螺杆泵的研究与应用得到了快速发展
螺杆泵抽油是近些年发展起来的一种的采油工艺技术,因其系统设备尺寸小、维护和管理方便、系统等优点,受到了人们的日益关注,并在油田上逐步广泛的推广和使用。螺杆泵采油现状、发展趋势、螺杆泵的采油原理,然后根据地面驱动螺杆泵的工作特点,分析了传递动力的抽油杆柱受力状况,认为抽油杆柱受复合载荷的作用,在承受扭矩的同时承受较大的轴向力,给出了各种载荷的计算方法。提出了组合杆柱的等强度设计方法,即先按要求及标准确定各级杆柱的直径和长度,然后按强度条件进行校核。
为了监测螺杆泵工作状态,判断故障原因,挖掘油井潜力,设备 、、地工作,提高螺杆泵井的管理水平,有 开展螺杆泵井工况诊断和参数优化设计方法研究。
地面驱动螺杆泵采油系统的抽油杆柱,在传递扭矩过程中会产生较大的横向挠曲变形,使抽油杆柱与油管内壁发生摩擦。为了减少摩擦损失,延长抽油杆柱和油管柱的寿命,在抽油杆柱上配置 数目的扶正器是非常 的。本文建立了螺杆泵井抽油杆柱受力动态模型,并建立了抽油杆柱的运动方程,采用弹性稳定理论中的能量方法,求解了螺杆泵井抽油杆柱在运动过程中产生的横向变形,确定扶正器适当的安装位置,控制杆柱的变形,避免杆柱与油管内壁摩擦而造成油管和抽油杆柱的过早报废。
进入90年代,螺杆泵的研究与应用了发展,许多技术规范己经制定出来,每年都有一些新工艺、进入应用。目前,螺杆泵举升技术和其它举升技术一样,己被各油田广泛采用。
螺杆泵采油系统与其它机械采油设备相比,具有以下优点:
1.泵效高。螺杆泵容积,一般在70%-90%,普通抽油泵泵效为30%-60%,电潜泵泵效为40%-50%。螺杆泵是现有采油机械设备中能耗 小、泵效较高的泵种之一。
2.节省投资。螺杆泵与电潜泵、水力活塞泵和游梁式抽油机相比,由于其结构简单,地面设备易拆卸且维修方便,是探井、试采和试油的 抽油方式。螺杆泵运行平稳,电流波动比抽油机小,而且运行电流也比抽油机小,节电,能提高电网稳定性。
3.地面装置结构简单,安装方便。可直接坐在井口套管四通上,占地面积小,除原井口外,几乎不另占面积,可以很方便地罩上一个防盗井口房。
4.适应粘度范围广,可以举升稠油。一般来说,螺杆泵适合于粘度为8000mPa.s(50℃)以下的各种原油流体,因此多数稠油井都可以应用。
5.适应高含砂井。理论上看,螺杆泵可输送含砂量达80%的砂浆。在原油含砂量高, 大含砂量达40%(除砂埋之外)的情况下螺杆泵可正常生产。
6.适应高含气井。螺杆泵不会气锁,故较适合于油气混输,但井下泵入口的游离气会占据 的泵容积。
7.适应于海上油田丛式井组和水平井。螺杆泵可下在斜直井段,而且设备占地面积小,因此适合海上油田丛式井组甚至水平井的采油井使用。
8.允许井口有较高回压。在正常抽油生产情况下,井口回压可控制在1.5MPa以内或 高,因此对边远井集输很有利。
9.较强的恢复工作能力。当发动机或电动机停转时,在某些情况下,砂沉积在泵的上部。与有杆泵比较,螺杆泵有 大的可能恢复工作。
10. ,噪声小。螺杆泵是由电动机带动的,噪声比抽油机低很多,特别适合于生活区或人口密集区的油井使用。
11.操作方便,便于管理。螺杆泵结构简单,操作 ,并且运动件少,便于生产管理。一般只要定时对减速箱加润滑油和井口加盘根就能油井正常生产,减轻了工人劳动强度。
虽然螺杆泵采油具有很多优点,但在某些方面也存在 的缺点:
1.定子容易损坏。这就使检泵次数较多,而且每次检泵, 起下管柱,增加了检泵费用。
2.泵需要流体润滑。如果只靠粘度的液体润滑而工作,则泵过热将会引起定子弹性体老化,甚至烧毁。
3.定子橡胶不适合在注入蒸气井中应用。
4.螺杆泵不允许空转,空转可导致泵报废。
5.虽然操作简单,但操作人员不经适当操作训练,操作不正确,也会造成泵的损坏。
6.螺杆泵与有杆泵比较,总压头较小。目前大多数现场应用是在井深1000m左右,批量生产的螺杆泵装置压头都比较低。对高压头泵正在试验,但是,当下泵大于2000m时,扭矩大,杆断脱率较高,使井下工作量增大,技术还不过关。
综上所述,螺杆泵采油技术也和其它举升方法一样,都有其优缺点和适用条件,各油田可根据区块的实际情况进行选择。