一、螺桿泵采油工藝簡(jiǎn)介
螺桿泵作為一種油田采油生產(chǎn)工藝技術(shù),廣泛應用于采油生產(chǎn),而且被廣泛應用于油田地面油氣集輸系統。這 均取決于其對于輸送介質(zhì)物性有著(zhù)優(yōu)越的適應性,尤其是對于氣液混合物的輸送,能很好的解決普通容積泵所面臨的氣蝕、氣鎖、砂卡問(wèn)題,達到很高的效率。
二、螺桿泵采油裝置結構及其工作原理
螺桿泵采油裝置是由井下螺桿泵和地面驅動(dòng)裝置兩部分組成。二者由加強級抽油桿作為繞軸,把井口馭動(dòng)裝置的動(dòng)力通過(guò)抽油桿的旋轉運動(dòng)傳遞到井下,從而驅動(dòng)螺桿泵的轉子工作。螺桿泵結構如圖1所示:井下螺桿泵是由一個(gè)單頭轉子和一個(gè)雙頭定子組成,在兩件之間形成一個(gè)個(gè)密閉的空腔,當轉子在定子內轉動(dòng)時(shí),這些空腔沿軸向由吸入端向排出端方向運動(dòng),密封腔在排出端消失,同時(shí)在吸入端形成新的密封腔。其中被吸入的液體也隨著(zhù)運動(dòng)由吸入端被推擠到排出端。 終這些封閉腔隨轉子旋轉,從泵入口向出口方向移動(dòng),并將液體由 端推向出口端,排入到管線(xiàn),舉升到地面。
三、螺桿泵性能特點(diǎn)
概括的說(shuō)螺桿泵性能特點(diǎn)有:螺桿泵屬于容積式泵,液體沿輸液元件的軸向均勻、低速流動(dòng),是螺桿泵具有 的優(yōu)點(diǎn);液體的種類(lèi)多,粘度范圍大,可抽稠油和高含蠟原油;適應產(chǎn)量方面,從幾立方米到高產(chǎn)的幾百立方米均可順利舉升;攜砂,襯套材料對砂粒等固體雜物有容讓性,可抽含砂原油。還具備高氣液比處理能力,不發(fā)生氣鎖;流量調節容易,改變地面驅動(dòng)裝置的轉速就可實(shí)現;整套設備易損件少,井口驅動(dòng)頭1套需潤滑的驅動(dòng)頭,井下設備也只有1個(gè)移動(dòng)件,維護方便,運行費用低;運動(dòng)部件少,沒(méi)有閥件和復雜流道,油流擾動(dòng)小,水力損失低,泵效達70%,系統效率達60%。
四、螺桿泵采油故障原因分析
應用螺桿泵采油下藝技術(shù),目的是通過(guò)螺桿泵采油工藝解決稠油在油井井筒中的流動(dòng)問(wèn)題、地層疏松引起的出砂問(wèn)題,在使用過(guò)程中出現一些問(wèn)題值得討論。
1、井口回壓高、負荷重造成燒皮帶頻拼、電機燒毀原因
(1)因為混合物流體的枯度過(guò)高,原油膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量較高。原油在井下泵的強烈攪拌作用下,原油和水形成乳化程度很高的油包水型乳狀液,乳狀液的粘度隨著(zhù)乳化程度的升高而大幅度提高,遠遠超出了高粘度泵負荷能力。(2)因為原油在舉升過(guò)程粘度會(huì )升高,所以一些螺桿泵井一旦回壓過(guò)高則 洗井才能恢復生產(chǎn),同時(shí)地面輸油管線(xiàn)需要掃線(xiàn)。因為乳狀液的粘度對于溫度的敏感性低,加溫對于降粘效果不明顯,通常將轉子提出泵筒后采用反洗井。(3)驅動(dòng)裝置故障引起機械負荷增大,主要有中間滾軸軸承磨損造成受力不均引起負荷增大,上下兩端的定位扶正滾珠軸承磨損、輸入軸齒面和主錐體齒面嚙合間隙過(guò)大造成受力不均引起負荷增大。
2、抽油桿、轉子及油管脫扣原因
(1)由于螺桿泵井采用φ25mm抽油桿和φ36mm空心抽油桿,由于扭矩大,很容易造成桿斷和防脫器碎裂和過(guò)載停機,斷脫位置在上、中、下均有。主要是停機時(shí)因為扭力卸載,抽油桿高速反轉,其反轉速度遠遠高于正常開(kāi)抽時(shí)的正轉速度,此時(shí)抽油桿非常容易脫扣,甚至造成油管脫扣。(2)目前使用的油管錨為機械式座封,在座封時(shí)主要靠給油管加壓使其坐封。加壓使油管在井內嚴重彎曲,抽油桿在油管內工況惡化,坐封力不好控制,故易導致油管脫扣。
3、驅動(dòng)裝置的密封性差
現有地面馭動(dòng)裝置密封有兩處:一是減速器油封密封。二是井口盤(pán)根盒密封。尤其井口盤(pán)根密封漏油嚴重,因為現在采用的盤(pán)根為“O”型聚乙烯四氟,對光桿磨損較大,造成光桿外徑變細,新加盤(pán)根后,光桿與盤(pán)根之間密封由于盤(pán)根的可塑性差造成間隙過(guò)大,導致從盤(pán)根處漏油。
4、井下工況判斷不
目前尚無(wú)的螺桿泵工況監測手段,對螺桿泵井的泵況診斷2種方法。一是觀(guān)察運行電流,看電流是否在正常范圍之內;二是井口憋壓測試壓降,通過(guò)觀(guān)察油、套壓的變化,繪制變化曲線(xiàn)進(jìn)行分析,對出現的復雜情況難以準確診斷。
五、對策
(1)對反向乳化嚴重的油井,采用環(huán)空加破乳劑的方式生產(chǎn),降低產(chǎn)出液粘度,并可提高螺桿泵的吸入能力。(2)采用電動(dòng)潛油螺桿泵,減少由于抽油桿攪動(dòng)引起的粘度增加,并可提高油井的流通面積,井下機組運轉產(chǎn)生的熱量還可加熱原油降低井簡(jiǎn)流體的入泵粘度。(3)采用傳遞高扭矩的抽油桿,解決抽油桿本體、連接絲扣的抗扭問(wèn)題,防止抽油桿斷脫。(4)用旋轉式油管錨替代在用的油管錨,減小因為管、桿彎曲造成的管、桿脫扣。(5)對盤(pán)根密封的泄漏一是采用高塑性盤(pán)根,二是使用帶錐度的盤(pán)根盒。
油井產(chǎn)層供液能力好壞、高低,決定了螺桿泵的使用效率。因此建議在今后油井原油舉升方式上應、合理考慮其工藝設計條件。測量光桿扭矩、轉速、軸向力及電力參數進(jìn)行泵況診斷,使油井、驅動(dòng)設備、油管、抽油桿及相關(guān)參數合理匹配,并隨著(zhù)地層壓力、產(chǎn)能、產(chǎn)液物性等的改變進(jìn)行設備和參數的調整, 終達到供抽協(xié)調。采油工藝的選擇至原油提升設備的選型, 依據油井油藏供液能力方面的客觀(guān)現實(shí),依托油藏工程方面的研究、預測、分析,“因井制宜”才能發(fā)揮較好的經(jīng)濟效益。