螺杆泵采油技术的新进展(改)论文
锦州油田螺杆泵采油技术的新进展
彭美华曹继红阮宏伟胡文堂米慧
（辽河油田分公司锦州采油厂，辽宁凌海 121209）
摘要：辽河油田的螺杆泵采油技术虽然起步较早，但相比之下近几年来发展缓慢。从2003年以后，我们针对现场应用过程中出现的一系列问题，相继完善了井下部分配套工艺，地面驱动装置配套技术，辅助工艺技术，由于以上一系列螺杆泵配套技术的完善，促进了应用水平的提高，扩大了螺杆泵应用规模，降低了油田投资和成本，取得较好的经济效益。
关键词：锦州油田；螺杆泵；新进展
一、前言
螺杆泵采油技术是八十年代以来国内外兴起的一项新的油井举升技术，与普通抽油机举升方式相比，它具有占地少、投资少、能耗低、易于管理、适应性强等优点，因此全国各油田已开始普遍推广应用该技术。到目前为止，大庆油田已有螺杆泵采油井1600多口，进入了规模化实施阶段。辽河油田的螺杆泵采油技术虽然起步较早，但相比之下近几年来发展缓慢，锦州采油厂从1999年开始应用螺杆泵，起初以携砂抽稠为主要目的，但经济效益不太显著，在应用的过程中我们也完善了地面防反转装置、抽油杆扶正器、防脱器等一系列配套工具，但从总体上来说，还没有达到大规模推广应用的水平。从2003年以后，我们以锦16块稀油不出砂井为突破口，开始在锦采推广应用螺杆泵，在应用过程中出现了以下一些新的问题：
（一）井下配套工艺方面
1、螺杆泵的型号单一，不能满足各种排量油井的要求,特别是提液增排(>100m3)井的要求；
2、由于大排量井所需扭矩较大，驱动杆经常出现断、脱事故；
3、油管锚要求的坐封负荷大，易造成管和泵的弯曲，直接影响泵的寿命，并易损坏套管；
4、没有完善的管杆扶正技术。
（二）地面配套工艺方面
1、井口密封为普通的盘根密封，经常出现漏油现象；
2、没有光杆卡持及井口密封装置，驱动头有问题要修理时只能用吊车吊出驱动头进行修理；
3、安全防护装置不完善。
（三）辅助工艺技术
1、没有一套完善的螺杆泵设计软件对螺杆泵井进行优化设计；
2、没有智能变频控制系统，不能根据油井的供液情况对泵的转速进行较大范围的调整。
针对上述存在的问题，我们积极开展了螺杆泵采油配套工艺技术的研究、引进和推广应用工作，经过近二年的努力，我们基本完善了螺杆泵配套技术，促进了应用水平的提高，扩大了螺杆泵应用规模，降低了油田投资和成本。
二、近二年螺杆泵采油的主要配套工艺技术的完善
（一）井下部分配套工艺技术
1、拓展了螺杆泵的排量范围
前些年由于受螺杆泵排量的限制，螺杆泵在大排量井上应用较少，我们通过对锦16-锦检1井进行大排量泵（GLB1100-16T）的试验，取得成功后，我们开始在一些大排量井上推广应用螺杆泵，现在我们使用的螺杆泵型号能满足不同排量的井况要求。目前使用的螺杆泵各种型号及排量表如下：
表1：目前锦州油田使用的螺杆泵各种型号及排量表
2、引进了φ36mm契入式插接杆。解决了空心抽油杆易粘扣，普通插接杆断脱的问题，改变了以往由于杆断脱引起检泵周期短的状况，图1是φ36mm契入式插接杆的示意图：
1－杆体上接头；2－接箍；3－杆体下接头
图1 φ36mm契入式插接杆的示意图
φ36mm契入式杆的基本参数见表2：
表2 φ36mm契入式插接杆基本参数
通过应用φ36mm契入式插接杆，检泵周期比以前有了大幅度提高，以下是锦州油田2003年使用该杆前后所有井的平均检泵周期情况见表3：
表3 2003年契入式插接杆的平均检泵周期
同时杆断脱现象也比以前有了大幅下降，2003年以前杆断脱井次为16井次，目前应用该杆以后只有2井次出现断脱现象。
3、设计了新的防转锚
起初我们锚定螺杆泵都是用普通的上提下放式的油管锚，该锚的缺点是：由于卡牙是横向的，要求的坐标负荷大，易造成管和泵的弯曲，直接影响泵的寿命，并易损坏套管，鉴于这种情况，我们自行设计了液压式油管锚，卡牙是45°，不需要管柱的负荷坐封，采用液压坐封，上提解封，泵不会受压而弯曲，不易损坏套管，通过现场应用效果较好。
4、完善了管杆扶正技术
（1）管柱扶正技术
螺杆泵转子在螺杆泵定子内旋转将产生离心力，使定子受到周期性冲击而产生振动，从而降低泵的使用寿命，因此必须对螺杆泵的泵体采取扶正措施，以减少或消除这种振动。通常的办法
是在泵体上布置扶正器。对于采用油管锚的螺杆泵管柱，一般是在定子上接头处安装一个油管扶正器。
（2）杆柱扶正技术
抽油杆柱在油管内旋转，由于离心力以及惯性力的作用会产生振动和弯曲，所以抽油杆将会与油管内壁产生磨擦，因此必须对抽油杆柱采取扶正措施，消除振动，避免杆柱与油管内壁直接接触。
扶正的办法是在杆柱的不同位置布置扶正器，扶正器的布置方法及数量要根据不同的井况来确定，对常规螺杆泵井，一般是在杆柱的上端即光杆附近和杆柱的下端即转子附近以及中下部布置扶正器较多，再就是在全角变化率较大的地方布置较多。
（二）地面驱动装置配套技术
1、驱动装置由盘根密封改为机械密封
螺杆泵旋转的光杆和驱动装置之间的密封为动密封，普通的盘根密封是将填料装入驱动装置密封腔后，利用压盖对它做轴向压缩，填料的塑性使它产生径向力，从而密封光杆和密封轴之间的空间。这种密封方式填料盘根结构简单，但经常需要加盘根，大部分井应用效果不好，易发生渗漏现象，而且光杆盘根盒动密封系统还带来大量无用机械损耗，光杆的长时间磨蚀还容易发生断脱故障，给采油管理带来一定的难度，且易造成砂卡和环境污染。图2是盘根密封示意图：
2
3
4
5
6
7
1－光杆；2－螺栓；3－压盖；4－盘根；5－盘根盒；6－螺栓；7－井口
图2 盘根密封示意图
机械密封系统在光杆和驱动装置之间的动密封系统中增加了中间部件密封轴，将光杆和驱动装置间的动密封转变成为光杆和密封轴间的静密封和密封轴与驱动装置间的动密封，而密封轴与驱动装置间的动密封为机械密封，该密封性能可靠，而且光杆和密封系统之间没有相互磨损，不会发生因光杆磨损而带来的光杆断脱故障，使用寿命在一年以上，该装置的应用大大方便了采油管理。图3是机械密封示意图：
1
2
3
4
1－轴头；2－机械密封；3－油杯；4－光杆
图3 机械密封示意图
2、光杆卡持及井口密封技术
在螺杆泵作业或驱动装置零部件维修更换过程中，需要相应的结构密封井内液压或支撑杆柱重量，这种结构称为螺杆泵的专用井口。目前我们使用的是卡持密封井口。它集成于地面驱动装置上，不仅降低了井口高度，提高了运行稳定性，而且在起到正常封井作用的同时还能够锁定光杆，承受全井杆柱负荷，这为以后人工处理驱动装置的故障提供了便利条件。螺杆泵驱动装置正常工作时，两侧的密封胶皮处于分开位置，带牙芯子、密封胶皮处于打开状态，与光杆没有接触，井口卡持密封系统不起作用。当驱动装置出现故障需要维修或更换时，关闭密封井口，两侧旋动螺杆，使密封胶皮包紧光杆，封住油井产出液和生产管线液体向上部泄漏。同时带牙芯子卡住光
