高转速螺杆泵采油技术研究

合集下载

螺杆泵采油工艺技术应用研究

螺杆泵采油工艺技术应用研究

螺杆泵采油工艺技术应用研究-社会科学论文螺杆泵采油工艺技术应用研究孙文海刘伟王建胜利油田河口采油厂二矿二队山东东营 257200[摘要]随着经济的不断发展,人们对能源的需求量逐渐提高,石油则成为能源范畴中最为重要的方面,人们愈发关注石油开采及存储。

在上世纪,螺杆泵才有工艺出现于油田开采当中,这一工艺不但能够降低成本,还能够提升原本产量,成为石油企业生产所需的必备因素。

[ 关键词]螺杆泵;采油;工艺;技术引言螺杆泵采油系统作为上世纪末开始运用的采油技术,具备三个构成部分:井下螺杆抽油泵、井下螺杆泵以及地面驱动设备。

螺旋泵采油属于全新机械采油技术,用于驱动的部分主要在地上,大多在井口处,其功能是降低速度或改变速度。

抽油杆柱主要是将上端的驱动系统以及井下的螺杆泵衔接在一起,并将动力传输给螺杆泵。

一、螺杆泵采油工艺特征随着科技的发展,经济的提高,我国螺杆泵采油技术逐渐成熟,并大量使用在各种复杂的油藏中。

相对于其他采油设备而言,螺杆泵采油技术具有以下优势:1、投资低、成本小;相较于水力活塞泵及电动潜油泵而言,螺杆泵的结构尤为简易,设置和维护费用较低,因此成本较低。

2、操控便利;安装占地较小,不会占用多余的面积,还能够有利于设置防盗井口。

3、高超的节能性,效率高,管理费用较低。

工作当中由于无因转动使得惯性损失,令泵容量效率较低。

4、大量使用在抽油田,并适合在其他各种繁琐的混合油田当中。

5、井口回压过高,对于边远井集装运输十分有利。

6、地面电力驱动设施停止转动后,螺杆泵会恢复到正常运转当中[1]。

虽然螺杆泵采油具备很多优势,可是也具有相对的束缚性,体现在以下几方面:1、对操控人员的操控能力标准较高,操控不正确或不标准则较易令螺杆泵的主要设备产生故障。

虽然螺泵与其他泵中的操控相比较为简便,可是对于操控人员而言,假如没有进行适当的操作学习,稍有差池,则会令泵产生问题;2、与杆泵对比而言,总压头过小;3、定子是最为容易令零部件损伤,随之提升维护费用。

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术随着油田开发技术的不断进步和油田开采工艺的不断完善,螺杆泵采油技术逐渐成为油田开采的一种重要方式。

