螺桿泵采油工藝及配套技術(shù)的應(yīng)用

孫 瑩

（大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)公司，黑龍江大慶 163311）

0 引言

螺桿泵采油技術(shù)在現(xiàn)代石油行業(yè)中應(yīng)用普遍，該技術(shù)能大幅度提升石油開采的效率，提高油田產(chǎn)量，為石油開采奠定技術(shù)基礎(chǔ)。螺桿泵的應(yīng)用，使石油能夠被勻速、穩(wěn)定地抽送，確保石油生產(chǎn)的穩(wěn)定性，對老油田有擴(kuò)大開發(fā)作用，提高石油生產(chǎn)量。

1 螺桿泵采油工藝

1.1 螺桿泵采油工藝的應(yīng)用

螺桿泵采油工藝符合石油業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并得到廣泛應(yīng)用。目前，該工藝主要分為無油管型和有油管型，這兩種工藝應(yīng)用于不同類型的油田。螺桿泵作為一種采油設(shè)備，突破了傳統(tǒng)的容積泵和離心泵原理，同時結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)，采油過程流速平穩(wěn)、工作狀態(tài)穩(wěn)定。此外，螺桿泵在稠油藏區(qū)、高沙含量區(qū)以及高含臘油藏區(qū)是不可缺少的重要設(shè)備，解決了很多油田開采中的問題。

1.2 螺桿泵采油現(xiàn)場工藝

螺桿泵采油工藝能根據(jù)采油需求進(jìn)行改變和調(diào)整，如設(shè)計改進(jìn)螺桿泵結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械的精確性和穩(wěn)定性，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)油量。在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員提前預(yù)測油井內(nèi)石油的生產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量調(diào)整螺桿泵的采油額度，在配套設(shè)施方面做好調(diào)節(jié)，進(jìn)而在裝置安防等方面做好技術(shù)設(shè)計。螺桿泵能根據(jù)油田的深度做出相應(yīng)調(diào)整，方便技術(shù)人員監(jiān)測采油工作的進(jìn)程和機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)油井抽出液體的多少，調(diào)整螺桿泵的位置。螺桿泵工作時，采油現(xiàn)場配備相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，監(jiān)測螺桿泵的運(yùn)行。配套技術(shù)的加入能有效地完善采油系統(tǒng)，使螺桿泵采油工藝更加完善、全面。目前，螺桿泵采油工藝已經(jīng)得到普遍推廣，石油產(chǎn)業(yè)也因此得到更好的發(fā)展空間，企業(yè)獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 螺桿泵采油工藝的優(yōu)勢

在螺桿泵采油工藝可分為有油管型和無油管型。國內(nèi)的技術(shù)還有待改進(jìn)，目前主要應(yīng)用的設(shè)備都是小排量、小體積，設(shè)備比較新，耗能小。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，螺桿泵的工作壓力正在不斷減小，這可以延長設(shè)備的使用壽命。國家對環(huán)保有了更嚴(yán)格的要求，環(huán)保型螺桿泵也越來越多地應(yīng)用到石油開采中，螺桿泵能夠有效減少石油泄漏量，改善石油開采中的污染問題。另外，智能型螺桿泵的研發(fā)使用，使該技術(shù)在未來的發(fā)展更加現(xiàn)代化、自動化。

（1）應(yīng)用成本低。相較于其他石油開采設(shè)備，螺桿泵設(shè)備的價格偏低，再加上系統(tǒng)安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單，維修保養(yǎng)成本低，投入經(jīng)費(fèi)更少。傳統(tǒng)的石油開采設(shè)備包括電動潛油泵、水利活塞泵，這些設(shè)備不但投資高，而且后期使用中需要大量的維修保養(yǎng)費(fèi)用，耗費(fèi)石油企業(yè)的人力物力，因此，螺桿泵工藝在投資方面能節(jié)省大量采購及維修費(fèi)用。

（2）操作簡單。螺桿泵設(shè)備相比同類機(jī)械占用空間小。另外，螺桿泵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，只需要少量人員就可以完成安裝工作，并且不需要過多的輔助設(shè)施，還能方便安裝防盜井裝置。雖然螺桿泵便于安裝操作，但仍然需要操作人員有較高的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，以免出現(xiàn)操作失誤。