图4 光杆卡持器示意图
3、完善了安全防护装置
主要包括光杆方卡子防护罩和皮带罩。它们的主要作用是为了防止方卡子和皮带脱出伤人。（三）辅助工艺技术
1、引入智能变频控制系统，实现了螺杆泵软启停无级调参及智能保护
在有级调参驱动方式下，当需要调参时，须人工拆装带轮，现场管理工作量大。现在我们采用了螺杆泵智能变频柜，它不仅实现了螺杆泵软启停，有利于延长泵的使用寿命，同时通过调节变频器的频率随意调整泵的转速，使油井达到供排协调，并且还能对螺杆泵实现智能保护，防止一些井下事故（如烧电机）等状况的发生。
2、引入PC－P螺杆泵设计软件，对螺杆泵方案进行优化设计
该软件是中油股份公司从加拿大引进的用于井下螺杆泵采油系统的交互设计及评价软件，主要包括以下六方面功能：
（1）螺杆泵水力特性检测数据分析；
（2）井下及地面设备的选择及评价；
（3）抽油杆柱载荷分析；
（4）杆柱和管柱接触载荷分析；
（5）过载保护分析；
（6）螺杆泵井生产参数选择。
通过培训，我们技术人员基本掌握了该软件的应用，结合我厂的实际情况通过对几口井的优化设计，取得了较好的效果。
三、现场应用情况
2004年我们在稀油和稠油井上都应用了螺杆泵进行采油，稀油井主要集中在锦16块兴隆台油层，共实施57井次，截止2005年2月平均检泵周期为265天，最长的锦16-锦检1井已连续运转434天，稠油主要有欢17块大凌河油层和锦45块于楼油层，共实施4井次，平均检泵周期246天，最长的欢17-15-4C井已连续运转361天。
典型井例分析：
1、锦16-锦检1井原为普通抽油机，实施螺杆泵前日产液80ｍ3，油1t吨，2003年12月30日实施螺杆泵后日产液83ｍ3，油3t，日节电262 KW. h，目前该井已正常运转343天。
2、锦45-19-253井为稠油注汽井，2004年注汽后下普通泵生产，至2004年8月日产液54ｍ3，油1.7t，属于高含水井，于是我们决定下螺杆泵冷采，目前日产液30ｍ3，油11t，最高时日产油22t。目前已连续运转260天，累产油2078吨，远高于其周期吞吐产量。
四、经济效益分析
2004年我们通过完善螺杆泵配套采油工艺技术，到目前为止已在全厂推广应用61井次，目前正运转的有46口井，创造了明显的经济效益和社会效益，主要表现在：
1、节省投资
螺杆泵是一项低成本的投资技术，一套螺杆泵（包括地面和地下设备）总投入为5-8万元，而普通抽油机费用为17-23万元，如果目前运转的46口螺杆泵井替下的抽油机用到别的井上，可节省一次性投资费用621万元。
2、省电
螺杆泵工作时负载稳定，机械损失小，泵效可达90％以上，因此使用螺杆泵能省电。下表是锦采技术监督站对部分螺杆泵井的功率测试后和普通抽油机井进行对比后的结果：见表4：
表4 2003年螺杆泵耗电情况（截止2003.12.31）
从上表可以看出，螺杆泵井较电泵井平均单井日节电522.6KW.h，较10型抽油机平均单井日节电110 KW.h，较12型机平均单井日节电105 KW.h，2004年总共节电168万KW.h。
3、省维护费用
目前我厂每台抽油机维护费用大约为0.4万元／年，而每台螺杆泵维护费用在0.1万元／年以下，这样每台螺杆泵可节省费用0.3万元／年，2004年共节省维护费用18.3万元。
4、增油
由于螺杆泵出液平稳，不易象普通泵那样形成激动压力，因此螺杆泵一旦形成稳定的油流通道以后就不易被破坏，从而起到增油的效果，2004年共增油8567吨。
总经济效益＝节省投资费用＋省电费用＋节省维修费用＋增油费用
＝621＋54＋18.3＋728
＝1421.3（万元）
五、结论及下步发展方向
1、螺杆泵采油与普通泵相比具有一次性投入少、节能和易于管理等优点。
2、螺杆泵采油的配套技术已基本完善，具备了大规模推广应用的条件。
3、下一步我们除了继续在稀油区块推广应用螺杆泵外，还将在锦45块于楼油层、欢17大凌河油层及锦16块于楼油层等稠油油藏扩大稠油冷采应用规模。
参考文献：
1、大庆油田有限责任公司采油工程研究院《螺杆采油技术培训教材》2004.12
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螺杆泵井采油技术优势和应用 摘要：论述了螺杆泵井采油技术的工作原理、性能特点和缺陷，螺杆泵井的选择及适用条件，具备适用于稠油出砂井的优点，并对比和普通抽油机井的技能优势及经济效益、节能降耗。螺杆泵井日常管理的要点及使用变频控制柜控制合理的生产参数，分析了杆、管磨损是造成螺杆泵井检泵周期短的主要原因。深入开展提高螺杆泵抽油技术研究，对提高油田的采油工程技术水平和经济效益具有重要意义。 关键词：螺杆泵；原理；特点；优势；节能 abstract: this paper describes the screw pump well recovery technique working principle, characteristics and the defects, and the selection of screw pump well applicable conditions, have used in the sand the advantages of heavy oil wells, and contrast and common beam pumping unit of well advantages and skills, saving energy and reducing consumption economic benefit. screw pump well daily management of the key points and use frequency conversion control cabinet control reasonable production parameters, analyzes the pole, tube wear is the cause of screw pump well pump overhaul period of the main causes of the short. in-depth development of screw pump improve sucker technology research, to improve oilfield
