果我们将潜油电泵更换成既能抽油、水混液，又能抽汲稠油及油砂很合、油气两相混合流体的螺杆泵，也就等于实现无杆抽油，而且螺扦泵可实现高扬程、低排量采油。这正是油田挖潜所需要的。 2.借助潜油电机驱动螺抒泵大有可能
将潜油电机稍加改造就可用来驱动螺杆泵。潜油电机驱动螺杆泵，在国外也处于研究和试验阶段，下图便是国外试验的示意图。从图中可以清楚地看出，潜油电机直接驱动着螺杆泵，分上左旋、下右旋两个螺杆。这样的螺杆泵结构简单又安全可靠，能实现高扬程、低排量，可直接采用。要使螺杆泵实现高扬程、低排量，就必须让螺杆泵大多数工作时间处于低转数。而现时的潜油电机的转数较高，有必要对其改造，实现潜油电机转数与螺杆泵同步。
下文笔者就示意图中有关问题叙述已见。图中没有显示电机与螺杆泵螺扦是怎样联岛区无文献介绍潜油电机的转数问题。然而，这些正是潜油电机应用在螺杆泵上的技术关键。不过，我们完全可以加以构思和完善它。潜汹电机与螺扦泵联接处，如用现有潜油电机，则必须要配1个减速器。假设潜油电机是适应螺杆泵的转数直接联接的，那么，就必须彻底改造现有的潜油电机。按照电机原理要求，若能适应200—300r／mi n左右的转数，其电机肯定是16极电机(定子)，它的制造技术难度是很大的，不易实现。笔者贰为，不如加1个减速器更力现实一些。另外，浴油电机是否带保护器，示意图中也未显示出来。笔者认为，潜油电机带保护器为好，并且最好使减速器同保护器连通为宜，但必须具有防止铁屑、铁粉等金属物进入电机的防护设施。 3．改造潜油电视转数的技术原理成赡
电机转数同电源频率、电机定子极数成比例的。从交流电机转数公式n1＝60／：／八可知(／l为电源频率，我国规定为50Hz， JV为定子绕组极数)，降低H1可从降低／，和改变孤入手。但／：涉及到国家规定，不允许随意更改，而八则是制造厂自身的事，完全可以做得到。
如果将电机转数降至700?／mi n左右，再加上1个适当的减速器，就可实现200—300√min 6再如果电源是可调频的，调速就更简便了，这时不用减速器就可以实现减速。笔者认为，还是以加上减速
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器比较经济。
4I潜油电视驱动螺抒泵视组要解决的几个关键技术问题 ： (1)降低潜油电机转数
． (2)渗油电机取消配套变压器 美国的潜油电机电压等级在1000 V以上，若我国照此制造，势必要配套专用变压器，制造成本随之加大。我们宜在吸收、消化国外先进技术基础上，根据我国电压等级设计、制造。
确保电机功率指标是制造厂首先要满足的。从电机功率公式尸＝Jp／＝J’只＝p／’／j可知(J为电流65／为加在定子线圈两端的电压6只为冠子线圈电阻总和)，尸与p／’成正比，与只成反比。由于潜油电机所驱动的螺扦泵排量很小；要求的尸也相应地小。特别是在开采低产低渗透油田时，螺扦泵负荷要小于最小排量的电潜泵负荷，此时对电机尸的要求就更小。降低尸可从降低p／和只入 手。按照我国标准电压380V设计电机完全可以办得到，而降低只值又可从尽可能选用电阻系数小的导体和在可能条件下增大导体截面积方面考虑。总之，低压小功率电机是可以制造出来的。假如随着油田开发需要，要求大排量、高扬程螺杆泵时，可根据我国电压等级标准，将电机电压提高到6000 V不等，也是可以办得到的。如上一系列措施实现后，有理由认为潜油电机取消专配变压器是可以实现的。 (3)螺杆泵制造和运行中存在的问题据大庆油田有关资料称，螺杆泵在运行中主要问题表现在运行寿命短。其原因是定子与橡胶的粘接持久牢固性差，油浸时定子橡胶膨胀，将燎杆抱死，造成扭断抽油杆或电机启动负荷过大；再有就是造成“油管”股扣事故。
