螺杆泵采油技术
电潜螺杆泵
第二章电潜螺杆泵 第一节井下采油单螺杆泵的现状及发展 摘要井下采油单螺杆泵因具有较高的系统效率而日益受到重视。目前已开发的并下单螺杆泵有地面驱动采油单螺杆泵、电动潜油单螺杆泵、单螺杆波动机—单螺杆泵装置和多头螺杆泵。筒述了单螺杆泵定于衬套选用的材料和转子的表面处至方式，介绍了单螺杆泵在国外的使用情况。指出井下采油单螺杆泵主要朝增大泵的下井深度，加大泵的排量，延长泵的使用寿命和拓宽泵的使用范围等方向发展。最后就国内开发和推广螺杆泵工作规划提出了建议。 前言 井下来油单螺杆泵作为一种实用的采油机械应用于石油工业已有20多年的历史。1986年大庆油田从加拿大Griffin公司引进螺杆泵在油田试用，从此国内厂家便开始了较系统地研制井下采油螺杆泵。螺杆泵的结构非常简单，特别适合于高粘度、高含砂量的油井，并且有较高的工作效率。 美国一石油公司曾对螺杆泵采油系统、电动潜油离心泵和有杆泵抽油系统3种采油设备，在水驱采油井中进行了同样条件下的采油试验。试验结果表明，3种采油系统的效率分别为63．4％、52．4％和50．4％，其中螺杆泵采油系统的效率最高。此外，螺杆泵采油系统的装备投资费用比另外两种采油装备低20％—30％以上。 主要结构型式 目前，井下采油螺杆泵大致可分为以下4种结构型式。 1．地面驱动采油单螺杆泵 地面驱动采油单螺杆泵是井下来油螺杆泵中最简单的结构型式，也是国内外井下采油单螺杆泵采用的主要结构型式。由于是利用抽油杆传递泵所需要的扭矩，因此在大徘量情况下很难实现深井采油。 地面驱动单螺杆泵的驱动头动力主要由电动机或液马达提供。由电动机作动力的驱动头，有的采用变频调速，有的利用胶带和减速器共同调速，还有的直接利用减速器调速。利用液马达作动力调节泵的转速非常方便。 2．电动潜油单螺杆泵 电动潜油单螺杆泵的最大特点是不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业。 较早开展这种泵的研究工作的是前苏联和法国。近年来，美国等发达国家也开始重视电动潜抽螺杆泵的开发，并在多砂、高粘深井、定向井、水平井中应用，取得了很好的效果。在某些情况下，电动潜油螺杆泵的使用寿命甚至比电动潜油离心泵高5倍。电动潜油螺杆泵寿命的提高，大大降低了采油成本，使一些原经济上无开采价值的油井有了良好的效益。电动潜油螺杆泵由螺杆泵、柔性轴、装有轴承的密封短节、齿轮减速器和潜油电动机等组成。为了使泵的旋转速度降到500r／min以下，有以下3种方案可供选择。 (1)采用6极潜油电动机，在60HZ时，电动机的转速为1000r／min,再利用变速装置，转速可以降到500r ／min以下。 (2)采用4极潜油电动机，在60HZ时，电动机的转速为1700r／min，再利用单行星齿轮减速器减速(如 传动比4：1)，转速可降到425r／min以下。 (3)采用2极潜油电动机，转速为3500r／min，配传动比9：1的双行星齿轮减速器，可将速度减至400r ／m in以下。 由于选择4极和6极电动机会降低电动机效率，减小启动扭矩，增加装备费用，因此第(3)种方案为
电动潜油螺杆泵技术及其推广应用
电动潜油螺杆泵技术及其推广应用 摘要：电动潜油螺杆泵作为目前在油气田开发的广泛运用的新型抽油泵设备，能够在处于高含气、高含砂、高粘度稠油及斜井原油开采工作中，具备独特应用技术优势。本文主要结合自身工作经验，分析电动潜油螺杆泵的技术及具体运用和推广前景。 关键词：电动潜油螺杆泵;技术推广;应用 电泵在各领域由于其排量大扬程高的优势特点广泛运用，但是其技术局限所致无法运用于高含气、高含砂、高粘度稠油及斜井的开采工作中[1]。而近些年广泛运用的一种新型技术设备，电动潜油螺杆泵技术运用于油田开采工作中，获得了较好的运用成效。 1 电动潜油螺杆泵技术原理及工作特点 1.1 电动潜油螺杆泵技术原理 在运用电动潜油螺杆泵技术过程中，电潜螺杆泵机组能够将减速器、电机、挠性轴、保护器以及螺杆泵和电缆，送至井下地面管线链接螺杆泵及油管[2]。地面电网的电源竟有变气压。接线盒与控制柜相连之后，经由电缆运送电能至井下的电机，电机旋转至减速器及挠性轴驱动泵，之后将井爷旋转举升到地面。 1.2 电动潜油螺杆泵工作特点 电动潜油螺杆泵的运用相较杆泵主要具备的技术优势特点如下[3]：其一节能，越是稠油反而能够行之有效的降低能耗;其二为不发生气锁同时还能够达到破乳的作用;其三可以平稳连续抽吸，从而避免扰动油层情况;其四该技术并未存在抽油杆，因此有效减少了由于抽油杆存在所致的脱扣及磨损损失情况;其五该技术能够运用于定向井、斜井以及水平井中;其六该技术的所占地面空间较小，井面并无存在噪声、泄露平日的管理工作液比较简单;其七能够
