大慶油田螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)效率現(xiàn)狀與措施分析

王濤

（大慶油田有限責(zé)任公司技術(shù)發(fā)展部 黑龍江大慶 163000）

螺桿泵采油井內(nèi)部應(yīng)用的泵需要較高黏度的流體潤(rùn)滑，定子的磨損將會(huì)直接影響工作效率，雖然螺桿泵操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確性要求極高，否則會(huì)對(duì)泵體造成很大的損傷。因此，油田螺桿泵機(jī)采系統(tǒng)運(yùn)行周期和效率的提高，能夠降低油田開(kāi)采過(guò)程中所需要的設(shè)備能耗，大幅降低生產(chǎn)成本，對(duì)于此方法的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，油田普遍采用電動(dòng)采油螺桿泵系統(tǒng)，這種系統(tǒng)容易受到井內(nèi)構(gòu)造的限制，如果螺桿泵在生產(chǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)速降低，油井的產(chǎn)液能力受到限制，將在很大程度上影響油田采油作業(yè)的效率。

1 螺桿泵井系統(tǒng)工作效率的現(xiàn)狀

1.1 螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)工作效率需要進(jìn)一步提升

現(xiàn)階段大慶油田螺桿泵舉升工藝逐漸完善發(fā)展，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用螺桿泵的數(shù)量也發(fā)展到了一定的瓶頸期，亟需技術(shù)的突破。研究表明，相較于傳統(tǒng)抽油機(jī)井效率，螺桿泵舉升效率和工藝適應(yīng)性有比較明顯的提升。特別是在電機(jī)負(fù)載率和系統(tǒng)效率方面，螺桿機(jī)采井系統(tǒng)的效率具有較大的提升，螺桿泵的優(yōu)勢(shì)明顯。然而，相較于標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)而言，螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)的工作效率仍然具有可以提升的空間。因此，需要技術(shù)人員對(duì)螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，挖掘螺桿泵機(jī)的工作潛能。

表1 螺桿泵與抽油機(jī)相關(guān)參數(shù)

1.2 大慶油田螺桿泵井系統(tǒng)地面轉(zhuǎn)動(dòng)效率較低

普通的電動(dòng)螺桿泵在進(jìn)行地面作業(yè)時(shí)，螺桿泵的桿管很容易受到磨損耗，因此，螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)地面的轉(zhuǎn)動(dòng)效率較低。就普通的螺桿泵系統(tǒng)模型而言，螺桿泵難以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，螺桿泵下泵的轉(zhuǎn)速規(guī)劃不合理。此外，螺桿泵地面轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)故障的因素較多，如無(wú)法控制螺桿泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、螺桿泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油田井不適合等因素，都會(huì)導(dǎo)致螺桿泵地面轉(zhuǎn)動(dòng)的故障。同時(shí)，螺桿泵本身的材質(zhì)也可能會(huì)影響螺桿泵的工作特性，使得螺桿泵在進(jìn)行系統(tǒng)作業(yè)時(shí)不能有效地協(xié)調(diào)，持續(xù)供液能力較差?，F(xiàn)階段石油公司開(kāi)始利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制油田螺桿泵技術(shù)，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練參數(shù)，加強(qiáng)對(duì)螺桿泵故障因素的分析。目前，油田螺桿泵故障因素的分析結(jié)果尚沒(méi)有得到驗(yàn)證，因此需要專(zhuān)業(yè)人員盡快完善網(wǎng)絡(luò)控制的參數(shù)，及時(shí)優(yōu)化故障診斷的軟件編制，從而避免油田螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)因運(yùn)行不當(dāng)而導(dǎo)致的機(jī)械故障。

1.3 螺桿泵采油工藝技術(shù)尚不成熟

螺桿泵采油是新興的舉升采油方式，具有操作方式相對(duì)簡(jiǎn)單、設(shè)備成本相對(duì)較低，以及采油效果顯著等優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段隨著應(yīng)用規(guī)模和需求量的增大，螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)也需要進(jìn)一步優(yōu)化。我國(guó)的螺桿泵采油工藝技術(shù)尚不成熟，采油設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，需要對(duì)螺桿泵具體原理和性能進(jìn)行進(jìn)一步研究。此外，對(duì)螺桿泵的水力性能、承壓性能以及泵的漏失量研究力度不足，需要技術(shù)人員加強(qiáng)研究力度。在大慶油田的實(shí)際采油過(guò)程中，螺桿泵的排量受到限制，不能發(fā)揮最大效用，因而會(huì)降低油田的產(chǎn)油效率，也會(huì)造成能源資源的浪費(fèi)。如果螺桿泵采油工藝技術(shù)無(wú)法得到改進(jìn)，螺桿泵的漏失量還可能增加，不僅造成石油資源的損耗，還可能污染自然環(huán)境。

