采油螺杆泵论文：采油螺杆泵三维模型有限元压力分布规律
采油螺杆泵论文：采油螺杆泵三维模型有限元压力分布规律
【中文摘要】采油螺杆泵以结构简单、泵效高、适用范围广等特点被国内外油田所普遍使用。目前螺杆泵的扬程有限,限制了它在深井和超深井中的应用,因此对螺杆泵压力分布规律及影响因素进行系统研究对提高螺杆泵的扬程具有重要的现实意义。目前多数是利用平面模型进行研究,存在一定误差,本文将利用三维模型对螺杆泵压力分布规律进行研究。本文研究了采油螺杆泵密封与泄漏的动态关系,表明采油螺杆泵稳定工作时,腔室之间油液的举升与泄漏窜流是一个动态平衡的状态,进而确定了定子与转子间的密封准则,即当相邻腔室之间的压差大于接触压力时螺杆泵密封;当相邻腔室之间的压差小于接触压力时发生泄漏。本文以油田生产中普遍使用的GLB120-27型中等排量采油螺杆泵为研究对象,利用SolidWorks软件与ANSYS软件建立采油螺杆泵半个导程的三维有限元模型。建模过程中,确定了定子橡胶本构关系为Mooney-Rivilin模型,并对原有参数进行了修正;利用布尔运算将定子各腔室内表面分离,并将腔室内表面与相邻腔室之间的密封带建立接触,以便正确模拟各腔室流体压力。通过有限元计算,确定了采油螺杆泵首先发生泄漏的位置,在密封带上并靠近半圆处。利用螺杆泵三维有限元模型,改变压差进行有限元计算,分析密封带上泄漏位置的接触压力与压差的关系,从而确定相邻腔室间的临界接触压力。利用该方法分别确定螺杆泵上、中、下有限几个腔室间
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).
螺杆泵井采油技术优势
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
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。
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。
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。
永磁无刷电机直接驱动螺杆泵系统应用原理
永磁无刷电机直接驱动螺杆泵系统应用 大庆油田装备制造集团 2007.12.3
目录 一、驱动系统介绍 (1) 二、驱动系统技术指标 (2) 三、驱动系统结构说明 (3) 1．永磁无刷电机……………………………………………………… 3 1.1永磁无刷电机介绍 (3) 1.2永磁无刷电机结构 (4) 1.3 永磁无刷电机换向工作原理 (6) 1.4永磁无刷电机反电动势定义 (6) 1.5永磁无刷电机转矩/转速特性 (7) 1.6永磁无刷电机额定规格及性能参数 (8) 1.7永磁无刷电机与其它类型电机比较 (9) 2．霍尔传感器………………………………………………………… 10 2.1霍尔效应理论 (11) 2.2霍尔位置传感器 (11) 3．永磁无刷电机驱动器……………………………………………… 1 2 3.1驱动器基本构成 (12) 3.2驱动器换向工作原理 (13) 3.3永磁无刷电机的驱动 (13) 3.4驱动器的电磁刹车功能 (16) 3.5驱动器操作功能简介 (16)
一、 驱动系统介绍 螺杆泵做为一种油田人工举升设备，近年来在大庆油田得到广泛应用，其它油田也在积极推广中。螺杆泵属于容积泵，它适用于含砂、含气、油稠的场合，具有节电、占地少的优点，下泵深度不超过1500米的直井几乎都可以使用螺杆泵。 永磁无刷电机（BLDC ）直接驱动螺杆泵系统是永磁无刷电机在石油人工举升设备领域中的应用。系统基本工作原理是：采用专用永磁无刷电机做为螺杆泵地面驱动头，驱动头带有密封装置且直接安装在油井井口上，螺杆泵驱动光杆直接穿过电机的转子空心轴，即电机直接带动光杆一起旋转，举升井液，省掉了异步电机驱动系统的皮带和减速齿轮，电机上部采用机械密封防止井液从光杆连接处渗漏。电机由专用控制器驱动，并可通过该控制器实现对螺杆泵转速的平滑调节及各种保护功能。位置测量传感器安装在定子上，感知转子的位置。其余部分包括在驱动器中。驱动系统示意图如图1所示。 图1．螺杆泵永磁无刷电机驱动系统示意图 380V
螺杆泵基础知识培训讲义
螺杆泵配套技术及采油其础知识
螺杆泵工作原理及组成 螺杆泵工作特性分析 三、螺杆泵采油配套工艺技术 四、螺杆泵井下作业施工操作规程 五、螺杆泵维护与管理操作规程
概述:1、螺杆泵的发展过程 螺杆泵的发展历史较长，在上世纪20 年代中期法国人勒内.莫依诺发明设计的这种泵。他开始时是设想一种旋转压缩机，在设计过程中创造出一种旋转机械 用于改变流体压力，称它为腔式压缩机。他的目的是要在泵、压缩机械或马达中使用这种腔式压缩机。 在上世纪30 年代初期，莫依诺原理获得专利权，很快便有三家公司：法国的PCM 泵公司、英国的moyno 泵有限责任公司以及美国kois &myers 公司生产螺杆泵。随后几年内，其他一些小公司也很快制造出莫依诺原理的其他副产品。申请专利后，在许多工业中莫依诺原理得到了广泛的应用。作为一种泵，几乎在一切工业领域（化学、煤炭、机械制造、矿业、造纸、石油、纺织、烟草、水及废水处理）都得到了应用。在石油行业中，作为地面传输泵使用已超过了50 年。 