直驱型螺杆泵在聚驱井上应用

潜油直驱螺杆泵在萨北油田的应用【摘要】潜油螺杆泵取消了抽油杆，将驱动装置移至井下，在继承了地面驱动采油螺杆泵优点的同时，也克服了其固有的缺陷。

北2-356-84是萨北油田第一口潜油螺杆泵，也是第一口潜油直驱螺杆泵试验井，投产已有8个月。

本文从潜油直驱螺杆泵的基本结构入手，与螺杆泵进行对比，分析其在油田的适用性；根据这在生产中出现的问题，归纳了该设备在日常管理中的注意事项；并提出所应做的后续试验。

【关键词】潜油直驱螺杆泵适用性日常管理地面驱动采油螺杆泵与抽油机相比，具有基建费用少、占地小、节能等优点。

但也因其特殊的采出方式，暴露出热洗难度大、抽油杆偏磨问题始终无法根治的问题。

因此，潜油螺杆泵开始进入油田生产领域，随着潜油电机技术水平的提高，近年来发展出了潜油直驱螺杆泵，即取消机械减速装置，潜油电机直接驱动螺杆泵转子，依靠地面变频设备降低转速。

1 潜油直驱螺杆泵的基本结构潜油直驱螺杆泵核心部分由直驱潜油电机（含电机保护器）、连接器、螺杆泵泵身和地面变频控制设备组成，抽汲部分为螺杆泵，驱动部分类似电泵。

最显著的特点是专用直驱潜油电机和柔性连接器。

1.1 直驱潜油电机与普通电潜螺杆泵相比，潜油直驱螺杆泵取消了机械减速装置，而使用专门的直驱永磁同步电机，依靠地面控制箱控制器实时跟踪负载变化，调节相应的电压和电流，精确控制电机速度和转矩。

1.2 连接器连接器也称柔性轴，为双万向节结构，连接电机转子和螺杆泵转子。

连接器在将电机转子的同心运动转换为螺杆泵转子的偏心往复运动，承受高扭矩的同时，双万向节中的止推轴承还要承担螺杆泵的向下轴向力，阻止其作用在电机轴上。

2 潜油直驱螺杆泵现场试验情况2.1 北2-356-84井概况北2-356-84井是萨北油田第一口潜油直驱螺杆泵井。

该井1994年10月新井投产，使用6型抽油机。

2006年11月转螺，使用KGLB200-25型螺杆泵。

在进行潜油直驱螺杆泵试验前，螺杆泵转速65Rpm，日产液30.4t，日产油1.1 t，含水96.5%，液面720米，流压7.69Mpa。

直驱螺杆泵在提高锦91块东部机采系统效率方面的作用摘要：为提高区块整体机采系统效率，解决锦91块东部高含水、低产低液井长期以来系统效率偏低的情况，结合地质特点和传统螺杆泵在生产中的实际现状，通过使用直驱螺杆泵，实现永磁同步电动机直接驱动、减少机械减速器和皮带减速器。

现场4口井实际应用表明，单井耗能比抽油机降低1/3以上，线路损耗节省75%，综合节电率约22%，系统效率平均提高了4.13个百分点。

关键词：系统效率直驱螺杆泵节能电机一、引言螺杆泵采油系统特别适合高粘稠、高含气、高含砂、高含水以及低产油井的原油开采，能有效地克服气锁、砂卡等现象。

同时，具有节能高效、体积小、重量轻、安装方便、井口占地面积小、检泵周期长、二次性投资及运行费用低和便于管理等优点，用它取代游梁式抽油机和电潜泵，必然是经济合理的选择。

