油田地面驅(qū)動螺桿泵技術(shù)介紹與應(yīng)用

1、地面驅(qū)動螺桿泵采油(ci yu)技術(shù)共二十七頁1.地面驅(qū)動螺桿泵采油的發(fā)展(fzhn)過程與應(yīng)用現(xiàn)狀2.地面螺桿泵采油系統(tǒng)摘要3.螺桿泵采油工藝中存在的主要問題與瓶頸4.地面直驅(qū)螺桿泵采油的優(yōu)勢與特點5.前景與效益預(yù)測共二十七頁1、地面(dmin)驅(qū)螺桿泵采油的發(fā)展歷史20世紀(shj)30年代中期法國的莫依諾發(fā)明了單螺桿泵水力機械原理 60年代末前蘇聯(lián)開發(fā)應(yīng)用了潛油電泵采油系統(tǒng)用于井下原油的舉升 80年代初期，法國、加拿大、美國和德國等相繼開發(fā)并形成了系列產(chǎn)品 我國20世紀 80 年代中后期開始研發(fā)地面驅(qū)動螺桿泵采油系統(tǒng) ，并已在國內(nèi)各大油田逐步推廣應(yīng)用 地面螺桿泵發(fā)展過程及應(yīng)用現(xiàn)狀共二十七

2、頁2、地面(dmin)驅(qū)螺桿泵采油的應(yīng)用現(xiàn)狀（國外）加拿大約40的重油井(yujng)使用螺桿泵采油。揚程2000m，排量240m3/d ，驅(qū)動功率小，節(jié)約電耗60一75% ；俄羅斯的螺桿泵主要應(yīng)用在巴什基里亞、古比雪夫和西西伯利亞等油礦，油井最長的檢泵周期為二年九個月 ； 蘇丹大尼羅公司應(yīng)用大排量螺桿泵80口井，日產(chǎn)量25600 m3d，泵掛深度1200m 。 共二十七頁2、地面驅(qū)螺桿泵采油的應(yīng)用(yngyng)現(xiàn)狀 （國外）印尼的Melibur油田1990年開始用螺桿泵代替電潛泵采油35口，泵掛深度(shnd)1220m，最大排量 318m3d，與電潛泵相比電費減少了70%。 美國：西德克

3、薩斯洲在42oAPI的油井中成功應(yīng)用螺桿泵舉升 。阿根廷：使用螺桿泵的最高井溫達到127。 利比亞：螺桿泵在芳烴含量11%(65）的油井得到成功應(yīng)用。共二十七頁2、地面驅(qū)螺桿泵采油(ci yu)的應(yīng)用現(xiàn)狀 （國內(nèi)稠油井）大港油田在中北部高含水出砂開發(fā)區(qū)推廣應(yīng)用53口井，取得了增產(chǎn)增效、提高生產(chǎn)時率、減少(jinsho)投資、節(jié)能降耗的效果。遼河油田在海外河油田應(yīng)用螺桿泵冷采26口井，平均檢泵周期達1年，投入產(chǎn)出比達到1： 11.2 。吉林套保油田在用91口井主要采用加拿大螺桿泵冷采，平均泵掛350米，平均泵效31% ，進口螺桿泵平均使用天數(shù)為298天 。冀東油田在稠油出砂高104-5油稠區(qū)塊應(yīng)

4、用37口井。華北油田的澤70斷塊共應(yīng)用35口井，平均下泵深度1423m ，最大下泵深度1900m，平均泵效達到80% ，平均檢泵周期594天，長壽井已達1592天。 共二十七頁螺桿泵采油(ci yu)系統(tǒng)的種類 潛油電機(dinj)驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)螺桿泵采油系統(tǒng)分為:地面驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)共二十七頁 地面驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)由地面驅(qū)動、驅(qū)動控制(kngzh)、動力傳動和井下單螺桿泵組成。1 一電控箱； 2 一電機(dinj)； 3 一皮帶； 4 方卡子；5 一光桿；6 減速箱； 7專用井口； 8抽油桿； 9抽油桿扶正器10 一油管扶正器； 11 一油管； 12螺桿泵； 13 一套管； 1

5、4 一定位銷； 15 一防脫裝置；16 一篩管 共二十七頁地面驅(qū)動(q dn)單螺桿泵采油系統(tǒng)1、電控部分(b fen)電控箱是螺桿泵井的控制部分，控制電機的啟、停。該裝置能自動顯示、記錄螺桿泵井正常生產(chǎn)時的電流、電壓等，有過載、欠載自動保護功能，確保生產(chǎn)井正常生產(chǎn)。 共二十七頁地面驅(qū)動單螺桿泵采油(ci yu)系統(tǒng)2、驅(qū)動(q dn)部分地面驅(qū)動裝置是螺桿泵采油系統(tǒng)的主要地面設(shè)備，是把動力傳遞給井下泵轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子做行星運動，實現(xiàn)抽汲原油的機械裝置。從傳動形式上分，有液壓傳動和機械傳動；從變速形式上分，有無級調(diào)速和有級調(diào)速。共二十七頁地面驅(qū)動單螺桿泵采油(ci yu)系統(tǒng)3、動力(dngl)傳