螺杆泵采油工艺以其高效节能、提高采油效率等优点,越来越受到油田开发者的青睐。

本文将就螺杆泵采油工艺及配套技术进行一些浅析。

一、螺杆泵采油工艺概述螺杆泵采油是通过顶驱驱动油管螺杆进行旋转,产生闭锁动作,从而把地下原油抽到地面的一种采油方式。

它是一种以泵抽离原油为主的采油方法,同时还具有加热、分离等功能。

螺杆泵采油工艺可以分为固定泵头和移动泵头两种方式。

固定泵头螺杆泵采油工艺主要包括地面设备、井下设备和油藏开发。

1、地面设备:地面设备主要包括电机、变速箱、泵体、进油口、出油口、冷凝器、油水分离器等。

电机和变速箱用于提供动力,泵体则是承载泵的装置,而进油口和出油口则是输送油液的管道。

2、井下设备:井下设备主要包括螺杆泵、油管及配套工具等。

螺杆泵是将电动机产生的动力传递到油管上,起到泵送原油的作用。

3、油藏开发:在油藏开发方面,螺杆泵采油工艺可以根据油藏的性质和产量分为常规螺杆泵采油工艺和特殊螺杆泵采油工艺。

常规螺杆泵采油工艺适用于产量较大、地下含杂物较少的油田,而特殊螺杆泵采油工艺则适用于产量小、地下含杂物多的油田。

移动泵头螺杆泵采油工艺是相对于固定泵头而言的,它的工作原理和装置与固定泵头类似,区别在于移动泵头可以实现油管的伸缩和移动,适用于地层情况异动频繁的油田。

二、螺杆泵采油的优势1、高效节能:螺杆泵采油工艺具有很高的采油效率,能够将地下原油迅速抽到地面,使得采油效率大大提高。

螺杆泵采油工艺的能耗较低,具有较好的节能效果。

2、稳定性好:螺杆泵采油工艺能够适应各种地层情况和油藏性质,对油井不敏感,能够保持高效的工作状态。

3、降低地面投资:相比传统的抽油机和潜油泵,螺杆泵采油工艺在地面设备方面占地面积小,投资少,运维成本低。

4、适应性强:螺杆泵采油工艺不仅适用于陆上油田,还可以适用于海上油田,且能适应各种油藏类型。

油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究

油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究

油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究摘要:我国部分油田全面进入生产开采后期阶段后,原油开采难度继续增加。

而且我国部分油田虽然含油量相对较高,但因受到各种因素限制开采效率始终无法得到有效提升,这一点在国内部分稠油油田体现的尤为明显。

这也是制约我国石油行业快速发展的一个重要影响因素。

通过利用螺杆泵采油技术可以使该问题得到有效解决,螺杆泵技术在油田开采后期阶段以及稠油区块中的应用可以有效提升原油开发效率,也可以促进我国石油行业的快速发展。

关键词:油田开发;螺杆泵采油技术;应用0引言进行油田开发工作时,薄差、低渗透油层具有较大的开发难度。

现阶段油田含水量不断增加,产量不断减小,开采成本增加,对经济效益产生严重影响,所以需要借助科学方法保证油田稳产以及高产。

借助同步测试信息能够发现,在沉没度较低情况下,需要建立较多的抽油机井,此类油井检泵周期短、泵效低、产液量低以及运转负荷大等。

所以对合理沉没度确定与应用进行研究,对于提升螺杆泵井产量具有重要意义。

1螺杆泵采油工艺分析1.1螺杆泵工作原理以及主要工艺当前油田领域所采用的螺杆泵,多以地面驱动螺杆泵与潜油螺杆泵为主,但从实际的应用来看,地面驱动、抽油杆柱转动的单螺杆抽油泵应用相对较多,具体的应用中,在井口位置安装驱动装置,主要包含动力部分、减速器与驱动头几个部分。

以电动机作为动力装备,电动机的运行中提供了足够的动力支持,减速器在降低速度的同时带动了抽油杆的转动,利用抽油杆将石油从地下抽到地面,完成采油任务。

油田生产作业中的螺杆泵采油工艺应用中,需在现场形成螺杆泵采油系统,该系统内包含有地面与井下两个部分,地面为驱动部分,由电动机提供动力,并将此动力传递给抽油杆,抽油杆获得足够的动力后,驱动井下部分的螺杆高速旋转,将井液带到地面。

螺杆泵采油工艺的应用中,需注意以下方面:(1)依据对油田情况的掌握,做好螺杆泵型号的对比与选择,确保所采用的螺杆泵,能完全适应油井条件,保障其运行的稳定性,确保螺杆泵的采油效率。

