在高含砂、高黏度和易结垢井中，砂粒与垢质会改变井下泵腔的运行状态。砂粒沉积或垢层增厚后，导致系统运行扭矩和轴向载荷升高，容易造成泵卡、断杆、设备损坏和非计划停机。

对于这类井况，设备不仅需要减少固体进入泵腔，还需要考虑砂粒进入后如何排出，以及出现卡泵时如何解卡。

一、高含砂工况为什么容易发生卡泵

介质携带砂粒进入泵腔后，砂粒会受到流速、黏度、重力和定转子配合间隙的共同影响。流速下降或局部间隙不匹配当前工况时，砂粒容易在泵腔内沉积。砂粒沉积会加剧定转子之间的摩擦、增大系统扭矩和轴向载荷。防砂组件可以根据筛管类型、过滤尺寸和材料特性，减少较大固体进入泵腔，但对于持续出砂井，卡泵的预警和解卡仍然是设备运行中的痛点。

二、IntelliCPCP® 如何进行间隙管理排砂

IntelliCPCP®系统根据转速、扭矩、轴向载荷、压力和泵效等运行数据变化识别可能存在的卡泵风险。当达到预设排砂条件时，DynaRL® 旋转升降机构控制锥形转子上提。由于FERROXIS®全金属锥形螺杆泵采用锥形定转子结构，转子的轴向上移会瞬间增大定转子径向配合间隙。间隙增大后，介质可以在重力和流动作用下携带砂粒完成冲洗、下泄或排出。完成排砂后，系统下放转子恢复生产。

• Synergix®智能控制柜：采集转速、扭矩、轴向载荷、压力和泵效等运行数据

• DynaRL®旋转升降机构：执行转子上提、下放和轴向位置控制

• FERROXIS®全金属锥形螺杆泵：通过锥形结构将转子轴向位移转化为径向配合间隙变化

• 间隙管理排砂机制：增大配合间隙、携砂冲洗、完成排砂并恢复最佳开采状态

  

当系统根据异常扭矩、轴向载荷或泵效变化判断存在砂卡风险时，系统上提转子，增大定转子配合间隙，排出砂粒。结垢与砂粒沉积的形成机理不同，垢质可能附着在泵体、定转子接触面或其他流道位置，其硬度、厚度和附着状态也存在差异。当系统判断存在垢卡风险时，系统可以通过受控旋转、转子上提和间隙调整等动作，松动或消除影响泵体运行的附着物。

三、自主排除砂卡、垢卡的现场价值

自主排除砂卡、垢卡的核心，是通过运行数据识别固体沉积和卡泵风险，并利用转子升降、间隙调整等动作，实现井上解卡和恢复生产。

• 降低砂粒在泵腔内持续沉积

• 在出现砂卡风险时，自主解卡

• 减少非计划停机和现场人工干预

• 为排砂周期、运行调整和检泵安排提供数据参考

四、结语

对于严重砂埋、结构损伤、断杆、坚硬垢堵或多次解卡后运行参数未恢复的情况，仍需要现场起泵检查。

自主排除砂卡、垢卡并不是完全避免砂卡、垢卡，而是通过数据判断、间隙调整和转子升降，降低固体沉积带来的卡泵风险，增加泵体的使用寿命，延长检泵周期，降低举升成本。