螺杆泵井采油技术优势.doc

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 production engineering technology level and economic benefits to have the important meaning.
keywords: screw pump; principle; characteristics; advantages; energy saving
螺杆泵采油技术具有举升效率高、占地少，安装、管理方便，井况适应性强等一系列优点，在油田应用极为广泛[1，2]。随着螺杆泵井配套工艺的日益成熟，其工业化应用规模与日俱增，某油田螺杆泵的应用规模不断扩大，结合螺杆泵井各部分特点及管理优势进行分析，对提高螺杆泵井管理水平具有重要指导作用。螺杆泵井采油技术优势仍是一种行之有效的人工采输手段。
1螺杆泵采油技术
1.1基本原理
螺杆泵采油装置是由井下螺杆泵和地面驱动装置两部分组成，二者是由加强抽油杆作为绕轴，把井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下，从而驱动螺杆泵的转子工作。螺杆泵结构如图1所示:井下螺杆泵是由一个单头转子和一个双头定子组成，在两件之间形成一个个密闭的空腔，当转子在定子内转动时，这些空腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动。密封腔在排出端消失。同时在吸入端形成新的密封腔，其中被吸入的液体也随着运动由吸入端被推挤到排出端。最终这些封闭腔随着转子旋转，从泵入口向出口方向移动，并将液体由进口端推向出口端，排入到管线，举升到地面。
1.2螺杆泵的性能特点
（1）质量守恒。油层生产、井筒流动和井下螺杆泵的吸入和排出流体的质量流量相同。
（2）能量守恒。流体从油层流入到井底时，剩余压力等于流体在井筒中流动的起始压力。流体从井底流到泵吸入口处时，剩余压力等于泵的吸入压力。泵排出口处压力与井口套压和油、套管环形空中的液体压降之和平衡。
（3）热量守恒。流入井底流体具有的热量与井口流体剩余热量之差等于流体在井筒流动过程中与周围环境之间的热交换量。
（4）泵的容积效率随压力升高而降低。螺杆泵总效率的高效区较宽，它的最高点大约在容积效率曲线的拐弯处附近。在这一区域泵开始被“击穿”，容积效率开始急剧下降，但还不是大量下降，机械效率已接近最大值。总效率最高，这一区域为泵的最佳工作区域，泵在这一区域效率最高，而且寿命长。
（5）在泵口压力相同的情况下，下泵越浅，流压越高，产量越低。反之，下泵越深，流压越低，产量越大，△pf越小。下泵深度可以超过油层中部，当△pf降到零，也就是流压的最大限度，降低值为零。
（6）螺杆泵工作转速推荐：50—200r/min。螺杆泵容积效率应大于20%，否则长期运转会烧泵，合理沉没度200-500m。
1.3螺杆泵的选择
（1）根据油井出液量分级，选择一个在最低内部流速及最低螺杆泵转速条件下，满足油井液量的螺杆泵。
（2）根据下泵深度，对每级的泵分类，力求达到螺杆泵的最大寿命。
（3）选择合适的材料使螺杆泵达到最佳性能及使用寿命最长。
1.4螺杆泵适用条件
（1）油井天然气含量不能太高。
（2）原油含砂要小于1%，大于1%的井要配合防砂一起实施。
（3）井液粘度≤3000mpa.s
（4）严重出砂井采液强度不能过高，一般情况下产液量维持在15t/d以下为宜。
（5）油井必须具有一定的供液能力，保持100米以上沉没度。
1.5螺杆泵应用优势
（1）节省投资，螺杆泵和电泵、抽油机相比结构简单，价格低。
（2）地面结构简单，安装方便。
（3）泵效高、节能降耗。、方便管理，管理费用低
（4）适应粘度范围广，可以举升稠油， 比较适宜于稠油冷输。
（5）适应高含砂井，在对付出砂井方面具有更广的适应性。
（6）变频控制，实现无极调速。
（7）防反转装置采用棘轮棘爪式，简单、可靠、灵活、实用。在泵停止工作时，防止在液柱压力下瞬间杆柱高速反转，造成抽油杆脱扣带来不必要的检泵作业
（8）停泵时，在某些情况下，砂沉积在泵上部与有杆泵相比恢复工作可可能性更大。
（9）安全防护功能（防反转功能、皮带防护罩、方卡防护罩等）辅助功能测试、防盗等。
1.6螺杆泵管理要点
（1）要经常检查齿轮箱内的机油是否足够，检查齿轮箱上的通气孔是否堵塞，每半更换一次机油。
（2）发现电流回压异常增高，应及时洗井。
（3）对于出砂含水高的井，要尽量少停井，以防砂卡泵，造成断脱。
（4）螺杆泵井出现泵况时，用憋压法憋泵，井口压力不能超过驱动装置密封承压能力2.5mpa，否则易造成井口漏油。憋泵完成后应快速打开生产闸门，并严格控制憋泵时间。 否则有安全风险。
（5）对于套管气大的井，要尽量将套管气放掉，以防气窜入泵内导致转子和定子干磨烧毁定子。
1.7缺陷
（1）目前在用螺杆泵扬程低，限制了在某些井的应用。
（2）螺杆泵井品种多，相互之间不兼容，配件通用性差，造成浪费。
（3）螺杆泵排量低，限制了在低检泵周期井上的推广。
（4）从检泵作业统计来看，由于杆、管故障造成作业占很大比例，这就影响了螺杆泵井的检泵周期。
2效益评价
研究表明，螺杆泵系统的总体效率与抽油机井相比高出10-15个百分点。一般抽油机井系统效率在20%-40%之间，而螺杆泵井系统效率可达25%-55%之间。螺杆泵井的匹配功率一般在15-30kw之间，而普通抽油机匹配功率在17-55kw之间。螺杆泵井比抽油机井的系统效率高出0.77个百分点，螺杆泵井比抽油机井日节省电量105.4kw。
3结论及认识
（1）制造和使用成本低廉，适应高粘度、高含砂油井，可以举升含砂量大的稠油。
（2）举升高度有限，一般在800-2000m。
（3）驱动装置结构简单、体积小、运行可靠，密封光杆的动密封采用机械密封，置于减速箱上便于更换。
（4）存在严重的油管蠕动及杆管偏磨问题，油管必须加以锚定及应用防偏磨技术。
（5）定子所用材料为橡胶，易在井下恶劣环境中老化、磨损，致使泵失效。
（6）变速箱与盘根盒之间的缝隙过小，给日常加盘根等维护工作带来了一定困难。虽然螺杆泵的弊端显而易见，但其制造和使用成本低廉，非常适用于稠油出砂井的优点是主要的，因此螺杆泵采油技术仍是一种行之有效的人工采输手段。