（3）可應(yīng)用于特殊油藏地區(qū)。螺桿泵采油工藝能應(yīng)用于特殊環(huán)境下的油藏地區(qū)，減少地質(zhì)環(huán)境帶來的影響，使設(shè)備正常發(fā)揮功效。如稠油地質(zhì)環(huán)境，油藏地區(qū)的石油流動性較差，不容易開采，使用螺桿泵工藝開采，能最大程度地提高開采效率，增加產(chǎn)油量。螺桿泵采油工藝具有非常顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，可以有效地杜絕氣鎖現(xiàn)象，使開采工作順利進(jìn)行。

（4）工作效率高。對于石油生產(chǎn)企業(yè)來說，石油開采效率是關(guān)系到企業(yè)生存的重要問題。螺桿泵的工作效率比一般機(jī)械設(shè)備高，經(jīng)過大量的生產(chǎn)實(shí)驗，螺桿泵很少出現(xiàn)設(shè)備故障，抽送流量沒有較大波動，穩(wěn)定性高。

2 螺桿泵采油工藝配套技術(shù)

螺桿泵采油工藝的應(yīng)用需要相關(guān)配套設(shè)備和配套技術(shù)，這樣該工藝才能順利實(shí)施，螺桿泵的性能才能更好地發(fā)揮出來。配套設(shè)備包括地上的驅(qū)動裝置、合理的螺桿泵系統(tǒng)、密封驅(qū)動裝置、匹配的泵型等。在油田開采過程中，抽油桿斷脫和驅(qū)動裝置漏油是經(jīng)常出現(xiàn)的故障，因此，要對這類問題進(jìn)行集中解決，改善螺桿泵采油工藝的配套技術(shù)。

2.1 抽油桿防斷脫技術(shù)

在油田開采過程中，抽油桿卡泵問題一直無法避免，另外就是油井結(jié)臘問題，會造成管道堵塞和設(shè)備停運(yùn)，抽油桿反向旋轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞。防斷脫技術(shù)處理措施包括安裝反轉(zhuǎn)裝置、棘輪機(jī)構(gòu)及回閥等，還可以在鐓段式空心抽油桿中插接裝置，防止抽油桿斷裂，增強(qiáng)設(shè)備的抵抗功能，防止脫扣問題出現(xiàn)。

2.2 密封驅(qū)動裝置技術(shù)

密封驅(qū)動裝置技術(shù)是重要的螺桿泵采油配套技術(shù)，只有對驅(qū)動裝置進(jìn)行密封，螺桿泵采油系統(tǒng)才能避免漏油問題，系統(tǒng)工作效率才能提高。驅(qū)動裝置需要密封的部位包括井口盤根和減速器密封口，這兩處的密封要保證質(zhì)量，進(jìn)行一次密封后，密封效果最低可以持續(xù)15 個月。

2.3 螺桿泵采油系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)

對螺桿泵采油系統(tǒng)的優(yōu)化主要依靠現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，通過計算機(jī)調(diào)整軟件設(shè)定的參數(shù)，收集螺桿泵下井前的各項數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行統(tǒng)計分析，優(yōu)化設(shè)計組裝。通過引用計算機(jī)技術(shù)，還能測試螺桿泵的工作狀態(tài)，如光桿的扭矩、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、向心力大小等。通過系統(tǒng)優(yōu)化，對抽泵進(jìn)行診斷，還能調(diào)整產(chǎn)能、地層壓力等指數(shù)。

2.4 空心轉(zhuǎn)子采油技術(shù)

空心轉(zhuǎn)子采油是一種新型技術(shù)，目前已被投入使用，并且在實(shí)踐中取得了較好效果。該技術(shù)的優(yōu)勢非常明顯，不但能檢測油井各個時間段的壓力值、測試無油管螺桿泵的壓力，還能快速洗井，提高采油效率。

2.5 井下管柱配套技術(shù)

管柱配套技術(shù)是指根據(jù)螺桿泵的具體情況以及油田的采油需求，配套使用合適的抽油桿、油管。實(shí)踐證明，常規(guī)的井下管柱配套標(biāo)準(zhǔn)不能滿足螺桿泵采油工藝的需求，容易造成脫扣等故障。因此，需要進(jìn)行更換，使用Φ75.9 mm 油管以及Φ25 mm H形抽油桿，減少螺桿泵抽油阻力。管柱配套技術(shù)還包括其他機(jī)械配套，如扶正桿柱，要選擇合適材料的扶正器，增加其耐磨性，同時選擇好安裝位置，防止桿管偏位。

2.6 轉(zhuǎn)速調(diào)整技術(shù)

