螺杆泵采油技术的改进和应用之我见
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采油工况中会运用螺杆泵来工作,与其他机械采油相比,螺杆泵兼具容积泵和离心泵的优点,作为一种人工举升方式,它具有以下优点:
1.螺杆泵运动部件少,结构简单,一次性投资小。
2.螺杆泵可以连续举升介质,工作时负载稳定,机械损失小,效能高,是机械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺杆泵适用范围广,可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂浆、高含气量的气井等等。
4.螺杆泵占地面积小,可以下放至斜井段,因此可以用于海上油田水平井和丛式井中。
虽然螺杆泵有诸多优点,也被广泛应用于各大油田,但与常规机采方式相比,螺杆泵采油设备也存在一些不足:
1.螺杆泵中的定子内部为橡胶,因此不宜应用于高温注汽井;而且定子容易损坏,增加了检泵的次数,相应增加检修费用。
2.螺杆泵作业时需要流体润滑,缺少润滑将会导致泵体过热,定子橡胶弹性体老化,甚至烧毁。
3.与其他机采方式相比,螺杆泵的总压头较低。
目前大多应用在1000米左右深的井中。
当下泵深度超过2000米时,螺杆泵扭矩增大,杆断脱率增高,井下作业难度增加。
参考文献[1]高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术[M].北京:中国电力出版社,2010.[2]陈根永,熊军华,王光政,刘宇清.电力系统继电保护整定计算原理与算例[M].北京:化学工业出版社,2013.[3]河南省电力公司南阳供电局.变电站保护压板辨析及投退说明[M].北京:中国电力出版社,2015.〔编辑李波〕螺杆泵采油工艺的合理应用房光(大庆油田装备制造集团力神泵业公司,黑龙江大庆163311)摘要:对于螺杆泵多年的不断开发和研究逐渐形成了无油管与有油管等2种采油工艺。
在对螺杆泵配套技术进行应用的过程中,使驱动装置漏油问题与抽油杆断脱问题得到有效解决,并且在三元复合驱与聚合物驱的应用之中,也取得了较为理想的效果,并且可以将其作为当前油管偏磨与克服抽油杆偏磨的替代技术。
在今后对泵结构进行优化设计、泵材料研发以及工况测试等多个技术方面都需要予以一定的完善。
关键词:螺杆泵;采油工艺;应用中图分类号:TE9文献标识码:B DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2019.04D.680引言近些年来油田采出液之中的含水率呈现着逐年上升的趋势,在采油成本之中吨液能耗所占的比例也在不断地增加,在对油井进行开采期间的经济效益也在不断的降低,这种情况下就需要适当的应用一些举升设备来对成本进行降低。
螺杆泵属于一种容积式泵,其中的运动部件相对较少,并且其中流道和阀件也并不复杂,油流的扰动相对而言也都比较小,排量均匀切具有较强的适应性。
在对螺杆泵多年的开发和研究过程中成功研制出了专用防断脱空心抽油杆,并且随后又在空心转子螺杆泵的研发过程中使螺杆泵井不能测压的问题得以解决。
在当前所研发和应用的螺杆泵采油技术已经表现出了一定的系列化的特点,而且其发展方向也正朝着产业化和标准化迈进。
1螺杆泵采油工艺的系统效率在对油田进行开采的后期的采油难度相对较大,基于这种情况就需要结合实际情况应用系统效率较高的举升设备。
油田用双螺杆泵的特点分析首先,油田用双螺杆泵具有很高的抗磨性和抗腐蚀性。
油田的工作环境通常是恶劣的,例如存在高温、高压和高含硫等条件,传统的泵设备难以适应这种环境。