美国Amoco公司在高含水油井的螺杆泵采油实验表明，螺杆泵装置的平均总系统效率达到了63.4%，比游梁式抽油机高出13%，比电潜泵高出50%。

我国传统的螺杆泵井上驱动系统一般采用异步电动机，再配套相应的减速箱。

虽然总体上螺杆泵比游梁式抽油机效率高，但其正常工作时处于低负荷状态，而启动时又需要高转矩，因此与之相配套的电机长期以来存在配置偏大的问题。

大量实验表明，异步电动机效率和功率因数均较低。

另外，传统的螺杆泵系统具有调速困难、减速箱需经常维护、系统效率和经济效益都很低的缺点。

直驱螺杆泵系统采用节能型大力矩永磁同步电动机直接驱动，减少了机械减速器和皮带减速器，增加了反转制动机构。

可实现带电停机、断电制动和负载自动跟踪的功能，并且节能效果显著。

二、区块地质概况及系统效率现状锦91块(东)，是锦45块东部的一个次级断块,含油面积2.8Km2，原油地质储量1490×104t，可采储量512×104t，开发目的层为沙一、二段的于楼油层和兴隆台油层。

锦91块东部总体开发效果呈逐年下降趋势，主要是近几年无新井产能接替，并且措施增油效果逐年变差，从而导致全块产量呈下降趋势。

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。

井下直驱螺杆泵无杆举升技术摘要：中国石油勘探开发研究院依托中国石油天然气集团公司重大科技项目，结合油井实际生产需求，经过近10年的摸索和试验，联合攻关开发了潜油永磁同步低速电机，技术思路是采用“潜油永磁同步低速电机+保护器+柔性轴+螺杆泵”结构。

目前这项技术适用油井排量范围是5～50m3/d，满足大部分中国石油油井举升需求。

关键词：无杆举升；井下直驱螺杆泵；井下电机1引言中国石油天然气集团公司油井超过20万口，由于地层能量偏低，人工举升油井占到总井数的95%以上。

人工举升主要有抽油机、螺杆泵、电潜泵、水力泵和气举等技术和装备，其中有杆泵（抽油机和地面驱动螺杆泵）数量达到了92%。

有杆泵采油是通过抽油杆将动力传到井下，带动井下泵运动将原油举升到地面。

有杆泵采油面临3个方面的生产难题：一是效率低、能耗高，有杆泵采油设备平均系统效率只有24%，每年消耗的电能约占油田总耗电的一半以上；二是大斜度井、聚驱井、高含水井增多，杆管偏磨问题越来越严重，导致检泵周期短，吉林、长庆油田部分油井由于杆管磨损检泵周期只有300 d左右，远低于抽油机井平均检泵周期800d。

随着斜井、定向井及水平井数量不断增加，井眼轨迹更加复杂，有杆泵采油杆管磨损现象会更加严重；三是有杆泵采油井口采用光杆盘根动密封，更换不及时会导致原油泄漏，造成安全环保事故。

针对有杆泵采油存在的问题，国内外一直在致力于发展无杆举升技术，目前比较成熟的是电潜离心泵。

该技术主要适用于日产液50 m3以上的油井，由于中国石油油井产量普遍偏低，限制了其广泛应用，电潜泵井只有2 000余口。

电潜螺杆泵是近年发展起来的无杆采油技术之一，与潜油电泵相比，在稠油井、出砂井中有更好的应用效果。

国内外进行了大量的研究，美国的Centrilift Amoco和加拿大的KUDU等公司从20世纪90年代开始进行电潜螺杆泵产品的研究，传统的思路是采用“潜油电机+井下减速器+保护器+螺杆泵”结构方案，该方案中电机转速1450 r/min，通过行星减速器将输出转速降到150 r/min左右，减速比为9∶1。

新型高效螺杆泵应用及节能分析摘要：常规螺杆泵举升方式存在地面驱动装置传动效率低、减速器损坏维修费用高、传动装置存在安全隐患等问题，针对这种问题试验应用了直流电动机直驱螺杆泵技术，介绍了直驱式螺杆泵的原理、结构和特点。

分析目前螺杆泵方面的节能潜力。

由于直流电动机直拖螺杆泵地面驱动装置电动机转子的磁场为永磁原理，不需要从电网吸收无功功率，所以功率因数接近1，与普通地面驱动装置相比平均节电率26.5%，直驱装置运行平稳、可以实现电动机的无级调速，易于操作，管理方便，减少了地面驱动生产维护费用，具有着明显的节能效果。

关键词：螺杆泵应用节能近几年随着螺杆泵及相关配套技术的逐步完善，在油田上得到了大量的推广应用。

目前普遍应用的螺杆泵举升方式存在地面驱动装置传动效率低、减速器损坏维修费用高、传动装置存在安全隐患等问题，针对这种情况我们试验应用了直流电动机直拖螺杆泵地面驱动技术。