关于螺杆泵采油技术分析和应用的研究
关于螺杆泵采油技术分析和应用的研究 发表时间：2019-11-18T09:30:10.470Z 来源：《防护工程》2019年14期作者：吴玉萍李瑞平[导读] 我国多数油田的开采业已迈入中后期，地质特点、油藏分布等因素，给油田的开采带来的不小的难度。长庆油田分公司第一采油厂王窑采油作业区陕西延安 716000 摘要：现阶段，采油企业的技术研发部门，在企业“提速增效”的前行背景下，开启了新一轮的技术改革。螺杆泵采油技术作为新型采油技术，具有结构简单、整体耗能低、操作稳定性好、轴向流动的连续性强等特点，具有着较高的应用价值。新一轮的发展中，需健全螺杆泵工作体系，做好螺杆泵技术优化，以适应采用工程项目发展的要求。本文就螺杆泵的工艺特点及应用中的常见问题进行了分析，并基于采油生产的实际，提出了螺杆泵采油技术应用的有效策略。 关键词：螺杆泵；技术；分析；应用 当前，我国多数油田的开采业已迈入中后期，地质特点、油藏分布等因素，给油田的开采带来的不小的难度。这就需要采油企业的技术管理部门需充分借鉴国内外先进的采油技术模式和经验，不断提升油田采油能力[1]。在这一探索过程中，采油企业通过对螺杆泵采油技术的实践和改良，通过健全采油技术体系，做好螺杆泵技术优化，收到了较好的成效，成为提高油田的经济效益的有力推手。 1.螺杆泵的工艺特点 螺杆泵作为机械采油的核心设备，在生产中具有中重要地位。以螺杆泵为核心的采油技术较好地实现了离心泵液流稳定性及容积泵效率的结合，该种采用技术相对于油梁式抽油机、电动潜油泵，具有结构简单、整体耗能低、操作稳定性好、轴向流动的连续性强等特点，且投资成本也相对较低。尤其是在采油的粘度比较大，在高含沙井方面的技术特色更为鲜明。这些较大的技术优势促成了这一采油模式的不断推广。螺杆泵采油工艺系统由地面驱动设备模块、抽油杆柱模块、螺杆泵模块组成[2]。其中，工艺系统的驱动装置主要位于作业区的地面，安装在井口的位置。驱动系统主要用于提供原动力供给及轴向承载的作用，并通过装置调节实现变速、减速。工艺系统中的抽油杆模块作为地面驱动模块和螺杆泵模块的结合部，主要实现动力的传导。工艺系统中的螺杆泵模块，其井下部分主要由定、转子两部分组成，其中转子部分的强度大、精度高；定子部分由橡胶材料过程具有抗腐蚀和抗油的特点。并在齿轮、皮带等设备的综合运用下，实现对原油的举升。在工艺改造的过程中，螺杆泵采油工艺系统的安装也十分的简单，可直接放在井口套管的四周，占地面积也性对较小。 2.螺杆泵应用中的常见问题 当前，我国的螺杆泵采油系统的完善程度不高，运行中也容易出现多方面的问题。因此为适应当前采油企业的发展要求，需对螺杆泵采油工艺的问题进行深入地分析。螺杆泵采油技术在应用实践中应在螺杆泵的润滑和检修方面出现一定的问题，不利于螺杆泵的持续性地作业。首先，就螺杆泵的润滑处理工作而言，需严格控制润滑剂的用量和品质，若其质量过大则会在较大程度上导致螺杆泵的使用效率受到影响[3]。特别是低粘性润滑剂的使用，会导致螺杆泵系统设备内的运行温度过高，这将在一定程度上导致原油的开采效率。当工作温度接近临界点的时候，螺杆泵的定子弹性及活性都会减退，进而出现螺杆泵的提前老化的问题。这就要求岗位人员对螺杆泵运行的性能和操作规范有着较为明确的认知，及时填注并定期检测。若未能按工作要求完成润滑油的保养作业，将直接影响到螺杆泵系统的稳定性。其次，螺杆泵的运行过程中，需对其展开定期的维保作业，对其设备磨损情况进行合理的评估。不可忽视的是，我国原油开采的作业环境相对恶劣，叠加设备运行和维护人员自身职业能力等方面的缺失，直接导致我国开采中运行的螺杆泵已出现早期的受损情况，未能达到其规定的服役期限。在实际的工作中，部分技术人员未能针对采油工作的环境和设备工作的状态来展开早期的管理，而是沿用定期的维护保养制度，导致在日常工作中由“小问题”拖成了“大毛病”，现场质量的监督及管理水平有待于进一步地提高。 3.螺杆泵采油技术应用的有效策略 3.1加快技术研发 油田开采中后期的背景下，企业面对资源下行和需要上扬间的不平衡，“提速增效”成为油田企业发展中的必然出路。而企业的提速增效必将以技术的研发和实践为基础。就油田企业的发展规律而言，油田采油技术的运行效能直接决定了采油企业的生产能力和生产效益。通过运用技术手段，全面提升原油的开采总量和提高单井或多井的采油效率[4]。油田企业需在加大螺杆泵采油技术研发的经费投入、加强螺杆泵采油技术的交流与合作、突破螺杆泵采油技术的关键节点来提升油田开采的经济效益。 3.2确保设备更新 油田企业的设备管理部门要充分借鉴国内外先进的螺杆泵采油技术应用的模式和经验，在对开采技术论证和油藏特点调研的基础上，通过技术模型分析和实地勘测，优化螺杆泵采油技术的同时，不断加大油田企业螺杆泵新设备采购的资金投入，以新设备性能的提升为采油效益的提升夯实基点。在这一过程中，应对现有螺杆泵的设备性能进行全面的评估，制定出合理的分批优化规划，实现新设备投入和成本支出效益的平衡。 3.3推动人才培养 开采进入中后期之后，复杂的地质条件和多元化的系统选择对油田企业的技术研发和管理团队提出了更高的要求[5]。螺杆泵采油技术优化中应将人才队伍的建设放在突出位置。在加大新型技术人才的引入力度的同时，油田企业内部应建立合理的螺杆泵采油技术管理人才的选拔机制，通过甄选和推荐，完成螺杆泵采油技术人才数据库的建立，对内部的工作人员建立多效岗位标签，以应对突发性螺杆泵采油技术问题，并为后续油田企业技术的升级与发展打下良性的基础。 综上所述，在我国油田开采进入中后期的现实下，螺杆泵采油技术的运行效能直接决定了油田企业生产能力和生产效益。而加强螺杆泵采油技术的交流与合作、突破螺杆泵采油技术的关键节点，并结合运维管理、人才引进等辅助策略，才可助推螺杆泵采油技术优化应用背景下原油开采节能增效这一目标的达成，进而油田生产效能和环节效益的双提升。参考文献： [1] 房明. 关于螺杆泵采油工艺标准化的应用策略[J]. 化工管理,2017,0(22). [2] 胡娟华. 螺杆泵采油工艺及配套技术的应用探讨[J]. 化工管理,2016,0(11). [3] 陈思远. 对螺杆泵采油工艺技术应用的探讨[J]. 化工管理,2017,0(24).