6、遞部分抽油桿地面驅(qū)螺桿泵的動力傳遞靠抽油桿來實現(xiàn)。它將地面驅(qū)動裝置的動力傳遞至井下，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)抽汲運動。抽油桿可使用普通抽油桿或?qū)Ｓ门ぞ貤U；每種桿還可分為實心桿和空心桿。共二十七頁地面(dmin)驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)4、螺桿泵采油用螺桿(lu n)泵是單螺桿(lu n)式水力機械的嚙合螺旋齒輪副的一種應(yīng)用。螺桿(lu n)泵的轉(zhuǎn)子、定子副（也叫螺桿(lu n)襯套副）是利用擺線的多等效動點效應(yīng)，在空間形成封閉腔室，并當轉(zhuǎn)子和定子作相對轉(zhuǎn)動時，封閉腔室能作軸向移動，使其中的液體從一端移向另一端，實現(xiàn)機械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化，從而達到舉升目的。共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在的主要(zhyo

7、)問題與瓶頸1、油井產(chǎn)狀與螺桿泵采油工藝參數(shù)(cnsh)優(yōu)化帶來的問題無論采用哪種采油工藝，選擇什么樣的采油設(shè)備，做到高效開采，必須做到工藝參數(shù)與油井產(chǎn)狀相統(tǒng)一，對于螺桿泵采油來講要求的更為苛刻：A 油井正常生產(chǎn)時沉沒度過大，有效舉升高度小，系統(tǒng)效率低。 B 油井正常生產(chǎn)時沉沒度小，油井產(chǎn)量不穩(wěn)定，在出液量低或不出油時間段，由于定子襯套得不到冷卻，造成襯套變形、老化、甚至燒壞，導(dǎo)致油井停產(chǎn)。 C 盡管螺桿泵可以實現(xiàn)油氣混輸，但天敵是泵入口附近存在游離氣，一旦游離氣體入泵，定、轉(zhuǎn)子因干磨會瞬間損壞。 共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在的主要問題(wnt)與瓶頸2、螺桿泵成為水里機械的三個必要條件(b

8、 yo tio jin)及問題A 定、轉(zhuǎn)子能夠互相匹配。能夠滿足一般齒形嚙合運動的要求。 B 轉(zhuǎn)子和定子襯套能夠保證密封。轉(zhuǎn)子和定子襯套間能形成多個密封腔室，以充滿工作液體。 C 密封腔室能夠不斷推移轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動能夠使密封腔室連同其中的工作液體連續(xù)地沿軸向推移，并在推移過程中進行機械能和液體能的相互轉(zhuǎn)化。 共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在的主要問題(wnt)與瓶頸三個必要條件(b yo tio jin)在現(xiàn)場應(yīng)用中帶來的問題A 定、轉(zhuǎn)子過盈配合精度的確定要根據(jù)單井流體性質(zhì)和螺桿泵的環(huán)境溫度等指標嚴格優(yōu)選。 B 轉(zhuǎn)子和定子襯套過盈量小，螺桿泵的漏失量大、有效揚程低。將導(dǎo)致油井產(chǎn)量低，效率低，效果差，

9、有時甚至不出油。 C 轉(zhuǎn)子和定子村套過盈量過大，定、轉(zhuǎn)子摩阻大，定子村套溫升快，易老化。將導(dǎo)致油井能耗高，檢泵周期短，生產(chǎn)成本高。 共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在(cnzi)的主要問題與瓶頸3、抽油桿在地面(dmin)驅(qū)螺桿泵采油中存在的問題抽油桿柱承受拉、壓及扭力等循環(huán)載荷的作用，其工作環(huán)境為含有一定腐蝕介質(zhì)，動力傳遞距離長，桿管觸點多，磨損快。在使用中往往出現(xiàn)： 在大排量、深井使用普通桿，脫口現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在的主要(zhyo)問題與瓶頸4、地面驅(qū)動與控制系統(tǒng)(kn zh x tn)存在的問題A 能量傳遞環(huán)節(jié)多，損耗大，效率低。B 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，故障頻繁。C

