地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)優(yōu)化

賈樹楷（勝利油田現(xiàn)河采油廠采油二礦采油11隊 山東東營 257000）

地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)是從上個世紀(jì)八十年代逐漸發(fā)展起來的。螺桿泵采油技術(shù)的泵效高，和其他采油方式相比，具有許多優(yōu)勢，因此得到的廣泛的推廣和應(yīng)用。我國的螺桿泵采油技術(shù)興起于上個世紀(jì)八十年代末期。首先開展了地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)的理論研究和室內(nèi)實驗，經(jīng)過不斷的研究改進(jìn)，螺桿泵采油技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，通過對現(xiàn)場試驗問題的不斷改進(jìn)，螺桿泵采油裝置的工作穩(wěn)定性和工作效率，都得到了較大的提高。螺桿泵采油裝置結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備的造價低，可以有效的減少油田采油的設(shè)備投入資本。螺桿泵采油裝置安裝較為方便，設(shè)備的占地面積小，質(zhì)量較輕，可以直接安裝到油井的井口。螺桿泵采油技術(shù)的泵效一般都較高，如果設(shè)備運行良好的話，泵效通常情況下都會在百分之九十左右，而且采油輸出的液流穩(wěn)定性較高。螺桿泵采油技術(shù)可以適用于不同粘度原油的開采，在含砂量較高的井中，螺桿泵依然可以保證較高的工作效率。螺桿泵以其特殊的性能，可以適用于定向井的造斜段，而且采油設(shè)備所占用的體積較小，可以很好的適用于海上采油。螺桿泵采油過程中，井口的回壓值較大，可以更好的方便原油的輸送。由于地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)的諸多優(yōu)勢，在全國各油田都得到較快的發(fā)展。

一、地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)的原理分析

地面驅(qū)動采油螺桿泵主要兩種類型，一種是電機(jī)直接驅(qū)動螺桿泵，另一種是利用皮帶傳動驅(qū)動螺桿泵。電機(jī)直接傳動的方式，電機(jī)安裝在設(shè)備的最上部，電機(jī)的方向垂直向下，電機(jī)在電流的作用驅(qū)動減速機(jī)做旋轉(zhuǎn)運動，電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過減速機(jī)減速后，直接驅(qū)動抽油桿運動。皮帶傳動螺桿泵采油技術(shù)的電機(jī)安裝在設(shè)備的一側(cè)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動通過皮帶傳遞到減速器上，減速開始旋轉(zhuǎn)運動并且驅(qū)動井下抽油桿旋轉(zhuǎn)，抽油桿再帶動井下螺桿泵運動，完成采油的整個過程。具體的工藝流程為，井口電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過減速器減速之后，驅(qū)動抽油桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，抽油桿下部連接螺桿泵的轉(zhuǎn)子，抽油桿旋轉(zhuǎn)運動后，螺桿泵的轉(zhuǎn)子就開始做旋轉(zhuǎn)運動。螺桿的定子和轉(zhuǎn)子之間可以形成密封腔室，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定子和轉(zhuǎn)子之間的腔室開始運動，密封的腔室沿著螺桿中心軸向上運動，從而將螺桿泵下部的原油推動到螺桿泵的上部，從而實現(xiàn)了原油的舉升。

