油田地面驱动螺杆泵技术介绍与应用

1、地面驱动螺杆泵采油(ci yu)技术共二十七页1.地面驱动螺杆泵采油的发展(fzhn)过程与应用现状2.地面螺杆泵采油系统摘要3.螺杆泵采油工艺中存在的主要问题与瓶颈4.地面直驱螺杆泵采油的优势与特点5.前景与效益预测共二十七页1、地面(dmin)驱螺杆泵采油的发展历史20世纪(shj)30年代中期法国的莫依诺发明了单螺杆泵水力机械原理 60年代末前苏联开发应用了潜油电泵采油系统用于井下原油的举升 80年代初期，法国、加拿大、美国和德国等相继开发并形成了系列产品 我国20世纪 80 年代中后期开始研发地面驱动螺杆泵采油系统 ，并已在国内各大油田逐步推广应用 地面螺杆泵发展过程及应用现状共二十七

2、页2、地面(dmin)驱螺杆泵采油的应用现状（国外）加拿大约40的重油井(yujng)使用螺杆泵采油。扬程2000m，排量240m3/d ，驱动功率小，节约电耗60一75% ；俄罗斯的螺杆泵主要应用在巴什基里亚、古比雪夫和西西伯利亚等油矿，油井最长的检泵周期为二年九个月 ； 苏丹大尼罗公司应用大排量螺杆泵80口井，日产量25600 m3d，泵挂深度1200m 。 共二十七页2、地面驱螺杆泵采油的应用(yngyng)现状 （国外）印尼的Melibur油田1990年开始用螺杆泵代替电潜泵采油35口，泵挂深度(shnd)1220m，最大排量 318m3d，与电潜泵相比电费减少了70%。 美国：西德克

3、萨斯洲在42oAPI的油井中成功应用螺杆泵举升 。阿根廷：使用螺杆泵的最高井温达到127。 利比亚：螺杆泵在芳烃含量11%(65）的油井得到成功应用。共二十七页2、地面驱螺杆泵采油(ci yu)的应用现状 （国内稠油井）大港油田在中北部高含水出砂开发区推广应用53口井，取得了增产增效、提高生产时率、减少(jinsho)投资、节能降耗的效果。辽河油田在海外河油田应用螺杆泵冷采26口井，平均检泵周期达1年，投入产出比达到1： 11.2 。吉林套保油田在用91口井主要采用加拿大螺杆泵冷采，平均泵挂350米，平均泵效31% ，进口螺杆泵平均使用天数为298天 。冀东油田在稠油出砂高104-5油稠区块应

4、用37口井。华北油田的泽70断块共应用35口井，平均下泵深度1423m ，最大下泵深度1900m，平均泵效达到80% ，平均检泵周期594天，长寿井已达1592天。 共二十七页螺杆泵采油(ci yu)系统的种类 潜油电机(dinj)驱动单螺杆泵采油系统螺杆泵采油系统分为:地面驱动单螺杆泵采油系统共二十七页 地面驱动单螺杆泵采油系统由地面驱动、驱动控制(kngzh)、动力传动和井下单螺杆泵组成。1 一电控箱； 2 一电机(dinj)； 3 一皮带； 4 方卡子；5 一光杆；6 减速箱； 7专用井口； 8抽油杆； 9抽油杆扶正器10 一油管扶正器； 11 一油管； 12螺杆泵； 13 一套管； 1

5、4 一定位销； 15 一防脱装置；16 一筛管 共二十七页地面驱动(q dn)单螺杆泵采油系统1、电控部分(b fen)电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停。该装置能自动显示、记录螺杆泵井正常生产时的电流、电压等，有过载、欠载自动保护功能，确保生产井正常生产。 共二十七页地面驱动单螺杆泵采油(ci yu)系统2、驱动(q dn)部分地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，使转子做行星运动，实现抽汲原油的机械装置。从传动形式上分，有液压传动和机械传动；从变速形式上分，有无级调速和有级调速。共二十七页地面驱动单螺杆泵采油(ci yu)系统3、动力(dngl)传

6、递部分抽油杆地面驱螺杆泵的动力传递靠抽油杆来实现。它将地面驱动装置的动力传递至井下，驱动转子旋转，实现抽汲运动。抽油杆可使用普通抽油杆或专用扭矩杆；每种杆还可分为实心杆和空心杆。共二十七页地面(dmin)驱动单螺杆泵采油系统4、螺杆泵采油用螺杆(lu n)泵是单螺杆(lu n)式水力机械的啮合螺旋齿轮副的一种应用。螺杆(lu n)泵的转子、定子副（也叫螺杆(lu n)衬套副）是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而达到举升目的。共二十七页螺杆泵采油工艺中存在的主要(zhyo

7、)问题与瓶颈1、油井产状与螺杆泵采油工艺参数(cnsh)优化带来的问题无论采用哪种采油工艺，选择什么样的采油设备，做到高效开采，必须做到工艺参数与油井产状相统一，对于螺杆泵采油来讲要求的更为苛刻：A 油井正常生产时沉没度过大，有效举升高度小，系统效率低。 B 油井正常生产时沉没度小，油井产量不稳定，在出液量低或不出油时间段，由于定子衬套得不到冷却，造成衬套变形、老化、甚至烧坏，导致油井停产。 C 尽管螺杆泵可以实现油气混输，但天敌是泵入口附近存在游离气，一旦游离气体入泵，定、转子因干磨会瞬间损坏。 共二十七页螺杆泵采油工艺中存在的主要问题(wnt)与瓶颈2、螺杆泵成为水里机械的三个必要条件(b