在上世纪50 年代中期，螺杆泵的原理被应用于水利马达，这是反用螺杆泵的功能。这种装置不是泵抽流体，而是用流体驱动它转动。用钻井泥浆或其他流体驱动螺杆泵转子，它变成了钻井的原动机。现在的莫依诺原理已广泛的应用于钻井工业中。 80 年代初期，螺杆泵被用作使用工业中的人工的举升设备，美国与加拿大公司率先在石油工业中把莫依诺原理用于人工举升。他们是首批螺杆泵制造厂商，把螺杆泵作为一种代替常规举升工艺的替代技术推向市场，并在90 年代中期起，得到广泛的应用。大庆油田是在83 年开始引进和研制地面驱动井下螺杆泵，在94 年开始大力推广螺杆泵的采油技术，到上个世纪末国内已有30 余家生产厂 商，许多技术也逐步走向成熟，每年都有一些新工艺技术进入应用领域。 、螺杆泵工作原理及组成： 1、螺杆泵工作原理：采油螺杆泵是单螺杆式水利机械的一种, 是摆线内
螺杆泵采油
螺杆泵采油 发布：多吉利来源：https://www.sodocs.net/doc/8d50765.html, 减小字体增大字体螺杆泵采油 螺杆泵（PCP，Progressing Cavity Pump）是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。它融合了柱塞泵和离心泵的优点，无阀、运动件少、流道简单、过流面积大、油流扰动小。在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采油方式相比具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点。随着合成橡胶和粘结技术的发展，使螺杆泵也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式。生产厂家主要有美国的Centrilift（Baker Hughes公司的分部）、Amoco、Reda等几个大公司，它们以其雄厚的经济、技术实力，很快就研制成功并进入批量生产阶段，在技术及产品上均处于世界领先地位。在加拿大主要由Corod公司，法国PCM公司，英国的Moyno泵有限责任公司、美国的Kois & Moyno公司，我国现加工制造螺杆泵的厂家有北京石油机械厂、唐山玉联有限责任公司、上海东方、潍坊生建、胜利高原、天津螺杆机械有限责任公司等多家，应用及配套技术也相对成熟，现已成熟的螺杆泵采油配套技术有：管柱防脱技术，杆柱防脱技术、管柱、杆柱扶正技术、螺杆泵井清、防蜡解堵工艺技术。这些配套技术的成功应用使螺杆泵在稠油开采领域得到了较广泛的应用。 一、螺杆泵采油系统 螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式，井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率，国内正处于试验阶段。 1. 地面驱动螺杆泵系统 地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油。就其驱动方式而言，它是一种旋转运动的有杆泵。其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多，地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷，由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱，丝扣损坏，特别是在下泵较深，负荷较大的井中更为严重；另外，在丛式井、定向井和斜井中，常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题，增加了油井因抽油杆失效所造成的损失，使油井作业费用增加。 1）电控箱 电控箱由控制系统、监测和保护系统组成。电控箱完成螺杆泵整机的控制，起着监控和保护作用。 电控箱装有JD-5-V系列保护器，实现电动机的过载、短路、断相、堵转及三相电流严重不平衡自动的保护功能，动作灵敏可靠。 （1）控制系统 合上空气开关后，按下启动按钮，交流接触器得电吸合，接通主电路，使电动机运行，螺杆泵便可正常运转。当准备停止工作时，只需按下常闭按钮，交流接触器失电断开主电路，电动机停止运转，螺杆泵便停止工作。 （2）监测和保护系统 电控箱配有电流表，可监测电动机工作时电流。当电动机启动时或不需要测量电流时，电流表按钮短路，起保护电流表的作用，按下即可读表，得到电流数。 2）地面驱动装置
螺杆泵基本结构及工作原理
螺杆泵基本结构及工作原理 摘要 螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。它具有结构简单、流量均匀、扰动小、携带能力强等优点。在石油资源地位日益重要的今天，如何提高效率降低成本成为我们追求的主要目标，而螺杆泵的发明与使用为我们提供了一种新的有效地原油举升方式，尤其是在含砂稠油或聚驱井中成效尤为明显。本文主要对螺杆泵采油系统的基本结构和工作原理方面进行研究，系统的分析螺杆泵采油系统的工作过程。 