该地面驱动装置在节能方面有着明显效果，现场操作起来简单方便，电动机在驱动程序的控制下工作，可以自动实现软启动、软停机、电磁制动等功能。

同时，安全性能也大大提高，直驱式螺杆泵驱动装置取消了地面驱动装置的机械减速器和皮带，减少了传动装置，降低了地面故障率。

直驱式螺杆泵驱动装置的应用，进一步提高驱动系统的可靠性及满足螺杆泵在不同的工况下对驱动系统要求，完善了螺杆泵井配套工艺技术，对螺杆泵的普及和发展具有重要意义。

一、直驱式螺杆泵的原理及特点1.原理直驱式螺杆泵驱动装置与机械式相比，取消了原螺杆泵的减速机构，减少了传动环节，传动效率较高，由电动机直接驱动光杆，电动机为永磁同步电机，由变频调速装置控制，电机运行功率因数为1，整套驱动系统高效节能，平均节电率达到25%。

直拖螺杆泵地面驱动系统主要由光杆方卡、机械密封、驱动电动机、承重轴承箱和封井器等部分组成。

光杆穿过电动机的空心轴，通过方卡子与电动机空心轴联接。

电动机的转子上铸有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器，作用是准确地检测出转子的位置，并把位置信号发送给智能运算、逻辑控制部分，将直流电压依次加到电动机的各相上，电动机定子上产生的磁场与转子永磁磁场相互作用而使转子转动。

直驱型螺杆泵在聚驱井上的应用摘要：分析了新型直驱型螺杆泵的节能效果，指出了直驱型螺杆泵在日常管理中存在的优势与不足。

应用表明，一种新式的直驱型螺杆泵取代老式螺杆泵，解决了传统的异步电机式螺杆泵能耗高，安全性差，维护费用高等问题。

针对卡泵的井，目前主要采取提杆洗井或是憋压洗井方法，但通过调整运行参数，加密洗井可有效减少或避免出现卡泵现象。

关键词：直驱型螺杆泵节能螺杆泵采油技术具有可以举升稠油、适应含砂油井、降低一次投资、安装和管理方便、节能等优点。

传统异步电机式螺杆泵在生产中逐渐的暴露出一些问题，大参数运行时井口震动大，皮带磨损严重，减速器齿轮磨损快，防反转失灵时龙骨式驱动轮存在安全隐患等问题。

防反转装置由电磁控制器控制，柔和平稳、无冲击；减少了更换皮带、加注润滑油等维护性工作量及费用等优点。

为此，引进了一批直驱型螺杆泵，在某队安装8口直驱型螺杆泵进行试验。

通过观察试验效果，提出了直驱型螺杆泵一些比较直观的认识。

1直驱型螺杆泵的优点1.1直驱型螺杆泵能耗低安全性高（1）直驱型螺杆泵依靠立式空心轴电机驱动螺杆泵光杆取消了机械减速器，减少了在防反转失灵使皮带轮飞出的安全隐患。

（2）取消了老式异步电机的动力传动结构，减少了更换皮带和加注润滑油等工作。

某队老式异步电机式螺杆泵平均每月要消耗皮带100组左右，日常维护春秋更换润滑油及生产时需定期观察驱动头是否缺油或机油变质，及时的给驱动头加注润滑油，这项工作每年需消耗润滑油500桶左右。

对比发现，直驱型螺杆泵的运行电流要远远低于异步电机式螺杆泵。

见表1。

以某1503和某1333举例说明。

分析表明，相同的电机功率下直驱型螺杆泵运行电流要远远低于传统异步电机式螺杆泵节电效果明显，通过安装电度表计算，某1503井在29天内耗电13630 KWh；某1333井29天内耗电15080KWh，差值为-1450 KWh。

