關于螺桿泵采油工藝技術分析

董軍峰+劉紅林

【摘要】隨著我國科學技術水平的快速發展，螺桿泵采油技術得到了廣泛的應用，本文將對螺桿泵采油工藝技術的基本內容和螺桿泵采油工藝技術的應用進行深入研究，以明確螺桿泵采油技術在采油業發展環境里的應用價值。

【關鍵詞】螺桿泵；采油工藝技術；聚合物

前言

隨著我國科學技術水平的快速發展，螺桿泵采油技術也越來越成熟和完善，螺桿泵是一種新型采油機械，其主要采用地面中的皮帶輪轉動作用，使得井下泵能夠勻速的運行，并進行有效的抽吸，具有慣性損耗較小，適用性較強、操作簡便等優點，為我國采油工業發展提供了非常關鍵的技術保障，螺桿泵的工作原理就是在密封室內不斷形成、推移和消失的過程，在這個過程中，主要是產生一種抽吸的作用力，將地下的石油抽出，同時將井內液體不斷的排出。螺桿泵采油工藝技術不僅很好地提升了采油過程的質量與效率，還顯著提升了采油過程的運行穩定性。本文將對螺桿泵采油工藝技術的基本內容和螺桿泵采油工藝技術的應用進行深入研究，以明確螺桿泵采油技術在采油業發展環境里的應用價值。

一、螺桿泵的結構和性能特點

當前螺桿泵有兩種，包括地面驅動螺桿泵與潛油螺桿泵，使用非常普遍的為地面驅動、抽油桿柱傳動的井下單螺桿抽油泵，它的地面驅動系統直接裝在井口，主要由動力部分、減速器和驅動頭三部分組成，動力部分通常用電動機，電動機通過減速器驅動抽油桿。驅動頭裝在一個鑄鐵筒內，它是一個整體，由兩個軸承支撐抽油桿柱和液力驅動頭，另一個軸承保證驅動軸對中還有兩套密封盤根密封井口和驅動頭。螺桿泵的結構組成是由定子和轉子組成。定子由特種耐油橡膠永久性地緊附于圓形管材之中制成，定子的內表面呈螺旋線型是一個具有圓斷面的單頭外螺旋體，接于油管下端；轉子外表面也為螺旋線形，是一個雙頭內螺旋體，它由高強度鋼材制成，外層鍍鉻以防腐蝕。轉子懸掛在抽油桿下端，位于定子之中。

螺桿泵采油工藝的性能特點。一是投資少；因為螺桿泵的結構簡單，只有較少的零部件組成，與電動潛油泵以及水力活塞泵相比，安裝的過程也較為簡單，所以投資較少，而且維護所需的費用也相對少。二是安裝方便；安裝所需要的占地面積小，只需要直接坐在井口套管的四通上，不需要其他，而且可以方便的罩上一個防盜的井口房。三是用途廣泛，螺桿泵不僅可用于抽吸低粘到極高粘度的液體，一般來說，螺桿泵適合于粘度為8000MPa.s（50℃）以下的各種含原油流體開采；還可泵送含磨蝕固體顆粒的液體；同時還可以用于抽吸氣液兩相介質，而不會發生氣鎖，較適合于油氣混輸，但井下泵入口的游離氣會影響容積效率。四是可在高含砂井和高含氣井中使用；在含砂和含氣量較大的油田中均可以使用螺桿泵采油工藝技術，這主要是因為螺桿泵不會氣鎖，相對適用于油氣混合的油田。五是工作效率高，節能，管理所需的費用很低；同游梁式抽油機比，因為螺桿泵不存在由于液柱和機械轉動而產生的慣性損失，而且它的流量也不存在脈動，流動很平穩，流速也很穩定，這樣就使得泵容積的效率可以達到90%左右。六是在井口可以有較高的回壓；在不影響抽油作業正常進行的情況下，可以把井口的回壓控制在1.5MPa以內或是更高，這樣做的好處是對邊遠井集運輸非常有利。

螺桿泵采油工藝技術存在的不足就是操作不當或是不規范很容易損害螺桿泵的主要設施，對操作人員的操作技能要求十分高，同時維修時相對繁瑣，因為螺桿泵的定子是最容易損壞的零部件。

二、螺桿泵采油工藝技術在采油工業中的應用

螺桿泵在實際工作中的應用主要還是根據油田的實際情況以及具體的作業環境選擇最佳的螺桿泵采油工藝。為了滿足油井的產油需求，以及能夠確保螺桿泵采油系統能夠穩定的運轉，需要做好對螺桿泵進行適當的優化設計，在設計的過程中，首先要估計油田的產油量，然后在制定相應排量范圍的螺桿泵，最后，選擇其他的最佳配套設施。這個過程可以總結為螺桿泵的選擇（包括螺桿泵排量的選擇，首先要確定轉子每轉一周時螺桿泵的理論排量；螺桿泵揚程的選擇）、地面驅動裝置和電控裝置的選擇、井下錨定器的選擇、井下桿柱的優化設計這幾個步驟。如根據采油現場的情況不同，可以做好螺桿泵采油工藝技術配套工藝，螺桿泵采油工藝技術配套工藝包括以下四種：一是大排量螺桿泵采油工藝技術。大排量螺桿泵采油工藝技術可以有效解決目前我國采油工業中存在的問題，提高原油的產量和質量；二是高抗扭矩抽油桿。抽油桿在運行過程極易因拉力或扭矩過大而斷脫，高抗扭矩抽油桿可以有效解決這個問題，提高抽油桿的使用壽命，有效降低抽油桿的故障發生率；三是連續桿配套工藝。隨著連續桿配套工藝的不斷發展和進步，連續桿抽油桿廣泛應用于螺桿泵采油系統中顯著提升了采油工業的作業質量和作業效率；四是變頻控制技術。將變頻控制技術應用于螺桿泵采油系統中，可以實現自動化調節速度，不僅可以降低作業故障發生率，還可以有效實現節能環保的基本要求。

當前，我國大部分油井的井間大孔道基本上存在，對聚合物驅油過程產生了一定的影響，嚴重影響了采油過程的作業效率和作業質量。所以在注入聚合物之后，應該封閉井間大孔道。把井下放射性示蹤標記技術應用于采油過程中，可以實時監測出井下高滲層的體積，從而通過相應的計算求得科學合理的堵劑用量。通過井下放射性失蹤標記技術，可以進行定量化的計算，從而顯著提升我國采油工業的質量。

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