昌吉油田螺杆泵采油技术及改进

1、昌吉油田螺杆泵采油技术及改进 张辉 （吉祥作业区）  提 要 螺杆泵采油在昌吉油田具有很好的适应性，已占机采井总数的99%。本文就吉7井区螺杆泵采油技术的现状进行了描述，其中包括系统组成及功用、螺杆泵泵型、抽油杆类型、井下封隔器类型及作用、螺杆泵采油环测井口和油管锚定装置六个方面。在实践中螺杆泵采油暴露出了诸如定子脱胶、杆柱脱口、热洗反洗阀关闭不严不复位及密封圈坏、环测井仪器卡大修和安全控制系统不完善等问题。本文针对这些问题进行了研究分析，提出了技术改进方案，这些方案包括应用旋转锚，改进杆柱结构，推广应用NC16扣抗扭型抽油杆，研制螺杆泵可控定位器、加滤网洗井滑套

2、，对反洗阀进行了改进。技术改进方案实施后，使螺杆泵采油技术有了显著的提高，延长了油井免修期，降低了作业成本。 关键词 螺杆泵 采油 技术改进  1 概 述 昌吉油田吉7井区位于准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷东斜坡，吉7井区辖区内管辖各类油井129口(含致密油），水井46口，注采计量间6座，转油站1座，集中拉油点1个。截止2013年11月有螺杆泵井共计88口。 螺杆泵采油之所以在昌吉油田吉7井区能获得广泛的应用，这与它在吉7井区具有很好的适应性是分不开的。 运行可靠，免修期长，作业成本低，经济效益好。以上优点使得螺杆泵在吉7井区具有很好的适应性，获得了广泛的应用。通过几年来的应用

3、实践，目前采用的螺杆泵采油系统也暴露出来一些问题，这些问题增加了原油生产成本，影响了原油生产。本文通过对螺杆泵采油现状的分析，研究出一套技术改进方案，以延长油井免修期，降低生产成本，提高油井生产安全性，达到安全生产，提高效益的目的。 2 昌吉油田螺杆泵采油技术现状2.1 系统组成及功用 目前昌吉油田螺杆泵生产系统的组成如下： 管柱结构（自下而上）：丝堵+27/8EU尾管+筛管+油管锚+单流阀+提开式泄油器+Z331自封+筛管+定位器+螺杆泵定+反洗阀+31/2EU油管+油管挂（注：EU为平式；NU为加厚） 抽油杆柱结构（自下而上）：转子+抽油杆短接+抽油杆扶正器+抽油杆+抽油杆扶正器+光杆 井

4、口驱动头：立式电动机+皮带传动+传动承载箱+ABS防反转装置 采油井口：KY25-65型螺杆泵采油井口 ，通径75毫米。 安全控制系统：井口封井器+地面控制柜2.2 螺杆泵泵型表1 螺杆泵性能表泵 型LGB120-4013E/2000LGB75-40UP60-2000扬程（m）1800200016002000100rpm下排量（m3/d）13131013定子外径（mm）89788978 目前，昌吉油田采用的螺杆泵主要有LGB120-40、LGB75-40、13E-2000、UP60-2000四种类型，其主要性能见表1。螺杆泵平均泵挂深度1400米，平均泵效60%。从使用情况看，13E-2000

5、泵较LGB120-40泵平均检泵周期长，平均泵效也高。 昌吉油田从法国国引进的UP60-2000型和13E-2000型两种型号的螺杆泵，其技术参数如下：外径78毫米；扬程1800/1200米；理论排量（100转/分钟下）13立方米/日。2.3 抽油杆类型目前昌吉油田主要使用了NC16抗扭型和插接KG36型两种抽油杆，其中NC16抗扭型D级实心抽油杆36井次，KG36型空心杆52井次，各种抽油杆性能对比见表2。 表2 抽油杆性能对比表抽油杆类型NC16KG36杆体外径（mm）2536杆体内径（mm）025接箍外径（mm）5656杆体抗扭截面模量（10-6m3）3.077.03屈服应力（

6、MPa）6206202.4 封隔器类型及作用 昌吉油田螺杆泵井所用封隔器主要有y221-148、z331-114型螺杆泵封隔器 封隔器一般下深1400-1600米，用于封隔油套环空。封隔器以上装有反洗阀，用来热洗。2.5 螺杆泵井口 昌吉油田所用螺杆泵井口是KY65-25B、KY65-25C型采油井口， 额定压力25MPa，井口通径76毫米。2.6 油管锚昌吉油田螺杆泵管柱所用油管锚主要是Y221油管锚， 另外还有30口井装有旋转油管锚。3 存在问题及原因分析自2009年至2014年2月，昌吉油田共进行螺杆泵检泵作业28井次，通过对检泵作业的统计，暴露出的问题可归结为：杆柱故障、反洗阀坏、定子

7、橡胶脱落三类，见表3。另外，管柱结构上还存在着安全控制系统不完善的问题。表3 螺杆泵问题统计表  2013螺杆泵检泵情况序号井号作业内容螺杆泵入井时间 13年检泵时间检泵原因检泵周期（月）螺杆泵驱动型号厂家备注1吉001转抽2010-11-192013-7-23定子橡胶脱32LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份 2吉005转抽2011-8-282013-810定子橡胶脱24LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份 3J1013转抽2011-5-272013-7-30定子橡胶脱26LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份4吉103转抽2012-12-142013-7-1