油田用双螺杆泵采用硬质合金材料制成的螺杆和衬套具有很高的硬度,能够抵抗介质中的磨损和腐蚀,从而延长设备的使用寿命。
其次,油田用双螺杆泵具有很强的自吸能力。
在油田的开采和生产过程中,一般需要将液体从低处抽送到高处,而油田用双螺杆泵具有较强的自吸能力,能够在介质中自动形成真空,从而实现有效的吸入和泵出。
另外,油田用双螺杆泵具有稳定性好、工作效率高的特点。
双螺杆泵由两个同轴并且反向旋转的螺杆组成,泵送介质时,螺杆之间形成密封腔,因此泵送的介质不会发生混合和泄漏,从而保证了泵送的稳定性;同时,双螺杆泵内部的螺杆之间不会发生摩擦和冲击,因此工作效率高,能够实现较大流量的输送。
此外,油田用双螺杆泵还具有结构简单、维护方便的特点。
双螺杆泵的结构相对简单,由于没有阀门和可动部件,因此维护较为方便,不易出现故障。
同时,双螺杆泵的螺杆和衬套等易损件可以进行拆卸和更换,延长了设备的使用寿命。
最后,油田用双螺杆泵还具有较强的适应性。
双螺杆泵可以输送不同性质的介质,例如稠油、油水、污泥和腐蚀介质等,同时还可以适应不同的工况要求和输送能力。
综上所述,油田用双螺杆泵具有很好的抗磨性、抗腐蚀性、自吸能力,稳定性好、工作效率高、结构简单、维护方便和较强的适应性等特点。
这些特点使得油田用双螺杆泵成为油田勘探、开采和生产过程中不可或缺的设备,为油田的正常生产和运营提供了可靠的保障。
同时,双螺杆泵的研发和应用也将进一步提高油田的生产效率和经济效益。
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术螺杆泵采油工艺是一种常用的油田开采技术,主要适用于低渗透油层、高粘度原油等复杂油气藏。
该技术具有采率高、抽液能力强、适应性广、操作简便等优点,被广泛应用于国内外油田开采中。
螺杆泵采油的基本原理是通过螺杆泵将原油从井底抽出来,传递至地面,进一步深加工。
螺杆泵由两个双螺杆转子组成,一个定子确保转子的同步旋转。
原油从油层通过喉管进入螺杆泵的吸入端,受到转子的强制挤压和扰动,产生油泡爆破和润滑效应,提高出油效率,然后被输出到油井的地面。
由于螺杆泵在运行过程中能够产生高压力、高温度等特殊工况,传动系统、密封、散热等技术需求较高,因此配套技术也得到了较为广泛的研究和应用。
螺杆泵采油的配套技术涉及传动系统、密封系统、散热系统等多个方面。
传动系统是螺杆泵采油的核心组成部分,主要由电机、减速器、联轴器、轴承和齿轮等构成,具有传动稳定、安全可靠、低噪声等特点。
常见的传动系统有电动螺杆泵和液压螺杆泵,前者适用于小型井或功率不大的油田,后者适用于大型井或功率较大的油田。
密封系统主要用于保障螺杆泵的密封性能,避免原油泄漏,减少环境污染,同时也能提高螺杆泵的使用寿命。
散热系统主要用于降低螺杆泵的温度,防止油脂过度氧化和泵体变形等问题产生,从而保障螺杆泵的稳定运行。
总的来说,螺杆泵采油技术是一种先进、高效的采油方法,但其配套技术同样重要。
只有在传动、密封和散热等方面得到合理的配置和保障,才能保障螺杆泵的高效、稳定、长期运行。
因此在螺杆泵采油工艺应用中,需要重视配套技术的开发、应用和改进,在实际操作中加强维护保养,提高采油效率和经济效益。
油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究摘要:我国部分油田全面进入生产开采后期阶段后,原油开采难度继续增加。
而且我国部分油田虽然含油量相对较高,但因受到各种因素限制开采效率始终无法得到有效提升,这一点在国内部分稠油油田体现的尤为明显。
这也是制约我国石油行业快速发展的一个重要影响因素。
通过利用螺杆泵采油技术可以使该问题得到有效解决,螺杆泵技术在油田开采后期阶段以及稠油区块中的应用可以有效提升原油开发效率,也可以促进我国石油行业的快速发展。
