螺杆泵技术发展

图4 等壁厚定子 对比图
图7 螺杆泵井杆柱 扶正器
金属定子
常规橡胶定子在井液中发生溶胀后，机械性能下降， 造成系统启动扭矩大、寿命短、适用温度和压力范 围窄等缺点。使用金属材料做定子，依靠金属机械 性能好、不易压缩变形、耐磨损等优点，使金属定 子螺杆泵具有以下优点：
扭矩低，机械效率高； 单级承压高，可大大提高扬程； 如果排量相同，金属定子螺杆泵泵体小； 可用于更高的转速、更大的排量； 散热快，没有疲劳温升和老化，寿命长； 没有温胀、溶胀和气侵，可适应恶劣环境。
系统组成
螺杆泵 柔性轴 保护器 减速器 电机
电潜螺杆泵采油系统分为井下、地面及保护器、 三部分。井下部分主要有螺杆泵、柔性轴、保护器、 减速器和潜油电机；地面部分主要有控制柜和井口等； 减速器和潜油电机；地面部分主要有控制柜和井口等； 电力传送部分有电缆和电缆卡子。 电力传送部分有电缆和电缆卡子。
良好的散热性，可以大大提高螺杆泵的工作寿命； 良好的散热性，可以大大提高螺杆泵的工作寿命； 均匀的橡胶膨胀，提高了泵工作的稳定性； 均匀的橡胶膨胀，提高了泵工作的稳定性； 单级承压高，提高了系统效率； 单级承压高，提高了系统效率； 更广泛的适应性，能够适应含有较高浓度芳香烃、 更广泛的适应性，能够适应含有较高浓度芳香烃、 二氧化碳、硫化氢的油井和较高温度油井。 二氧化碳、硫化氢的油井和较高温度油井。
等壁厚定子
等壁厚定子螺杆泵，是将定子用金属材料 等壁厚定子螺杆泵， 加工成厚度均匀的的螺杆泵定子， 加工成厚度均匀的的螺杆泵定子，并在内表面 均匀浇注橡胶材料而成。 均匀浇注橡胶材料而成。常规螺杆泵定子橡胶 厚度不均匀，容易造成热积聚，影响系统寿命。 厚度不均匀，容易造成热积聚，影响系统寿命。 等壁厚定子具有以下优点： 等壁厚定子具有以下优点：
插入式螺杆泵
插入式螺杆泵是螺杆泵产品的一 种特殊应用，它适用于高粘度，小直 径油管油井的螺杆泵系统中。相对于 以前修井要提出杆柱和油管，插入式 螺杆泵系统可使泵随杆柱一同取出， 而不用上提油管，具有减少修井时间 和修井费用的优点。与钢结构连续抽 油杆配合使用，1000米的油井3 油杆配合使用，1000米的油井3个小 时即可完成作业。
连续杆配套螺杆泵工艺
圆截面连续抽油杆配合大排量螺杆泵的现场应用实 践表明，使用连续杆可使螺杆泵井减低运行费用， 因为取消了抽油杆接箍，使油井液流阻力大幅下降， 尤其是在抽汲重油，和大排量采液的情况下。这使 抽油杆和螺杆泵的工作负荷减小，从而可延长它们 的工作寿命，使维修费用下降。液流阻力下降同时 降低了所需的驱动功率，节约了能源。该项工艺的 推广，不仅拓宽了螺杆泵和连续抽油杆的应用领域， 而且为油田生产提供了更加有效的节能、增产手段。 而且为油田生产提供了更加有效的节能、增产手段。
选井要求
5-1/2” 套管(Ф139.7 mm)井，用Ф120通井规；7” 套管( 139. mm)井 120通井规 通井规； 套管( 177. mm)井 直井用Ф 155通井规 通井规， 套管(Ф177.8 mm)井，直井用Ф 155通井规，斜 井用Ф152通井规 通井规； 套管( 244. mm)井 井用Ф152通井规；9-5/8” 套管(Ф244.5 mm)井， 218通井规 应通井顺畅; 通井规， 用Ф218通井规，应通井顺畅; 油层有较好的供液能力，保证具有300 油层有较好的供液能力，保证具有300 m以上的 沉没度； 沉没度； 对于出砂井，产液含砂量体积比在5 以下； 对于出砂井，产液含砂量体积比在5%以下； 井液粘度在5000 mPa·s以下 50℃ 井液粘度在5000 mPa·s以下(50℃)； 以下( 油层温度小于120℃ 油层温度小于120℃。