行之有效的提高泵下深及排量;其八泵下的机组发热能够有效取得泵下加热的作用。 电动潜油螺杆泵的运用相较电泵主要具备的技术优势特点如下：其一虽然运用了等同的电机，但是处于同样的扬程及排量情况下，运用的电量相较电泵明显较小;其二电泵的常规工作转速是2900r/min，而电动潜有螺杆泵主要以150～360r/min为主;其三为运用了等同的保护器、电动油以及小扁电缆和动力电缆;其四为该系统的运用效率较高且对粘度较高的井同样如此;其五为乳化井液情况较小，并非如同电泵一样剧烈;其六在油液中存在蜡质不会轻易结垢于泵筒内;其七泵内的自由气含量在超出15%情况下，需要加设气体分离器，但是潜油螺杆泵处于泵内的自由气含量低于40%情况下，无需考虑气体分离这一问题。 2 电动潜油螺杆泵技术指标及选井要求 2.1 电动潜油螺杆泵技术指标 在运用电动潜杆泵采油系统工作实践中，主要的技术指標包括如下：以20～150m3/d的排量、1000～1800m的扬程以及超出200m沉没度的下泵深度。 2.2 电动潜油螺杆泵选井要求 主要选井需求如下：首先51/2”套管适用于θ120通井规，7”套管适用于θ155通井规、95/8”套管适用于θ218通井规，确保通井的绝对顺畅;其次需要确保油层能够具备极强的供液能力，确保具备超出300m的沉没度;再者需要确保产液含沙量的体积、出砂井均低于5%;最后控制井液的粘度低于5000MPa·s，以及油层的温度需要控制在120℃以内。 3 关键技术设计分析及现场运用效益 3.1 关键技术 如何在实践工程中运用电动潜油螺杆泵的技术关键，主要在于如何能够保证潜油电动机、潜油螺杆泵，借助各种传动部件以及相应的响应保护装置，确保组件之间能够互相协调、匹配、一致，并且能够实现较高功率传递效率，保证传递过程平稳，整个电动潜油螺杆泵的机组具
采油工艺技术在油气田开发中的应用和意义
采油工艺技术在油气田开发中的应用和意义 石油的开发和利用给人们的生产、生活带来了很大的便利，我国地大物博、幅员辽阔，石油矿藏的储量也是十分的丰富，但随着工业技术的不断进步，油气开采量的逐年增加，使许多的油田进入了开采的中后期，出现了高渗透、低产能的现象，这就使石油科技工作面临着巨大的考验和挑战，如何才能让采油工艺技术在油气田的实际开发中得到合理的应用，成为当代石油人所关注的焦点。 标签：采油工艺技术；油气田开发；应用；意义 随着我国加入世贸组织的脚步，国际形势的波动给我国的经济带来了不同程度的影响，尤其是石油业的发展，其价格的高低直接影响到石油开采技术的创新与发展，而且到了90年代，我国许多大型油田都到了开采的衰竭期，这就给采油工艺技术提出了更高层次的要求，为了使石油经济得到稳步的发展，对油气开发技术的研究已经成为当下所面临的重要课题。 1 油气开采中人工举升技术的合理应用 采用人工举升技术进行油气开采的主要目的在于节约成本，提高产能，从而提高石油企业的经济效益，向着高效能、自动化、智能化的方向迈进。具体有：有杆采油技术、电动潜油泵采油技术、螺杆泵采油技术、气举采油技术等等。 1.1 有杆采油技术的应用及意义 有杆采油技术的主要设备就是抽油机，抽油机的种类有很多：前置型、低矮型、液压缸式等等种类和型号，可以根据油田地理位置及自然环境的不同进行合理的选择和应用，比如说对于高含水、低渗透的油气开采可以运用增大冲程式或液压缸式的抽油机，而如果碰到定向井、斜井或垂下井就需要使用紧凑型的抽油机，这样运作起来才能更有利于油气的开采，达到节能降耗的目的。 1.2 电动潜油泵采油技术的应用及意义 对于含气量较大的油井采用电动潜油泵采油技术可以有效的降低污水处理的成本，给这些老油田注入新的活力，而且电动潜油泵采油技术在高含水期油井中的使用可以做到油水的有机分离，而且非常的环保，是未来发展中必不可少的一项采油技术，对于油气井经济效益的提高能起到明显的作用。 1.3 螺杆泵采油技术的应用及意义 近年来，油井出现含砂量大、含气多且油稠等等特点，为了解决这一问题，许多的石油公司采用了螺杆泵采油技术，而且随着科技水平的进一步提高，螺杆泵也得到了改革与创新，无杆螺杆泵、多叶片螺杆泵等等，都在为油气开发起着不可忽视的作用，而且更加高级的可以实现井下自动调控以达到井下开采的最佳
关于螺杆泵采油技术分析和应用的研究
关于螺杆泵采油技术分析和应用的研究 发表时间：2019-11-18T09:30:10.470Z 来源：《防护工程》2019年14期作者：吴玉萍李瑞平[导读] 我国多数油田的开采业已迈入中后期，地质特点、油藏分布等因素，给油田的开采带来的不小的难度。长庆油田分公司第一采油厂王窑采油作业区陕西延安 716000 摘要：现阶段，采油企业的技术研发部门，在企业“提速增效”的前行背景下，开启了新一轮的技术改革。螺杆泵采油技术作为新型采油技术，具有结构简单、整体耗能低、操作稳定性好、轴向流动的连续性强等特点，具有着较高的应用价值。新一轮的发展中，需健全螺杆泵工作体系，做好螺杆泵技术优化，以适应采用工程项目发展的要求。本文就螺杆泵的工艺特点及应用中的常见问题进行了分析，并基于采油生产的实际，提出了螺杆泵采油技术应用的有效策略。 关键词：螺杆泵；技术；分析；应用 当前，我国多数油田的开采业已迈入中后期，地质特点、油藏分布等因素，给油田的开采带来的不小的难度。这就需要采油企业的技术管理部门需充分借鉴国内外先进的采油技术模式和经验，不断提升油田采油能力[1]。