轉(zhuǎn)速調(diào)整技術(shù)一般通過電磁調(diào)速機(jī)實(shí)現(xiàn)，調(diào)整機(jī)器的轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到調(diào)整螺桿泵排量的目的。電磁調(diào)速機(jī)能直接作用于螺桿泵，使螺桿泵在啟動和停機(jī)狀態(tài)下，都能保持低速運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步提高采油過程的平穩(wěn)性和安全性。較大排量的螺桿泵采用變頻控制達(dá)到轉(zhuǎn)速調(diào)整的目的，能保證采油系統(tǒng)電壓保持在安全區(qū)間，防范安全故障。

3 螺桿泵采油工藝缺陷

（1）定子易損。螺桿泵采油系統(tǒng)在長期應(yīng)用中顯現(xiàn)出了一些問題，如抽油泵的總壓頭較小，導(dǎo)致定子容易被損壞，并且維修困難，增加了螺桿泵的應(yīng)用成本。定子受損還會縮短螺桿泵的使用壽命，增加采油成本。

（2）泵需要流體進(jìn)行潤滑。定子正常運(yùn)轉(zhuǎn)中需要使用有潤滑作用的流體，僅依靠液體潤滑會使螺桿泵溫度升高，損害定子的彈性，加速定子老化，嚴(yán)重的還會造成定子損毀。

（3）操作要求高。螺桿泵工藝對操作人員的技術(shù)和專業(yè)能力有較高的要求，操作不當(dāng)會對螺桿泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損害。因此，企業(yè)應(yīng)對相關(guān)崗位人員工進(jìn)行集中統(tǒng)一培訓(xùn)。

4 螺桿泵采油工藝的發(fā)展方向

4.1 研究方向

隨著我國油田開采量的不斷增加，螺桿泵采油工藝的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域也隨之?dāng)U大。未來螺桿泵采油工藝的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)放在改進(jìn)細(xì)節(jié)方面，使系統(tǒng)更具針對性，符合采油工程的具體情況。應(yīng)加快研發(fā)大排量、高揚(yáng)程螺桿泵，增加國內(nèi)油田大排量螺桿泵的數(shù)量，優(yōu)化、更新加工技術(shù)，采用新型的螺桿泵型線，研制新的采油方法和機(jī)械設(shè)備。在提高采油效率的同時，重視采油設(shè)備的節(jié)能性和環(huán)保性，強(qiáng)化采油系統(tǒng)的密封效果，減少石油泄漏，爭取達(dá)到無泄漏。將計算機(jī)技術(shù)更多地應(yīng)用到螺桿泵采油工藝，努力研發(fā)智能化軟件。

4.2 具體措施

（1）構(gòu)建完善的管理系統(tǒng)。石油企業(yè)應(yīng)結(jié)合油田的發(fā)展?fàn)顩r構(gòu)建采油管理系統(tǒng)，把采油工藝和采油技術(shù)統(tǒng)一起來，提高采油系統(tǒng)和配套技術(shù)的匹配度，使配套技術(shù)不斷地貼近系統(tǒng)，將螺桿泵采油工藝的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。高效的管理系統(tǒng)能夠減少能耗，提高工作效率和配套技術(shù)的應(yīng)用水平。

（2）解決螺桿泵采油工藝現(xiàn)存的問題。螺桿泵采油系統(tǒng)還存在漏油、結(jié)構(gòu)不合理等問題，對此，應(yīng)該采取措施加以改進(jìn)。抽油泵泄漏問題，應(yīng)提高管道和機(jī)械設(shè)備的密封性，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)。螺桿泵反轉(zhuǎn)扭矩過大，應(yīng)利用機(jī)器的物理性質(zhì)設(shè)置轉(zhuǎn)動方向，減少設(shè)備故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。螺桿泵采油技術(shù)在我國大部分油田都起著重要作用，是采油作業(yè)不可缺少的設(shè)備，因此，需要對螺桿泵進(jìn)行環(huán)保改進(jìn)，減少能耗，使其發(fā)揮更大作用。

5 結(jié)束語

螺桿泵采油工藝是一種新型的采油技術(shù)，在石油開采工作中發(fā)揮了重要的作用，在應(yīng)用該工藝的過程中，要重視配套技術(shù)的使用和優(yōu)化，使其適應(yīng)不同油田的工作環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境，在實(shí)踐中不斷改進(jìn)螺桿泵的操作。