虽然这两口井参数略有不同，但直驱型螺杆泵节能效果明显。

C2000变频器在地面直驱螺杆泵上的应用分析1 前言目前国内最常用的抽油机种类有游梁式抽油机、塔架式抽油机和螺杆泵式抽油机三种，其中螺杆泵式抽油机近些年发展迅猛，是一种适用于高粘度、高含砂、高气油比原油开采的机械采油设备，螺杆泵抽油机作为一种简单、高效、经济节能的人工举升方式，在稠油与含砂含水原油的开采中得到了广泛的应用。

螺杆泵采油系统又分为地面驱动型和井下驱动型，其中地面直驱螺杆泵在井下采用普通螺杆泵，在井口驱动，结构简单，技术成熟，目前国内各油田的螺杆泵多采用此种驱动方式。

地面直驱螺杆泵采用永磁同步电机驱动，配备台达C2000高阶磁束向量通用型变频器，停机时采用变频器与外接电阻两级制动，整个系统简单紧凑，运行可靠，达到了很好的节能效果。

2 直驱螺杆泵系统组成与工作原理地面直驱螺杆泵系统作为一种优秀的人工举升方式，在稠油井、携砂采油井上显示出比其它采油方式更加明显的优越性。

2.1系统组成地面直驱螺杆泵系统由井底螺杆泵、抽油杆柱、抽油杆扶正器及地面驱动系统等组成。

工作时，由地面动力带动油杆柱旋转，连接于抽油杆底端的螺杆泵转子随之一起转动，井液经螺杆泵下部吸入，由上端排出，并从油管流出井口，再通过地面管线输送至计量站。

2.2工作原理螺杆泵是靠空腔排油，即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室，当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。

封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。

同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。

这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。

图1 螺杆泵结构图3 直驱螺杆泵反转特性螺杆泵在失去外力驱动或停机时存在反转问题，造成螺杆泵反转一般有两个原因：一个是在螺杆泵工作时，传动电机的力矩通过近千米的抽油杆传递到泵体上，抽油杆必然产生弹性变形和一个扭转角，进而储存弹性能量，当驱动电机没有驱动力矩时，抽油杆就会带动机械系统反方向扭转；另一个是驱动系统停机时，由于油套管内存在液位差，近千米的油液受到重力作用会从油管内回落，液面的压力也会使螺杆泵转子产生反转。

科技成果——潜油直驱螺杆泵举升采油技术技术开发单位新乡市夏烽电器有限公司适用范围适用于油气井开采，特别适合于偏磨、高粘度、含砂、含气的陆地油井及海上采油平台的使用。

适用条件：液量范围小于80m3/d，泵挂3000米以内的油井；油井套管5寸及以上；介质粘度小于或等于5000mPa.s（50℃）；砂或其它固体颗粒按体积计算不超过 2.5%，并且最大粒径尺寸不超过1mm；在泵的吸入口，液体、气体的体积比不小于10%；对于常温普通橡胶螺杆泵，油井需满足硫化氢气体＜1%、芳香烃气体＜2%、二氧化碳＜2%、甲烷＜40%、油井含酸＜1%；为了防止螺杆泵井液抽空而烧坏定子橡胶，泵的沉没度应不小于100米。

成果简介该举升技术是由控制柜通过动力电缆驱动井下“潜油直驱电机”，并由电机通过柔性轴直接驱动螺杆泵旋转进行采油。

永磁同步电机无级调速，低转速大扭矩输出，节能高效；无需抽油杆，解决了杆管偏磨、耗能问题；无机械减速装置，免修期长；配备深井测压技术，避免了沉没度不足烧泵问题；控制系统采用长线高矢量控制，实现了3000米超远距离控制；地面为简易井口，无机械动力设备，杜绝了人畜伤亡；井口采油树静密封无泄漏无污染。

技术效果在低渗储层小排量井，百米吨液耗电：1.3-1.95kW•h/100m•t，与常规抽油机相比节能50%左右。

如在长庆油田第九采油厂197-98井，泵挂1800m，产液量2-4m3/d，套管尺寸51/2"。

改造前抽油机日耗电量150kW•h，吨百米电耗2.77kW•h；改造后潜油直驱螺杆泵日耗电量73kW•h，吨百米电耗1.36kW•h；抽油机系统的能耗是潜油直驱螺杆泵系统能耗的2倍，改造后节能效果达到51%。