在这一探索过程中，采油企业通过对螺杆泵采油技术的实践和改良，通过健全采油技术体系，做好螺杆泵技术优化，收到了较好的成效，成为提高油田的经济效益的有力推手。 1.螺杆泵的工艺特点 螺杆泵作为机械采油的核心设备，在生产中具有中重要地位。以螺杆泵为核心的采油技术较好地实现了离心泵液流稳定性及容积泵效率的结合，该种采用技术相对于油梁式抽油机、电动潜油泵，具有结构简单、整体耗能低、操作稳定性好、轴向流动的连续性强等特点，且投资成本也相对较低。尤其是在采油的粘度比较大，在高含沙井方面的技术特色更为鲜明。这些较大的技术优势促成了这一采油模式的不断推广。螺杆泵采油工艺系统由地面驱动设备模块、抽油杆柱模块、螺杆泵模块组成[2]。其中，工艺系统的驱动装置主要位于作业区的地面，安装在井口的位置。驱动系统主要用于提供原动力供给及轴向承载的作用，并通过装置调节实现变速、减速。工艺系统中的抽油杆模块作为地面驱动模块和螺杆泵模块的结合部，主要实现动力的传导。工艺系统中的螺杆泵模块，其井下部分主要由定、转子两部分组成，其中转子部分的强度大、精度高；定子部分由橡胶材料过程具有抗腐蚀和抗油的特点。并在齿轮、皮带等设备的综合运用下，实现对原油的举升。在工艺改造的过程中，螺杆泵采油工艺系统的安装也十分的简单，可直接放在井口套管的四周，占地面积也性对较小。 2.螺杆泵应用中的常见问题 当前，我国的螺杆泵采油系统的完善程度不高，运行中也容易出现多方面的问题。因此为适应当前采油企业的发展要求，需对螺杆泵采油工艺的问题进行深入地分析。螺杆泵采油技术在应用实践中应在螺杆泵的润滑和检修方面出现一定的问题，不利于螺杆泵的持续性地作业。首先，就螺杆泵的润滑处理工作而言，需严格控制润滑剂的用量和品质，若其质量过大则会在较大程度上导致螺杆泵的使用效率受到影响[3]。特别是低粘性润滑剂的使用，会导致螺杆泵系统设备内的运行温度过高，这将在一定程度上导致原油的开采效率。当工作温度接近临界点的时候，螺杆泵的定子弹性及活性都会减退，进而出现螺杆泵的提前老化的问题。这就要求岗位人员对螺杆泵运行的性能和操作规范有着较为明确的认知，及时填注并定期检测。若未能按工作要求完成润滑油的保养作业，将直接影响到螺杆泵系统的稳定性。其次，螺杆泵的运行过程中，需对其展开定期的维保作业，对其设备磨损情况进行合理的评估。不可忽视的是，我国原油开采的作业环境相对恶劣，叠加设备运行和维护人员自身职业能力等方面的缺失，直接导致我国开采中运行的螺杆泵已出现早期的受损情况，未能达到其规定的服役期限。在实际的工作中，部分技术人员未能针对采油工作的环境和设备工作的状态来展开早期的管理，而是沿用定期的维护保养制度，导致在日常工作中由“小问题”拖成了“大毛病”，现场质量的监督及管理水平有待于进一步地提高。 3.螺杆泵采油技术应用的有效策略 3.1加快技术研发 油田开采中后期的背景下，企业面对资源下行和需要上扬间的不平衡，“提速增效”成为油田企业发展中的必然出路。而企业的提速增效必将以技术的研发和实践为基础。就油田企业的发展规律而言，油田采油技术的运行效能直接决定了采油企业的生产能力和生产效益。通过运用技术手段，全面提升原油的开采总量和提高单井或多井的采油效率[4]。油田企业需在加大螺杆泵采油技术研发的经费投入、加强螺杆泵采油技术的交流与合作、突破螺杆泵采油技术的关键节点来提升油田开采的经济效益。 3.2确保设备更新 油田企业的设备管理部门要充分借鉴国内外先进的螺杆泵采油技术应用的模式和经验，在对开采技术论证和油藏特点调研的基础上，通过技术模型分析和实地勘测，优化螺杆泵采油技术的同时，不断加大油田企业螺杆泵新设备采购的资金投入，以新设备性能的提升为采油效益的提升夯实基点。在这一过程中，应对现有螺杆泵的设备性能进行全面的评估，制定出合理的分批优化规划，实现新设备投入和成本支出效益的平衡。 3.3推动人才培养 开采进入中后期之后，复杂的地质条件和多元化的系统选择对油田企业的技术研发和管理团队提出了更高的要求[5]。螺杆泵采油技术优化中应将人才队伍的建设放在突出位置。在加大新型技术人才的引入力度的同时，油田企业内部应建立合理的螺杆泵采油技术管理人才的选拔机制，通过甄选和推荐，完成螺杆泵采油技术人才数据库的建立，对内部的工作人员建立多效岗位标签，以应对突发性螺杆泵采油技术问题，并为后续油田企业技术的升级与发展打下良性的基础。 综上所述，在我国油田开采进入中后期的现实下，螺杆泵采油技术的运行效能直接决定了油田企业生产能力和生产效益。而加强螺杆泵采油技术的交流与合作、突破螺杆泵采油技术的关键节点，并结合运维管理、人才引进等辅助策略，才可助推螺杆泵采油技术优化应用背景下原油开采节能增效这一目标的达成，进而油田生产效能和环节效益的双提升。参考文献： [1] 房明. 关于螺杆泵采油工艺标准化的应用策略[J]. 化工管理,2017,0(22). [2] 胡娟华. 螺杆泵采油工艺及配套技术的应用探讨[J]. 化工管理,2016,0(11). [3] 陈思远. 对螺杆泵采油工艺技术应用的探讨[J]. 化工管理,2017,0(24).