10、 故障點多，維護性差，維護成本高。D 轉(zhuǎn)速調(diào)整困難，適應(yīng)油井產(chǎn)狀差。共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在(cnzi)的主要問題與瓶頸4、地面(dmin)驅(qū)動與控制系統(tǒng)存在的問題A 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多，密封空間小，填料少，密封有效期短。B 操作空間狹小，更換盤根困難。C 部分驅(qū)動裝置采用隱蔽性設(shè)計，更換時需要吊車配合，維護成本很高。D 填料選型不合理，對光桿磨損大，經(jīng)常導(dǎo)致光桿斷。光桿盤根盒動密封問題共二十七頁螺桿泵采油工藝(gngy)中存在的主要問題與瓶頸4、地面驅(qū)動與控制系統(tǒng)存在(cnzi)的問題減速箱密封問題 A 光桿和驅(qū)動裝置之間的動密封 B 減速箱輸入軸、輸出軸和箱體之間裝有四處動密封每個密

11、封環(huán)節(jié)必須保證箱體內(nèi)的潤滑油不滲漏，否則將導(dǎo)致變速箱損壞！ 共二十七頁螺桿泵采油(ci yu)工藝中存在的主要問題與瓶頸5、地面(dmin)驅(qū)動裝置防反轉(zhuǎn)及安全防護 螺桿泵系統(tǒng)反轉(zhuǎn)原因： A 螺桿泵停機后或卡泵時，貯存在桿柱中的彈性變形能會快速釋放，使桿柱快速反轉(zhuǎn)。 B 停機后，在油管及外輸管線內(nèi)的液體與套管內(nèi)井液壓差作用下，螺桿泵會變成液壓馬達，使轉(zhuǎn)子及連接的桿柱快速反轉(zhuǎn)；油套壓差越大，桿柱反轉(zhuǎn)速度越快，持續(xù)時間越長，直到油套壓差恢復(fù)平衡為止。 共二十七頁螺桿泵采油工藝中存在的主要問題(wnt)與瓶頸5、地面驅(qū)動(q dn)裝置防反轉(zhuǎn)及安全防護 螺桿泵系統(tǒng)反轉(zhuǎn)造成的危害： A 螺桿泵的反轉(zhuǎn)會

12、使桿柱脫扣、光桿甩彎，地面驅(qū)動裝置零部件損壞。 B 螺桿泵的反轉(zhuǎn)不僅會危及設(shè)備的安全，還會危及現(xiàn)場維護操作人員的安全，成為生產(chǎn)事故的隱患。 目前機械防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要有棘輪、棘爪機構(gòu)，摩擦式防反轉(zhuǎn)裝置，楔塊防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)，液壓防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)和電磁式防反轉(zhuǎn)裝置等方式。 防反轉(zhuǎn)安全防護：仍是目前地面驅(qū)動系統(tǒng)最多出現(xiàn)的故障之一。共二十七頁螺桿泵采油工藝(gngy)中存在的主要問題與瓶頸6、驅(qū)動(q dn)電機調(diào)速的問題 有級調(diào)參驅(qū)動的螺桿泵井，一般只有不連續(xù)的幾個調(diào)參檔位。A 油井產(chǎn)液量波動較大，無法實現(xiàn)油井供采大致平衡； B 措施井和新井，投產(chǎn)初期產(chǎn)能較高，而穩(wěn)定生產(chǎn)期產(chǎn)能較低，靠有級調(diào)整皮帶輪大小，無法達到

13、最佳工況。 C 高轉(zhuǎn)速，油井供液能力差，油井間歇出油，往往燒壞定子襯套；低轉(zhuǎn)速，油井供液旺盛，不能發(fā)揮油井潛力。D 調(diào)速操作繁瑣，勞動輕度大，成本高。機械或液壓無級調(diào)速機構(gòu)復(fù)雜，故障多；常規(guī)電機變頻控制調(diào)速效果差，成本相對高。共二十七頁軸向和徑向(jn xin)卡子防倒轉(zhuǎn)(dozhun)棘輪棘爪直驅(qū)防爆電機井口采油樹和密封（機械或盤根）螺桿泵地面直驅(qū)裝置共二十七頁1、裝置(zhungzh)簡單地面(dmin)直驅(qū)螺桿泵采油的優(yōu)勢與特點2、具備軟啟動、軟停車功能3、轉(zhuǎn)速可以在線調(diào)整4、油井扭矩可在線顯示5、節(jié)能效果明顯6、易于維護，運行成本低共二十七頁前景與效益(xioy)預(yù)測 僅地面驅(qū)動裝置的配套(pi to)和更換預(yù)計市場需求每年5001000臺套，每臺套按獲利5萬元計算，年可獲效益25005000萬元左右。 在國內(nèi)，目前應(yīng)用地面驅(qū)動螺桿泵井已經(jīng)超過5000口。 共二十七頁謝謝(xi xie)！共二十七頁內(nèi)容摘要地面驅(qū)動螺桿泵采油技術(shù)。電控箱是螺桿泵井的控制部分，控制電機的啟、停。從傳動形式上分，有液壓傳動和機械傳動。從變速形式上分，有無級調(diào)速和有級調(diào)速。3、動力傳遞部分抽油桿。抽油桿可使用普