纳米橡胶定子
定子橡胶问题一直都是困扰螺杆泵的一大 难题，将纳米技术引入螺杆泵定子橡胶的 研究中，利用纳米材料使橡胶改性，提高 橡胶材料的耐磨、耐高温、耐腐蚀等使用 性能。试验表明，应用纳米改性技术之后 的定子橡胶性能提高是明显的。这必将为 拓宽螺杆泵的使用领域打下坚实的基础。
空心转子
空心转子螺杆泵是近几年发展的新型产品， 空心转子螺杆泵是近几年发展的新型产品， 它分为等壁厚空心转子和直通式空心转子， 它分为等壁厚空心转子和直通式空心转子， 分采用等壁厚空心管材冷挤成型， 分采用等壁厚空心管材冷挤成型，经后续加 工而成的工艺和厚壁管车铣成型的工艺。 工而成的工艺和厚壁管车铣成型的工艺。它 为螺杆泵井提供了热洗及加药和压力测试的 通道， 通道，解决了常规螺杆泵必须上提杆柱才能 洗井或加药以及井下压力测量困难的问题。 洗井或加药以及井下压力测量困难的问题。 而且，具有洗井时间短，可不停机洗井， 而且，具有洗井时间短，可不停机洗井，无 需上提转子，减少井下泵故障率， 需上提转子，减少井下泵故障率，延长检泵 周期，提高经济效益的优点。同时， 周期，提高经济效益的优点。同时，空心转 子加工生产效率高，节约了材料， 子加工生产效率高，节约了材料，减轻了转 子重量，提高了转子承载能力， 子重量，提高了转子承载能力，增强了系统 可靠性。 可靠性。
技术特点（二）
与电潜泵相比具有如下优点： 与电潜泵相比具有如下优点：
使用的电机相同， 在同等扬程和排量下， 使用的电机相同 ， 在同等扬程和排量下 ， 用电比电泵小得 多； 电泵转速一般为2850rpm，而电潜螺杆泵为150~ 2850rpm 150 rpm； 电泵转速一般为2850rpm，而电潜螺杆泵为150~350 rpm； 使用的保护器、电机油、小扁电缆和动力电缆相同； 使用的保护器、电机油、小扁电缆和动力电缆相同； 井下泵效率比较高，对粘度高的井尤其如此； 井下泵效率比较高，对粘度高的井尤其如此； 对井液的乳化现象非常小，不象电泵那样剧烈； 对井液的乳化现象非常小，不象电泵那样剧烈； 油液中的蜡质不易在泵筒内结垢； 油液中的蜡质不易在泵筒内结垢； 泵内自由气含量超过15 %是要加气体分离器， 泵内自由气含量超过 15%是要加气体分离器 ， 而潜油螺杆 泵在低于40%自由气含量的情况下不用考虑气体分离； 泵在低于40%自由气含量的情况下不用考虑气体分离；
新技术在螺杆泵方面的应用
国内螺杆泵生产的专业厂家，紧跟世界螺杆泵技术 国内螺杆泵生产的专业厂家， 发展的先进趋势，加大科研开发力度， 发展的先进趋势，加大科研开发力度，近几年中在 传统螺杆泵中引入了一系列的新技术、新工艺。 传统螺杆泵中引入了一系列的新技术、新工艺。
双头（2:3）螺杆泵 双头（2:3） 纳米橡胶定子 空心转子 等壁厚定子 金属定子 插入式螺杆泵 电动潜油螺杆泵
现场应用
2001年 2001年8月，胜利采油厂3-5-120井进行了QLB7型电潜 胜利采油厂3 120井进行了 井进行了QLB7型电潜 螺杆泵下井试验。 螺杆泵下井试验。 2002年 2002年4月，孤东采油厂821-X7井进行了QLB7型电潜 孤东采油厂821-X7井进行了 井进行了QLB7型电潜 螺杆泵下井试验。 螺杆泵下井试验。 2003年 2003年7月，胜利油田海洋开发公司CB243A井组3台 胜利油田海洋开发公司CB243A井组 井组3 QLB7型电潜螺杆泵试抽成功 QLB7型电潜螺杆泵试抽成功。 型电潜螺杆泵试抽成功。 截至目前， 截至目前，胜利油田已有十余口电潜螺杆泵油井 QLB7型 QLB9-5/8型 应用于胜利油田、 （QLB7型、 QLB9-5/8型）应用于胜利油田、新疆油 渤海油田。 田、渤海油田。