采油系统概述
（1）当前主要应用采油系统的特点是： ①有杆泵采油系统的特点 抽油机发展时间最长，技术比较成熟，工艺配套完善，设备可靠耐用，故障率低。其缺点是抽深和排量都不如水力活塞泵和射流泵，单独排量不如电动潜油泵，柱塞泵对于出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性物质的井都会降低容积效率和使用寿命。抽油杆在不同程度腐蚀环境中承受着大交变载荷运行，产生腐蚀、磨损和疲劳破坏，还与油管存在偏磨，故障率升高，而且整个系统抽油时还要做举升抽油杆的无用功，由于抽油杆重量较大，因而这种抽油方式的效率比较低下。 地面驱动螺杆泵采油系统优点是地面设备体积小，对砂、气不敏感，能适应高气油比、出砂井，对高粘度的井也能适应。缺点是抽油杆存在管杆偏磨问题和脱扣问题，而且抽油杆限制了系统在定向井、水平井等特殊井的应用。螺杆泵的定子容易损坏，增加了检泵费用。定子橡胶不适合在注入蒸汽井中应用。螺杆泵的加工和装配要求较高，泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。 ②无杆泵采油系统的特点 电动潜油泵采油方式具有井下工作寿命长、排量大、井上装置容易、管理方便、经济效益明显等优点，缺点是潜油电泵下入深度受电机额定功率、套管尺寸和井底温度所限制，特别是大型高功率潜油电机的使用寿命会由于井孔没有足够的环形空间冷却而大大缩短。而且多级大功率潜油电泵比较昂贵，使得初期投资比较高，特别是电缆的费用较高。由于整套装置都安装在井下，一旦出现故障，需要起出全部管柱进行修理，导致作业费用增加和停产时间过长。井下高温容易使电缆出现故障，高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使举升效率降低，而且会因气锁使潜油电泵发生故障。 潜油螺杆泵采油的最大特点是螺杆泵和潜油电机都处于井下，因而不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业，具有很多优势，但也存在一些不足。螺杆泵的缺陷与地面驱动螺杆泵系统相同，缩短了检泵周期。采用减速传动装置的潜油螺杆泵系统，减速装置也影响了系统的效率和可靠性。 水力活塞泵其优点是扬程范围较大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。缺点是地面泵站设备多、规模大，动力液计量误差未能完全解决。
第三篇 第四章 水平井采油技术
98 第四章 水平井采油技术 在海洋油气开发中，水平井已经成为主要的完井方式。通常，水平井是指井眼轨迹达到水平（90o左右）以后，再继续延伸一定长度的井（延伸的长度一般大于油层厚度的六倍）。水平井有垂直段、弯曲段和水平段，根据井的曲率半径和造斜率的大小不同，水平井有不同的特点。由于这种差别在采油方法的选择上各类水平井都有其自身的特点，必须根据这些特点优选最佳机械采油方法。本章主要讨论大斜度水平井的机械采油方法和生产管理特征。 第一节 水平井采油特征 由于水平井形成的油气渗流方式不同，其采油方法与设备的应用有其特点。 一、水平井渗流特性 用直井或斜井钻穿层状油藏，它所钻开的油层井段只相当于或稍大于油层本身的厚度。用水平井钻开油层，则水平井段可以在油层内延伸长达数百米，有更多的机会穿过裂缝并使之连通，泄油面积大，从而大大提高了油井的生产能力。但是水平井的特点并不只是增加了泄油面积，而是改变了产层内流体的流动条件。使流体由通常的径向流变成平面流。戴维奥等一些专家分析研究了水平井采油的理论与实践，形象地指出，如果水平段的长度比油层的厚度大得多，那么它的采油就会完全象从垂直裂缝中采油一样。这准确地描述了水平井采油的流动特性。 在水平井中常见的问题是出砂、出气、出水和产量的变化。裸眼或割缝筛管井筒容易出现这些问题，而且修井困难。尤其是在井筒横穿气顶油藏或者水层时，几百米的割缝筛管或裸眼的挤水泥作业是个很复杂的问题。 在这些井中有一个明显 的特点是，水平井段本身实际上形成了一个长而细的卧式气体分离器。当流压低于饱和压力时，水平井段的游离气体沿水平段汇集，并沿井筒上升直至地面，这简直就象自然间歇气举。在1口1800m 深的井内，只需几分钟的时间就可以使井底流动压力在土0.67MPa 的范围内变化。因此，在进行人工举升时必须考虑这个问题，特别是容积泵，所受影响较大，容易产生气锁，使举升效率降低。 图4-1 水平井裸眼预充填砾石绕丝筛管完井示意图
单螺杆泵型号及参数
【G型单螺杆泵】产品: 【G型单螺杆泵】产品简介： 生产的G型单螺杆泵在发达国家已广泛使用，国外多数称单螺杆泵为“莫诺泵”《MONOPUMPS》，德国称为“偏心转子泵”。由于其优良的性能，近年来在国内的应用范围也在迅速扩大。 它的最大特点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动动小、自吸能力高，这是其它任何泵种所不能替代的。 我们对国外（如：德、英、法、日本等国）生产的单螺杆泵及国内同行业的产品，作了分析与研究，博取众长，对自己的产品进行不断的改革创新。目前我单位的产品已自成一个体系，压力为0.6~1.2MPa,特殊要求压力可达3MPa，可满足广大用户对单螺杆泵的不同需求。 我单位生产的泵，质量可靠，实行三包，价格也相对较低，同时确保备品备件的正常供应。 本单位热忱为广大用户服务，接受用户对特殊要求单螺杆泵的设计和制造任务 【G型单螺杆泵】型号意义：