应用情况目前累计施工103口井。

（1）长庆油田应用33口井，平均泵挂1600米，产液量2-4m3/d，平均免修期500天，分布在长庆油田采油三、五、八、九厂。

（2）大庆油田应用32口井，平均泵挂1100米，产液量10-30m3/d，平均免修期700天，主要分布在大庆油田采油三厂。

螺杆泵电机直驱装置的试验与应用摘要：介绍了螺杆泵地面电机直驱装置的结构和工作原理，阐述了直驱装置的技术特点和优势，同时指出该技术存在的不足。

应用表明，直驱装置运转更加稳定，有功节电率达24.9%，系统效率提高9.41个百分点。

关键词：螺杆泵；永磁电机；地面驱动装置螺杆泵电机直驱装置是2006年在油田开始应用的新技术，该装置取消了减速箱和皮带传动系统，具有结构简单、体积小巧的特点。

采用直流无刷永磁电机驱动[1]，实现了对杆柱的大力矩变速驱动。

具有软启、软停功能，有利于保护杆柱及井口设备。

现场应用表明，设备运转平稳，能够满足生产的需要。

与某厂使用的常规螺杆泵驱动装置对比，电机直驱装置在节能、维护、管理等方面都有明显的优势。

1 电机直驱装置的结构及工作原理1.1 结构电机直驱装置主要由1光杆；2方卡；3机械密封机构；4直驱电机；5轴承箱；6卡持密封机构；7出油口；8支架等部分组成。

其中电机采用直流永磁电机，实现对负载的大力矩变速驱动；轴承箱位于电机下端盖上，承载螺杆泵井杆柱和液柱重量；机械密封装置在空心轴上部，密封光杆和空心轴空间；电机下端的卡瓦封井器在正常生产时打开，在作业及维护设备时用于卸载荷和密封井口。

图1 直驱装置结构示意图1.2工作原理螺杆泵井的抽油杆直接穿过电机空心轴，并通过方卡子与空心轴连接，直接传递电机转矩，带动螺杆泵工作。

电网的交流电经控制器转变为电压可调的直流电供给电机，电机采用三相无刷直流永磁电机，该系统包括电机、传感器和驱动器三个部分，传感器提供转子位置信号，驱动器根据转子位置向电机提供最合适的驱动电流，电机则可以实现对负载的大力矩变速驱动。

反转控制采用电气能耗制动方式，即当电机断电时，电机与制动电路连接，电机反转产生的电能消耗在制动电阻上，实现软制动。

2 现场应用2.1 应用情况2008年6月，在A和B井上试验应用2套HXZQ-600型螺杆泵电机直驱装置，这2口井的井下泵为KGLB300型泵。

永磁直驱螺杆泵举升配套工艺技术应用实践摘要：针对常规抽油机举升技术存在的不足之处，对螺杆泵举升配套技术进行系统优化。

主要优化措施包括：一是直驱螺杆泵驱动装置替换传统皮带齿轮驱动装置，提升节能效果、减少管理难度、降低安全风险；二是应用信息化变频柜及动液面连续监测装置，提升数字化、信息化管理水平；三是优化井下螺杆泵及配套工具设计及制造工艺，延长油井生产时率。

经现场应用实践证明，直驱螺杆泵举升配套工艺技术的规模化应用可有效提高系统效率，降低投入成本，依托信息自动化系统，实现无人值守，提高管理水平，对下一步采油工艺的持续发展和降低成本具有重要借鉴意义。

关键词：直驱；螺杆泵；信息化；降低成本1.技术背景螺杆泵作为一种机械采油举升设备，适用于稠油、含砂、高含气、高含蜡井的开采，体积小、安装方便，低污染、低能耗，具有其它抽油设备所不能替代的优越性。

然而，由于缺乏对螺杆泵工作特性与实际工况特性比较深入的系统性研究，再加上常规螺杆泵传动方式的复杂性，在当前很难完全发挥螺杆泵在油田生产中的优势。

伴随着螺杆泵应用日益普及，以及直驱电机螺杆泵具有的诸多优点，对油田直驱电机螺杆泵采油系统的研究，不但可以提高直驱螺杆泵在油田作业现场的采油性能与效率，更可以达到节能降耗的目的。

