關(guān)于螺桿泵采油工藝技術(shù)分析

董軍峰+劉紅林

【摘要】隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，螺桿泵采油技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，本文將對螺桿泵采油工藝技術(shù)的基本內(nèi)容和螺桿泵采油工藝技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，以明確螺桿泵采油技術(shù)在采油業(yè)發(fā)展環(huán)境里的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】螺桿泵；采油工藝技術(shù)；聚合物

前言

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，螺桿泵采油技術(shù)也越來越成熟和完善，螺桿泵是一種新型采油機(jī)械，其主要采用地面中的皮帶輪轉(zhuǎn)動作用，使得井下泵能夠勻速的運(yùn)行，并進(jìn)行有效的抽吸，具有慣性損耗較小，適用性較強(qiáng)、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，為我國采油工業(yè)發(fā)展提供了非常關(guān)鍵的技術(shù)保障，螺桿泵的工作原理就是在密封室內(nèi)不斷形成、推移和消失的過程，在這個過程中，主要是產(chǎn)生一種抽吸的作用力，將地下的石油抽出，同時將井內(nèi)液體不斷的排出。螺桿泵采油工藝技術(shù)不僅很好地提升了采油過程的質(zhì)量與效率，還顯著提升了采油過程的運(yùn)行穩(wěn)定性。本文將對螺桿泵采油工藝技術(shù)的基本內(nèi)容和螺桿泵采油工藝技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，以明確螺桿泵采油技術(shù)在采油業(yè)發(fā)展環(huán)境里的應(yīng)用價(jià)值。

一、螺桿泵的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)

當(dāng)前螺桿泵有兩種，包括地面驅(qū)動螺桿泵與潛油螺桿泵，使用非常普遍的為地面驅(qū)動、抽油桿柱傳動的井下單螺桿抽油泵，它的地面驅(qū)動系統(tǒng)直接裝在井口，主要由動力部分、減速器和驅(qū)動頭三部分組成，動力部分通常用電動機(jī)，電動機(jī)通過減速器驅(qū)動抽油桿。驅(qū)動頭裝在一個鑄鐵筒內(nèi)，它是一個整體，由兩個軸承支撐抽油桿柱和液力驅(qū)動頭，另一個軸承保證驅(qū)動軸對中還有兩套密封盤根密封井口和驅(qū)動頭。螺桿泵的結(jié)構(gòu)組成是由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子由特種耐油橡膠永久性地緊附于圓形管材之中制成，定子的內(nèi)表面呈螺旋線型是一個具有圓斷面的單頭外螺旋體，接于油管下端；轉(zhuǎn)子外表面也為螺旋線形，是一個雙頭內(nèi)螺旋體，它由高強(qiáng)度鋼材制成，外層鍍鉻以防腐蝕。轉(zhuǎn)子懸掛在抽油桿下端，位于定子之中。

螺桿泵采油工藝的性能特點(diǎn)。一是投資少；因?yàn)槁輻U泵的結(jié)構(gòu)簡單，只有較少的零部件組成，與電動潛油泵以及水力活塞泵相比，安裝的過程也較為簡單，所以投資較少，而且維護(hù)所需的費(fèi)用也相對少。二是安裝方便；安裝所需要的占地面積小，只需要直接坐在井口套管的四通上，不需要其他，而且可以方便的罩上一個防盜的井口房。三是用途廣泛，螺桿泵不僅可用于抽吸低粘到極高粘度的液體，一般來說，螺桿泵適合于粘度為8000MPa.s（50℃）以下的各種含原油流體開采；還可泵送含磨蝕固體顆粒的液體；同時還可以用于抽吸氣液兩相介質(zhì)，而不會發(fā)生氣鎖，較適合于油氣混輸，但井下泵入口的游離氣會影響容積效率。四是可在高含砂井和高含氣井中使用；在含砂和含氣量較大的油田中均可以使用螺桿泵采油工藝技術(shù)，這主要是因?yàn)槁輻U泵不會氣鎖，相對適用于油氣混合的油田。五是工作效率高，節(jié)能，管理所需的費(fèi)用很低；同游梁式抽油機(jī)比，因?yàn)槁輻U泵不存在由于液柱和機(jī)械轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的慣性損失，而且它的流量也不存在脈動，流動很平穩(wěn)，流速也很穩(wěn)定，這樣就使得泵容積的效率可以達(dá)到90%左右。六是在井口可以有較高的回壓；在不影響抽油作業(yè)正常進(jìn)行的情況下，可以把井口的回壓控制在1.5MPa以內(nèi)或是更高，這樣做的好處是對邊遠(yuǎn)井集運(yùn)輸非常有利。

螺桿泵采油工藝技術(shù)存在的不足就是操作不當(dāng)或是不規(guī)范很容易損害螺桿泵的主要設(shè)施，對操作人員的操作技能要求十分高，同時維修時相對繁瑣，因?yàn)槁輻U泵的定子是最容易損壞的零部件。

二、螺桿泵采油工藝技術(shù)在采油工業(yè)中的應(yīng)用

螺桿泵在實(shí)際工作中的應(yīng)用主要還是根據(jù)油田的實(shí)際情況以及具體的作業(yè)環(huán)境選擇最佳的螺桿泵采油工藝。為了滿足油井的產(chǎn)油需求，以及能夠確保螺桿泵采油系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要做好對螺桿泵進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中，首先要估計(jì)油田的產(chǎn)油量，然后在制定相應(yīng)排量范圍的螺桿泵，最后，選擇其他的最佳配套設(shè)施。這個過程可以總結(jié)為螺桿泵的選擇（包括螺桿泵排量的選擇，首先要確定轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周時螺桿泵的理論排量；螺桿泵揚(yáng)程的選擇）、地面驅(qū)動裝置和電控裝置的選擇、井下錨定器的選擇、井下桿柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)這幾個步驟。如根據(jù)采油現(xiàn)場的情況不同，可以做好螺桿泵采油工藝技術(shù)配套工藝，螺桿泵采油工藝技術(shù)配套工藝包括以下四種：一是大排量螺桿泵采油工藝技術(shù)。大排量螺桿泵采油工藝技術(shù)可以有效解決目前我國采油工業(yè)中存在的問題，提高原油的產(chǎn)量和質(zhì)量；二是高抗扭矩抽油桿。抽油桿在運(yùn)行過程極易因拉力或扭矩過大而斷脫，高抗扭矩抽油桿可以有效解決這個問題，提高抽油桿的使用壽命，有效降低抽油桿的故障發(fā)生率；三是連續(xù)桿配套工藝。隨著連續(xù)桿配套工藝的不斷發(fā)展和進(jìn)步，連續(xù)桿抽油桿廣泛應(yīng)用于螺桿泵采油系統(tǒng)中顯著提升了采油工業(yè)的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率；四是變頻控制技術(shù)。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用于螺桿泵采油系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)速度，不僅可以降低作業(yè)故障發(fā)生率，還可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的基本要求。

當(dāng)前，我國大部分油井的井間大孔道基本上存在，對聚合物驅(qū)油過程產(chǎn)生了一定的影響，嚴(yán)重影響了采油過程的作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量。所以在注入聚合物之后，應(yīng)該封閉井間大孔道。把井下放射性示蹤標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于采油過程中，可以實(shí)時監(jiān)測出井下高滲層的體積，從而通過相應(yīng)的計(jì)算求得科學(xué)合理的堵劑用量。通過井下放射性失蹤標(biāo)記技術(shù)，可以進(jìn)行定量化的計(jì)算，從而顯著提升我國采油工業(yè)的質(zhì)量。

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