螺桿泵直驅(qū)裝置應用效果評價

姚慶童（華北油田公司第五采油廠）

隨著螺桿泵及其配套工藝的日趨成熟，螺桿泵、抽油機和電潛泵已經(jīng)成為油田上常用的三種舉升采油方式。在相同條件下，螺桿泵較抽油機和電潛泵具有泵效高、投入低、能耗低等優(yōu)點。而且在稠油、低產(chǎn)、出沙類油藏的應用中，抽油機和電潛泵無法滿足生產(chǎn)需要，而螺桿泵在這類油藏的開采中表現(xiàn)出了較好的適應性，因此得到了大力的推廣。常規(guī)螺桿泵的驅(qū)動方式為傳動驅(qū)動，動力由電動機的輸出端經(jīng)皮帶、鏈條、齒輪等傳動到光桿，用來帶動抽油桿轉(zhuǎn)動，從而達到驅(qū)動螺桿泵轉(zhuǎn)子的目的。但由于常規(guī)螺桿泵中間傳動環(huán)節(jié)較多，造成的動能損失和故障率也會相應的提高。直驅(qū)式螺桿泵作為常規(guī)螺桿泵的改進型，實現(xiàn)了螺桿泵驅(qū)動裝置的成功簡化，為螺桿泵井生產(chǎn)提供了一種新型驅(qū)動方式，較常規(guī)螺桿泵具有能耗少、穩(wěn)定性好等特點[1]。

1 技術(shù)原理及特點

螺桿泵直驅(qū)系統(tǒng)主要由螺桿泵直驅(qū)電動機和電氣控制柜兩大部分組成，電動機采用高性能永磁力矩伺服電動機，光桿直接從空心軸穿過，伺服電動機直接驅(qū)動光桿。電氣控制柜采用先進的電動機矢量位置控制方法，通過匹配的正弦波輸入信號進行控制，見圖1。

技術(shù)特點：

圖1 螺桿泵直驅(qū)裝置圖及部分簡圖

1）高效節(jié)能。永磁力矩伺服電機具有比異步電機更高的效率，更寬廣的高效區(qū)，同時去掉常規(guī)減速環(huán)節(jié)后，傳動系統(tǒng)的效率明顯提升，直接驅(qū)動裝置比原有螺桿泵傳動裝置節(jié)能效果非常顯著，現(xiàn)場試驗表明，在同等排量下，綜合節(jié)能可達到25%以上[2]。

2）結(jié)構(gòu)簡單、可靠。電動機采用空心軸結(jié)構(gòu)直接安裝在井口上，無減速箱，通過方卡子抱緊光桿，直接驅(qū)動，大幅減少了中間環(huán)節(jié)，故障點減少，電動機基本不需要任何維護，可靠性有效提高。

2 試驗情況

2.1 試驗效果

為了降低螺桿泵井生產(chǎn)能耗，減少螺桿泵井故障率，提高螺桿泵井生產(chǎn)效率，2013年開展了螺桿泵直驅(qū)裝置的研究，并在澤70塊的30口螺桿泵井現(xiàn)場安裝，澤70塊共有33口螺桿泵井，生產(chǎn)狀況為平均日產(chǎn)油3.74 t，平均含水65.8%?，F(xiàn)對其中的6口油井安裝電表對油井耗電情況進行了監(jiān)測，見表1。

表1 加油井耗電情況

在油井各項生產(chǎn)參數(shù)未變情況下，單井平均日節(jié)電21.5 kWh，平均綜合節(jié)電率26.6%[3]。

2.2 經(jīng)濟效益計算

1）單井應用螺桿泵直驅(qū)裝置后，節(jié)電率按平均值26.6%計算，年累計節(jié)電0.781×104kWh，按照電價0.77元/kWh計算，年節(jié)約電費約為0.6萬元。

2）應用螺桿泵直驅(qū)裝置后較普通螺桿泵傳動系統(tǒng)維修次數(shù)減少2次/年，單次維修費用按照0.3萬元，維修時間按2 h計算，增加原油產(chǎn)量0.62 t，按照原油平均價格4 663.07元/t，年增加經(jīng)濟效益0.9萬元。

單井應用螺桿泵直驅(qū)裝置后年可獲經(jīng)濟效益1.5萬元。

2.3 投入回報期

螺桿泵直驅(qū)裝置的設備單價為8.7萬元，普通螺桿泵的設備單價為7萬元，可見螺桿泵直驅(qū)裝置較常規(guī)螺桿泵雖然初期投入較大，但設備運行1.2年后即有產(chǎn)出效益。

3 結(jié)論

1）螺桿泵直驅(qū)裝置技術(shù)成熟，在原油生產(chǎn)上切實可行，該設備的應用可提高了螺桿泵設備的工效和能源利用率。

2）該項技術(shù)的應用推廣，減少了生產(chǎn)的能源消耗，減輕了工人的勞動量，降低了設備維修投入，同時具有節(jié)能見效快的特點，為降低噸油成本做出了巨大的貢獻，具有良好的節(jié)電效果和可觀的經(jīng)濟效益。

3）目前，大部分油田開發(fā)已經(jīng)進入中后期，稠油、低產(chǎn)、出沙類油藏較為普遍，怎樣開采好這類油藏已經(jīng)成為當務之急，而推廣應用先進的螺桿泵采油技術(shù)不失為解決這道難題的好方法。

[1]吳仕貴,馮永泉.螺桿泵優(yōu)化設計方法及應用[J].石油鉆采工藝.1997(1):73-77.

[2]姜新通,朱春燕,趙振奎.地面直驅(qū)式螺桿泵系統(tǒng)[J].黑龍江科技學院學報.2009(2):125-128.

[3]雷瑩.螺桿泵驅(qū)動裝置技術(shù)評價[J].石油石化節(jié)能,2013,3(5):29-30.