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术

浅析螺杆泵采油工艺及配套技术随着石油工业的发展,螺杆泵采油工艺及配套技术在油田开发中扮演着越来越重要的角色。

螺杆泵采油是一种高效、稳定的采油方法,具有适应范围广、排液能力强、节约能源等优点,因此得到了广泛的应用。

本文将从螺杆泵采油的原理、工艺流程以及配套技术等方面进行浅析。

一、螺杆泵采油的原理和特点螺杆泵是一种通过螺杆的旋转来实现液体的吸入和排出的设备。

螺杆泵采油是将螺杆泵安装在井下,通过电力或液压等动力驱动,利用螺杆泵的转动将地下原油提升到地面。

螺杆泵采油相比传统的抽油杆采油技术,具有以下特点:1.排液能力强:螺杆泵采油可以实现大流量、高扬程的液体输送,强大的排液能力能够更有效地提高采油效率。

2. 适应范围广:螺杆泵采油适用于不同类型的油井,包括高硫、高粘度、高气藏等复杂情况下的油井,具有较强的适应能力。

3. 节约能源:螺杆泵采油的功率消耗相对较低,可以节约能源,提高采油效率。

4. 高效稳定:螺杆泵采油具有稳定的工作特性,能够持续高效地进行油井采油作业。

二、螺杆泵采油工艺流程螺杆泵采油的工艺流程一般包括井口设备、井下设备和地面设备三个环节。

1. 井口设备:井口设备主要包括采油管线系统、报警系统和控制系统等。

采油管线系统用于连接地面和井下的螺杆泵,将地下原油输送到地面。

报警系统用于监测井下设备的运行状态,一旦出现异常情况及时发出报警。

控制系统用于远程监控和控制井下设备的运行状态。

2. 井下设备:井下设备主要包括螺杆泵、电机和配套管线等。

螺杆泵通过电机或液压系统驱动,将地下原油提升到地面。

配套管线用于连接井下设备和地面设备,实现液体的输送。

3. 地面设备:地面设备主要包括油罐、分离器、测量仪表和电气控制设备等。

油罐用于储存地下原油,分离器用于将原油和水分离,测量仪表用于监测原油产量和质量,电气控制设备用于远程监控和控制地面设备的运行状态。

三、螺杆泵采油配套技术1. 螺杆泵设计技术:螺杆泵的设计包括泵的结构设计、叶轮设计、密封设计等,设计合理的螺杆泵可以提高采油效率,减少能耗。

采油机械中螺杆泵技术与应用研究

采油机械中螺杆泵技术与应用研究

采油机械中螺杆泵技术与应用研究摘要:螺杆泵以其独有的特点发挥着常规抽油机所不能及的技术优势,适用性广,经济效益佳。

设计科学、合理的螺杆泵采油系统,可以为油田快速发展提供强有力的保证,为老油田、低效益油田二次开发提供技术支持。

本文介绍了螺杆泵的结构、工作原理和特点。

对其在锦州采油厂使用过程中出现的问题进行分析,并提出相应的对策关键词:螺杆泵原理故障分析对策螺杆泵作为一种油田采输工艺技术,广泛应用于采油生产,而且被广泛应用于油田地面油气集输系统。

这一切均取决于其对于输送介质物性有着优越的适应性,尤其是对于气液混合物的输送,能很好的解决普通容积泵所面临的气蚀、气锁、砂卡问题,达到很高的效率。

1螺杆泵采油装置结构及其工作原理螺杆泵采油装置是由井下螺杆泵和地面驱动装置两部分组成。

二者由加强级抽油杆作为绕轴,把井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下,从而驱动螺杆泵的转子工作。

螺杆泵结构:井下螺杆泵是由一个单头转子和一个双头定子组成,在两件之间形成一个个密闭的空腔,当转子在定子内转动时,这些空腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动,密封腔在排出端消失,同时在吸入端形成新的密封腔,其中被吸入的液体也随着运动由吸入端被推挤到排出端。

最终这些封闭腔随转子旋转,从泵入口向出口方向移动,并将液体由进口端推向出口端,排入到管线,举升到地面。

1.1地面驱动采油螺杆泵它是井下采油螺杆泵中最简单的结构形式,也是国内外井下采油螺杆泵采用的主要结构形式,其主要的特点是螺杆泵在井下,而提供动力的装置在地面之上,二者之间由抽油杆联系起来。

