直驅式螺桿泵在八面河油田的應用

和新鵬

【摘 要】八面河油田目前采用機械變速箱式單螺桿泵采油，在應用中存在調參檔位少，排量與油井產能不匹配，邊遠井地面管理麻煩等問題。尤其是在大排量螺桿泵應用中，由于驅動力矩大，桿、管斷脫事故經常發生，免修期短，影響了螺桿泵采油工藝的推廣應用。通過開展直驅式單螺桿泵現場實驗，直驅式螺桿泵采用電機直接驅動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，減少了傳動過程中的能耗損失，提高了機械舉升效率。并且采用變頻無級調速，調參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力。可以取代機械變速箱式單螺桿泵。

【關鍵詞】螺桿泵；八面河油田

一、八面河油田螺桿泵應用現狀

八面河油田2017年之前采用機械變速箱式單螺桿泵采油，在應用中存在調參檔位少，排量與油井產能不易匹配，邊遠井地面管理麻煩等問題。尤其是在大排量螺桿泵應用中，由于驅動力矩大，桿、管斷脫事故經常發生，免修期短，影響了螺桿泵采油工藝的推廣應用。近年來，國內開始應用直驅式單螺桿泵，其具有如下主要特點：①電機直接驅動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，機械效率高，單耗低；②軟啟動，自動剎車，顯示并自動控制驅動力矩，降低桿、管斷脫事故，在油井提液時免修期較長；③調參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力；④調參速度快，不需要停井，避免停井造成井下異常故障。為了解決八面河油田目前螺桿泵應用在存在的問題，更好的滿足現場生產需要，開展直驅式單螺桿泵現場實驗，優選出一種更適用于八面河油田的、經濟有效的螺桿泵工藝技術。

二、現場試驗

2017年以來，進行了2井次直驅式螺桿泵采油現場現場試驗。

（一）實驗方案

1、面12-平2井現場試驗方案：

根據地質方案要求，在設計螺桿泵采油系統時，采用如下設計試驗方案：

①地面裝置：20KW直驅式驅動裝置；

②生產管柱：主要由3in油管，GLB900-16大排量螺桿泵、螺桿泵專用錨定器，Y211-150雙向錨定封隔器（不帶膠筒）組成，具有在轉速低能夠達到大排量使用要求，并且可以承受高扭矩的特點；

③生產桿柱：Φ36空心抽油桿及扶正器。

2、M1-P3井：現場試驗方案

根據地質方案要求，在設計螺桿泵采油系統時，采用如下設計試驗方案：

①地面裝置：15KW直驅式驅動裝置；

②生產管柱：主要由3in油管，GLB600-23螺桿泵、螺桿泵專用錨定器，Y211-114雙向錨定封隔器（不帶膠筒）組成；

③生產桿柱：Φ36空心抽油桿及扶正器。

（二）現場試驗效果分析

2口井三種采油方式生產情況對比見表1。

表中舉升效率=耗電量/千米舉升液量=日耗電量/（日產液量╳動液面/1000），單位KW·h/（m3·m）。

從表1中可以看出：千米單位液量舉升耗電管式泵>機械變速式螺桿泵>直驅式螺桿泵。

三、結論及應用前景

1、直驅式驅動裝置的優點

（1）電機直接驅動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，機械效率高，單耗低；

（2）軟啟動，軟剎車，顯示并自動控制驅動力矩，現場操作方便安全；

機械變速箱式單螺桿泵在作業施工中拆卸驅動頭時因扭矩較大（高達1600NM），釋放扭矩抽油桿反轉，現場操作存在較大安全隱患。角5-31井作業時反轉16min才停止。

而直驅式驅動裝置控制屏能夠顯示電機軸轉矩、輸出電流、輸入功率等參數，并且能夠設定電機軸轉矩過載保護，啟動時緩慢加速到設定轉速，停機以后，緩慢降低轉速到停止，起抽油桿時基本無扭矩，操作安全性能大大提高。

（3）調參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力。

直驅式驅動裝置采用控制屏無級調速方式，調參范圍10轉/分-193轉/分，而機械變速箱式螺桿泵地面裝置調參時更換皮帶輪，管式泵調參也是更換皮帶輪或電機，由于受皮帶輪尺寸限制和電機級速限制調參范圍有限。

（4）直驅式螺桿泵調參速度快：機械變速箱式螺桿泵和管式泵抽油機調參時需要停井更換皮帶輪或電機，而直驅式螺桿泵調參時直接通過變頻旋鈕調參無需停井，大大減少了因停井造成的井下事故。

2、應用前景

直驅式驅動裝置目前已在我廠進行了二井次的應用，均取得了良好的現場應用效果，目前已掌握其參數性能，并指定專人負責，制定了直驅式螺桿泵日常管理操作制度，為以后推廣應用積累經驗。

八面河油田正在生產的油井1000余口，其中直井292口，目前已應用直驅式螺桿泵7口井，具有較大的推廣應用前景。

【參考文獻】

1. 羅英俊等.萬仁溥等.采油技術手冊第三版，石油工業出版社.2006.12

2. 韓國有等.采油螺桿泵舉升性能檢測技術.人民出版社. 2011.03.