关键词:油田开发;螺杆泵采油技术;应用0引言进行油田开发工作时,薄差、低渗透油层具有较大的开发难度。
现阶段油田含水量不断增加,产量不断减小,开采成本增加,对经济效益产生严重影响,所以需要借助科学方法保证油田稳产以及高产。
借助同步测试信息能够发现,在沉没度较低情况下,需要建立较多的抽油机井,此类油井检泵周期短、泵效低、产液量低以及运转负荷大等。
所以对合理沉没度确定与应用进行研究,对于提升螺杆泵井产量具有重要意义。
1螺杆泵采油工艺分析1.1螺杆泵工作原理以及主要工艺当前油田领域所采用的螺杆泵,多以地面驱动螺杆泵与潜油螺杆泵为主,但从实际的应用来看,地面驱动、抽油杆柱转动的单螺杆抽油泵应用相对较多,具体的应用中,在井口位置安装驱动装置,主要包含动力部分、减速器与驱动头几个部分。
以电动机作为动力装备,电动机的运行中提供了足够的动力支持,减速器在降低速度的同时带动了抽油杆的转动,利用抽油杆将石油从地下抽到地面,完成采油任务。
油田生产作业中的螺杆泵采油工艺应用中,需在现场形成螺杆泵采油系统,该系统内包含有地面与井下两个部分,地面为驱动部分,由电动机提供动力,并将此动力传递给抽油杆,抽油杆获得足够的动力后,驱动井下部分的螺杆高速旋转,将井液带到地面。
螺杆泵采油工艺的应用中,需注意以下方面:(1)依据对油田情况的掌握,做好螺杆泵型号的对比与选择,确保所采用的螺杆泵,能完全适应油井条件,保障其运行的稳定性,确保螺杆泵的采油效率。
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术随着石油工业的发展,螺杆泵采油工艺及配套技术在油田开发中扮演着越来越重要的角色。
螺杆泵采油是一种高效、稳定的采油方法,具有适应范围广、排液能力强、节约能源等优点,因此得到了广泛的应用。
本文将从螺杆泵采油的原理、工艺流程以及配套技术等方面进行浅析。
一、螺杆泵采油的原理和特点螺杆泵是一种通过螺杆的旋转来实现液体的吸入和排出的设备。
螺杆泵采油是将螺杆泵安装在井下,通过电力或液压等动力驱动,利用螺杆泵的转动将地下原油提升到地面。
螺杆泵采油相比传统的抽油杆采油技术,具有以下特点:1.排液能力强:螺杆泵采油可以实现大流量、高扬程的液体输送,强大的排液能力能够更有效地提高采油效率。
2. 适应范围广:螺杆泵采油适用于不同类型的油井,包括高硫、高粘度、高气藏等复杂情况下的油井,具有较强的适应能力。
3. 节约能源:螺杆泵采油的功率消耗相对较低,可以节约能源,提高采油效率。
4. 高效稳定:螺杆泵采油具有稳定的工作特性,能够持续高效地进行油井采油作业。
二、螺杆泵采油工艺流程螺杆泵采油的工艺流程一般包括井口设备、井下设备和地面设备三个环节。
1. 井口设备:井口设备主要包括采油管线系统、报警系统和控制系统等。
采油管线系统用于连接地面和井下的螺杆泵,将地下原油输送到地面。
报警系统用于监测井下设备的运行状态,一旦出现异常情况及时发出报警。
控制系统用于远程监控和控制井下设备的运行状态。
2. 井下设备:井下设备主要包括螺杆泵、电机和配套管线等。
螺杆泵通过电机或液压系统驱动,将地下原油提升到地面。
配套管线用于连接井下设备和地面设备,实现液体的输送。
3. 地面设备:地面设备主要包括油罐、分离器、测量仪表和电气控制设备等。
油罐用于储存地下原油,分离器用于将原油和水分离,测量仪表用于监测原油产量和质量,电气控制设备用于远程监控和控制地面设备的运行状态。
三、螺杆泵采油配套技术1. 螺杆泵设计技术:螺杆泵的设计包括泵的结构设计、叶轮设计、密封设计等,设计合理的螺杆泵可以提高采油效率,减少能耗。