关键字：螺杆泵基本结构工作原理 Abstract Screw pump is also called incremental displacement pump, composed of stator and rotor, spiral interference fit of the two form a continuous seal cavity, achieved by the rotation of the rotor motion transmission of media. It has simple structure, uniform flow, small disturbance, carrying capacity, etc. Status in oil resources, increasingly important today, how to improve the efficiency to reduce costs become the main target we pursue, and the invention and use of screw pump provides us a new way of effectively lifting of crude oil, especially in the sand or particularly effective in polymer flooding Wells of heavy oil. This article mainly discusses the basic structure and working principle of oil well using progressing cavity pump systems, the working process of the system of analysis of oil well using progressing cavity pump systems. Keywords: Screw pump basic structure working principle
潜油直驱螺杆泵
油气田地面工程（ https://www.sodocs.net/doc/8d50765.html,) 第30卷第7期（2011.07）〈产品视点〉 潜油直驱螺杆泵 张克岩 大庆油田采油六厂 摘要：潜油直驱螺杆泵采油技术利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。潜油直驱螺杆泵采油技术解决了有杆泵的杆管偏磨问题。现场试验表明，潜油直驱螺杆泵系统安全可靠，运行平稳，结构简单，操作方便，具有广泛的推广应用前景。 关键词：螺杆泵；系统组成；技术优势；机械传动；现场试验doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2011.7.061地面驱螺杆泵因受偏心距影响，杆管偏磨严重，增加了生产维护费用。潜油螺杆泵因减速器体积受限，承受的扭矩较大，减速器易出现故障，影响整机使用寿命。针对上述问题，开展潜油直驱螺杆泵采油技术研究。该举升工艺从根本上解决了地面驱螺杆泵杆管偏磨和潜油螺杆泵减速器易损问题。 1系统组成及工作原理 潜油直驱螺杆泵采油系统分为井下机组、地面部分及电力传输三部分。井下机组包括油管锚、潜油电机、电机保护器、吸入口、柔性联轴器及螺杆泵；地面部分包括控制器和井口等；电力传输部分包括电缆和电缆卡子。 工作原理是将潜油直驱螺杆泵机组下入井中，利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。 2技术优势及适用范围 潜油直驱螺杆泵与其它机采方式相比，具有如下优点：①无抽油杆，消除了杆管偏磨；②能耗低，与有杆泵相比节能20%以上；③电机直接驱动螺杆泵，没有减速器，延长了机组使用寿命；④占地面积小，无噪声，结构简单，地面无级调速，日常管理简单、安全、方便；⑤抽汲连续平稳，不会对油层产生压力激动；⑥适于开采黏度高、含固相的流体，不发生气锁，可应用于聚驱井、出砂井和高含气井。 潜油直驱螺杆泵的适用范围如下：①对于出砂井，产液含砂量体积比应在5%以下；②油层有较好的供液能力，保证200m 以上沉没度；③25℃时井液黏度在6000mPa ·s 以下；④工作温度小于150℃。 3室内及现场试验 3.1室内试验 2010年1月，在深度为60m 的试验井中对上述举升设备进行综合测试。泵型为ZQLB75-25，电机功率为22kW，举升介质为清水，连续运行100多天，运行平稳。测试结果表明，当举升压力为10MPa 时，扭矩为253N ·m，功率因数为0.99，达到了现场试验要求。3.2现场试验 2010年10月在喇嘛甸油田进行现场试验，泵型为ZQLB240-25，电机功率为22kW，额定转速为65～500r/min，额定扬程为1000m。投产后转速为200r/min，日产液60t，泵效86.9%，动液面578m，系统效率48.9%。 从投产后的运转情况看，该机组运行平稳，表明该举升系统设计合理，井下机械传动设计比较成功。 4结语 （1）潜油直驱螺杆泵采油系统克服了地面驱螺杆泵采油系统的缺点，解决了有杆泵的杆管偏磨问题，具有比其它机采方式更加优越的特性和更广的应用范围。 （2）现场试验证明，潜油直驱螺杆泵采油系统设计合理，井下机械传动设计比较成功，能够满足现场的举升要求。 （3）潜油直驱螺杆泵作为一种新的举升方式，其配套技术还需进一步完善。 （栏目主持樊韶华） - -99