采油系统概述
（1）当前主要应用采油系统的特点是： ①有杆泵采油系统的特点 抽油机发展时间最长，技术比较成熟，工艺配套完善，设备可靠耐用，故障率低。其缺点是抽深和排量都不如水力活塞泵和射流泵，单独排量不如电动潜油泵，柱塞泵对于出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性物质的井都会降低容积效率和使用寿命。抽油杆在不同程度腐蚀环境中承受着大交变载荷运行，产生腐蚀、磨损和疲劳破坏，还与油管存在偏磨，故障率升高，而且整个系统抽油时还要做举升抽油杆的无用功，由于抽油杆重量较大，因而这种抽油方式的效率比较低下。 地面驱动螺杆泵采油系统优点是地面设备体积小，对砂、气不敏感，能适应高气油比、出砂井，对高粘度的井也能适应。缺点是抽油杆存在管杆偏磨问题和脱扣问题，而且抽油杆限制了系统在定向井、水平井等特殊井的应用。螺杆泵的定子容易损坏，增加了检泵费用。定子橡胶不适合在注入蒸汽井中应用。螺杆泵的加工和装配要求较高，泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。 ②无杆泵采油系统的特点 电动潜油泵采油方式具有井下工作寿命长、排量大、井上装置容易、管理方便、经济效益明显等优点，缺点是潜油电泵下入深度受电机额定功率、套管尺寸和井底温度所限制，特别是大型高功率潜油电机的使用寿命会由于井孔没有足够的环形空间冷却而大大缩短。而且多级大功率潜油电泵比较昂贵，使得初期投资比较高，特别是电缆的费用较高。由于整套装置都安装在井下，一旦出现故障，需要起出全部管柱进行修理，导致作业费用增加和停产时间过长。井下高温容易使电缆出现故障，高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使举升效率降低，而且会因气锁使潜油电泵发生故障。 潜油螺杆泵采油的最大特点是螺杆泵和潜油电机都处于井下，因而不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业，具有很多优势，但也存在一些不足。螺杆泵的缺陷与地面驱动螺杆泵系统相同，缩短了检泵周期。采用减速传动装置的潜油螺杆泵系统，减速装置也影响了系统的效率和可靠性。 水力活塞泵其优点是扬程范围较大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。缺点是地面泵站设备多、规模大，动力液计量误差未能完全解决。
螺杆泵井管理办法
第九采油厂 螺杆泵井管理办法 第一章总则 1、为充分发挥螺杆泵井采油低成本、低能耗的优势，保证螺杆泵井采油规模化应用的顺利实施，延长检泵周期，确保安全生产，结合第九采油厂螺杆泵井的实际应用情况，制定本办法。 2、本办法适用于第九采油厂所属各采油作业区。 第二章资料录取 1、螺杆泵井录取资料全准系指油压、套压、动液面、静液面、产量、转速、电流、油气比、原油含水化验、扭矩及轴向力全准。 2、油压、套压：正常情况下，油压、套压每天录取一次，每月至少录取20次，对气大井要求加密观察，合理控制套压。 3、动液面：正常情况下，每10天录取1次动液面，每月至少录取3次，并同步录取油压、套压、产量、转速、电流资料。若沉没度大于500m或小于200m，需加密液面测试，
及时诊断泵况，查找原因。 4、转速：正常生产井，每10天录取1次转速。 5、电流：正常生产井每天录取１次电流，每月至少录取20次。电流波动超过1.5A要核实产量、泵况等情况，应加密录取，及时查明原因。 6、扭矩及轴向力：根据各作业区具体情况，要求螺杆泵井每两月至少进行1次扭矩及轴向力测试，必须同步测得油压、套压、动液面、产量、转速、电流、系统效率，并形成测试资料台帐。 7、产量、静液面、原油含水化验、油气比的资料录取要求与抽油机井相同。 8、对新投产井、作业井、调参井、热洗井等特殊井，必须及时测试。要求在开井生产7天内，每天录取油压、套压、动液面、产量、转速、电流、扭矩等资料，并及时上报工程技术大队。 第三章日常管理与维护 1、扭矩测试 1.1现场扭矩测试的具体操作步骤参照《螺杆泵井扭矩现场测试操作规程》。 1.2螺杆泵井扭矩测试要求，螺杆泵井在正常生产情况
螺杆泵采油系统效率分析
螺杆泵采油系统效率分析 发表时间：2011-04-01T11:55:34.700Z 来源：《价值工程》2011年第3月上旬作者：田文广罗发明刘荣白素梅 [导读] 文章针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。 田文广 Tian Wenguang；罗发明 Luo Faming；刘荣 Liu Rong；白素梅 Bai Sumei （克拉玛依广陆有限责任公司，克拉玛依 834000） （Karamay Guanglu Limited Liability Company，Karamay 834000，China） 摘要：文章针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。根据该系统地面部分和井下部分能量损失情况分析，建立了系统效率分析模型，对螺杆泵采油技术技能减排有重要意义。 Abstract: Based on the technological characteristics for the oil recovery with screw pump, this paper studies the system efficiency of oil recovery and its decomposition. Based on the analysis of the energy loss situation of the ground segment and the underground part of the system, this paper estyablishes a analysis model of system efficiency, which is important for the reduction of screw pump technology. 关键词：螺杆泵；采油；系统效率；地面效率；井下效率 Key words: screw pump；production；system efficiency；ground efficiency；downhole efficiency 中图分类号：TE9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）07-0019-01 0 引言 目前国内各大油田相继进入注水开发的中后期，高耗电量成为制约采油成本的重要因素。提高系统效率有助于降低能耗、提高经济效益[1,2]。本文针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。根据该系统地面部分和井下部分能量损失情况分析，建立了系统效率分析模型，对螺杆泵采油技术技能减排有重要意义。 1 系统效率分析 螺杆泵采油系统由电动机、螺杆泵、抽油杆柱、皮带减速箱以及井口装置等部件组成。通过电动机将地面的电能传递到井下，从而将井下流体举升到地面。整个螺杆泵采油系统的工作过程就是一个能量不断传递转化的过程，而在能量的每次传递过程中都会造成能量损失。螺杆泵采油系统举升流体所必须的有效功率与输入功率的比值为螺杆泵采油井的系统效率[3]。