螺杆泵采油工艺技术研究

2022-09-11

螺杆泵采油技术是一种高效的采油技术, 螺杆采油技术中应用到的采油设备简单、操作方便, 而且运行的成本低, 在石油资源的开采中发挥着非常重要的作用。螺杆泵采油技术在我国还没有得到广泛的推广应用, 其工作寿命等方面和常规的电潜泵采油等技术相比还略显不足。通过开展螺杆泵采油技术的优化研究, 不断的提高螺杆泵采油装置的工作寿命, 充分发挥螺杆泵特有的优势, 促进螺杆泵采油技术的不断的推广和应用。螺杆泵采油技术最初是由国外发展起来的, 在国外采油过程中发挥着非常重要的作用。螺杆泵稠油技术可以应用到含砂量较高的油藏、低渗透油藏、稠油油藏等开采难度大的油藏, 同时在常规油井也得到了大范围的应用。文章通过对螺杆泵采油技术的研究, 推动了该技术不断的推广和应用。

一、螺杆泵采油技术分析

螺杆泵采油技术是利用螺杆泵, 将地层中原油由井底泵送到井口, 实现油气资源的开采。螺杆泵主要由两个部分构成, 转子和定子。螺杆泵的定子是内部带有螺旋槽的筒, 螺杆泵的转子是带有螺旋装置的轴, 在工作的过程中螺杆泵的转子在定子内旋旋转运动, 随着转子旋转位置的不同, 定子和转子之间的截面大小就不同, 这样当定子旋转时, 会在定子和转子之间形成一个个的密封腔, 液体会在压力的作用下, 进入到转子的第一个密封腔, 随着转子的不断旋转, 密封腔中的液体不断的被向前输送, 最终从螺杆泵的输出端排出, 这样就完成了螺杆采油的吸入和排出过程。排出后的原油在压力的推动下, 不断的上升到井口, 实现了地下原油的开采。螺杆泵采油技术具有许多常规采油技术不具有的优势, 首先螺杆泵在采油的过程中, 流量基本稳定, 不会因为一些外加参数的变化而受到影响, 螺杆泵是由定子和转子构成的, 在工作的过程中没有使用到阀门, 这样就不会出现由于阀门的损坏, 而导致的螺杆泵寿命降低的现象, 而且原油中含有气体时, 不会存在气蚀的问题。螺杆泵采油装置结构简单, 主要由两个部分的组成, 工作性能稳定, 输送原油的能力较强, 在使用和维修时也非常方便。螺杆泵采油技术的适应范围广, 稠油油藏、含砂油藏等难开采油藏都可以应用, 工作的性能稳定、效率较高。

螺杆泵采油技术通过驱动方式的不同, 主要分为两种, 一种是地面螺杆泵采油技术, 另一种是井下螺杆泵采油技术。地面螺杆泵采油系统的结构简单, 是常用的螺杆泵采油装置。地面螺杆泵采油系统的驱动动力在井口, 螺杆泵放置到井下, 在工作过程中井口动力提供旋转扭矩, 通过抽油杆将旋转的扭矩传递到井下螺杆泵, 旋转扭矩开始带动螺杆泵转子旋转, 螺杆泵转子旋转后, 就会对井底的原油做功, 将井底的原油举升到井口。井口的动力输出装置一般都是电机, 由于电机的转速的较快, 需要在井口安装相应的减速机构, 目前应用效果较好的是变频调速装置。井下螺杆泵采油技术指的是螺杆泵和动力驱动装置, 都被安装到井下, 在井下直接实现动力源对螺杆泵的驱动。该类型的采油技术又分为两种, 一种是电力驱动的井下螺杆泵采油装置, 另一种是液压驱动的井下螺杆泵采油装置。电动井下螺杆泵采油技术使用的电能, 通过电缆从井口输送到井底的潜油电机, 潜油电机经过一定的减速后带动螺杆泵工作。液压井下螺杆泵采油技术, 通过在井口向井下输入一定压力和排量的液体, 利用专用管将液体输送到井下, 利用液体的能量驱动井下的螺杆泵工作, 实现原油的举升。

二、螺杆泵的分析计算

通过对泵容积效率的计算, 可以得到相应影响到泵容积效率的因素, 从而得到各个因素对泵容积效率的影响规律, 结合实际的工作条件, 进行各个参数的优选, 得到提高螺杆泵容积效率的优化参数, 提高螺杆泵的工作效率。研究得到, 螺杆泵转子在工作的过程中, 如果工作压差增大, 转子的工作扭矩将会增加, 螺杆泵转子和定子之间的摩擦力会增大, 则螺杆转子的输出扭矩也会相应的增大。螺杆泵工作时转子的摩擦扭矩随着泵效的减小而减小。因为螺杆泵效率的降低, 主要是由于螺杆泵的漏失量增大引起的, 螺杆泵漏失后的液体会漏失到定子和转子之间的密封面上, 这样漏失的液体就会对密封面起到润滑的作用, 经过润滑后, 定子和转子接触面的摩擦阻力系数降低, 因此螺杆泵转子的摩擦扭矩会降低。螺杆泵采油系统的效率和能耗, 会直接影响到螺杆泵采油技术的效益。螺杆泵光杆的扭矩可以直接的反应出抽油泵的工作状况, 利用光杆扭矩测试的方法可以进行油井工作状况的有效诊断, 因此需要加强光杆扭矩的计算研究。在螺杆泵系统各个参数计算的基础, 对系统的各个部分进行能耗的计算, 分析各个部分能耗在总能耗中所占的比例, 从而有针对性的进行能耗降低的措施研究。节点分析就是就将系统的能耗划分成几个部分, 研究每个节点部分能量的消耗。螺杆泵采油系统能耗主要分为, 电机的能耗、传动装置等能耗、抽油杆能耗、螺杆泵的能耗等部分, 通过对螺杆泵能耗的分析, 可以得到螺杆泵相应的工作效率。研究表明, 当螺杆泵的负载率增加时, 电机的效率呈现出先增大后趋于平稳的现象。

结束语

随着油田常规油气资源的不断开采, 油田容易开采的油气资源逐渐的减少, 在难开采油藏采油过程中, 螺杆泵采油技术发挥着非常重要的作用。螺杆泵采油技术的设备简单、操作方便, 而且运行成本低。螺杆泵流量基本稳定, 在工作的过程中没有使用到阀门, 原油中含有气体时, 不会存在气蚀的问题。螺杆泵采油技术通过驱动方式的不同, 主要分为地面螺杆泵采油技术和井下螺杆泵采油技术。井下螺杆泵采油技术又分为电力驱动井下螺杆泵采油装置和液压驱动井下螺杆泵采油装置。螺杆泵工作压差增大, 螺杆转子的输出扭矩会相应的增大, 螺杆泵工作时转子的摩擦扭矩随着泵效的减小而减小。

摘要：利用螺杆泵进行原油的开采, 具有投入成本低、工作性能稳定、装置使用方便、结构简单等优点, 因此螺杆泵采油越来越得到了人们的重视。通过螺杆泵采油可以有效的提高采油的能量利用率和工作效率。文章通过调研研究, 分析了现阶段螺杆泵采油技术的现状, 开展了螺杆泵采油技术的分析研究, 通过研究对于扩大螺杆泵采油技术的应用范围, 具有积极的作用。

关键词：采油,螺杆泵,工艺技术,原理,种类