由于是利用抽油杆传递螺杆泵所需要的扭矩,因此在大排量情况下很难实现深井采油。

为地面驱动单螺杆泵提供动力的装置是驱动头。

驱动头所需的动力主要由电动机或者液压马达提供。

由电动机作动力的驱动头,有的采用变频调速,有的利用胶带和减速器共同调速,还有的直接利用减速器调速。

利用液压马达作动力调节螺杆泵的转速非常方便。

采油中螺杆泵工艺技术应用研究

采油中螺杆泵工艺技术应用研究
损耗压 。
二 、螺杆泵 采油工艺 技术 的概述
1 . 应 用原 理
三 、螺杆泵 采油技 术的应用
1 . 工程概 况
某 高凝油 田,共有 油井 1 6 5 7口 ,主要通 过空 心杆和 电热 油管 进行 5 至6 5 ℃ ,蜡 含 量在 3 2 4 %一 3 9 . 1 %之 杆等构 成 ,其在应 用过程 中 ,主 要是通 过地面 动力 使抽 油杆发 生转 动 , 采 油 。该油 田中原 油凝 固点 为 4 O至 7 0 ℃之 间 。主要 注水 区 为沈 8 4至安 1 2 ,共 l 2 块 而抽 油杆 下面 转 子也 同时 运转 ,井 筒 内液体 在 通过 螺杆 泵底 部 时被吸 间 ,蜡 温度在 5 5 0口油井 。单 口油井 日产 量为 2 5 . 4 / d ,螺杆 泵效 率 为 4 5 . 6 %, 入 ,并在 螺杆 泵 上部 排 出。详 细 来说 ,螺 杆泵 主要 是 利用空 腔来 进行 油 田,4 2 0 0 c m 左 右 。该油 田开发 区在 开发 过 程 中存 在 问题 主 排 油的 ,也就 是 当螺 杆泵 转子 和 定子 形成 多个 互相 不连 通 且封 闭 的腔 油井 动液 面在 1 0 %、4 0 %或 者 室 时 ,螺 杆 泵转 子发 生转 动后 ,封 闭空腔 就会 顺 着轴 线从 吸入 一端 转 要有 :其 一 ,抽油 泵效 率较 低 。有些 抽油 泵效 率仅 为 5 0 %。其 二 ,抽油 泵检 修 周期 明显缩 短 。该 油 田多个 抽 油泵 平 均检 修 向排 出一端 。 当封 闭空腔 于排 出一端 消失 后 ,空 腔 内原油 也会 顺着 吸 3 年 或者半年 。其 三 ,抽 油设备存 在老化 、动 液面 过深 等现 象 , 入 一端 流入 排 出一端 。这时 ,吸 入一 端就 会形 成 一个 低压 空腔 ,把 井 周期 为 1 不能 满足 提液 要求 。针对 上述 问题 ,决 定利 用螺 杆泵 采油 技术 进行 改 内原油 吸入 ,并利用 油管将 原油提 升至 地面 。