即：η=P有/P入（1） 式中：P入为电动机的输入功率，kW；P有为有效功率，即在某一扬程下，将一定量的井下流体举升到地面所需要的功率，kW。 式（1）中P入和P有分别可以表示为：P入=×10-3 UIλ（2） P有=Hq/86400（3） 式中：U为电机的工作电压，V；I为电机的工作电流，A；λ为功率因数；H为泵的扬程，m。根据螺杆泵举升系统的结构和工作特点，按部件在系统中所处的位置，以盘根盒为界将系统分为地面效率和井下效率两部分，则有：η=P水/P入=P水/P光×P光/P入=η井下×η地面（4）式中：P光为光杆功率，kW。 2 地面效率分析 地面部分包括电动机、减速箱和皮带组成，因此地面效率可以表示为：η地面=P光/P入=η1×η2（5） 式中：η1为电机效率，%；η2为减速箱和皮带的效率，%。 电机效率η1可以表示为：η=P2/P入=（P入-△P2）/P入（6） 电机的功率损失随输出功率P2的减小而减小，输出功率可由下式（7）求得[4]：ΔP2=P0+β2[(1/ηH-1)P H-P O]（7） 式中：P0为空载时的有功损耗，kW；ηH为额定效率，%；PH为额定功率，kW；β为负载系数，β=P2 /PN。 3 井下效率分析 井下部分由抽油杆、螺杆泵和管柱组成，因此井下效率可以表示为：η井下=P水/P光=η3×η4×η5（8） 式中：η3为抽油杆效率，%；η4为螺杆泵效率，%；η5为管柱效率（油管锚锚定时，η5=100%），%。抽油杆柱效率η3为光杆功率与泵排出口效率的比值，即：η3=P出/P光=（P光-摩）/P光（9） 式中：P出为泵排出口功率，kW；P摩为杆液之间摩擦损失功率，kW；式（9）中杆柱与井下流体见粘滞摩擦损失功率P摩可表示为：P摩=Mrlω（10） 式中：Mrl为杆管之间的摩擦扭矩，kN·m；ω为螺杆的自转角速度，rad/s。螺杆泵效率由体积效率和机械效率2部分组成，分别由式（11）、（12）所示[5]：ηV=q/Q（11） ηm=103QΔp/（2.88πMan）（12） 式中：ηv为体积效率，%；ηm为机械效率，%；由式（11）、（12）可得螺杆泵效率为：η4=ηvηm=103qΔp/（2.88πMan）（13） 式中：Ma为泵轴力矩，N·m。 4 实例分析 某螺杆泵采油井的基本参数如下：油层中深1560m，地层温度61.5℃，油管内径62mm，井口油压0.4MPa，产液量50m3/d，含水率35%，动液面672m，泵挂深度1060m，电机的额定功率15kW，原油相对密度0.92，抽油杆组合为：19mm×550m+22mm×510m。通过采用不同泵挂深度进行敏感性分析，得出泵效与泵挂深度关系曲线如图1所示。从图1可以看得出：随着泵挂深度的增加，泵效先增加后下降，在泵挂深度为1060m处泵效最高，因此，采用此深度做为该井的设计泵挂深度。该螺杆泵采油井系统效率分析结果如表1所示。从表1可以看
浅谈螺杆泵采油工艺技术应用
浅谈螺杆泵采油工艺技术应用 工艺和技术是企业生产中的必要条件，能够在工艺技术上得到革命性的发展是企业前进的根源动力，也是衡量一个企业先进程度和发展水平的重要标准。近几年来随着我国经济的飞速发展，对于能源领域的需求越来越大，石油作为其中最为主要的组成部分，其开采、储运、使用等环节越来越受到重视。但长期以来，采用大泵提液、小泵探油等传统开采手段的效率一直受到诟病，新的采油工艺一直都在开发和探究当中，直到螺杆泵技术在近几年得到应用，不仅效率得到了提升，积累的原油增产量也十分可观。根据以往实际工作中得到的经验，对螺杆泵采油系统的优越性和不足和进行了总结的基础上，对螺杆泵配套设施的进行了浅要的分析。 标签：螺杆泵；采油工艺；技术；应用 1 螺杆泵采油工艺的特点 地面驱动的动态螺杆泵采油是一门新兴起的机械采油技术，起源于二十世纪八十年代。是借鉴了离心泵液流的平稳性和容积泵效率等多方面优势于一身的新型工艺，凭借自身的优势和广泛的应用近年来得到了良好的发展前景。螺杆泵采油系统主要由三个大的部分构成，即地面驱动设备、抽油杆柱、井下螺杆泵。其中负责驱动的装置主要集中在地上，多处于井口位置，主要功能在于减速、变速、提供原动力和承受轴向荷载。抽油杆柱一方面将上部的驱动系统和井下的螺杆泵进行连接，另一方面，将动力传递给螺杆泵。井下部分主要有定子和转子两个部分组成。转子是具有强度高、精度强、表面有镀层等特性的螺杆，定子则是坚固、抗腐蚀、抗油性比较强的橡胶材料，位于钢制硬壳内的泵筒上。电动机将电网系统提供的电能转化成机械能，通过皮带、齿轮等传输工具传递给驱动头，完成变速过程，驱动头能够将产生的动力通过抽油杆柱传递给井下螺杆泵的转子，使其高速旋转，使得从油藏进入油筒的原油能够连续不断的升出地面，达到开采的目的，这也是螺杆采油工艺的基本原理。 2 螺杆泵采油工艺的优势与不足 螺杆泵之所以能够在近几年得到突飞猛进的发展，和其众多的优势有着密不可分的关系，和传统的机械采油设备相比，主要的优势有很多。首先是节省资金预算，投资较少。这主要是由于和以往的电动潜油泵、水利活塞泵和游梁式抽油机相比，螺杆泵的结构相对简单，耗能也比较少，所以在价格成本上比较节约。其次，地面安装程序比较简单方便。直接坐在井口套管四通之上，占地面积比以往减少了很多，除了井口之外，很少占有公用面积，在防盗井口房的建设方面提供了便利的条件。第三，螺杆泵的效率高、管理费用比较低。螺杆泵是螺旋抽油的容易泵，流量脉动几乎没有，轴向流动连续稳定性强，这也和游梁式的抽油系统形成了鲜明的对比，节约下了液柱和机械传动的惯性損失，因而泵容积效率得到了很大的提升。螺杆泵是机械采油设备中能耗最小，效率最高的机械采用系统之一。第四，螺杆泵采油的粘度大和高含沙井方面表现十分出色。在稠油领域的
【CN209924972U】一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920282189.6 (22)申请日 2019.03.06 (73)专利权人 无锡恒信北石科技有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区青龙山 对安咀72号 (72)发明人 梁海洋 周光 孙学雷 孙学领 张志海 (74)专利代理机构 无锡盛阳专利商标事务所 (普通合伙) 32227 代理人 刘瑞平 郭金玉 (51)Int.Cl. E21B 43/12(2006.01) E21B 15/00(2006.01) F04C 2/107(2006.01) F04C 11/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统(57)摘要本实用新型提供了一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统，其能解决现有金属螺杆泵使用寿命短、能耗高、泵效低、易砂卡以及智能化程度低的技术问题。一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统，其包括全金属螺杆泵、集油单元和蒸汽发生单元；其特征在于：全金属螺杆泵的内螺纹曲面和外螺纹曲面均为锥形螺旋结构并且锥度相同；采油系统包括升降机构和括监测控制机构，监测控制机构包括控制器、扭矩传感器、流量传感器、压力传感器、液面探测仪和备用电源，控制器分别与扭矩传感器、流量传感器、压力传感器、液面探测仪、备用电源、驱动电机、伺服电机、 第一阀门和第二阀门电控连接。权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 209924972 U 2020.01.10 C N 209924972 U
