石油机械应用技术新型大功率螺杆泵驱动装置的研制孙延安（大庆油田有限责任公司采油工艺研究所）不可靠等问题，研制了新型大功率螺杆泵驱动装置。新型装置的关键技术在于将现有驱动装置的圆柱斜齿轮传动改为圆锥齿轮传动，电动机卧式放置；在原调心轴承下部增加一个扶正轴承；支座与传动轴之间除盘根盒密封外，另在下部增加机械密封作为双道密封保险；采用新型楔块式超越离合器作为防反转机构。34台新型装置在大庆油田和大港油田的推广应用表明，这种装置在整个螺杆泵系统检泵周期内完全可以达到不渗不漏的质量要求，满足油田生产需要。

　　近几年螺杆泵举升采油工艺技术在大庆油田得到较大规模的推广应用。在三元复合驱、聚合物驱的试验区中，螺杆泵与举升能力相同的抽油机和电潜泵相比具有检泵周期长、泵效高、能耗低等优点。但在现场应用中，螺杆泵井的地面驱动装置却暴露出一些问题，如装置的箱体油封处漏油，盘根盒漏原油，结构尺寸过大，以及防反转装置不可靠等。这些问题制约了螺杆泵采油技术的进一步发展，因此能克服现有装置缺点的新型大功率螺杆泵驱动装置的研制，成为目前亟待解决的课题。

　　现有螺杆泵驱动装置存在的问题螺杆泵驱动装置是井下螺杆泵地面动力输入设备，装置的动力来源于电动机。目前现场应用的大功率螺杆泵驱动装置主要采用二级减速结构，一级减速为胶带轮传动，二级减速为圆柱斜齿轮传动。电动机的动力通过胶带一级减速系统、齿轮二级减速系统传递到驱动装置输出轴上，输出轴通过方卡带动抽油杆柱、井下泵以合适转速旋转，抽汲井液。举升出的液体通过杆管环空到地面，经驱动装置支座的出油孔进入集油管线。

　　现有的二级减速驱动装置采用一对啮合的圆柱斜齿轮传递动力扭矩，传动轴受轴向力，而下部的支撑轴承为调心轴承，无法承受轴向力，使箱体与传动轴之间的低压动密封件油封受力，油封易损且现场更换困难。油封失效后箱体内的润滑油就会逐渐漏失，致使驱动装置无法保证齿轮、轴承正常润滑和散热，漏失严重时会造成被润滑的轴承和齿轮损坏。

　　螺杆泵抽汲的油液到达井口，通过驱动装置支座的出油孔进入集油管线，一般井口回压保持在1MPa左右，为密封住此油液，支座与传动轴之间的动密封采用填料盘根盒密封结构。但这种密封形式现场应用效果不理想，密封寿命短，需频繁更换盘根，漏油现象严重。这主要是由于驱动装置盘根盒中光杆和盘根之间的旋转动密封工作条件恶劣，润滑不良，填料和光杆磨损严重，光杆旋转带来的周期性振动以及其本身表面质量不高等造成的。该种密封方式无法实现长期有效地密封，造成井场污染和现场管理困难。

　　螺杆泵在运转一段时间后，井下抽油杆积累一部分能量，另外由于抽油杆与油管内油套环空液面的高度差造成螺杆泵象液压马达那样反转，螺杆泵*孙延安，工程师，生于1968年，1991年毕业于大庆石油学院采油专业，现从事机械采油研究工作。地址：（163453）黑龙江省大庆（：2001*07*09；修改稿收到日期：2001*09―孙延安：新型大功率螺杆泵驱动装置的研制停机时，抽油杆柱将高速反转，如不加装防反转机构，由于惯性作用势必造成抽油杆柱脱扣。现有驱动装置一般采取棘轮-棘爪结构作为防反转机构，由于机构各部件暴露在空气中，其中弹簧受空气、水等作用易发生锈蚀，使整个机构失效无法起到防反转的作用。

　　另外，目前使用的驱动装置结构尺寸大，且需要配重进行装置的平衡，使装置质量加大，这也是需要解决的问题。

　　关键技术分析及相应对策新型大功率驱动装置需解决的关键技术在于：①齿轮传动采用更合理形式，以实现相对较高的功率传动效率，传动平稳及低噪音；②改变齿轮支撑方式，改善下油封的工作条件；③采用新型密封以解决下盘根处漏油的问题；④采用新型机构代替棘轮-棘爪防反转装置。

　　为了解决现场出现的问题，笔者先从改进驱动装置的结构着手，如光杆与传动轴之间的力矩传动仍靠方卡完成；一级减速仍采取胶带轮胶带传动，但将现有二级传动的圆柱斜齿轮改为圆锥齿轮；电动机立式放置变成卧式放置，使结构紧凑，并取消配重，使装置质量及外形尺寸大大减小。

　　新型螺杆泵驱动装置二级减速为圆锥齿轮传g力，在齿轮传动过程中，齿轮受切向力，切向力分解为径向力和轴向力。新型螺杆泵驱动装置的设计是在原来调心轴承下部增加一个扶正轴承，根据受力平衡，上轴承与扶正轴承产生反作用力，承担齿轮运转时产生的轴向力，使主箱体下部的油封不受轴向力，改善了油封的工作条件，大大提高了油封的寿命，使下油封在整个螺杆泵系统工作的检泵周期内达到不渗不漏的要求。

　　支座与传动轴之间的低压动密封除盘根盒外，另在下部加机械密封作为双道密封保险，如图i所示。

　　在正常工作状态下，装置运转过程中机械密封可以达到不渗不漏的要求，盘根盒不起作用，不要求盘根盒的压盖压紧，比照现有的工作状态，传动轴可以减小摩擦扭矩，提高整个螺杆泵系统的传动效率。如果生产井的工况发生波动，机械密封渗漏，可以压紧盘根盒的压盖，达到不渗漏的要求。

　　采取以上两个措施后，使主箱体下部油封齿轮油渗漏和支座与传动轴之间采出液渗漏的可能性在整个螺杆泵采油系统的寿命期内降为零，避免了井场的污染，使螺杆泵井的生产管理更简便。

　　此外，在新型驱动装置的设计中，弃用以往棘轮-棘爪防反转机构，而采用新型的楔块式超越离合器作为防反转机构，以防反转机构的全部运动部件均密封在壳体内，黄油润滑，不受外界环境影响，运转可靠，进而使螺杆泵系统运转的可靠性得到保证。

　　现场应用及前景新型大功率螺杆泵驱动装置2000年在大庆油田开始推广应用，现已在大港油田及海拉尔油田使用，到目前为止，共应用34台。现场应用表明，箱体油封和盘根盒无一漏油，装置运转平稳，噪音低，防反转装置灵活可靠，运行状况良好，完全能够满足现场要求。

　　大庆油田应用情况表明，新型大功率螺杆泵驱动装置完全可以在整个螺杆泵系统的检泵周期内达到不渗不漏的质量要求，能够满足油田生产的需要，具有良好的应用前景。

　　（本文编辑李学富）