采油单螺杆泵液压驱动系统的设计

　　1 问题的提出

　　随着油田开发的进一步进行，地面驱动螺杆泵在边际油田、海上油田的原油开采和死井的再开发领域都起到了越来越重要的作用。

　　当前国内采用的螺杆泵都是机械驱动式的．即电机通过皮带传动和锥齿轮传动把旋转动力传递给抽油杆，带动井下螺杆泵旋转，依靠螺杆泵容腔的渐进效能，把原油举升到地面。由于这种驱动方式结构简单，传动可靠而在油田上得到了广泛的应用。但是在应用的过程中，人们也不断地发现了其缺点和不足，这主要表现在如下几个方面：

　　1)需要单独设计一套“防反转机构”

　　正在工作着的螺杆泵，其动力是靠抽油杆传递到井下的。因为抽油杆比较长，传递的转矩比较大，所以其自身一般会扭转数十圈，从而在抽油杆内储存了大量的变形能。由于停电而停机或根据生产的实际情况而停泵时，抽油杆内的变形能释放，带动地面设备高速反转，则很容易发生烧电机的事故；由于惯性，变形能完全释放后，抽油杆会继续反转，致使部分杆段脱扣落人井中，引发更为严重的恶性事故。为防止此类事故的发生，驱动系统中必须设有防反转机构 使变形能逐步释放，避免事故的发生。这势必提高了系统的复杂程度和产品的成本，同时也提高了系统的维修费用。

　　2)自我保护能力差

　　对于螺杆泵来说，一个比较多发的故障是橡胶衬套与螺杆抱死。由于机械驱动系统的过载保护能力比较差，一旦出现上述事故还必将引发其他某种事故．如：烧电机、扭断抽油杆和衬套脱胶等。

　　3)轻载事故不易及时发现

　　当出现断杆或脱胶故障时，地面驱动系统不会立即停止工作，可能会进一步导致其他设备的损坏。

　　2 液压驱动系统的设计

　　分析可知，存在上述问题的原因在于机械系统的监测和防护性能较差。为克服现有驱动系统的不足我们开发了一套新型的螺杆泵驱动系统— — 液压驱动系统。

　　油田内每口油井的工况各不相同，在不同的生产时期的供液能力也不一样，所以为满足不同的要求，驱动系统应具备无级调速功能。又由于整个系统的装机功率比较大，为提高系统效率，我们采用了变量泵．定量马达容积式调速系统。该系统的工作原理如图1所示。

　　1．变量泵2．安全阀组件3,4单向阀5．液控二位二通

　　阀组件6．方向流量阀组件7．9、13．过滤器8．菠压马达

　　l0．油箱l1 截止阀12．压力维电器14 电动机

　　图1 液压驱动系统原理图

　　3 系统的工作过程