1、采油螺桿泵系統的組成及其特點(diǎn)
機械采油作為常規的人工舉升開(kāi)采方式,由于其技術(shù)成熟便于掌握、工作性能、適應性強,因而在當今世界各國油田生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。特別是油田中后期,機械采油已成為油田主要的人工舉升開(kāi)采方式。目前世界上主要采用抽油機和潛油電泵作為機械采油的主要舉升設備,而螺桿泵采油是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的應用逐漸擴大、應用前景廣闊并有望替代抽油機和潛油電泵等人工舉升方式的新型機采方式。
螺桿泵是一種旋轉容積式泵,它兼有容積泵和離心泵的優(yōu)點(diǎn)。螺桿泵運動(dòng)部件少,沒(méi)有閥件和復雜的流道,吸入性能好,水力損失小,舉升介質(zhì)連續均勻吸入和排出使固體顆粒不易沉積,不易出現卡泵和氣鎖現象。
目前應用的螺桿泵采油系統主要有兩種,一種是地面驅動(dòng)單螺桿泵采油系統,另一種是潛油電機驅動(dòng)單螺桿泵采油系統。
地面驅動(dòng)螺桿泵采油系統是地面動(dòng)力帶動(dòng)抽油桿柱旋轉,使螺桿泵轉子低速轉動(dòng)實(shí)現舉升的機械采油設備。潛油電機驅動(dòng)螺桿泵采油系統是井下潛油電機直接驅動(dòng)螺桿泵轉子高速轉動(dòng)實(shí)現舉升的機械采油設備。
螺桿泵采油作為一種新興的人工舉升方式,投資少、設備結構簡(jiǎn)單、操作方便、節能以及適應性強等以能降低采油成本提高采油效益等諸如抽油機柱塞泵、潛油電泵、水力活塞泵等機采方式無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)而倍受油田重視,并有望成為油田主要的機采方式之一。
2、井下螺桿泵的工作原理及其種類(lèi)
單螺桿泵是由在工作狀態(tài)下的不動(dòng)的以橡膠為襯套并澆鑄在鋼體外套內形成的定子和進(jìn)行行星轉動(dòng)的鋼體轉子構成。定轉子內外曲面是一對能夠滿(mǎn)足嚙合、能密封和密封腔室能推移的一對在空間內嚙合的共扼曲面。定轉子端面(橫截面)齒形類(lèi)型主要有以下兩種:①以短幅外擺線(xiàn)的內等距線(xiàn)作為螺桿的原始齒形曲線(xiàn),其共扼曲線(xiàn)作為襯套的齒形曲線(xiàn)。②以短幅內擺線(xiàn)的外等距線(xiàn)作為襯套的原始齒形曲線(xiàn),其共扼曲線(xiàn)作為螺桿的齒形曲線(xiàn)。
3、采油螺桿泵發(fā)展概述
上世紀三十年代中期法國的Moineau發(fā)明了單螺桿式水力機械原理以來(lái),單螺桿泵、單螺桿馬達等新型水力機械在石油、化工等眾多工業(yè)了廣泛的應用。上世紀六十年代未前蘇聯(lián)應用了潛油單螺桿泵采油系統用于井下原油的舉升,并形成了排量為10~200m³/d、揚程為600~1200m的系列產(chǎn)品。但由于該種螺桿泵的轉子轉速很高(一般為2800~3000r/min,致使定子橡膠的抗磨損性能、性能不能滿(mǎn)足長(cháng)期使用的要求,加之該種舉升系統復雜、成本較高等不利因素的影響,潛油螺桿泵采油沒(méi)有推廣應用。而進(jìn)入九十年代初期,由于水平井、定向井、斜直井在油田的比例不斷增加,以及高粘、高含砂的重油油藏的相繼,美國、加拿大等國的一些石油公司又重新開(kāi)展了潛油螺桿泵采油系統的研究與試驗。與前蘇聯(lián)的潛油螺桿泵不同的是由于認識到了轉子的高轉速會(huì )明顯降低螺桿泵的使用壽命的實(shí)際,了能夠降低轉子轉速的井下減速裝置,使轉子轉速降為500~1000r/min。雖然潛油螺桿泵性能有所 ,但礦場(chǎng)應用還很少采用。我國于九十年代中后期也開(kāi)始嘗試了潛油螺桿泵的工作,但進(jìn)展不大,尚處階段。
地面驅動(dòng)螺桿泵采油起源于上世紀八十年代初期,法國、加拿大、美國和德國等相繼成功后,形成了排量為2~300m³/d、揚程為500~2000m的系列產(chǎn)品,并廣泛應用。我國自九十年代中期開(kāi)始地面驅動(dòng)螺桿泵采油系統以來(lái),也已形成了排量為2}300m³/d、揚程為500~2000m的系列產(chǎn)品,并已在國內各大油田逐步推廣應用。
對于井下單螺桿泵而言,主要的是容易制造的1:2結構的單頭螺桿泵。 近幾年來(lái),為了增大螺桿泵的排量擴大應用,也開(kāi)展了2:3結構、4:5結構等多頭螺桿泵的研究與試驗工作。
螺桿泵采油技術(shù)作為一種新興的人工舉升方式在尚處于發(fā)展階段,地面驅動(dòng)螺桿泵采油系統由于具備 加明顯的投資少、能耗低、適應性強、作業(yè)維護方便等特點(diǎn),具有很好的發(fā)展前景。而進(jìn)一步提高地面驅動(dòng)螺桿泵采油系統的工作性能,充分發(fā)揮其 的優(yōu)勢是當前研究的 。