螺杆泵采油系统
螺杆泵采油系统 一、国内外现状、技术发展趋势 目前，国外研制和应用单螺杆泵采油的国家主要有苏联、美国、法国和加拿大等。地面驱动螺杆泵的使用率在加拿大已达到全部油井总数的10%，在美国也超过了2%。有权威人士预言，地面驱动螺杆泵将在中浅井油田和低产油田普遍取代常规抽油机，而成为主要的机械采油设备。法国PCM Pumpes公司、美国Baker Hughes Centrilift公司、Schlumberger Reda Pump公司、Weatherford International ALS、Robbins & Myers公司(下属Energy Systems、Moyno Inc.等)、加拿大Corod和Griffin以及Kudu公司(与法国PCM Pumpes公司合作)都已称为生产地面驱动螺杆泵的全球大企业。加拿大约40％的稠油井使用螺杆泵采油；印尼的Melibur油田从1990年开始用螺杆泵代替电潜泵采油35口，泵挂深度1220m，最大排量318 m3/d；在阿根廷，使用螺杆泵的最高井温高达到127℃。 国内目前专业提供地面驱动螺杆泵12家，有30多个系列品种，其理论排量3～720m3/d，最大扬程2200m。截至2005年底，大庆油田推广螺杆泵采油技术，在用水驱螺杆泵采油井1031口，在用聚驱螺杆泵采油井499口，用井总数超过3000口，同抽油机相比，单井可节约投资25.5%，系统效率提高10.1个百分点，节电27.9%；胜利油田在223口长期停产的稠油地产井、出砂严重的油井和丛式井中应用地面驱动螺杆泵采油，累计增产原油14.1万吨，使100多口停产井恢复了正常生产；辽河油田锦州采油厂近两年先后有92口油井采用螺杆泵生产，平均延长检泵周期64天；冀东油田高104-5区块共推广应用螺杆泵53井次，日产油由279吨上升到634吨，累计增油5.4万吨。 地面驱动单螺杆泵采油技术在国内外得到了长足的发展，未来发展趋势主要体现在： 1、高扬程、大排量螺杆泵。 2、新型螺杆泵：金属定子螺杆泵、等壁厚定子螺杆泵、合成材料螺杆泵、插入式螺杆泵和多吸入口螺杆泵。 3、螺杆泵杆柱卸扭技术：螺杆泵停机后，尽管驱动装置可以卡住光杆防止反转，但杆柱储存的弹性能量，以及油套管液位压差造成的螺杆泵马达效应，会造成起杆柱或拆卸井口过程中光杆高速旋转，乃至甩弯光杆，形成安全隐患，需
螺杆泵采油技术新进展
螺杆泵采油技术新进展 《World Oil》2000年3月号报道了有关螺杆泵采油的几项新成果，下面对其作一简要介绍。 1、新型螺杆泵定子 加拿大Weatherford公司正在研制与试验一种壁厚均匀的橡胶定子技术。该技术在提高螺杆泵的耐久性、可靠性和灵活性方面前景可观。正在稠油井中进行6台泵现场试验，运行时间最长的达8个月。 生产常规螺杆泵定子时，橡胶注入在厚壁钢管中，形成一个双内螺旋。这种结构曾被认为是生产定子最经济的方法。但在螺旋最宽的部分，热量容易聚集，有可能导致定子过早失效。而这种壁厚均匀的新型橡胶定子具有以下特点： 1) 良好的散热特性—橡胶在较低温度下运行，具有更好的机械性能，且定子橡胶件因应力或磨损造成的损坏也较少。 2) 均匀的橡胶膨胀—由于橡胶厚度均匀，橡胶膨胀时也很均匀。因此，在用于磨蚀性环境时，更便于选择合适的转子尺寸。 3) 较宽的适用范围—可用于含较高浓度芳香族化合物、C0 2和H 2 S的井以及 高温井中。 该系统额定压力较高。常规的螺杆泵依靠转子和定子间的过盈配合产生密封，而壁厚均匀的定子与转子间的过盈配合量小，能更好地配合，因此泵能承受较大的压力，这就意味着泵可以设计得更短。 2、防漏盘根盒 R&M Energy Systems公司研制出一种可用于螺杆泵驱动头的新型盘根盒。该新型盘根盒可以与各种驱动头相配用。盘根盒采用专用记忆型编绳填料，密封效果非常好，且绝不会变形。与其他类型的环保密封装置相比，此盘根盒维护简单且易于安装和保养。 这种驱动头盘根盒装有一个外部环保收集罐，如果填料开始泄漏，此罐可以将漏失的井液重新引入安全位置。当卸掉顶驱的机械部件进行检修时，可将盘根盒完全拆开，以保持井口压力。为确保安全，还可采用防污染盘根盒接头(APA)检漏和开关装置防止盘根盒发生泄漏。
螺杆泵在石油开采中的优劣性
螺杆泵在石油开采中的优劣性 发表时间：2014-09-15T09:59:16.140Z 来源：《科学与技术》2014年第4期下供稿作者：赵永仁 [导读] 展望螺杆泵近年来在我国石油行业中发展较快，但是与国外先进技术相比，差距仍较大 中油辽河石油勘探局华油实业公司赵永仁 摘要：石油的开采过程中，螺杆泵正发挥着越来越大的作用。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。 关键词：螺杆泵；工作原理；优越性；约束条件石油行业是工业的命脉，近年来我国石油工业得到快速发展，一批新技术、新工艺被陆续投入到石油生产中，其中，以螺杆泵为代表的新兴举升方式正在大庆、辽河、胜利等各油田快速发展。 螺杆泵以低成本、适应性强、低能耗等优点在油田生产中得到广泛的应用。本文重点介绍螺杆泵的工作原理、优缺点以及约束条件。 1 螺杆泵的工作原理螺杆泵采油系统工作时，由地面动力设备带动抽油杆柱旋转，连接于抽油杆底端的螺杆泵转子随之一起转动，井液从螺杆泵下部吸入，由上端排出，并从油管流出井口，再通过地面管线输送至计量站。螺杆泵是靠空腔排油，由于定子比转子多一条螺旋线，所以在转子与定子间形成一个个互不连通的封闭腔室，当转子在定子中旋转时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端均匀地挤到排出端，同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入，这样，封闭空腔随着转子的旋转而不断变换位置，并呈现周期性的重复出现，且转子沿着自己的轴线旋转的同时又平行于定子轴线并绕定子轴线沿一定的半径作圆周滚动，从而将井内的流体由底部密封腔逐级推向顶部密封腔，并逐级提高压力，这样，把杆管环空中的流体连续不断的举升到地面。 定子和转子之间形成一系列的密封腔室，转子运动时（行星运动），密封腔室在轴线方向沿螺旋线运动，按照旋向，输送原油。由于转子是由金属材料制成，而定子是由弹性材料制成，所以两者组成的密封腔室很容易在入口管路中获得较高的真空度，使泵具有自吸能力，甚至在气、液混输时也能保持自吸能力。 根据单螺杆泵采油系统的工作示意图，转子转动180°过程中，转子在定子中的位置。连续输液的过程，是以连续不断地打开和关闭密封腔室而实现的。当定子-转子副中吸入的第一个密封腔室的容积增加时，在它和吸入端的压差作用下，油流便进入第一个密封腔室，随着转子的转动，这个密封腔室开始封闭，并向排出端移动。就这样，油液通过一个又一个的密封腔室从吸入端被推挤到排出端，压力不断升高，排量非常均匀，从而形成稳定的环空螺旋流动。因此，螺杆泵抽油井杆管环空中井液的流动形态与抽油机井不同，是典型的稳定环空螺旋流动。 2 螺杆泵采油系统的特点2.1 螺杆泵采油系统的优越性螺杆泵与其它机械采油设备相比，具有以下优点：（1）螺杆泵与电动潜游泵、水力活塞泵以及游梁式（链条式）抽油机相比较而言，结构简单，价格低廉，节省空间，并且一次性投资少。 （2）地面装置结构简单，安装使用方便，可以直接座在井口套管的四通上，占地面积小，除原井口外，不另占面积，可以方便的加上一个防盗井口房。 （3）能耗低、管理费用低。由于螺杆泵是螺旋式抽油的容积泵，流量无脉动，轴向流动连续，流速稳定，因此它与游梁式抽油机相比，没有液柱和机械传动的惯性损失。它是现有机械采油设备中能耗最小，效率较高的机种之一。 （4）粘度适用范围广，可以举升稠油。一般来说，螺杆泵适合于粘度为8000mpa?s（50 °C ）以下的各种含原油流体，因此多数稠油油田都可以使用。 （5）适应高含砂井。理论上看，螺杆泵可以输送含砂量达80%的砂浆。在原油含砂量高（除砂埋之外）的情况下螺杆泵可以正常生产。 2.2 螺杆泵采油系统的局限性虽然螺杆泵采油具有很多优点，但是在某些方面也存在一定的缺点。 （1）定子容易损坏，若定子的寿命短，则检泵次数多，每次检泵都必须起下管柱，增加检泵费用。 （2）螺杆泵定转子之间需要有流体润滑，如果仅仅依靠粘度较低的流体润滑工作，那么螺杆泵过热将会引起定子弹性体老化，烧毁。 （3）注蒸汽油井对螺杆泵的定转子橡胶有害。 3 螺杆泵工作约束条件3.1 沉没度的约束条件油井的沉没度过低，泵在供液不足的状况下抽汲时，可产生液击现象，并导致额外的冲击载荷。液体的冲击载荷与泵径的关系很大，泵径越大冲击载荷越大，液击使杆管最大载荷与最小载荷的差值增大，螺旋扭矩也增大，杆、管断脱的可能性增大。如果油井长期在低沉没度状态下连续工作，原油脱气，粘度增大，容易造成结蜡，加速了杆柱的螺旋扭曲，还会产生偏磨，这种磨损不仅伤害抽油杆接箍，也严重损坏油管。且再加上沉没度小，油套环形空间内的液体就少，对油管的径向束缚力就小，油管的径向摆动就会相对剧烈，易引起杆、管断脱。 油井的沉没度过高，油井的流压就增大，当超过了合理界限时，相对一些薄差油层，由于渗透率低或者地层压力低，会抑制该层不出液，使该井的产液层层间矛盾突出。而且，当沉没度超过合理的沉没度后，油井的产量不再增加。 螺杆泵的容积效率一般控制在30%~90%较合理，容积效率不合理会导致螺杆泵的工作性能优势得不到最好的发挥，因此由式（1）~（3）计算沉没度范围的界线值。
永磁无刷电机直接驱动螺杆泵系统应用原理
永磁无刷电机直接驱动螺杆泵系统应用 大庆油田装备制造集团 2007.12.3
目录 一、驱动系统介绍 (1) 二、驱动系统技术指标 (2) 三、驱动系统结构说明 (3) 1．永磁无刷电机……………………………………………………… 3 1.1永磁无刷电机介绍 (3) 1.2永磁无刷电机结构 (4) 1.3 永磁无刷电机换向工作原理 (6) 1.4永磁无刷电机反电动势定义 (6) 1.5永磁无刷电机转矩/转速特性 (7) 1.6永磁无刷电机额定规格及性能参数 (8) 1.7永磁无刷电机与其它类型电机比较 (9) 2．霍尔传感器………………………………………………………… 10 2.1霍尔效应理论 (11) 2.2霍尔位置传感器 (11) 3．永磁无刷电机驱动器……………………………………………… 1 2 3.1驱动器基本构成 (12) 3.2驱动器换向工作原理 (13) 3.3永磁无刷电机的驱动 (13) 3.4驱动器的电磁刹车功能 (16) 3.5驱动器操作功能简介 (16)
一、 驱动系统介绍 螺杆泵做为一种油田人工举升设备，近年来在大庆油田得到广泛应用，其它油田也在积极推广中。螺杆泵属于容积泵，它适用于含砂、含气、油稠的场合，具有节电、占地少的优点，下泵深度不超过1500米的直井几乎都可以使用螺杆泵。 永磁无刷电机（BLDC ）直接驱动螺杆泵系统是永磁无刷电机在石油人工举升设备领域中的应用。系统基本工作原理是：采用专用永磁无刷电机做为螺杆泵地面驱动头，驱动头带有密封装置且直接安装在油井井口上，螺杆泵驱动光杆直接穿过电机的转子空心轴，即电机直接带动光杆一起旋转，举升井液，省掉了异步电机驱动系统的皮带和减速齿轮，电机上部采用机械密封防止井液从光杆连接处渗漏。电机由专用控制器驱动，并可通过该控制器实现对螺杆泵转速的平滑调节及各种保护功能。位置测量传感器安装在定子上，感知转子的位置。其余部分包括在驱动器中。驱动系统示意图如图1所示。 图1．螺杆泵永磁无刷电机驱动系统示意图 380V
螺杆泵基础知识培训讲义
螺杆泵配套技术及采油其础知识
螺杆泵工作原理及组成 螺杆泵工作特性分析 三、螺杆泵采油配套工艺技术 四、螺杆泵井下作业施工操作规程 五、螺杆泵维护与管理操作规程
概述:1、螺杆泵的发展过程 螺杆泵的发展历史较长，在上世纪20 年代中期法国人勒内.莫依诺发明设计的这种泵。他开始时是设想一种旋转压缩机，在设计过程中创造出一种旋转机械 用于改变流体压力，称它为腔式压缩机。他的目的是要在泵、压缩机械或马达中使用这种腔式压缩机。 在上世纪30 年代初期，莫依诺原理获得专利权，很快便有三家公司：法国的PCM 泵公司、英国的moyno 泵有限责任公司以及美国kois &myers 公司生产螺杆泵。随后几年内，其他一些小公司也很快制造出莫依诺原理的其他副产品。申请专利后，在许多工业中莫依诺原理得到了广泛的应用。作为一种泵，几乎在一切工业领域（化学、煤炭、机械制造、矿业、造纸、石油、纺织、烟草、水及废水处理）都得到了应用。在石油行业中，作为地面传输泵使用已超过了50 年。 在上世纪50 年代中期，螺杆泵的原理被应用于水利马达，这是反用螺杆泵的功能。这种装置不是泵抽流体，而是用流体驱动它转动。用钻井泥浆或其他流体驱动螺杆泵转子，它变成了钻井的原动机。现在的莫依诺原理已广泛的应用于钻井工业中。 80 年代初期，螺杆泵被用作使用工业中的人工的举升设备，美国与加拿大公司率先在石油工业中把莫依诺原理用于人工举升。他们是首批螺杆泵制造厂商，把螺杆泵作为一种代替常规举升工艺的替代技术推向市场，并在90 年代中期起，得到广泛的应用。大庆油田是在83 年开始引进和研制地面驱动井下螺杆泵，在94 年开始大力推广螺杆泵的采油技术，到上个世纪末国内已有30 余家生产厂 商，许多技术也逐步走向成熟，每年都有一些新工艺技术进入应用领域。 、螺杆泵工作原理及组成： 1、螺杆泵工作原理：采油螺杆泵是单螺杆式水利机械的一种, 是摆线内
螺杆泵井合理转速的确定与应用
螺杆泵井合理转速的确定与应用 摘要:螺杆泵采油转子转速大小直接影响泵的效率和寿命,不同的环境因素、不同的工况、不同的泵结构参数以及泵在不同使用时期下,对泵的特性有不同的要求,那么转速也就有不同的选取。如果选取不合理转速,螺杆泵高效节能优点就发挥不出来,本文从影响螺杆泵转速选取的几个重要因素,从理论和实际应用两方面进行了分析讨论,对螺杆泵转速的合理性进行确定,达到提高螺杆泵井合理化生产的目的。 主题词:螺杆泵合理转速确定 引言 螺杆泵采油技术以其一次性投资少、管理方便、节能效果好等优势,逐渐成为油田注水开采后期一种较为经济有效的机械采油方法之一,尤其适合于稠油、高含气、高含砂油井的开发。在螺杆泵的日常管理中,转速的确定尤为重要,合理的转速应当与油井的的工况及螺杆泵的结构参数相匹配。如果转速选择不当,即会使泵效下降,还会影响泵的寿命。本文针对影响螺杆泵转数的几个主要因素进行讨论,为确定合理转速提供参考依据。 1、螺杆泵井工况分析 螺杆泵的转速应用与油井的工况相匹配,不同的工况对转速有不同的要求。螺杆泵转速影响较大的因素是原油粘度,原油粘度影响泵的充满系数,当泵的转子旋转时,在泵的吸入口处泵的空腔容积逐渐变大,这时,只要有一定压差,原油便可迅速充满空腔。泵的转速越高,流道内液流的轴向速度就越大。若油液粘度较大,则因其流动性差,泵吸入口的水力阻力将变的很大,油液就不能很快充满吸入腔,使泵的容积效率急剧下降。由于油液不能完全充满泵的密封腔以及油液中大量气泡的产生,造成转子、衬套之间的局部干摩擦,并有剧烈的振动和噪声产生,会对泵的寿命产生严重的影响。对于地面驱动的螺杆泵,还要克服抽油杆柱在井中旋转所受到的流体阻力。根据流体力学,假设牛顿流体μ为常量,在等速旋转的条件下,作用在抽油杆上流体转动阻力为: M=πμd12d22Lω/(d12-d22)(1) 式中,μ为原油粘度,Pa.s;ω为抽油杆旋转角速度,rad/s;L为抽油杆长度,m;d1,d2分别为抽油杆外径、油管内径,m。 由(1)式可见,在粘度较大时,如果转速过高,阻力矩变就很大,不仅会引起泵的机械损失增大,还会对抽油杆的强度造成一定的影响。所以,当抽吸的油液粘度较高时,泵的转速应低些。对于地面驱动的螺杆泵采油系统,常用转速一般为50-200r/min。