螺杆泵采油工艺优化探讨

螺杆泵采油工艺优化探讨

螺杆泵采油工艺优化探讨成菲菲,成㊀振摘㊀要:螺杆泵是一种容积式泵,它运动部件少,没有阀件和复杂的流道,油流扰动小,排量均匀,适应性强㊂经过多年的开发,螺杆泵形成了有油管和无油管两种采油工艺技术,在专用防断脱空心抽油杆研制成功的同时,开发空心转子螺杆泵,以解决螺杆泵不能测压的问题㊂关键词:采油工艺;螺杆泵;技术优化一㊁引言螺杆泵采油主要有有油管和无油管两种采油工艺㊂螺杄泵采油工艺相关技术参数的确定,包括地面驱动装置与泵型的匹配㊁抽油杆的选择㊁螺杆泵系统的优化设计㊁驱动装置的密封㊁防断脱抽油杆㊁空心转子螺杄泵采油技术等㊂螺泵配套技术的应用在解决抽油杆断脱㊁驱动装置漏油等方面取得了实质性的突破,可以作为克服抽油杆㊁油管偏磨的一项替代技术㊂但是,在泵材料开发㊁泵结构的优化设计㊁自动控制及工况测试和潜油螺泵制等方面的技术有待优化㊂二㊁螺杆泵技术参数的确定(一)地面驱动装置与泵型的匹配地面驱动装置规格主要依据电动机型号来划分,电动机规格的选择是影响螺杄泵系统效率的重要因素之一㊂从螺杆泵功率现场测试结果看,部分井有功功率和功率利用率较低,说明这些井电动机功率配置过大㊂针对这一问题,并考虑一定的安全系数,确定出各种泵需匹配的电动机功率㊂为了更好地应用螺杄泵,相关技术人员研制了可置换电动机地面驱动装置和无级调速的地面驱动装置,改善了电动机㊁螺杆泵与油井产液变化不配套的状况,从而进一步拓宽了螺泵的应用领域(二)泵的最佳实际排量与油井产能的匹配根据油井产能选用螺泵时,首先要依据螺杆泵的水力特性曲线找出它的最佳工作区域,在设定的沉没度或额定扬程的前提下,查出此时泵的理论排量㊂同时,还要考虑泵下井后的影响因素:第一,定子橡胶溶胀和温胀;第二,气体;第三,漏失㊂大量的室内试验和现场试验证明,泵在设定的沉没度或额定扬程下工作,其实际排量公式为:Q实际=Q理论ˑ60%㊂(三)抽油杆的选择螺泵配用普通实心抽油杆或摩擦焊接式空心抽油杆的扭转强度㊁刚度及防脱扣性能均达不到要求,在现场应用中经常出现断脱事故㊂为此,研制了防脱实心抽油杆和镦锻式防脱空心抽油杆,体的抗扭转强度㊁刚度及杆头的防脱扣性能得到较大的改善,各项力学性能安全系数均大于2,不同泵型应配套的防脱抽油杆规格,主要根据不同直径抽油杆的钢级和屈服强度在工作时产生实际扭矩测试结果,并考虑冲击及原油物性的影响和一定的安全系数,保证抽油杆能够承受一定载荷的影响㊂三㊁配套技术分析(一)螺杆泵系统优化设计结合光杆扭矩㊁转速㊁轴向力及电参数进行泵况诊断,使油井㊁设备㊁油管㊁抽油杆及相关合理匹配,并随着地层压力㊁产能㊁产液物性的改变进行设备和参数的调整,最终达到供排协调㊂(二)驱动装置密封现有地面驱动装置密封有两处:第一,减速器下油封密封;第二,井口盘根盒密封㊂目前,已将盘根盒式动密封增加机械密封㊂现场应用已运转15个月,效果较好㊂在此基础上,研究设计了新型驱动装置采用机械密封和油杯结构,很好地解决了红色动装置密封部件因素造成漏油的现象㊂(三)防断脱抽油杆抽油杆脱扣主要是由于油井蜡堵或卡泵突然停机,使储存在整个抽油杆柱上的弹性变形能释放,抽油杆柱高速反转,产生惯性扭矩超过杆某处螺纹连接扭矩造成的㊂抽油杆防反转措施:在地面驱动装置上安装防反转装置;驱动装置主动轴或从动轴上安装棘轮机构与摩擦片相结合的装置;在泵吸入口处安装止回阀,防止管柱液体回流,避免因液体回流造成抽油杆柱高速反转而脱扣㊂采用镦锻式空心抽油杆,在其接头处采用插接式机构,用接箍连接,接箍螺纹承受压力,插接式机构承受扭力㊂此结构解决了抽油杆脱扣的问题,同时,改善了螺纹受力状况,提高了螺纹连接强度㊂四㊁技术完善(一)泵材料的开发螺杆泵采油工艺伴随着橡胶材料的发展而逐渐完善㊂定子橡胶是螺杆泵的重要部件材料,对其机械㊁物理㊁化学和加工性能都有很高的要求,要求胶种㊁配方必须经过严格的试验㊁检验㊂橡胶对温度比较敏感,螺杆泵在使用过程中温度变化较大,环境㊁温度㊁油井状况㊁单井井温梯度㊁油井产能㊁抽汲液体㊂的性质等都会产生温度变化㊂在高温环境下,定子橡胶出现的问题较多,因此,适合高温流体的橡胶还有待于开发㊂无论是转子还是定子,在三元复合红色中表面无法结垢严重,因此,应进一步加强定子㊁转子材料的研究㊂采出液对橡胶㊁钢材㊁陶瓷及复合材料等均有影响,故泵的材质应适应采出液的性能变化,以确保螺杆泵在三次采油中有较长的检泵周期㊂(二)泵结构的优化设计螺杆泵定子内腔是在等直径管壁内注橡胶而成的,橡胶在径向上温度差别很大,影响了泵的密封性能,减小了泵的充满系数,以致降低泵效㊂目前使用的多为单绵螺杆泵,扬程和排量都有一定的限制,应在多头螺杆泵方面加强研究,在保证泵体尺寸不变的情况下,性能有所提高㊂(三)自动控制及工况测试螺杆泵在低产量㊁间歇油井的开采及注水㊁排水㊁采气方面的实际应用较少,主要原因是螺杆泵采油自动化程度较低,如,自动启㊁焦控制,温度㊁压力测试,产能预报等都无法实现远程监控,无法实现管理自动化㊂(四)潜油螺杆泵的研制潜油螺直泵的应用可大幅度提高检泵周期,避免因抽油杆断脱事故造成的检泵,是螺杆泵发展的必然趋势㊂随着螺杆泵配套技术的进一步完善,近年在解决抽油杆断脱㊁驱动装置方面取得了实质性突破,螺杆泵可作为目前解决抽油杆㊁油管偏磨的一项替代技术㊂螺杆泵采油工艺系统效率较高,是油田高含水后期首选的举升设备之一㊂如果螺杆泵独特的优点能得到充分发挥,相关配套工艺进一步完善,螺杆泵举升工艺一定会有更好的发展前景㊂作者简介:成菲菲,成振,胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司㊂241。