8、 yo tio jin)及问题A 定、转子能够互相匹配。能够满足一般齿形啮合运动的要求。 B 转子和定子衬套能够保证密封。转子和定子衬套间能形成多个密封腔室，以充满工作液体。 C 密封腔室能够不断推移转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作液体连续地沿轴向推移，并在推移过程中进行机械能和液体能的相互转化。 共二十七页螺杆泵采油工艺中存在的主要问题(wnt)与瓶颈三个必要条件(b yo tio jin)在现场应用中带来的问题A 定、转子过盈配合精度的确定要根据单井流体性质和螺杆泵的环境温度等指标严格优选。 B 转子和定子衬套过盈量小，螺杆泵的漏失量大、有效扬程低。将导致油井产量低，效率低，效果差，

9、有时甚至不出油。 C 转子和定子村套过盈量过大，定、转子摩阻大，定子村套温升快，易老化。将导致油井能耗高，检泵周期短，生产成本高。 共二十七页螺杆泵采油工艺中存在(cnzi)的主要问题与瓶颈3、抽油杆在地面(dmin)驱螺杆泵采油中存在的问题抽油杆柱承受拉、压及扭力等循环载荷的作用，其工作环境为含有一定腐蚀介质，动力传递距离长，杆管触点多，磨损快。在使用中往往出现： 在大排量、深井使用普通杆，脱口现象经常出现。共二十七页螺杆泵采油工艺中存在的主要(zhyo)问题与瓶颈4、地面驱动与控制系统(kn zh x tn)存在的问题A 能量传递环节多，损耗大，效率低。B 结构复杂，零部件多，故障频繁。C

10、 故障点多，维护性差，维护成本高。D 转速调整困难，适应油井产状差。共二十七页螺杆泵采油工艺中存在(cnzi)的主要问题与瓶颈4、地面(dmin)驱动与控制系统存在的问题A 结构复杂，零部件多，密封空间小，填料少，密封有效期短。B 操作空间狭小，更换盘根困难。C 部分驱动装置采用隐蔽性设计，更换时需要吊车配合，维护成本很高。D 填料选型不合理，对光杆磨损大，经常导致光杆断。光杆盘根盒动密封问题共二十七页螺杆泵采油工艺(gngy)中存在的主要问题与瓶颈4、地面驱动与控制系统存在(cnzi)的问题减速箱密封问题 A 光杆和驱动装置之间的动密封 B 减速箱输入轴、输出轴和箱体之间装有四处动密封每个密

11、封环节必须保证箱体内的润滑油不渗漏，否则将导致变速箱损坏！ 共二十七页螺杆泵采油(ci yu)工艺中存在的主要问题与瓶颈5、地面(dmin)驱动装置防反转及安全防护 螺杆泵系统反转原因： A 螺杆泵停机后或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会快速释放，使杆柱快速反转。 B 停机后，在油管及外输管线内的液体与套管内井液压差作用下，螺杆泵会变成液压马达，使转子及连接的杆柱快速反转；油套压差越大，杆柱反转速度越快，持续时间越长，直到油套压差恢复平衡为止。 共二十七页螺杆泵采油工艺中存在的主要问题(wnt)与瓶颈5、地面驱动(q dn)装置防反转及安全防护 螺杆泵系统反转造成的危害： A 螺杆泵的反转会

12、使杆柱脱扣、光杆甩弯，地面驱动装置零部件损坏。 B 螺杆泵的反转不仅会危及设备的安全，还会危及现场维护操作人员的安全，成为生产事故的隐患。 目前机械防反转系统主要有棘轮、棘爪机构，摩擦式防反转装置，楔块防反转系统，液压防反转系统和电磁式防反转装置等方式。 防反转安全防护：仍是目前地面驱动系统最多出现的故障之一。共二十七页螺杆泵采油工艺(gngy)中存在的主要问题与瓶颈6、驱动(q dn)电机调速的问题 有级调参驱动的螺杆泵井，一般只有不连续的几个调参档位。A 油井产液量波动较大，无法实现油井供采大致平衡； B 措施井和新井，投产初期产能较高，而稳定生产期产能较低，靠有级调整皮带轮大小，无法达到

13、最佳工况。 C 高转速，油井供液能力差，油井间歇出油，往往烧坏定子衬套；低转速，油井供液旺盛，不能发挥油井潜力。D 调速操作繁琐，劳动轻度大，成本高。机械或液压无级调速机构复杂，故障多；常规电机变频控制调速效果差，成本相对高。共二十七页轴向和径向(jn xin)卡子防倒转(dozhun)棘轮棘爪直驱防爆电机井口采油树和密封（机械或盘根）螺杆泵地面直驱装置共二十七页1、装置(zhungzh)简单地面(dmin)直驱螺杆泵采油的优势与特点2、具备软启动、软停车功能3、转速可以在线调整4、油井扭矩可在线显示5、节能效果明显6、易于维护，运行成本低共二十七页前景与效益(xioy)预测 仅地面驱动装置的配套(pi to)和更换预计市场需求每年5001000台套，每台套按获利5万元计算，年可获效益25005000万元左右。 在国内，目前应用地面驱动螺杆泵井已经超过5000口。 共二十七页谢谢(xi xie)！共二十七页内容摘要地面驱动螺杆泵采油技术。电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停。从传动形式上分，有液压传动和机械传动。从变速形式上分，有无级调速和有级调速。3、动力传递部分抽油杆。抽油杆可使用普