螺杆泵采油技术具有一次性投资少、能耗低等特点,近年来随着其配套技术的不断完善,应用规模逐年扩大,并取得了较好的效果。但在生产过程中,由于螺杆泵井杆柱储存一定的扭矩,当螺杆泵停机或卡泵时,会导致杆柱反转,造成杆脱、光杆甩弯、地面设备损坏等问题,甚至会威胁到操作人员安全。从螺杆泵井在油田的应用情况来看,在反转控制方面还存在着人为操作风险大、反转控制不可靠的问题;在螺杆泵井地面设备保护方面,当反转控制失效时存在着一定的安全隐患。针对以上问题,有必要开展《螺杆泵井反转机理研究及风险防范》课题研究,通过研究杆柱反转机理,在现有的理论基础上应用成熟的杆柱反转控制技术,对螺杆泵井地面设备存在的安全问题进行技术改进,解决螺杆泵井生产过程中存在的安全风险。本文确定了杆柱储存的扭转势能及油套压差是导致杆柱反转的主要因素,建立杆柱反转速度与释放时间的数学关系;在反转的预防及控制方面,推广应用液压防反转装置,实现扭矩的自动安全释放;应用井下防倒流开关,消除油套压差对反转的影响,降低反转的速度,并对现有的防反转装置进行应用分析;在设备安全防护方面,通过应用钢质皮带轮、橡胶防护罩,采取光杆防上窜、光杆不外露等措施,对螺杆泵井地面设备存在的安全问题进行技术改进,保证反转失控时人员及设备的安全。本文通过分析得出结论螺杆泵杆柱反转主要受到弹性势能和油套压差的综合作用。杆柱弹性势能释放的速度快、时间短,会产生很大的瞬时扭矩和转速;油套压差作用会加剧杆柱反转,使转速越转越快;此外,螺杆泵井必须有控制杆柱反转和安全释放杆柱扭矩的装置;在井下安装防倒流开关或是将套管灌满水,能够消除油套压差对杆柱的反扭矩作用,降低杆柱反转的速度;最后,在螺杆泵井的地面设备上要做好防护措施,通过应用钢质皮带轮、橡胶防护罩、方卡子防窜机构以及降低光杆高度,确保在反转失效时的意外情况下将危险降至最低。