螺杆泵采油工艺的合理应用研究

螺杆泵采油工艺的合理应用研究

螺杆泵采油工艺的合理应用研究螺杆泵采油工艺的合理应用研究魏伟王勇(中国石油青海油田公司采油一厂,青海茫崖816499)摘要:随着社会经济的不断发展,人们对石油的需求量越来越大,对采油工作的重视程度也越来越高。

采油工作是一项专业性和风险性都非常高的项目,包含开采、运输等多个工作环节,一旦操作不当就会对采油工作造成极大的影响,不利于采油效率的提升。

螺杆泵是采油工作中的主要使用工具,采油工作中对螺杆泵进行科学合理的运用,有利于提高采油效率,促进石油产生的提升。

关键词:螺杆泵;采油工艺;应用研究螺杆泵在采油工作中发挥中重要的作用,现阶段我国的螺杆泵采油工艺中还存在很多的不足,不利于采油工作的顺利进行。

本文首先针对螺杆泵采油工艺发展现状进行分析,然后再针对螺杆泵在采油工作中的应用提出几点有效的解决办法,希望通过本文的分析能够充分发挥螺杆泵在采油工艺中的积极作用。

1 螺杆泵采油工艺及其发展现状螺杆泵采油工艺主要包含井下的螺杆抽油泵和地面的驱动装置两个部分。

其应用原理是在封闭的环境内,利用螺杆泵强大的吸引力,将井下的石油抽离出来,在抽油的过程中将油井内的液体也一并的排除掉,从而实现采油目的随着科学技术的不断发展,我国的螺杆泵采油工艺技术也得到有效的提升,在传统的采油工作中,我国的采油技术较为落后,采油工序复雜,安装流程繁琐,导致采油投入成本高,采油效果不理想。

螺杆泵采油工艺的应用有效的解决了这一问题,螺杆泵的组成结构十分简单,安装起来也不复杂,投入成本较低,实用方法简单方便,能够进一步提高石油开采的经济效益,促进石油企业的不断发展。