连续杆配套螺杆泵工艺
圆截面连续抽油杆配合大排量螺杆泵工艺优点如下： ⑴油井产量 、泵效都有不同程度的提高。圆截面连续抽油杆配合大 油井产量、
排量螺杆泵的在排量为140方的情况下，下泵深度可以达到1200米以 排量螺杆泵的在排量为140方的情况下，下泵深度可以达到1200米以 下，而且螺杆泵的泵效在60%以上。 而且螺杆泵的泵效在60%以上。 ⑵与同型号游梁式抽油机相比，节能可达40 – 60%。这是由于螺杆 与同型号游梁式抽油机相比， 60% 泵系统优化减小了杆柱负荷，降低了功率需求，才会有显著的效果。 泵系统优化减小了杆柱负荷，降低了功率需求，才会有显著的效果 。 ⑶连续抽油杆作业速度快，1200米连续抽油杆下到井中只用了1个多 1200米连续抽油杆下到井中只用了1 小时，提高了作业效率。 小时，提高了作业效率。 ⑷对于传统有杆抽油系统头疼的含砂井、稠油井，圆截面连续抽油 含砂井、 杆配合大排量螺杆泵的应用游刃有余。 杆配合大排量螺杆泵的应用游刃有余。 与传统的有杆抽油系统相比，圆截面连续抽油杆配合大排量螺 杆泵的一次性投资不大，而且它故障率低，适应井液范围广，降低 修井作业、检泵费用，减少能耗、节约电费。从长远的观点看，节 省投资的效果还是很明显的。
双头（ ） 双头（2:3）螺杆泵
2:3多头螺杆泵即双头转子、三头定子，与单头螺杆泵相比其特点是： 提高排量、提高扬程、降低转速、减小泵径、提高泵效和寿命。这是因为 在定子管径截面相同、转速相同时，2:3螺杆泵的排量比1:2螺杆泵提高45 ％ 2:3多头螺杆泵比单头螺杆泵每条密封线上的压力减少33％，即如果每 条密封线上压力相等的话，多头螺杆泵的扬程将提高33％。 由于多头螺杆泵定子橡胶在泵筒 截面上分布更趋均匀，因此定子橡胶 在受芳香族井液浸泡下膨胀、运动摩 擦发热或井液高温造成的橡胶热膨胀， 都比单头螺杆泵定子橡胶膨胀小的多， 即由此造成的定子内腔的几何形状变 形小，从而引发的泵漏失小，使泵的 容积效率提高；引发泵定子的磨损减 小，延长了泵使用寿命。
井 口
接 线 盒
电 缆
电 控 柜
变 压 器
接 高 压 电
油 管 柱 电 缆 泄 油 阀 单 向 阀 套 管 油 管 扶 正 器
电 潜 螺 杆 泵 系 统 结 构
螺 杆 泵 进 液 口 柔 性 轴 上 保 护 器
减 速 器
电 机 保 护 器
电 机
气 体 分 离 器
油 管 锚
人 工 井 底
技术特点（一）
与有杆泵相比具有如下优点： 与有杆泵相比具有如下优点：
节能，油越稠节能降耗越显著； 节能，油越稠节能降耗越显著； 不发生气锁，还具有破乳作用； 不发生气锁，还具有破乳作用； 抽吸连续平稳，不对油层产生扰动； 抽吸连续平稳，不对油层产生扰动； 无抽油杆，消除了因杆磨损或脱扣带来的损失， 无抽油杆 ， 消除了因杆磨损或脱扣带来的损失 ， 可用更小 尺寸油管； 尺寸油管； 可用于斜井、定向井及水平井； 可用于斜井、定向井及水平井； 地面占用空间小、井口无泄漏、无噪声、日常管理简单； 地面占用空间小、井口无泄漏、无噪声、日常管理简单； 提高泵的下深和排量； 提高泵的下深和排量； 井下机组的发热起到泵下加热作用。 井下机组的发热起到泵下加热作用。