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潛油螺桿泵市場應用及發展前景

   日期:2018-04-03     瀏覽:3553    
核心提示:螺桿泵采油是20世紀80年代后期發展起來的舉升工藝技術,這種工藝技術能夠充分發揮油井的產能

楊帆

大慶油田裝備制造集團力神泵業螺桿泵制造廠,黑龍江 大慶 163000

摘要:螺桿泵采油是20世紀80年代后期發展起來的舉升工藝技術,這種工藝技術能夠充分發揮油井的產能,降低成本,增加采收率。文章從螺桿泵采油原理與技術特點入手,對螺桿泵采油系統組成和使用注意事項進行了論述,在此基礎上對螺桿泵的應用現狀及發展前景進行了分析說明,具有一定的現實意義。

關鍵詞:螺桿泵;技術特點;應用;發展前景

石油與天然氣產業是我國工業和經濟重要的支柱產業,如何有效開采石油一直受到關注。對采油技術以及采油設備要求的提高,使石油天然氣企業所使用的采油技術以及采油設備需要具備更多的功效。螺桿泵是近年來新出現的采油設備,利用螺桿泵進行石油開采能夠取得較為良好的效果。潛油螺桿泵是較為新型的螺桿泵,它自身具有較為優越的性能,但是在我國還沒有大規模普及,以下探究潛油螺桿泵的市場應用以及發展前景,對螺桿泵及其工作原理、組成進行了敘述,并討論其發展前景以及研究重點。

1 螺桿泵相關概述

1.1 螺桿泵采油的技術特點

1)投資少。螺桿泵采油與其它采油工藝相比較而言,它具有結構簡單,投資少的優點,因此具有相當好的應用前景。

2)螺桿泵的泵效高,節約能源,并且在設備的維護方面費用非常低。螺桿泵在工作中由于負荷小,泵效高,因此能夠節約能源,結構簡單,維護保養方面也比較方便。

3)占地面積小。螺桿泵與驢頭采油機等其它的采油裝置相比安全簡單,占地面積小。

4)開采范圍廣泛。從螺桿泵的技術標準上來看,對于粘度8000 mPa.s以下的原油都可以進行開采,所以在很多粘度高的稠油開采中都能夠應用。

5)適應含砂量比較高的井。從螺桿泵技術標準上看,能夠輸送80%的砂漿,因此在原油開采過程中可以開采含砂量在40%的油井。

6)適應高含氣井。螺桿泵不會發生氣鎖,因此較適合于油氣混輸,但井下泵入口的游離氣會影響容積效率。

7)在海上的大位移叢式井組與水平井中也能夠應用。螺桿泵能夠下放到斜直井段,占地面積還非常小,所以對于海上采油具有一定的優勢。

1.2 螺桿泵工作原理

螺桿泵在工作時,沿著泵體在定子襯套雙螺旋面與轉子單螺旋面間形成多個密封腔室,隨著轉子的轉動,密封腔由吸入端沿軸向朝排出端推移、直至消失,介質在吸入端與排出端之間壓差的作用下被吸入,并被推擠到排出端,壓力不斷升高,流量均勻,在推移過程中,實現機械能和液體動能的相互轉化,從而實現舉升液體的作用。

1.3 螺桿泵系統的組成

1)電控部分:螺桿泵井的控制部分,控制電機的起、停,包括電控箱和纜。

2)地面部分:(驅動裝置或稱驅動頭)是把動力傳給井下泵轉子使轉子實現行星運動,實現抽汲原油的機械裝置。包括減速箱總成、驅動電機、井口組合動密封、支撐架、方卡子等。

3)井下部分:主要是螺桿泵(包括定子和轉子)。

4)配套工具部分:螺桿泵封井器、特殊光桿、抽油桿扶正器、油管扶正器、抽油桿防反轉裝置、油管扭矩錨。

1.4 螺桿泵使用的注意事項

1)應防止螺桿泵干轉。干轉會造成螺桿泵磨損;單螺桿泵如果斷流干轉,會造成橡膠泵缸的燒毀;初次使用螺桿泵或將螺桿泵拆裝檢查后需要灌入液體;螺桿泵運行過程中需要減少吸空;即使螺桿泵停止使用,泵內也需要保留液體。

2)螺桿泵運行注意事項。在起用時需要打開截止閥,在停用時需要先切斷電源,再關閉排出閥,最后關閉吸入閥,避免泵內吸空;泵不允許長時間完全通過調壓閥進行回流運轉;不應靠調壓閥大流量回流使泵適應小流量要求。