螺杆泵采油
螺杆泵采油 发布：多吉利来源：https://www.wendangku.net/doc/2e9820281.html, 减小字体增大字体螺杆泵采油 螺杆泵（PCP，Progressing Cavity Pump）是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。它融合了柱塞泵和离心泵的优点，无阀、运动件少、流道简单、过流面积大、油流扰动小。在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采油方式相比具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点。随着合成橡胶和粘结技术的发展，使螺杆泵也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式。生产厂家主要有美国的Centrilift（Baker Hughes公司的分部）、Amoco、Reda等几个大公司，它们以其雄厚的经济、技术实力，很快就研制成功并进入批量生产阶段，在技术及产品上均处于世界领先地位。在加拿大主要由Corod公司，法国PCM公司，英国的Moyno泵有限责任公司、美国的Kois & Moyno公司，我国现加工制造螺杆泵的厂家有北京石油机械厂、唐山玉联有限责任公司、上海东方、潍坊生建、胜利高原、天津螺杆机械有限责任公司等多家，应用及配套技术也相对成熟，现已成熟的螺杆泵采油配套技术有：管柱防脱技术，杆柱防脱技术、管柱、杆柱扶正技术、螺杆泵井清、防蜡解堵工艺技术。这些配套技术的成功应用使螺杆泵在稠油开采领域得到了较广泛的应用。 一、螺杆泵采油系统 螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式，井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率，国内正处于试验阶段。 1. 地面驱动螺杆泵系统 地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油。就其驱动方式而言，它是一种旋转运动的有杆泵。其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多，地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷，由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱，丝扣损坏，特别是在下泵较深，负荷较大的井中更为严重；另外，在丛式井、定向井和斜井中，常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题，增加了油井因抽油杆失效所造成的损失，使油井作业费用增加。 1）电控箱 电控箱由控制系统、监测和保护系统组成。电控箱完成螺杆泵整机的控制，起着监控和保护作用。 电控箱装有JD-5-V系列保护器，实现电动机的过载、短路、断相、堵转及三相电流严重不平衡自动的保护功能，动作灵敏可靠。 （1）控制系统 合上空气开关后，按下启动按钮，交流接触器得电吸合，接通主电路，使电动机运行，螺杆泵便可正常运转。当准备停止工作时，只需按下常闭按钮，交流接触器失电断开主电路，电动机停止运转，螺杆泵便停止工作。 （2）监测和保护系统 电控箱配有电流表，可监测电动机工作时电流。当电动机启动时或不需要测量电流时，电流表按钮短路，起保护电流表的作用，按下即可读表，得到电流数。 2）地面驱动装置
螺杆泵基本结构及工作原理
螺杆泵基本结构及工作原理 摘要 螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。它具有结构简单、流量均匀、扰动小、携带能力强等优点。在石油资源地位日益重要的今天，如何提高效率降低成本成为我们追求的主要目标，而螺杆泵的发明与使用为我们提供了一种新的有效地原油举升方式，尤其是在含砂稠油或聚驱井中成效尤为明显。本文主要对螺杆泵采油系统的基本结构和工作原理方面进行研究，系统的分析螺杆泵采油系统的工作过程。 关键字：螺杆泵基本结构工作原理 Abstract Screw pump is also called incremental displacement pump, composed of stator and rotor, spiral interference fit of the two form a continuous seal cavity, achieved by the rotation of the rotor motion transmission of media. It has simple structure, uniform flow, small disturbance, carrying capacity, etc. Status in oil resources, increasingly important today, how to improve the efficiency to reduce costs become the main target we pursue, and the invention and use of screw pump provides us a new way of effectively lifting of crude oil, especially in the sand or particularly effective in polymer flooding Wells of heavy oil. This article mainly discusses the basic structure and working principle of oil well using progressing cavity pump systems, the working process of the system of analysis of oil well using progressing cavity pump systems. Keywords: Screw pump basic structure working principle