【G型单螺杆泵】工作原理与特性： G型单螺杆泵是按迥转啮合容积式原理工作的新型泵种。主要工作部件是偏心螺杆（转子）和固定的衬套（定子）。由于该部件的特殊几何开头分别形成单独的密封容腔。介质由轴向均匀推行流动。内部流速代低，容积保持不变。压力稳定,因而不会产品涡流和搅动。单螺杆泵被广泛用于各行业输送各类介质，恒压连续运行，无脉动，介质输送无破损，通过调节转速改变流量从而达到计量的目的。本产品适合输送具有以下特性的介质：固体含量高(最大粒径可达150mm)或无固体含量|各种粘度(1mPas-3百万mPas)的介质|触变性和易膨胀性介质|剪切敏感性介质|磨蚀性介质|有/无自润滑性的介质|腐蚀性介质(pH=O-14)|粘结性介质|有毒性介质|流量大、压力高·流量范围从每小时几毫升到500m3(2200gpm)·压力范围最高可达48bar，特殊设计可达72bar。同一种传动部件可与四种不同设计的转子/定子匹配，为您提供最佳使用方案。 针对不同的应用领域，选用不同的金属材料，从铸铁、镍铬钢到耐酸材料、哈氏合金及钛合金。弹性材料可选用耐磨的、耐油的、耐酸的、耐碱的橡胶，如天然橡胶、丁晴橡胶、乙丙橡胶及氟橡胶等。对磨蚀性强的介质，可选用陶瓷或塑料。当介质因高温或含有某些化学成分而不能选用弹性材料时，可选用硬材质定子或刚性定子。各种轴封形式：按客户的要求，机械密封从单端面机封(带或不带急冶)、双端面机封(背靠背式及串联式机械密封)到盒式密封；也可选用填料密封、水封环及特殊密封。对有毒介质可提供无泄漏磁力传动。 【G型单螺杆泵】性能特点： ·最高吸上高度可6米水柱 ·可双向旋转，双向输送（需配备反转定子） ·安装方式灵活. ·运行顺畅、平稳、噪音低、无脉动、无剪切 ·输送介质温度范围-20℃～+150℃ ·单螺杆泵零件少，结构紧凑，体积小，维修简便，转子和定子是本泵的易损件，结构简单，便于装拆。传动可采用联轴器直接传动，或采用调速电机，三角带，变速箱等装置变速。是制造、设计、生产单螺杆泵的专业厂家。不同的螺杆泵其具体使用场合亦有所不同。 【G型单螺杆泵】结构图：
螺杆泵采油系统效率分析
螺杆泵采油系统效率分析 发表时间：2011-04-01T11:55:34.700Z 来源：《价值工程》2011年第3月上旬作者：田文广罗发明刘荣白素梅 [导读] 文章针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。 田文广 Tian Wenguang；罗发明 Luo Faming；刘荣 Liu Rong；白素梅 Bai Sumei （克拉玛依广陆有限责任公司，克拉玛依 834000） （Karamay Guanglu Limited Liability Company，Karamay 834000，China） 摘要：文章针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。根据该系统地面部分和井下部分能量损失情况分析，建立了系统效率分析模型，对螺杆泵采油技术技能减排有重要意义。 Abstract: Based on the technological characteristics for the oil recovery with screw pump, this paper studies the system efficiency of oil recovery and its decomposition. Based on the analysis of the energy loss situation of the ground segment and the underground part of the system, this paper estyablishes a analysis model of system efficiency, which is important for the reduction of screw pump technology. 关键词：螺杆泵；采油；系统效率；地面效率；井下效率 Key words: screw pump；production；system efficiency；ground efficiency；downhole efficiency 中图分类号：TE9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）07-0019-01 0 引言 目前国内各大油田相继进入注水开发的中后期，高耗电量成为制约采油成本的重要因素。提高系统效率有助于降低能耗、提高经济效益[1,2]。本文针对螺杆泵采油工艺特点，开展采油系统效率及其分解研究。根据该系统地面部分和井下部分能量损失情况分析，建立了系统效率分析模型，对螺杆泵采油技术技能减排有重要意义。 1 系统效率分析 螺杆泵采油系统由电动机、螺杆泵、抽油杆柱、皮带减速箱以及井口装置等部件组成。通过电动机将地面的电能传递到井下，从而将井下流体举升到地面。整个螺杆泵采油系统的工作过程就是一个能量不断传递转化的过程，而在能量的每次传递过程中都会造成能量损失。螺杆泵采油系统举升流体所必须的有效功率与输入功率的比值为螺杆泵采油井的系统效率[3]。即：η=P有/P入（1） 式中：P入为电动机的输入功率，kW；P有为有效功率，即在某一扬程下，将一定量的井下流体举升到地面所需要的功率，kW。 式（1）中P入和P有分别可以表示为：P入=×10-3 UIλ（2） P有=Hq/86400（3） 式中：U为电机的工作电压，V；I为电机的工作电流，A；λ为功率因数；H为泵的扬程，m。根据螺杆泵举升系统的结构和工作特点，按部件在系统中所处的位置，以盘根盒为界将系统分为地面效率和井下效率两部分，则有：η=P水/P入=P水/P光×P光/P入=η井下×η地面（4）式中：P光为光杆功率，kW。 2 地面效率分析 地面部分包括电动机、减速箱和皮带组成，因此地面效率可以表示为：η地面=P光/P入=η1×η2（5） 式中：η1为电机效率，%；η2为减速箱和皮带的效率，%。 电机效率η1可以表示为：η=P2/P入=（P入-△P2）/P入（6） 电机的功率损失随输出功率P2的减小而减小，输出功率可由下式（7）求得[4]：ΔP2=P0+β2[(1/ηH-1)P H-P O]（7） 式中：P0为空载时的有功损耗，kW；ηH为额定效率，%；PH为额定功率，kW；β为负载系数，β=P2 /PN。 3 井下效率分析 井下部分由抽油杆、螺杆泵和管柱组成，因此井下效率可以表示为：η井下=P水/P光=η3×η4×η5（8） 式中：η3为抽油杆效率，%；η4为螺杆泵效率，%；η5为管柱效率（油管锚锚定时，η5=100%），%。抽油杆柱效率η3为光杆功率与泵排出口效率的比值，即：η3=P出/P光=（P光-摩）/P光（9） 式中：P出为泵排出口功率，kW；P摩为杆液之间摩擦损失功率，kW；式（9）中杆柱与井下流体见粘滞摩擦损失功率P摩可表示为：P摩=Mrlω（10） 式中：Mrl为杆管之间的摩擦扭矩，kN·m；ω为螺杆的自转角速度，rad/s。