国外机械采油技术进展

1、1国外机械采油技术进展1.1抽油机国外抽油机总的发展方向是：超大载荷、长冲程、低冲次；自动化、智能化；高效节能；高适应性；无游梁长冲程、大型化。游梁式抽油机经过多年的发展，产品的系列化、标准化和通用化程度日益提高；各种节能机型得到了普遍推广；抽油机自动化控制系统也被广泛使用；多种型式的无游梁长冲程抽油机的发展已日趋完善。1.2抽油杆为了满足大泵强采、小泵深抽、稠油井、高含蜡井、腐蚀井和斜井采油的需要，国外研制了许多特种抽油杆，如超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆、电热抽油杆、KD级抽油杆、连续抽油杆、金属塑料复合喷涂防腐抽油杆、柔性抽油杆和铝合金抽油杆，进一步提高了抽油杆的使用寿命和应用

2、范围。Amoco公司利用碳纤维合成技术研究而成的抽油杆，可以作为连续的合成带状抽油杆取代常规柱状抽油杆，以提高标准游梁式举升系统的工作性能。加拿大Corod公司研究开发的椭圆截面型连续抽油杆，已经在许多国家15000多口井中使用，最大下泵深度已达3500m，均取得了较好的使用效果，Corod抽油杆与油管相对磨损较少，抽油杆应力减少23%，光杆最大载荷减少12.6%，消耗功率减少14.3%，特别适用于深井、斜井和丛式井开采石油及小.直径油管抽油。美国Axelson公司生产的S-80型超高强度抽油杆，由于抗疲劳强度高，消耗功率减少30%-50%。美国Maga公司生产的铝合金抽油杆，耐腐蚀能力很强，

3、质量较轻，操作方便，消耗功率减少30%-50%，是一种很有发展前途的抽油杆。俄罗斯杜马兹石油股份公司2000年在1317油井和1520油井安装了2套玻璃钢抽油杆。玻璃钢抽油杆的优良性能表现为兼有相当大的强度和很大的弹性，其质量大大低于钢质抽油杆。这样在不改变设备类型的情况下，可以使用提高泵排量的大直径柱塞泵。1.3抽油泵有杆抽油泵由于结构简单、工艺成熟、操作简便、维修容易，仍然是美国和俄罗斯等国的主要机械采油设备。国外抽油泵发展的特点是：抽油泵向适应出砂、高油气比、稠油、腐蚀、井斜等特殊井况，满足深抽和强采需要以及高效、长寿命方向发展。形成了范围较广的尺寸系列，能适应油井不同井深及采液量的需要

4、。目前国外长冲程泵及相应的抽油机发展很快。抽油泵的泵筒与柱塞副和阀件的耐久性的提高增加了使用寿命。1.3.1抽稠泵目前美国已有长度为5.5m、6.1m、7.6m、10.37m、12.2m、15.24m的长冲程抽稠油泵。俄罗斯已将冲程为6m的稠油泵列为国家标准，并研制出长泵筒和长柱塞结构的HTKCB6048型稠油泵，最大排量为234m3d。1.3.2超长冲程抽油泵美国Axelson公司研制出了直径为44.45mm、冲程为24.38m的杆式抽油泵。前苏联试制了冲程达上百米的特种有杆泵，与钢带式超长冲程抽油装置配用。1.3.3防气锁泵美国HarbisonFischer公司开发成功了一种可在气锁情况下

5、使用的新型有杆泵。采用它有助于消除气锁，缩小杆柱应力范围，消除泵的气液击，减轻杆管摩擦。此外，加拿大HarbisonFischer有限公司生产出了一种高排量、高压缩能力凡尔罩的有杆泵，其液体通过能力比现有凡尔罩高一倍，并能对液体传递螺旋运动，从而延长凡尔球的使用寿命；美国Nilcra陶瓷公司研制了PSZ陶瓷抽油泵阀。经过60多口油井实验，结果表明：平均检泵周期延长4.4倍，每口油井修理费用减少13640美元，具有很好的经济效益。1.3.4多功能抽油泵Texaco公司设计的井下往复泵，置于油水分界面上，在上冲程时提升油，在下冲程时注入水。1.3.5螺杆泵随着各国稠袖、含砂、含气井的数量越来越多，

6、为满足油田开采工艺的需要，近十年来，各国有关制造厂和公司相继推出了井下单螺杆抽油泵系列产品，主要以地面驱动、抽油杆传动为主。螺杆泵开采技术的发展趋势包括改进螺杆泵的选择性以增强其适应性，改进螺杆泵性能提高其运行和节能效率，延长螺杆泵的使用寿命等。1.4国外在机械采油方面的配套技术1.4.1有杆泵抽油系统效率评价美国休斯顿Case Services公司2001年研制成功评价有杆泵抽油系统效率的csBeam软件系统。利用这套系统可进行井下动态分析、可根据历史数据设计新型抽油系统、优化抽油机的平衡、监控油井的动态变化，以确保每口井以最高产量生产。1.4.2有杆泵控制器Lufkin自动化公司在2005