石油开采工作是一项十分复杂和危险性极高的工作,在恶劣的开采环境中,一旦操作不当就会造成极大的危害,采油过程中经常会发生采油系统出故障的问题,不利于采油工作的正常进行,螺杆泵采油工艺可以极大的避免这种问题的出现,充分发挥自身的技术优势,保证采油系统的正常运行,从而促进采油工作的顺利进行。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高转速螺杆泵采油技术研究
【摘要】针对低转速、大结构螺杆泵井在生产过程中存在的杆管偏磨和能耗高两个主要问题,在理论分析和总结实践经验的基础上,提出了高转速、小结构螺杆泵技术研究,重点对驱动系统和泵的橡胶配方等方面进行了有针对性的调整。

在满足螺杆泵井理论排量的前题下,可减小光杆扭矩,减缓磨损,降低能耗,提高系统效率,最终形成适应于大排量产液井的螺杆泵举升工艺技术。

【关键词】螺杆泵高转速技术研究现场应用
1 高转速螺杆泵结构原理及技术优势1.1 高转速螺杆泵结构原

高转速螺杆泵由泵系统和驱动系统两大系统组成。

1.1.1 高转速螺杆泵泵系统
高转速螺杆泵的泵系统,其举升液体的原理与普通螺杆泵相同,但高转速下普通泵系统存在结构尺寸大、能耗高、偏磨严重等问题,针对上诉问题,我们研究出能够适应高转速的泵系统,此系统采用了新橡胶配方和高温粘接剂,并且新橡胶配方的机械性能指标有所提高,粘接剂耐温强度也由150℃上升到170℃,附胶率由98%提高到100%。

泵系统的突出特点是在高速运转条件下,由于离心力的作用,能够减小定、转子间过盈量,泵容积效率和单级承压不受影响,摩擦扭矩降低,从而提高了泵的系统工作效率。

根据泵的特性曲线可知,由于泵的抽吸能力在泵压较低时高转速螺杆泵与低转速螺杆泵的
性能几乎相同,但随着泵压的提高,由于高转速螺杆泵橡胶硬度的增强,其特性明显好于低转速、大结构的螺杆泵。

1.1.2 高转速螺杆泵驱动系统
在高转速螺杆泵驱动系统研究中,地面直驱装置及其密封问题的解决是技术关键。

普通螺杆泵的驱动系统采用二级减速原理,并且驱动头由于自身设计等原因转速提高不上去,不适合高转速螺杆泵的运转。

高转速螺杆泵地面直驱装置采用液压刹车驱动,液压刹车驱动装置是由原动机,液压电机和液压传动部分组成。

采用皮带传动一级减速原理,传动效率大于93%,与在用驱动相比提高10%以上。

并设有液压防反转装置,当反转时,缓慢释放抽油杆倒转速度,液压控制光杆反向扭矩自动释放机构的防反转效果非常显著。

整个装置结构简单、稳定性好、成本相对较低。

高转速螺杆泵驱动系统的密封结构采用填料密封与正作用密封组合的新型密封结构。

填料密封部分分六道盘根进行密封,由于最上部和最下部的磨损最为严重,故其耐磨性和抗硬化性能突出;中间部位的密封带胶心,具有弹性补偿功能,自润滑和柔韧性突出。

正作用密封在支撑座的填料密封腔的下部,能有效的阻止密封液体沿光杆上移至填料密封腔。

1.2 高转速螺杆泵的技术优势
与相同排量的大泵型螺杆泵运行时相比,高转速螺杆泵具有下述几点优势。

1.2.1 能够降低能耗,减轻地面设备负荷
低转速、大泵型的螺杆泵在生产过程中,表现出能源消耗大、抽油杆的尺寸大、地面设备负荷高等问题。

而高转速螺杆泵是对定子橡胶配方有针对性进行调整,使螺杆泵运行转速可达到250 r/min,用∮28的实心杆代替∮42空心杆,降低了能耗,减轻了地面设备负荷。

1.2.2 系统效率提高
高转速螺杆泵匹配的地面直驱驱动装置,其传动效率大于93%,与l5型驱动相比提高10%以上。

与同排量大结构、低转速螺杆泵相比,系统效率提高8%以上。

1.2.3 可以有效地缓减杆管偏磨
对近年来检泵井中杆管偏磨井统计分析表明,泵型较大井,偏磨较严重,占偏磨总井数的83.3%。

而运行高转速螺杆泵,在相同的排量要求下,可以选择较小一级泵型,在不增加螺杆泵头数的同时,降低了匹配的抽油杆杆径,增大了液体过流面积,减小了液体的流动阻力,有效地缓减杆管偏磨。