因此需要研究更优化的螺杆泵配套举升技术并将其规模化推广应用。

1.主要配套技术研究与应用永磁直驱电机螺杆泵配套举升技术以提高系统效率、降低举升单耗为目标，主要通过做好螺杆泵油藏适用性评价、井下泵及工具优化、地面驱动装置及周边配套优化等技术，以节省投资，提高系统效率，保证举升质量。

通过应用标准化、信息化的直驱永磁电机配套驱动装置，提高设备稳定性，提高管理水平，降低吨油成本。

通过螺杆泵井工况优化、长寿命螺杆泵举升技术配套，研究直驱螺杆泵配套举升配套的最优组合，使螺杆泵举升系统效率与举升成本进一步优化。

2.1地面直驱装置传统地面驱动螺杆泵传动设备结构一般比较简单，具有管理方便、节约空间等优点，但在现场应用过程中也存在一些问题。

直驱螺杆泵在现场应用中的认识[摘要]为了有效的解决传统机械式螺杆泵容易断杆、停机时泵杆弹性恢复产生的高速反转容易脱扣，噪音大，调参繁琐等问题，研制了新型直驱式螺杆泵，并大面积的推广使用。

本文总结了我对直驱螺杆泵在现场应用中的几点认识。

[关键词]直驱螺杆泵节能认识1引言大庆油田自1986年引进螺杆泵以来，经历了引进、消化吸收、自主开发三个阶段，“九五”期间，主要攻克了螺杆泵定转子抱死和定子橡胶脱胶等技术难题，“十五”以来，主要攻克了螺杆泵热洗清蜡、驱动装置漏油、杆柱断脱和测试诊断等技术难题。

到目前为止，地面驱动杆式螺杆泵采油技术已基本成熟配套，成为继游梁式抽油机和潜油离心泵之后的主力人工举升方式，而且在聚合物驱、三元复合驱和稠油油井上表现出良好的适应性。

与其它人工举升方式相比，螺杆泵低投资、低能耗、对介质适应性强等优势在油田高含水期挖潜增效的作用日益凸显。

但是，目前传统式螺杆泵也存在一定的问题，例如，传统机械式螺杆泵容易断杆、停机时泵杆弹性恢复产生的高速反转容易脱扣，噪音大，调参繁琐等。

为了有效的解决这些问题，研制了一种新型直驱式螺杆泵，并大面积推广。

这种直驱式螺杆泵是在传统机械式螺杆泵基础上，去掉了皮带传动的机械部分，采用立式空心轴电机直接驱动螺杆泵光杆。

2直驱螺杆泵工作原理2.1结构组成新型直驱式螺杆泵由光杆、扭矩卡子、电机空心轴、电机和卡瓦封井器等部分组成。

1-光杆2-扭矩卡子3-电机空心轴4-电机5-卡瓦封井器图1螺杆泵地面直接驱动装置示意图2.2工作原理工作原理：螺杆泵传动光杆穿过驱动装置电机的空心轴，通过扭矩卡子连接直接传递电机扭矩，电机直接驱动螺杆泵光杆运转。

3直驱螺杆泵在现场应用中的认识在现场应用中，对直驱螺杆泵与普通螺杆泵进行比较，总结出新型直驱螺杆泵解决了以下几方面的问题：3.1实现连续转速设置、低速调节直驱螺杆泵调参操作简便直观，方便现场管理。

采油工可以通过配电箱控制柜里的转速调节按钮，来调整螺杆泵的运行速度，输出转速连续可调，且能实现低转速调节。

潜油直驱螺杆泵在吐哈油田的试验与应用摘要：吐哈油田油藏类型多，开发过程中出现偏磨、稠油举升困难、电加热耗电、泵效低等问题，前期在湖218区块，取得了一定的效果。

尤其2019年在马7稠油区块试验2口井，节能达95%以上，成功取代有杆泵+电加热，也为同类油藏举升提供技术借鉴。

关键词：电潜螺杆泵；节电率；检泵周期；泵效1 电潜螺杆泵技术应用背景多年来有杆泵举升技术是采油举升生产的成熟技术，为油田开发开采发挥了重要作用。

一方面随着钻采技术的快速发展和油田开发水平的不断提高，丛式井、定向井、水平井等井型逐渐增多；另一方面随着稠油开发的力度逐年增大，有杆泵对稠油的举升适应性逐渐变差，泵效低检泵多等问题制约了油井的生产时效和成本。