螺杆泵效率由体积效率和机械效率2部分组成，分别由式（11）、（12）所示[5]：ηV=q/Q（11） ηm=103QΔp/（2.88πMan）（12） 式中：ηv为体积效率，%；ηm为机械效率，%；由式（11）、（12）可得螺杆泵效率为：η4=ηvηm=103qΔp/（2.88πMan）（13） 式中：Ma为泵轴力矩，N·m。 4 实例分析 某螺杆泵采油井的基本参数如下：油层中深1560m，地层温度61.5℃，油管内径62mm，井口油压0.4MPa，产液量50m3/d，含水率35%，动液面672m，泵挂深度1060m，电机的额定功率15kW，原油相对密度0.92，抽油杆组合为：19mm×550m+22mm×510m。通过采用不同泵挂深度进行敏感性分析，得出泵效与泵挂深度关系曲线如图1所示。从图1可以看得出：随着泵挂深度的增加，泵效先增加后下降，在泵挂深度为1060m处泵效最高，因此，采用此深度做为该井的设计泵挂深度。该螺杆泵采油井系统效率分析结果如表1所示。从表1可以看
【CN209924972U】一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920282189.6 (22)申请日 2019.03.06 (73)专利权人 无锡恒信北石科技有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区青龙山 对安咀72号 (72)发明人 梁海洋 周光 孙学雷 孙学领 张志海 (74)专利代理机构 无锡盛阳专利商标事务所 (普通合伙) 32227 代理人 刘瑞平 郭金玉 (51)Int.Cl. E21B 43/12(2006.01) E21B 15/00(2006.01) F04C 2/107(2006.01) F04C 11/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统(57)摘要本实用新型提供了一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统，其能解决现有金属螺杆泵使用寿命短、能耗高、泵效低、易砂卡以及智能化程度低的技术问题。一种应用全金属螺杆泵的智能化采油系统，其包括全金属螺杆泵、集油单元和蒸汽发生单元；其特征在于：全金属螺杆泵的内螺纹曲面和外螺纹曲面均为锥形螺旋结构并且锥度相同；采油系统包括升降机构和括监测控制机构，监测控制机构包括控制器、扭矩传感器、流量传感器、压力传感器、液面探测仪和备用电源，控制器分别与扭矩传感器、流量传感器、压力传感器、液面探测仪、备用电源、驱动电机、伺服电机、 第一阀门和第二阀门电控连接。权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 209924972 U 2020.01.10 C N 209924972 U
螺杆泵采油系统
螺杆泵采油系统 一、国内外现状、技术发展趋势 目前，国外研制和应用单螺杆泵采油的国家主要有苏联、美国、法国和加拿大等。地面驱动螺杆泵的使用率在加拿大已达到全部油井总数的10%，在美国也超过了2%。有权威人士预言，地面驱动螺杆泵将在中浅井油田和低产油田普遍取代常规抽油机，而成为主要的机械采油设备。法国PCM Pumpes公司、美国Baker Hughes Centrilift公司、Schlumberger Reda Pump公司、Weatherford International ALS、Robbins & Myers公司(下属Energy Systems、Moyno Inc.等)、加拿大Corod和Griffin以及Kudu公司(与法国PCM Pumpes公司合作)都已称为生产地面驱动螺杆泵的全球大企业。加拿大约40％的稠油井使用螺杆泵采油；印尼的Melibur油田从1990年开始用螺杆泵代替电潜泵采油35口，泵挂深度1220m，最大排量318 m3/d；在阿根廷，使用螺杆泵的最高井温高达到127℃。 国内目前专业提供地面驱动螺杆泵12家，有30多个系列品种，其理论排量3～720m3/d，最大扬程2200m。截至2005年底，大庆油田推广螺杆泵采油技术，在用水驱螺杆泵采油井1031口，在用聚驱螺杆泵采油井499口，用井总数超过3000口，同抽油机相比，单井可节约投资25.5%，系统效率提高10.1个百分点，节电27.9%；胜利油田在223口长期停产的稠油地产井、出砂严重的油井和丛式井中应用地面驱动螺杆泵采油，累计增产原油14.1万吨，使100多口停产井恢复了正常生产；辽河油田锦州采油厂近两年先后有92口油井采用螺杆泵生产，平均延长检泵周期64天；冀东油田高104-5区块共推广应用螺杆泵53井次，日产油由279吨上升到634吨，累计增油5.4万吨。 地面驱动单螺杆泵采油技术在国内外得到了长足的发展，未来发展趋势主要体现在： 1、高扬程、大排量螺杆泵。 2、新型螺杆泵：金属定子螺杆泵、等壁厚定子螺杆泵、合成材料螺杆泵、插入式螺杆泵和多吸入口螺杆泵。 3、螺杆泵杆柱卸扭技术：螺杆泵停机后，尽管驱动装置可以卡住光杆防止反转，但杆柱储存的弹性能量，以及油套管液位压差造成的螺杆泵马达效应，会造成起杆柱或拆卸井口过程中光杆高速旋转，乃至甩弯光杆，形成安全隐患，需
螺杆泵采油技术新进展