2 高转速螺杆泵现场试验及应用效果
2.1 高转速螺杆泵井参数选择原则
高转速螺杆泵需要匹配专用的驱动装置,其下井施工时参数选择跟普通螺杆泵一样,由于它转速高,因此在相同的排量要求下,它可以选择较小一级泵型,相应的杆柱选型也可以减小,扶正器数量也可适当减少。

在下泵设计选择参数时,根据油井产能,在满足供
排要求的前提下,选择合适的泵型、杆径以及相应的转速。

2.2 高转速螺杆泵井试验情况
目前地面直驱高转速螺杆泵研究现场试验正在进行当中,250
r/min以下高转速井下泵由于对泵的橡胶配方进行了有针对性的调整,前期选择5口井进行试验,其中有2口井是抽油机转螺杆泵井,1口井是电泵转螺杆泵井,转后电流都明显下降,泵效有所提高,产量变化不大。

以x-5井为例,该井泵型由1600调整为500,转数由103r/min 上调为210r/min,调后运行电流下降了10a,泵效提高了24.8%,达到了83.4%。

现场试验表明高转速螺杆泵由于提高了生产转速,井下泵型变小,运行电流和扭矩降低,驱动杆可降级使用,以800型高转速螺杆泵250 r/min运转,可代替目前常规的2000型低转速螺杆泵100 r/min情况下生产,虽然理论排量相同,但运行电流最少降低8a,扭矩降低10%以上,螺杆泵井系统效率提高8%以上。

3 效益分析
3.1 经济效益
3.1.1 节约成本
一是降低配套设备的成本:高转速螺杆泵匹配的地面直驱驱动装置在4万元以内,与常规l5型驱动装置每台6万余元相比,每台可节省成本费用2万余元。

二是节省杆泵费用。

高转速螺杆泵井下泵泵型变小,驱动杆可降级使用,由∮28实心杆代替∮38或∮42mm
空心d级杆,每米分别节省费用8.77或20.87元,每口井杆按1000米计算,可分别节省0.877或2.087万元。

因此,投产一口高转速螺杆泵带来的经济效益为:2.0+1.92+2.09=6.01万元。

3.1.2 节约能源
应用高转速螺杆泵举升工艺技术前,平均单井日耗电为
365.76kwh,转后平均单井日耗电为275.28kwh,即平均单井日节电为90.48kwh,年节电3.3×104kwh。

电费以0.5142元/kwh计算,年可节约电费1.69万元。

3.2 社会效益
驱动杆降级使用后螺杆泵的杆管匹配变得合理,液流通道加大,杆柱的受力状态得到改善,杆管偏磨有效降低,减少检泵次数,为螺杆泵正常生产提供保障。

4 结论及认识
(1)在相同理论排量的情况下高转速螺杆泵有望解决普通大泵型螺杆泵井存在的能耗高、泵效低、杆管偏磨严重等问题,适应于大排量油井生产,将是今后螺杆泵井的发展趋势。

(2)高转速螺杆泵采用了新橡胶配方和新型密封结构,其配套技术的研究成功对完善螺杆泵技术具有重要意义。

(3)目前应用高转速螺杆泵还处于摸索、试验阶段,下一步,我们会对试验井继续进行现场跟踪,多获取现场第一手资料,不断丰富、完善高转速螺杆泵采油技术。

参考文献
[1] 韩修廷等著.螺杆泵采油原理及应用.哈尔滨工程大学出版社·1998年·isbn7-81007-861-5
[2] 螺杆泵采油技术手册.大庆油田有限责任公司采油工艺研究所。

相关文档
最新文档