因此，需要在这类油井中探索新的举升工艺技术接替有杆泵举升。

有效解决杆管偏磨、节能降耗、安全环保、管理操作方便，是有杆泵举升生产的接替技术，也是今后机械采油技术发展的主方向。

2 电潜螺杆泵试验技术条件2.1 关键技术的升级改造通过多年的技术升级改造，应用技术条件逐渐完善。

潜油直驱螺杆泵举升技术取消了抽油杆，解决了耗费功率、杆管偏磨等问题，但初期配备的井下电机输出转速高（最低1500rpm），与螺杆泵（100-500rpm）的转速匹配需要相差很大，若采用多极电机或降低电源频率，则电机体积太大，电机的性能变差，在技术和经济上均不合理，因此需配套专门井下减速器，通过减速器降低转速来实现螺杆泵与电机之间的匹配，但因其传动链较长，减速器体积受限，承受的扭矩较大，减速器很容易出现故障，影响整机使用寿命。

为了解决上述问题，研制开发了一种新型潜油直驱螺杆泵，通过结构优化，去掉故障集中点“减速器”，采用永磁同步电机无级调速，以低转速运行，大扭矩输出，进行采油，提高了系统效率，降低了能耗，结构简单，维护方便，工作安全可靠。

2.2 潜油直驱螺杆泵系统潜油直驱螺杆泵主要包括地面部分、中间部分和井下部分。

其中地面部分包括地面控制柜及接线盒；中间部分包括电缆、油管、单流阀和泄油阀；井下部分包括专用永磁同步电机、保护器、柔性轴和螺杆泵，永磁同步电机置于井下设备的底端，依次与保护器、柔性轴及螺杆泵自下而上同轴连接。

油气田地面工程（)第30卷第7期（2011.07）〈产品视点〉潜油直驱螺杆泵张克岩大庆油田采油六厂摘要：潜油直驱螺杆泵采油技术利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。

潜油直驱螺杆泵采油技术解决了有杆泵的杆管偏磨问题。

现场试验表明，潜油直驱螺杆泵系统安全可靠，运行平稳，结构简单，操作方便，具有广泛的推广应用前景。

关键词：螺杆泵；系统组成；技术优势；机械传动；现场试验doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2011.7.061地面驱螺杆泵因受偏心距影响，杆管偏磨严重，增加了生产维护费用。

潜油螺杆泵因减速器体积受限，承受的扭矩较大，减速器易出现故障，影响整机使用寿命。

针对上述问题，开展潜油直驱螺杆泵采油技术研究。

该举升工艺从根本上解决了地面驱螺杆泵杆管偏磨和潜油螺杆泵减速器易损问题。

1系统组成及工作原理潜油直驱螺杆泵采油系统分为井下机组、地面部分及电力传输三部分。

井下机组包括油管锚、潜油电机、电机保护器、吸入口、柔性联轴器及螺杆泵；地面部分包括控制器和井口等；电力传输部分包括电缆和电缆卡子。

工作原理是将潜油直驱螺杆泵机组下入井中，利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。

2技术优势及适用范围潜油直驱螺杆泵与其它机采方式相比，具有如下优点：①无抽油杆，消除了杆管偏磨；②能耗低，与有杆泵相比节能20%以上；③电机直接驱动螺杆泵，没有减速器，延长了机组使用寿命；④占地面积小，无噪声，结构简单，地面无级调速，日常管理简单、安全、方便；⑤抽汲连续平稳，不会对油层产生压力激动；⑥适于开采黏度高、含固相的流体，不发生气锁，可应用于聚驱井、出砂井和高含气井。

潜油直驱螺杆泵的适用范围如下：①对于出砂井，产液含砂量体积比应在5%以下；②油层有较好的供液能力，保证200m 以上沉没度；③25℃时井液黏度在6000mPa ·s 以下；④工作温度小于150℃。