螺杆泵采油技术新进展 《World Oil》2000年3月号报道了有关螺杆泵采油的几项新成果，下面对其作一简要介绍。 1、新型螺杆泵定子 加拿大Weatherford公司正在研制与试验一种壁厚均匀的橡胶定子技术。该技术在提高螺杆泵的耐久性、可靠性和灵活性方面前景可观。正在稠油井中进行6台泵现场试验，运行时间最长的达8个月。 生产常规螺杆泵定子时，橡胶注入在厚壁钢管中，形成一个双内螺旋。这种结构曾被认为是生产定子最经济的方法。但在螺旋最宽的部分，热量容易聚集，有可能导致定子过早失效。而这种壁厚均匀的新型橡胶定子具有以下特点： 1) 良好的散热特性—橡胶在较低温度下运行，具有更好的机械性能，且定子橡胶件因应力或磨损造成的损坏也较少。 2) 均匀的橡胶膨胀—由于橡胶厚度均匀，橡胶膨胀时也很均匀。因此，在用于磨蚀性环境时，更便于选择合适的转子尺寸。 3) 较宽的适用范围—可用于含较高浓度芳香族化合物、C0 2和H 2 S的井以及 高温井中。 该系统额定压力较高。常规的螺杆泵依靠转子和定子间的过盈配合产生密封，而壁厚均匀的定子与转子间的过盈配合量小，能更好地配合，因此泵能承受较大的压力，这就意味着泵可以设计得更短。 2、防漏盘根盒 R&M Energy Systems公司研制出一种可用于螺杆泵驱动头的新型盘根盒。该新型盘根盒可以与各种驱动头相配用。盘根盒采用专用记忆型编绳填料，密封效果非常好，且绝不会变形。与其他类型的环保密封装置相比，此盘根盒维护简单且易于安装和保养。 这种驱动头盘根盒装有一个外部环保收集罐，如果填料开始泄漏，此罐可以将漏失的井液重新引入安全位置。当卸掉顶驱的机械部件进行检修时，可将盘根盒完全拆开，以保持井口压力。为确保安全，还可采用防污染盘根盒接头(APA)检漏和开关装置防止盘根盒发生泄漏。
国外石油工程技术的最新进展
国外石油工程技术的最新进展 近年来给世界石油工业带来技术革命的几项高新技术成果主要有以下几个方面：地质巡航系统给水平井技术和复杂油井结构的发展带来了无限的生命力，使水平井从过去边缘和高风险技术变成今天提高原油采收率的常规技术。钻井监控系统使石油钻井工艺技术迸入了全球实时监控时代，人们可以在办公室与远在万里之遇的井场工程师和技术总监通过网络进行通讯，提高了钻井的安全性和效率。智能完井技术对石油资源提供了一种更智能化、更灵活可变的管理，同时，智能完井系统给油藏参数监测和生产参数的计量提供了一个强有力的手段。先进的完井技术在疏松砂岩油藏的长水平井段裸眼完井获得成功，实现了油井长期的无砂生产。新的人工举升系统在油田的应用可提高产量和减少井下故障，降低采油成本。近年来，水平井技术带动了世界石油工程技术的飞速发展，该技术在提高原油采收率方面的优势明显。水平井钻井过程中，钻头钻遇油层靠新一代的地质巡航（Geo－Navigaion）系统进行井眼轨迹的准确导向，100％中靶，确保其最大限度地钻遇油层。在实现油藏和采油生产一体化的优化管理方面，借助网格技术的钻井井眼结构实时监控（Realtime Well Construction Monitoring）技术实现了20世纪80年代初人们的设想，已经可以使相距万里 之遥的钻井现场总监与地质师之间进行有效通讯，交换钻井意见，共同查看钻井的全过程和修改井眼轨迹，真正实现优化钻井。智能完井系统（Intelligent Completion system）可使人们目睹井下油藏变化的动态参数，并能随时根据生产需要遥控井下各个不同油水层的开关，实现油嘴或水嘴的无级调速，油井管理更高效、更科学和更灵活。先进的完井技术主要体现在高难度的疏松砂岩油藏的水平井裸眼完井技术，该技术应用近年来发展起来的水压裂（Water Fracturing）技术结合下入具有独特结构的防砂管（Stand－Along Pre-packing Screen）和管外砾石充填（Gravel Packing）完井技术，成功地实现水平井和多分支井的裸眼完井，从而达到长期的无砂生产。 国外石油工程技术的最新进展——有杆采油技术 （一）有杆采油技术 作为有杆采油的主要设备，国外抽油机的发展十分迅猛。近年来，国外研制和应用了自动化抽油机和智能抽油机。为适应各油田不同情况的需要，国外还研制了相适应的抽油机。例如，低矮型、前置式、紧凑型无游梁长冲程等抽油机能够适应各种自然地理条件的需要：液压缸式、增大冲程游梁式等抽油机能够适应高含水、含砂、含石膏、含石蜡等石油 抽汲和稠油低渗透油层的开采．斜井抽油机、丛式井抽油机、双驴头抽油机、双井平衡抽油机、紧凑型抽油机等能够适应垂下井、斜井、定向井、丛式井、水平井抽汲的需要；适应深井抽汲的大型抽油机的最大载荷达到 2 130 kN，最大下泵深度达到4 420 m；近年未美国研制出了冲程长度为30．48 m的超长冲程抽油机以适应长冲程抽油的需要，这是目前世界 上最大冲程的抽油机；为节约动力消耗，还研制应用了异相型、前置式、大圈式、轮式、玻璃钢杆、六连杆等新型节能抽油机。 在有杆泵开采井下工具方面，为提高机采效益，延长检泵周期，国外研制出了很多配套设施。例如，加拿大Harbiso。Fischer有限公司生产出了一种高排量、
浅谈螺杆泵采油工艺技术应用
浅谈螺杆泵采油工艺技术应用 工艺和技术是企业生产中的必要条件，能够在工艺技术上得到革命性的发展是企业前进的根源动力，也是衡量一个企业先进程度和发展水平的重要标准。近几年来随着我国经济的飞速发展，对于能源领域的需求越来越大，石油作为其中最为主要的组成部分，其开采、储运、使用等环节越来越受到重视。但长期以来，采用大泵提液、小泵探油等传统开采手段的效率一直受到诟病，新的采油工艺一直都在开发和探究当中，直到螺杆泵技术在近几年得到应用，不仅效率得到了提升，积累的原油增产量也十分可观。根据以往实际工作中得到的经验，对螺杆泵采油系统的优越性和不足和进行了总结的基础上，对螺杆泵配套设施的进行了浅要的分析。 标签：螺杆泵；采油工艺；技术；应用 1 螺杆泵采油工艺的特点 地面驱动的动态螺杆泵采油是一门新兴起的机械采油技术，起源于二十世纪八十年代。是借鉴了离心泵液流的平稳性和容积泵效率等多方面优势于一身的新型工艺，凭借自身的优势和广泛的应用近年来得到了良好的发展前景。螺杆泵采油系统主要由三个大的部分构成，即地面驱动设备、抽油杆柱、井下螺杆泵。其中负责驱动的装置主要集中在地上，多处于井口位置，主要功能在于减速、变速、提供原动力和承受轴向荷载。抽油杆柱一方面将上部的驱动系统和井下的螺杆泵进行连接，另一方面，将动力传递给螺杆泵。井下部分主要有定子和转子两个部分组成。转子是具有强度高、精度强、表面有镀层等特性的螺杆，定子则是坚固、抗腐蚀、抗油性比较强的橡胶材料，位于钢制硬壳内的泵筒上。电动机将电网系统提供的电能转化成机械能，通过皮带、齿轮等传输工具传递给驱动头，完成变速过程，驱动头能够将产生的动力通过抽油杆柱传递给井下螺杆泵的转子，使其高速旋转，使得从油藏进入油筒的原油能够连续不断的升出地面，达到开采的目的，这也是螺杆采油工艺的基本原理。 2 螺杆泵采油工艺的优势与不足 螺杆泵之所以能够在近几年得到突飞猛进的发展，和其众多的优势有着密不可分的关系，和传统的机械采油设备相比，主要的优势有很多。首先是节省资金预算，投资较少。这主要是由于和以往的电动潜油泵、水利活塞泵和游梁式抽油机相比，螺杆泵的结构相对简单，耗能也比较少，所以在价格成本上比较节约。其次，地面安装程序比较简单方便。直接坐在井口套管四通之上，占地面积比以往减少了很多，除了井口之外，很少占有公用面积，在防盗井口房的建设方面提供了便利的条件。第三，螺杆泵的效率高、管理费用比较低。螺杆泵是螺旋抽油的容易泵，流量脉动几乎没有，轴向流动连续稳定性强，这也和游梁式的抽油系统形成了鲜明的对比，节约下了液柱和机械传动的惯性損失，因而泵容积效率得到了很大的提升。螺杆泵是机械采油设备中能耗最小，效率最高的机械采用系统之一。第四，螺杆泵采油的粘度大和高含沙井方面表现十分出色。在稠油领域的