试析地面驱动螺杆泵采油技术优化地面驱动螺杆泵由于抽油杆自身既需要受到拉力作用,又受到扭力作用,且下入深度较浅,在实际生产过程中如采油技术工艺不当,往往会造成固定部位的磨损或磨断油管,以及油管或抽油杆脱扣等问题,这就需要做好对相关工艺技术的优化与匹配,以保证设备的正常、稳定运行。
一、地面驱动螺杆采油工作原理概述地面驱动螺杆泵采油系统,如下图1 所述。
地面驱动螺杆泵作为一种容积式泵,其工作原理是由地面驱动装置带动抽油杆和转子在定子橡胶衬套内旋转,转子和定子之间的容积均匀上移,从而产生抽汲、推挤作用,而实现连续性的排油。
成。
油层的工作特性由综合IPR 来描述;井筒中流体则按照多相管流规律进行流动;抽油设备则主要包括了地面驱动装置、抽油杆柱、井下螺杆泵,用于向井筒中流体提供能量,其自身组成一个复杂的机械系统。
可通过正确地选择泵型和设计抽油参数(如泵深、转速和抽油杆柱组合等)来控制、调节油井的生产,使得抽油设备系统与油层和井筒的能力相协调,在高效、安全的基础上获得较高的产油量和经济效益。
对地面驱动螺杆泵抽油井采油系统的优化设计,是以整个油井为研究对象,以各子系统的协调运作为基础,以油井的生产能力为依据,以油井的产油量(经济效益)为目标,采用节点系统分析方法,进行抽油井的优化设计,充分发挥油层和抽油设备的潜力。
地面驱动螺杆泵采油系统的节点划分,详见下图 2 所示,求解点设置在下泵深度处。
在本文中,主要就地面驱动螺杆泵抽油杆轴向力和抽油杆柱扭矩的优化计算方法,以及抽油杆柱强度理论的计算进行了分析:1、抽油杆柱轴向力的优化计算(1)杆柱载荷的计算通常我们较常采用的是电缆加热解堵技术,该技术的原理是通过在油杆内下入加热电缆,利用电缆加热后所生成的热量使原油凝固问题得到解决。
需要注意的是,该技术在实施过程中,应对井口的油温进行定时测量,当检测到油温超过原油的凝固点以后,才可将电缆起出。
4、故障诊断技术地面驱动螺杆泵在采油过程中,如因管理不当、工况不合理或者产品质量等问题时,将会出现一系列故障问题,常见故障有采油井常见故障有抽油杆断脱、各种堵塞、油管漏失、定子橡胶脱落等。
螺杆泵采油技术的改进和应用之我见
作者:刘子龙
来源:《科学与财富》2016年第07期
摘要:几年来我国石油开采规模越来越大,油井数量越来越多,各种采油技术都得到了广泛的应用,其中运用较为普遍的是螺杆泵采油技术,相对于传统采油技术,螺杆泵采油技术有几个方面的优势:降低成本、缩短工期、减少能源资源消耗等,但是在实际运用螺杆泵采油技术的过程中也存在一定的问题,影响了正常的采油工作,降低了油田的经济效益和社会效益。
本文将就螺杆泵采油技术开展探讨并提出改进措施。
关键词:油井开采;螺杆泵采油技术;技术改进
引言:螺杆泵是一种容积式转子泵,其衬套和螺杆共同形成一个密封腔,密封腔的容积变化会吸入和排出液体,螺杆泵可以根据螺杆数目不同进行划分,常见的有单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵等几种,螺杆泵具有很多优点,如可靠性高、噪音下、工作效率高等,在输送液体时也不会出现涡流等,即使液体粘度较大也能顺利输送。
1、螺杆泵采油技术的原理和性能特征
1.1螺杆泵采油技术原理
螺杆泵采油技术由两个部分组成,也就是地面驱动装置和井下螺杆泵,加强抽油杆是绕轴,绕杆的作用是向井下输送井口驱动装置的驱动力,螺杆泵转子得到了驱动力才能正常工作。
双头定子和单头转子共同组成井下螺杆泵,螺杆泵和衬套形成了一个密封腔,定子中的转子转动时,空腔会从吸入一侧向排出的一侧运动,密封腔消失并在吸入一侧重新形成新的密封腔,而液体也会随着密封腔运动被排出,随后液体被排放到管线中并且最终被送至地面。
这就是螺杆泵采油技术的基本原理。
1.2螺杆泵的性能分析
螺杆泵采油技术有几个方面的性能特征:质量恒定,也就是井筒流动、油井生产和螺杆泵排出、吸入的液体质量相同;能量恒定;热量恒定。