油田对螺仟的要求是高扬程运行，长寿命。葛扬程意味着要求螺杆级数多，长螺杆。国内生产厂家有能力生产长螺杆。至于油油杆扭断问题在无杆采油系统不存在。·余下要解决的是定子橡胶粘结膨胀问题，笔者认为可迥过生产厂家与科研单位合作攻关解决。 不过，潜油电机和螺杆泵机组在井下的钳定器倒是该无杆抽油系统的另—‘个技术关键问题。笔者已设计出一个总装图，正待试验验证。
潜油电机驱动螺杆泵的无杆抽油系统的优点：在斜井、水平井拐弯处没有刚性扦滑动；螺仟泵可实现高扬程、低排量，并能泵送油、气、固三相混合液；螺仟泵对输送介质要求不高，可输送高粘度液体，也可输送液、气、固混合介质。如此优点，有理由认为该无杆抽油系统具有生命力，广泛用于油田挖潜开采存在极大可能。 三、经济和社会效益坪估 1．一次性投资比抽油机慑
据文献[1]，装设l台抽油机(含安装)一次性总投资要￥31．o 5万固，而装设l台井下潜油电机驱动螺杆泵一次性总投资仅￥23．5万圆，便宜￥7．45万圆。如果占投资额较大比例的井下电缆日后价格下降，还能节省一笔费用。 2．院用钢材比抽油机少
如前所述，12个型号抽油机的平均消耗钢材为12t／台，而潜油电机驱动螺杯泵的总质量(含井下电缆)才2t／台。此外，下潜油电机驱动螟杆泵后，油管将从2十(英寸)换成1士＜英寸)，况且不存在抽油杆。若按1500 m井挂深度计算，仅此两项就节省钢材4．36十2．62；7．48(t／台)＜计重过程从略)。
3．节能效果显著
据文献[1；，拙油机系统效率为18．2％，而潜油电机驱动螺杆泵的系统效率达56％，高出37．8％。
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四、结束语 ．
潜油电机驱动螺杆泵无杆抽油技术如能成功，．是一项既节约能源，又节省资源，涉及到油田开发经济效益和社会效益同步提高的重大科研课题，是一举双得的效益型项
第五章 螺杆泵工况测试技术
螺杆泵是近年发展起来的一种新型采油设备，可分为地面驱动和井下驱动两类，目前应用比较多的是地面驱动螺杆泵。它具有结构简单、质量轻、占地少、价格便宜、泵效高、系统效率高、节能等特点，可开采高粘、含气、含砂原油。由于螺杆泵井的生产方式与常规抽油机井明显不同，其工况测试和诊断也不同。本文研究了螺杆泵井测试工艺、测试仪器及配套工具(螺杆泵抽油光杆卡子)。在测试工艺方面研究了既保证生产，又保证测试的工艺流程，并研制开发了与螺杆泵测试仪配套使用的螺杆泵抽油光杆卡子，还研制了载荷一扭短传感器和螺杆泵测试仪，可测得井口处抽油光杆所受的载荷、扭短．为螺杆泵工况诊断提供了可靠的数据。
一、测试装置组成
螺杆泵工况测试诊断装置由螺杆泵抽油光杆卡子(LBK和LBC方卡于)、载荷感器、螺杆泵测试仪、便据计算机和打印机等组成(见图1)。
二、螺杆泵井测试工艺
由于地面驱动螺杆泵的运动规律是旋转运动，因此设计了以工况测试和回放诊断为主的两步工作步骤，即先采集存储抽油光杆静止时的载荷和运动时的载荷、扭矩数据，然后回放数据，进行工况诊断。
1．工况测试 在对螺杆泵井进行测试时．首先去掉光杆上的备用光杆卡子及接箍。按图1方式安装载荷一扭矩传感器、LBC方卡子和螺杆泵测试仪。卡紧LBC方卡子，松开1，胀方卡子，上紧固定测试仪的紧固螺钉，将传感器线插入测试仪面板的传感器插座。开启螺杆泵测试仪约30s，测得井口处光杆承受的静载，然后启动螺杆泵，测得运动时的动载和扭矩，运转5min后测试完毕．关闭螺杆泵电源和测试仪电源。按安装本装置的迎顺序，拆卸各仪器。
2．回放诊断 连接好螺杆泵测试仪、便滨计算机和打印机。回放数据，进行螺杆泵井下工况诊断和设备工作状况分析，提出应采取的合理措施，并打印诊断结果。 三、螺杆泵测试仪器
该仪器可同时测试、存储螺杆泵井抽油光杆所受的载荷和扭矩数据，并发送所存储的数据到便携计算机，为螺杆泵井工况分析诊断提供可靠的数据。
1．教荷一担矩传感器 该仪器可同时感应螺杆泵井抽油光杆所受的载荷和扭矩变化情况。载荷一