螺杆泵在石油开采中的优劣性
螺杆泵在石油开采中的优劣性 发表时间：2014-09-15T09:59:16.140Z 来源：《科学与技术》2014年第4期下供稿作者：赵永仁 [导读] 展望螺杆泵近年来在我国石油行业中发展较快，但是与国外先进技术相比，差距仍较大 中油辽河石油勘探局华油实业公司赵永仁 摘要：石油的开采过程中，螺杆泵正发挥着越来越大的作用。螺杆泵以其独有的特点发挥着常规抽油机所不能及的技术优势，适用性广，经济效益佳。设计科学、合理的螺杆泵采油系统，可以为油田快速发展提供强有力的保证，为老油田、低效益油田二次开发提供技术支持。 关键词：螺杆泵；工作原理；优越性；约束条件石油行业是工业的命脉，近年来我国石油工业得到快速发展，一批新技术、新工艺被陆续投入到石油生产中，其中，以螺杆泵为代表的新兴举升方式正在大庆、辽河、胜利等各油田快速发展。 螺杆泵以低成本、适应性强、低能耗等优点在油田生产中得到广泛的应用。本文重点介绍螺杆泵的工作原理、优缺点以及约束条件。 1 螺杆泵的工作原理螺杆泵采油系统工作时，由地面动力设备带动抽油杆柱旋转，连接于抽油杆底端的螺杆泵转子随之一起转动，井液从螺杆泵下部吸入，由上端排出，并从油管流出井口，再通过地面管线输送至计量站。螺杆泵是靠空腔排油，由于定子比转子多一条螺旋线，所以在转子与定子间形成一个个互不连通的封闭腔室，当转子在定子中旋转时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端均匀地挤到排出端，同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入，这样，封闭空腔随着转子的旋转而不断变换位置，并呈现周期性的重复出现，且转子沿着自己的轴线旋转的同时又平行于定子轴线并绕定子轴线沿一定的半径作圆周滚动，从而将井内的流体由底部密封腔逐级推向顶部密封腔，并逐级提高压力，这样，把杆管环空中的流体连续不断的举升到地面。 定子和转子之间形成一系列的密封腔室，转子运动时（行星运动），密封腔室在轴线方向沿螺旋线运动，按照旋向，输送原油。由于转子是由金属材料制成，而定子是由弹性材料制成，所以两者组成的密封腔室很容易在入口管路中获得较高的真空度，使泵具有自吸能力，甚至在气、液混输时也能保持自吸能力。 根据单螺杆泵采油系统的工作示意图，转子转动180°过程中，转子在定子中的位置。连续输液的过程，是以连续不断地打开和关闭密封腔室而实现的。当定子-转子副中吸入的第一个密封腔室的容积增加时，在它和吸入端的压差作用下，油流便进入第一个密封腔室，随着转子的转动，这个密封腔室开始封闭，并向排出端移动。就这样，油液通过一个又一个的密封腔室从吸入端被推挤到排出端，压力不断升高，排量非常均匀，从而形成稳定的环空螺旋流动。因此，螺杆泵抽油井杆管环空中井液的流动形态与抽油机井不同，是典型的稳定环空螺旋流动。 2 螺杆泵采油系统的特点2.1 螺杆泵采油系统的优越性螺杆泵与其它机械采油设备相比，具有以下优点：（1）螺杆泵与电动潜游泵、水力活塞泵以及游梁式（链条式）抽油机相比较而言，结构简单，价格低廉，节省空间，并且一次性投资少。 （2）地面装置结构简单，安装使用方便，可以直接座在井口套管的四通上，占地面积小，除原井口外，不另占面积，可以方便的加上一个防盗井口房。 （3）能耗低、管理费用低。由于螺杆泵是螺旋式抽油的容积泵，流量无脉动，轴向流动连续，流速稳定，因此它与游梁式抽油机相比，没有液柱和机械传动的惯性损失。它是现有机械采油设备中能耗最小，效率较高的机种之一。 （4）粘度适用范围广，可以举升稠油。一般来说，螺杆泵适合于粘度为8000mpa?s（50 °C ）以下的各种含原油流体，因此多数稠油油田都可以使用。 （5）适应高含砂井。理论上看，螺杆泵可以输送含砂量达80%的砂浆。在原油含砂量高（除砂埋之外）的情况下螺杆泵可以正常生产。 2.2 螺杆泵采油系统的局限性虽然螺杆泵采油具有很多优点，但是在某些方面也存在一定的缺点。 （1）定子容易损坏，若定子的寿命短，则检泵次数多，每次检泵都必须起下管柱，增加检泵费用。 （2）螺杆泵定转子之间需要有流体润滑，如果仅仅依靠粘度较低的流体润滑工作，那么螺杆泵过热将会引起定子弹性体老化，烧毁。 （3）注蒸汽油井对螺杆泵的定转子橡胶有害。 3 螺杆泵工作约束条件3.1 沉没度的约束条件油井的沉没度过低，泵在供液不足的状况下抽汲时，可产生液击现象，并导致额外的冲击载荷。液体的冲击载荷与泵径的关系很大，泵径越大冲击载荷越大，液击使杆管最大载荷与最小载荷的差值增大，螺旋扭矩也增大，杆、管断脱的可能性增大。如果油井长期在低沉没度状态下连续工作，原油脱气，粘度增大，容易造成结蜡，加速了杆柱的螺旋扭曲，还会产生偏磨，这种磨损不仅伤害抽油杆接箍，也严重损坏油管。且再加上沉没度小，油套环形空间内的液体就少，对油管的径向束缚力就小，油管的径向摆动就会相对剧烈，易引起杆、管断脱。 油井的沉没度过高，油井的流压就增大，当超过了合理界限时，相对一些薄差油层，由于渗透率低或者地层压力低，会抑制该层不出液，使该井的产液层层间矛盾突出。而且，当沉没度超过合理的沉没度后，油井的产量不再增加。 螺杆泵的容积效率一般控制在30%~90%较合理，容积效率不合理会导致螺杆泵的工作性能优势得不到最好的发挥，因此由式（1）~（3）计算沉没度范围的界线值。