二、地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)優(yōu)化研究

地面驅(qū)動螺桿泵的工作參數(shù)，能否和螺桿泵的性能相匹配，關(guān)系到采油螺桿泵設(shè)備能否發(fā)揮出最大的效率，能否降低采油的成本。通過對螺桿泵采油裝置工作原理的分析，結(jié)合采油螺桿泵實際的工作參數(shù)，提出了地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)的優(yōu)化方法，首先根據(jù)地層的壓力、含油量、油井的產(chǎn)液量等參數(shù)，進(jìn)行油藏中井底流壓的計算，根據(jù)油層的深度，確定出螺桿泵最初的下入深度。然后利用井筒中流體的壓力和速度分析，得到井筒流體參數(shù)隨著井深的變化關(guān)系，得到井下螺桿泵入口處，井底壓力、流體溫度、密度等流體參數(shù)。依據(jù)設(shè)計的套管壓力和井筒多相流的計算結(jié)果，得到井下螺桿泵的沉沒壓力。沉沒壓力的設(shè)置前提是，泵的入口壓力不大于沉沒壓力，這樣才能夠保證在設(shè)計的泵的下入深度條件下，螺桿泵能夠發(fā)揮出應(yīng)有的性能。選擇出螺桿泵采油技術(shù)適用的抽油桿柱類型，抽油桿柱的類型確定后，可以利用井口的回壓值，以及井筒多相流的計算結(jié)果，自井口向下計算，得到螺桿泵的工作壓力和泵出入口的壓力差。根據(jù)下入螺桿泵的型號，利用螺桿輸送的基本原理，計算出下入螺桿泵的排量。由于地下原油和地面原油性質(zhì)的差異，地面計算得到的螺桿泵排量，需要利用原油的體積系數(shù)等物性參數(shù)，求出井下螺桿泵的實際工作排量。依據(jù)螺桿泵的性能參數(shù)，計算出需要的螺桿轉(zhuǎn)速，以及該條件下螺桿泵的排液量。完成螺桿泵采油抽油桿的強(qiáng)度校核，將螺桿泵采油桿柱劃分成幾個部分，逐級進(jìn)行采油桿柱的強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核的方向為自下而上。如果計算到某一斷面后，抽油桿的強(qiáng)度不夠，說明設(shè)計的抽油桿結(jié)構(gòu)不合理強(qiáng)度不夠，因此需要依據(jù)校核得到的差值，重新進(jìn)行抽油桿柱的設(shè)計，直到整個抽油桿的強(qiáng)度都滿足要求。記錄該下泵深度條件下，螺桿泵的作用壓力和轉(zhuǎn)速，分析出地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)整個系統(tǒng)效率。逐步的上提抽油桿和螺桿泵，計算相應(yīng)的螺桿泵出入口壓力差和轉(zhuǎn)速，分析該深度下螺桿泵采油的系統(tǒng)效率。直到螺桿泵上升位置的入口壓力小于螺桿泵的沉沒壓力時結(jié)束。根據(jù)記錄得到的螺桿泵采油系統(tǒng)整體效率的值，選擇出螺桿泵采油系統(tǒng)最大的系統(tǒng)效率，找出相對應(yīng)的下泵深度和轉(zhuǎn)速，該下泵深度和轉(zhuǎn)速就是優(yōu)化后的螺桿泵采油工作參數(shù)。

結(jié)束語

螺桿泵采油技術(shù)以其優(yōu)異的性能，在我國各油田都得到了廣泛應(yīng)用，對于提高采油效率和降低采油成本具有重要的意義。如果螺桿泵的工作參數(shù)和螺桿泵的性能不匹配，就會大大的影響到螺桿泵的效率和工作壽命。螺桿泵采油裝置安裝方便，占地面積小，質(zhì)量輕，可以直接安裝到油井井口。地面驅(qū)動采油螺桿泵主要兩種類型，電機(jī)直接驅(qū)動螺桿泵和皮帶傳動驅(qū)動螺桿泵。螺桿泵沉沒壓力的設(shè)置前提是，螺桿泵的入口壓力不大于泵的沉沒壓力。將螺桿泵采油抽油桿柱劃分成幾個部分，逐級進(jìn)行抽油桿的強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核的方向為自下而上。通過研究對于提高螺桿泵的工作效率，保證油井高產(chǎn)，降低采油成本具有重要的意義。

[1]王國慶,師國臣等,大慶油田螺桿泵機(jī)采井系統(tǒng)效率現(xiàn)狀及對策[J].石油礦場機(jī)械,2011.

[2]馬圣賢,地面驅(qū)動螺桿泵抽油井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用[D]:碩士研究生論文,中國石油大學(xué)(華東).

[3]晏樣慧,螺桿泵采油裝置的分析與優(yōu)化設(shè)計[D]:碩士研究生學(xué)位論文,中國石油大學(xué)(華東).