7、年第二季度将气体密闭输送技术引入SAM Well Manager有杆泵控制器。应用这一新型的联合技术，可以解决一直以来存在的维持产量的同时降低成本这一技术难题。1.4.3抽油井动态实时监测系统此系统是建立在便携式计算机及综合数据采集程序包基础上研制出来的。它可以作为定期优化油井动态的一种诊断工具，1.4.4油井抽空控制Madison工程公司生产的一种抽空控制器，能利用数字信号处理技术优化油井抽汲工作，不需要测示功图而只测定交流电压及电机的电流就能判断油井抽空情况，并能存储一个月的相关信息，其配套的控制程序能自动调节停抽时间间隔以优化油井的产量。2国内机械采油技术现状为了适应不同类型油藏的开发需

8、要，国内在机械采油领域研究与应用了系列新技术。2.1抽油机研究开发了各种类型的抽油机，提高了抽油机的适应性。为了适应各种油藏条件，如含砂、含气、含蜡、稠油、及低渗透油田采油的需要，研制与应用了液压抽油机、长冲程无游梁抽油机、螺杆泵采油系统等；为了适应斜井、丛式井采油的需要，研制与应用了斜井、丛式井抽油机；为了适应高含水油井采用大泵提液时不停机进行环空测试的需要，研制与应用了长冲程抽油机；为了解决常规抽油机耗电量大的问题，研制与应用了多种新型节能抽油机，提高了抽油效率，降低了采油成本。中美合资胜利高原有限公司生产的ROTAFLEX长冲程低冲次抽油机，系统效率达55%，具有较好的经济效益。武汉江汉

9、石油机械有限公司利用直线电机技术创新研制成功的一种新型无游梁式抽油机ZXCY系列直线电机抽油机，该机以直线电机作为动力，不需任何中间转换机构或传动装置，将电能直接转换成直线运动的机械能，实现抽油机的抽油功能，从而彻底改变了常规抽油机必须将旋转电动机的旋转运动转换成抽油杆往复运动的机理，适用于各种类型油藏油井的举升，特别是超深井、大排量抽油井、间抽井、稠油油井、海上平台油井、斜直井等。2.2抽油杆深抽、稠油、高含蜡、腐蚀、斜井和水平井等特殊油井对抽油杆的性能、抽油杆柱的设计组合要求不同，促进了国内抽油杆技术的发展。超高强度抽油杆、电热抽油杆、空心抽油杆、玻璃钢抽油杆、柔性连续抽油杆先后得到应用推

10、广，其中空心抽油杆和电热抽油杆在国内十多个油田应用，效果较好，取得了明显的经济效益，并出口俄罗斯、土库曼斯坦、乌兹别克斯坦和墨西哥。宁夏恒力钢丝绳股份公司研制开发的柔性抽油杆，先后在青海、辽河、大港、中原、大庆等油田进行了试验。从现场试验应用结果看，泵效提高10%以上，有较好的增油效果；能在一定程度缓解偏磨，降低了抽油机悬点最大载荷，因杆断因素导致的检泵周期得到了延长；有效减少油井停井时间，大大缩短了作业时间；在直井大泵提液、小泵深抽井中使用效果更加明显。青海油田钻采工艺研究院在青海油田推广应用了柔性连续抽油杆工艺技术。2.3抽油泵研制应用了整筒管式泵，引进了美国LTV公司整筒泵生产线。稠油泵

11、、防砂泵、环形阀防砂泵、动筒式防砂泵基本形成系列，防气泵、分抽泵、深抽过桥泵、串联泵、长冲程泵也有很大发展。胜利油田根据需要研制开发了多种抽稠泵、管式防砂泵、防腐耐磨泵、带余隙调零功能的阀式防气泵和排气抽油泵、分层开采用的串联泵和分抽混出泵、大排量双作用和三作用泵，以及油气分采泵。开发了用于深井、斜井、定向井、丛式井以及水平井等的过桥式和机械启闭式抽油泵。吐哈油田有杆泵防气技术自1999年起在油田试验，2001年开始规模应用，截至2003年5月，已在现场应用326井次，平均提高泵效12.2%，单井增油1.42吨日，应用效果显著。2.4抽油系统优化设计技术为了提高整个机械采油系统效率，开发了抽油

12、机井举升工艺优化设计技术、螺杆泵井杆柱受力分析及优化设计技术等系列抽油系统优化设计技术。中国石油大学针对有杆泵往复抽汲采油方式使用广泛，但系统效率较低的实际情况，研究出了有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数的优化设计方法。该方法可应用于抽油井的参数优化和新投产井的优化设计。2003年lo月以来，在胜利采油厂进行了现场应用，取得了良好的效果。2.5交流变频调速技术为了解决能耗和抽油杆与油管、柱塞与泵筒的偏磨，以及调整冲次困难等问题，大庆油田有限股份公司采油一厂等单位研究并使用了交流变频调速技术。1998年2001年初，经过了17口井运用，取得了节电、增油、降低交变载荷、预防偏磨等方面的效果。3国内外机械采油技术的发展趋势适应机械、材料、电气、计算机等技术的发展和为了满足不同类型油藏和不同油井条件对举升技术的要求，机械采油技术正在朝以下几个方向发展：拓宽各种机械采油方