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扭短传感器上部为凹形槽，与抽油光杆卡于LBC的托板配合，下部凸台与螺杆泵抽油光杆卡子LBK配合。 2．工作原理 载荷一扭短传感器采用空心圆柱为弹性变形元件，在空心圆柱上附着两组弹性应变片为承压、承扭元件，具有响应速度快、测量精度高等优点。当压力、扭矩作用在载荷一扭短传感器上时，应变片随空心圆柱一起变形．引起电阻变化，将机械变化转换为电信号变化，经后继电路放大整形为标准信号输出至螟杆泵测试仪。螺杆泵测试仪将载荷一扭短传感器送来的电压信号经A／D转换后转变为单片机可接受的数字信号，经采样后将数据存储于存储器中，待测试完毕后回放至PC机内，进行数据处理和泵况诊断。
3．螺杆泵测试仪的电路原理 螺杆泵测试仪利用单片机将载荷、扭短信号存储于存储器内，待测试完毕后与Pc机联机，将数据回放，进行数据处理。
4．螺杆泵测试仪软件设计 螺杆泵测试仪正常工作时，采集存储数据和与PC机通信等工作全部由软件进行控制，程序框图如图2所示。
5．螺杆泵测试仪的技术指标 螺杆泵测试仪的 螺杆泵测试仪：130×100×75(mm)； 载荷一扭矩传感器：?108×130(mm)；
测量范围及精度：载荷：10N一100kN，1．5％F．S 扭矩：10—1500N·m，1．5％F．S
载荷一扭矩传感器工作温度：一40一120℃； 工作电压(直流电)：18V； 工作电流：110mA(包括传感器)； 存储量：2KB。
6．螺杆泵测试仪的性能特点 通过室内试验、现场试验及性能检测，该装置有以下特点： (1)灵活性。该装置可随时监测螺杆泵井的运行状况，无需长期将载荷一扭短传感器放置在现场： (2)多参数。可测试螺杆泵井的3个运行参数即静止时抽油杆重、运行时光杆所受的载荷和扭矩； (3)适应性。改变I，沉和LBK方卡子的方卡子牙形尺寸，适用不同尺寸的抽油光杆；改变LBK方卡子的壳体下部的凹形槽，适用不同的螺杆泵地面驱动装置。 (4)大容量，计算机大容量存储螺杆泵井的测试数据和诊断数据。 四、配套工具
为完成螺杆泵井的工况测试，开发研制了螺杆泵井测试配套
工具，主要是螺杆泵井抽油光杆卡子，即LBK方卡子和LBC方卡子。
1．LBK方卡子 LBK方卡子不仅能满足测试需要，也能满足生产需要，结构见图3。壳体的作用是当其内部的两片方卡子牙在分离状态不起作用时，起到传递载荷和扭短的作用。壳体上部为凹形槽，用以放置载荷一扭矩传感器。壳体下部的凹形槽与螺杆泵驱动轴配合。该卡子目前已被授予实用新型发
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明专利，专利号为ZL 98203776.7。
2．LBC方卡于 此卡于是专为螺杆泵测试而改进的。其下部为一凸形缠，与传感器凹形槽联接，见图4。该卡子也可在常规抽油机上使用。 五、测试实例
二连蒙古林油田的M11—212井，原油相对密度o．8881。原油粘度121．89mPa·S。螺杆泵型号GLB75—27，泵深793．93m，抽油杆?25mm×788m，转速202r／m，日产液8t／d，日产油1.9t／d，电流15A，动液面365m。1998年10月24日测试，静载29.68kN，动载34.84kN，扭矩107.24N·m 。测试结果见图5和图6。诊断结果:油管或泵漏13.83t／d。 六、结论及建议
研究的测试工艺及螺杆泵测试仪解决了螺杆泵井的测试和科学诊断问题，抽油杆光杆方卡子能够满足现场测试和生产要求。该技术有助于提高螺杆泵井的管理水平，为螺杆泵并安全长效运行提供了强有力的监测手段。
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