2、螺杆泵采油技术存在的问题分析
2.1磨损井问题和原因
根据磨损井的范围分析,从某个深度开始才出现螺杆泵井杆磨损问题,也就是从这个深度开始出现磨损问题,并且随着井深度的增加,磨损井的问题也就越来越严重,经过具体观察得知,一般在中下部位出现磨损问题的概率较大,约为87%左右。
根据统计数据得知,50个磨
损件中,实心杆的磨损率要低于空心杆的磨损率,并且空心杆的磨损程度也要比实心杆的磨损程度大;根据螺杆泵的转速来看,低转速井的磨损率要显著低于高转速井的磨损率。
2.2杆管磨损问题和原因
由于转子的偏心运动,抽油杆和转子要做偏心旋转运动,抽油杆和油管之间存在一定的环空面积,如果不及时采取相应的措施,那么杆管将会出现磨损问题。
从离心惯性力方面的原因来看,杆柱质量与几何中心线出现偏离,杆柱由于质量偏心将会出现弯曲,随着油井深度的增加,旋转杆柱的轴向力逐渐减少,横向力将会导致杆柱出现弯曲现象,如果井较深并且杆柱较长,自转和公转基本相同。
3、螺杆泵采油技术的改进方法
3.1采用螺杆泵电加热系统
为了提尕螺杆泵强度以防止螺杆脱断,应该合理的使用阻尼式液压驱动装置,阻尼式液压驱动装置采用了双液压刹车系统,螺杆泵停止运行后无需人工干预,装置会自动释放光杆扭矩,螺杆恢复自然状态后就会自行停止;如果是电加热抽油杆,螺纹应使用锥形丝扣型的,锥形丝扣螺纹比普通抽油杆多三扣;如果有更高的需求则可以采用O型圈螺纹,不仅有效提高了抽油杆的防脱断性能同时也保证了螺杆泵的密封性能。
通过摩擦焊和炖杆两种措施提高了电加热抽油壁的厚度,进一步增强了抽油杆的防脱断能力。
3.2优化下泵参数
为了保证螺杆泵的有序性和有效性,必须明确螺杆泵的相关参数,为了尽量提高螺杆泵的防脱断性能,减少螺杆泵的磨损问题,应该适当降低共振、弯矩和扭矩,因此螺杆泵应尽量以中速或者低速运行,对于下泵的设计应该以油井的供排和产能要求为基础,选择合适的螺杆泵以达到中低转速的要求。
3.3改进其他配套技术
在井下安装与油井相配套的单流阀,能够在一定程度上增强杆柱的强度,防止杆柱脱断,也可以将单流阀设置在螺杆泵的吸入口等位置,降低杆柱的反转势能,降低螺杆的反转速度,也是为了降低地面驱动装置反转系统的负荷。
4、螺杆泵采油技术的具体应用
以某大型油田为例,此油田共有螺杆泵井197口,在某次检测中共检测螺杆泵井82口,其中出现磨损的螺杆泵井共63口,通过分析得知,造成检泵的主要原因是杆管磨损问题。
造成杆管磨损问题的原因有以下几个:第一是转子的偏心运动;第二是离心惯性力作用;第三是由于油管弯曲导致的。
针对此油田存在的杆管磨损问题,可以采取以下几个方面的措施:第一是优化杆泵的匹配,目前螺杆泵普遍存在的问题之一就是杆柱断脱问题,需要同时考虑系统安全、过流面积和抗扭能力等要求,可以使用直径为28毫米的实心锥扣杆代替原有的直径42毫米和直径38毫米的空心杆,并且适当的加厚杆壁,提高杆管的抗扭性能,使用直径28毫米的杆,能够增加过流面积,降低扭矩,提高杆管的抗拉和抗扭性能,在一定程度上防止出现杆脱断问题,降低杆磨损和杆断出现的频率;第二是全井扶正技术,大部分大排量螺杆泵都会出现杆管磨损问题,区别只是程度不同,如果安装了扶正器,可以一定程度上减少杆管磨损的现象,因此针对油井现状,可以进行全井扶正,测试表明,不同位置的扶正器扭矩基本相同,因此采用全井扶正技术对扭矩基本没有影响。
结束语
综上,杆管磨损的主要原因是二者的接触载荷,造成采油效率下降,影响了企业的经济效益,针对螺杆泵磨损问题采取恰当的措施,能够更好的运用螺杆泵并使其更加完善。
参考文献
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