8、5定子橡胶脱7LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份 5J1023转抽2012-10-202013-3-3管脱扣5LBQ21-36FDL山东威马泵业直驱6J1401转抽2011-9-212012-5-23/2013-7-19管脱14PXLBQ27-36FDL辽宁华孚石油高科技股份直驱7J1444转抽2011-9-272013-8-6管脱14PXLBQ27-36FDL辽宁华孚石油高科技股份直驱8J5133转抽2013-6-92013-9-22测试仪器卡3LBQ27-36FDL辽宁华孚石油高科技股份直驱9J1026转抽2012-11-152013-3-4电流高停4VH-60辽宁华孚石油高科技

9、股份10J1022转抽2012-11-52013-4-20电流高停5VH-60北京京佑公司11J1025转抽2012-11-72013-6-23电流高停7VH-60北京京佑公司12J6171转抽2012-11-172013-6-20/9-15不出反洗阀不关/转子断3VH-60北京京佑公司13J5073转抽2013-4-232013-8-4反洗阀不关4VH-60北京京佑公司14J1362转抽2011-9-152013-8-11反洗阀不关23LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份15J6134转抽2013-3-132013-5-28杆脱2LBQ21-36FDL山东威马泵业16J6336转抽2

10、013-5-82013-9-20杆脱4LBQ27-36FDL辽宁华孚石油高科技股份直驱17J1383转抽2011-9-172013-9-21杆脱24LBQ40-36FYL辽宁华孚石油高科技股份18吉174转抽2012-10-92013-10-15杆断12LBQ-KL22山东寿光市坤隆石油机械股份19吉28转抽2013-8-312013-10-9杆脱1KLBQ22-QF克拉玛依尚正石油科技3.1井下配套工艺方面1、螺杆泵的型号单一，不能满足各种排量油井的要求 ；2、由于液面底粘度高的井所需扭矩较大，驱动杆经常出现断、脱事故；3、油管锚要求的坐封负荷大，易造成管和泵的弯曲，直接影响泵的寿命，并易损

11、坏套管；4、没有完善的定子扶正技术。3.2地面配套工艺方面1、井口密封为顶密封、机械，经常出现漏油现象；2、现有华孚螺杆泵没有光杆卡持及井口密封装置，机械密封漏、驱动头有问题要修理时只能用吊车吊出驱进行修理；3、安全防护装置不完善，直驱螺杆泵地面装置停电后无防反转装置；3.3辅助工艺技术1、没有一套完善的螺杆泵设计软件对螺杆泵井进行优化设计；2、没有智能变频控制系统，不能根据油井的供液情况对泵的转速进行0-250转范围的调整。4 螺杆泵采油技术改进针对上述存在的问题，我们积极开展了螺杆泵采油配套工艺技术的研究、引进和推广应用工作，经过近二年的努力，我们基本完善了螺杆泵配套技术，促进了应用水平的

12、提高，扩大螺杆泵应用规模，降低了油田投资和成本。 4.1 推广应用NC16抗扭抽油杆为提高杆柱的机械强度，减少杆柱故障，昌吉油田自2013年1月以来推广使用了NC16型抗扭抽油杆，到2014年1月，共有36口井下有NC16型抗扭抽油杆，占螺杆泵井总数的40.9%。从现在情况看未发现抽杆断脱。4.2 配套工具的推广应用1）    旋转油管锚的推广应用起初我们锚定螺杆泵都是用普通的上提下放式的油管锚，该锚的缺点是：由于卡牙是横向的，要求的坐标负荷大，易造成管和泵的弯曲，油稠的条件下有时锚定困难。直接影响泵的寿命，并易损坏套管，鉴于这种情况，为此推广应用旋转油

13、管锚，如图2所示，这种油管锚可以下入较大井斜和稠油井中使用。现场使用效果良好，达到设计要求。自2013年12月以来，昌吉油田共30口下旋转锚，对比压重锚定器减少扭矩40%，解决扭矩大输出电流高，电机过温烧电机问题，目前都运转正常。 图2旋转油管锚 2）   螺杆泵可控定位器的研制这种工具在管、杆式泵已经成功应用，它不仅能定位转子，在上提管柱时还可泄油，实现带泵坐封隔抽管柱打压丢手，提下油管油管内不出液可实现可控不压井作业。 3）带滤网洗井阀的研制 如图3所示，这种洗井阀用于热洗时热洗液的颗粒物卡，具有结构简单，密封可靠，打开简便，易于操作的优点。图3 带滤网洗井阀 4.4 环测井直驱螺杆泵井口液压驱动研制目前吉7井区有环测螺杆泵井9口，采用22KW直驱电机体积大，测井只能用电缆车配套井口引鞋实现，测试费用高，为克服现有驱动系统的不足，如图4所示，我们开发了一套新型的螺杆泵环测液压驱动系统，采可实现钢丝测试，费用可节约70%,采用夜压驱动螺杆泵装置体积小可实现举升、低速大扭矩，具有自我保护能功能，便于实现自动化控制，节约投资费用，降低原油的开采成本。1.变量泵 2.安全阀组 3