3)螺桿泵的儲存、安裝以及使用。螺桿泵螺桿較長,容易彎曲變形,在儲存時需要注意;在安裝螺桿泵時,需要保證螺桿表面縫隙均勻;吸管路以及排管路需要固定,避免在螺桿泵牽引過程中出現變形;電機軸聯軸節與泵軸需要對齊、對中;螺桿拆裝起吊時需要防止其因受力而彎曲;對備用螺桿進行保存時需要懸吊固定,減少備用螺桿的變形;對螺桿泵進行使用時,需要注意溫度,減少由于高溫而產生螺桿變形。

2 國內螺桿泵應用現狀

螺桿泵以一種常規的機械設備形式被應用到采油工程中,它與其它采油設備相比具有諸多的優點,國內各個大油田在螺桿泵生產工藝研究與現場應用上都形成了一套成熟的配套技術。目前,我國石油天然氣產業中,只有勝利油田與遼河油田對潛油螺桿泵進行了大規模裝配,這兩個油田所處的地形適合發揮潛油螺桿泵的作用。

雖然潛油螺桿泵具有低費用、高性能的特點,但是目前世界石油開采技術先進、多樣,而且我國目前石油蘊藏地多為偏遠地區,地質、地形較為復雜,土壤成分也較為多樣,潛油螺桿泵在這樣的地質條件下難以發揮出它應有的作用,而且在實際應用過程中,潛油螺桿泵自身也暴露出了較多的問題與缺陷,例如在大斜度彎井以及水平井上,潛油螺桿泵就很難發揮作用,因為它無法適應這兩種油井所處的環境。地形地質的制約讓潛油螺桿泵在我國石油天然氣產業中很難獲得發揮空間,因此,潛油螺桿泵在我國的發展受到一定程度的制約,我國需要研發適合自身使用的潛油螺桿泵。

3 潛油螺桿泵的發展前景

電動潛油螺桿泵是當前潛油螺桿泵的主流發展趨勢,這也是斜井、稠油井以及水平井的需要,我國遼河油田一直致力于電動潛油螺桿泵的研究,并且將這一新裝備投入使用。電動潛油螺桿泵由地面控制系統、螺桿泵、井下電纜、減速器、保護器以及電機組成,遼河油田將其布置在河灘海上油田以及曙光油田之上,從目前的開采結果來看,電動潛油螺桿泵具有不錯的使用效果。

很多外國石油公司提出了潛油螺桿泵新的發展方向,例如金屬定子潛油螺桿泵、合成材料潛油螺桿泵、等壁厚定子潛油螺桿泵、多吸入口潛油螺桿泵以及插入式潛油螺桿泵。這些研究目前正在進行中,并且取得了一定成果,英國石油公司已經將插入式潛油螺桿泵投入

使用,但是從結果來看效果并不顯著,這說明對潛油螺桿泵的研究仍舊需要繼續。

4 潛油螺桿泵的研究重點

潛油螺桿泵在石油開采上的發揮空間越來越大,它自身所適合的領域與范圍也在逐漸提升,因此,與之相關的技術要求也在逐漸提高,潛油螺桿泵需要適應不同的環境,保證其在每一種環境中都能夠得到應用。潛油螺桿泵的研究重點可以歸為以下幾點。

1)注重研發大排量、高揚程的潛油螺桿泵。

2)注重提升潛油螺桿泵的節能效果。

3)減少潛油螺桿泵的泄漏,提升其環保效果。

4)從總體上提升潛油螺桿泵的性能,增加其耐磨、耐高溫、耐腐蝕的特點。使用新技術對潛油螺桿泵進行制造,對潛油螺桿泵表面使用新工藝進行處理,增加潛油螺桿泵的使用壽命。

5)增加潛油螺桿泵的使用范圍,使其能夠在惡劣條件下進行使用。

6)注重對螺桿泵型線進行研究。在螺桿外擺線、漸開線以及組合曲線的基礎上,加入新型螺桿泵型線,該型線應具有密封性以及傳力性能。

7)對于潛油螺桿泵相關的智能化軟件進行研究,使用計算機技術對潛油螺桿泵進行控制。

5 結語

潛油螺桿泵是當代最新產生的采油設備,對于石油的開采具有較大的幫助,但是其自身還存在著諸多的問題,需要進行研究與完善。相關部門要了解潛油螺桿泵的特點,同時結合我國石油蘊藏地的具體情況,設計出適合我國石油天然氣使用的潛油螺桿泵,讓潛油螺桿泵在我國能夠得到更好的應用,具有更好的發展前景。

參考文獻:

`1` 王世杰,李福寶,孫書會,張炳義. 潛油螺桿泵采油作業在線監控技術研究`J`. 中國機械工程,2004,(14): 165-166.

`2` 張幼軍, 唐悅芳, 韓立. 潛油螺桿泵采油系統數字化設計平臺的開發研究`J`. 現代制造工程, 2011, (3): 121-122.

`3` 黃蘇融, 黃曉進, 張琪. 潛油螺桿泵永磁電機的熱性能分析`J`.電機與控制應用, 2015, (10): 55-56.

 
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