2 提高大慶油田螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)效率的對(duì)策

2.1 增加電機(jī)負(fù)載率

國(guó)內(nèi)外的研究顯示，螺桿泵機(jī)舉升系統(tǒng)中的電機(jī)負(fù)載率最少需要達(dá)到額定功率的35%。大慶油田作為我國(guó)最大的油田，其螺桿泵的電機(jī)功率大多能夠到達(dá)35%，其工作狀態(tài)尚處在合理范圍內(nèi)。技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)油田螺桿泵機(jī)電機(jī)負(fù)載率的研究力度，對(duì)螺桿泵的電機(jī)負(fù)載率和系統(tǒng)效率進(jìn)行合理計(jì)算，詳細(xì)分析阻礙電機(jī)負(fù)載率提高的相關(guān)因素，確保電機(jī)負(fù)載率能夠有效提高。

2.2 提高地面轉(zhuǎn)動(dòng)效率

大慶油田在進(jìn)行螺桿泵地面轉(zhuǎn)動(dòng)效率研究之前，首先需要總結(jié)先前的有效經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的螺桿泵地面裝置進(jìn)行研究?，F(xiàn)階段國(guó)際市場(chǎng)中新型螺桿泵地面裝置能夠有效減少齒輪和皮帶傳動(dòng)，提高地面轉(zhuǎn)動(dòng)效率。此外，新型裝置具有相對(duì)穩(wěn)定的性能，需要較低的維護(hù)費(fèi)用。大慶油田需要加強(qiáng)對(duì)新型的螺桿泵地面裝置系統(tǒng)的研究，逐步研發(fā)適合大慶油田實(shí)際情況的地面裝置系統(tǒng)。同時(shí)，大慶油田還需要加強(qiáng)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)上的交流，有效引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備。在利用螺桿泵采油的實(shí)際工作中，大慶油田還需要確定合理的工作速率。良好的工作轉(zhuǎn)速能夠促進(jìn)系統(tǒng)的高效平穩(wěn)運(yùn)行。研究表明，螺桿泵機(jī)系統(tǒng)效率的提高首先需要確保工作轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界的工作轉(zhuǎn)速。

圖1 GLB500 型螺桿泵壓力-有效功率曲線

2.3 選擇合理的泵、井

一般而言，螺桿泵有效功率和泵壓存在相應(yīng)的聯(lián)系，在油田的低漏失區(qū)域增加泵壓和轉(zhuǎn)速能夠有效提高螺桿泵的電機(jī)功率；在油田的高漏失區(qū)域，轉(zhuǎn)速的增加能夠有效降低螺桿泵電機(jī)功率。因此，大慶油田在選擇泵和井的過(guò)程中，首先需要考慮多方面的因素，選擇合適的工作轉(zhuǎn)速，確保泵排量能夠適應(yīng)油井的產(chǎn)量。

2.4 完善螺桿泵采油配套技術(shù)

螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)效率有效提高的同時(shí)，還需要大慶油田為此配備相應(yīng)的采油技術(shù)。大慶油田需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，優(yōu)化洗井工藝，減少螺桿泵洗井過(guò)程中對(duì)油層的不良影響。同時(shí)優(yōu)化油管扶正技術(shù)，確保扶正的安全性和穩(wěn)定性。此外，大慶油田還對(duì)螺桿泵性能的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，為準(zhǔn)確把握螺桿泵的工作狀態(tài)奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

綜上所述，大慶油田在一定程度上滿足了我國(guó)社會(huì)發(fā)展的需求，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。現(xiàn)階段能源消耗與日俱增，為保障大慶油田采油作業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，加強(qiáng)大慶油田螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)的研究刻不容緩。