螺杆泵的研究与应用得到了快速发展
螺杆泵抽油是近年来发展起来的一种采油技术。由于其系统设备体积小、维护管理方便、系统效率好等优点,越来越受到人们的重视,并逐渐在油田中深受广泛的推广和应用。根据表面驱动螺杆泵的工作特点,分析了输送动力的抽油杆柱的受力情况,认为抽油杆柱承受复合载荷,在承受扭矩时承受较大的轴向力,并给出了各种载荷的计算方法。提出了复合杆柱的等强度设计方法,即根据要求和标准确定各级杆柱的直径和长度,然后根据强度条件进行校核。
为了监测螺杆泵的工作状态,判断故障原因,挖掘油井潜力,保护设备、优良和地面作业,提高螺杆泵井的技术管理水平,对螺杆泵井进行了工况诊断和参数优化设计。
在传递扭矩的过程中,表面驱动螺杆泵生产系统的抽油杆柱会产生较大的横向变形,从而导致抽油杆柱与油管内壁之间的摩擦。为了减少摩擦损失,延长抽油杆柱和油管柱的使用寿命,在抽油杆柱上配置大量的扶正器是非常重要的。建立了螺杆泵井抽油杆柱的动力学模型,建立了抽油杆柱的运动方程。利用弹性稳定理论中的能量法,求解了螺杆泵井抽油杆柱在运动过程中的横向变形,确定了扶正器的正确安装位置,控制了抽油杆柱的变形,避免了抽油杆柱与油管内壁摩擦引起的油管和抽油杆柱过早报废。
20世纪90年代,螺杆泵的研究和应用发展速度适宜,制定了许多技术指标,每年都有一些技术和技术进入应用行业。目前,螺杆泵提升技术与其他提升技术一样,在各油田深受了广泛的应用。
与其他机械生产设备相比,螺杆泵生产系统具有以下优点:
1.泵效率好,螺杆泵容积效率好,一般为70%≤90%,普通泵泵效率30%≤60%,电潜泵效率40%≤50%,螺杆泵是现有采油机械设备中能耗低、泵效率好的泵型之一。
二、节约投资。螺杆泵与电动潜水泵、液压活塞泵、游梁式抽油机相比,由于其结构简单,易于拆卸和表面设备维护,是油井勘探、试产和试油的抽油方式,螺杆泵运行平稳,电流波动小于抽油机,运行电流也比抽油机小,节电有效果,可以提高电网的稳定性。
3.本实用新型具有结构简单、安装方便的优点,可直接坐在井口套管上四个环节上,覆盖面积小,除原井口外,几乎没有其他区域,可以很方便地覆盖安然井口室。
适用于广泛的粘度范围,可提升稠油。一般来说,螺杆泵适用于粘度在8000 mpa.s(50℃)以下的各种原油流体,因此大多数稠油井都可以使用。
5.适应高砂井。理论上,螺杆泵可输送含砂率达80%的砂浆,当原油含沙量高、含砂量达40%(除埋砂外)时,螺杆泵可正常生产。
6.适应高气井。螺杆泵不会锁住,因此比较适合油气混合输送,但地下泵入口处的游离气体会占用泵容积。
7.适用于海上油田群井和水平井,螺杆泵可用于倾斜直井段,设备面积小,适用于集束井群生产井,甚至适用于海上油田水平井。
8.井口允许高回程压力,在保护正常抽油生产的条件下,井口回程压力可控制在1.5mpa或高范围内,对远距离集输非常有利。
9.恢复工作的能力好。当发动机或马达停止工作时,在某些情况下,沙子会沉积在泵的上部。与有杆泵相比,螺杆泵更有可能恢复工作。
10.噪音低,螺杆泵由电机驱动,噪音远低于抽油机,特别适用于居住或人口稠密地区的油井。
11.操作方便,管理方便。螺杆泵结构简单,操作优良,移动部件少,便于生产管理。一般情况下,定期向减速器和井口加注润滑油,可保护油井正常生产,减轻工人劳动强度。
螺杆泵的生产虽然有许多优点,但在某些方面也存在一些不足:
1.定子容易损坏,这使泵的检查次数多,每次检查时,泵的上下串,增加了检查泵的费用。
二.泵需要流体润滑。如果只依靠比较低粘度的液体润滑和工作,泵过热会导致定子弹性体老化,甚至烧坏。
3.定子橡胶不适用于注蒸汽气井。
4.螺杆泵不允许闲置,空转会导致泵报废。
5.虽然操作简单,但操作人员没有经过适当的操作训练,操作不正确,也会造成泵的损坏。
6.与有杆泵相比,螺杆泵的总压力水头较小,目前现场应用大多在1000 m左右,大量生产螺杆泵装置水头相对较低,高压水头泵正在试验中,但当泵大于2000 m时,扭矩大,断杆率高,增加了井下工作量,未能通过该技术。
总之,螺杆泵生产技术和其他提升方法一样,有其优缺点和适用条件,每个油田都可以根据设备区块的实际情况选择。