螺桿泵采油技術(shù)主要是通過(guò)螺桿泵地面驅動(dòng)裝置的電機通電后旋轉,經(jīng)過(guò)二級減速后,使得方卡子帶動(dòng)光桿旋轉,光桿通過(guò)抽油桿柱將動(dòng)力傳遞給井下螺桿泵,經(jīng)由螺桿泵轉子和定子之間的密閉空腔沿著(zhù)軸線(xiàn)的部位將原油吸入并運移到油管中,將機械能轉變?yōu)橐后w能,從而實(shí)現油液的舉升。該工作原理使得地面驅動(dòng)螺桿泵采油生產(chǎn)過(guò)程 加平穩,光桿扭矩以及軸向力等參數發(fā)生的變化也相對較小。不過(guò),由于螺桿泵井測試無(wú)法的形成較為完整的變化曲線(xiàn),給螺桿泵井的工況診斷帶來(lái)較大困難。
一、螺桿泵系統特點(diǎn)
地面驅動(dòng)螺桿泵采油是20世紀80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型機械采油技術(shù)螺桿泵兼有離心泵液流平穩和容積泵的特點(diǎn),具有自身的優(yōu)越性和廣泛的應用前景。
面驅動(dòng)螺桿泵采油系統由地面驅動(dòng)裝置、抽油桿柱和井下螺桿泵3部分組成地面驅動(dòng)裝置在井口,具有減速、變速、承受軸向載荷和提供動(dòng)力等功能。動(dòng)力通過(guò)抽油桿柱傳遞至井下螺桿泵。井下螺桿泵由定子和轉子組成,轉子是、精加工、表面有鍍層的螺桿,定子是、耐油抗腐的合成橡膠粘接于鋼制殼體內的泵筒。其工作原理是:電網(wǎng)的電能由電動(dòng)機轉化為機械能,通過(guò)皮帶或齒輪等傳遞給驅動(dòng)頭,實(shí)現了變速,驅動(dòng)頭通過(guò)抽油桿柱將動(dòng)力傳給井下螺桿泵的轉子,使其旋轉,從而將由油藏進(jìn)入井筒的原油連續地舉升到地面。
二、優(yōu)越性
1、節省投資螺桿泵與電動(dòng)潛油泵、水力活塞泵和游梁式(鏈條式)抽油機相比,由于其結構簡(jiǎn)單,所以。
2、地面裝置安裝方便它直接坐在井口套管四通上,占地面積小,除原井口外,幾乎不另占面積,可以很方便地罩上一個(gè)防盜井口房。
3、泵效高,節能,管理費用低。由于螺桿泵是螺旋抽油的容積泵,流量無(wú)脈動(dòng),軸向流動(dòng)連續,流速穩定,因此與游梁式抽油機相比,它沒(méi)有液柱和機械傳動(dòng)的慣性損失,泵容積效率可達90%,是現械采油設備中能耗 小、效率較高的機種之一。
三、螺桿泵診斷工況的具體方法
1、確定光桿扭矩以及軸向力等參數的合理區間
按照室內檢測的原則和現場(chǎng)的實(shí)際應用情況進(jìn)行統計,在容積效率為65%的情況下,將螺桿泵的合理工作壓差區間確定為 大揚程的65%相對應的壓力點(diǎn)P0.65和 大揚程的:30%相對應的壓力點(diǎn)P0.3之間,并通過(guò)采用計算模型對扭矩和軸向力進(jìn)行計算,也就是該螺桿井在正常工作狀態(tài)下所對應的上限和下限。
2、確定光桿扭矩相對應的 區間
在確定了合理工作壓差區間之后,需要在此基礎上將泵進(jìn)出口的實(shí)際壓差調整到 大值,也就是要把動(dòng)液面降低到泵口位置處,以此來(lái)與之相對應的扭矩 大值;然后將定子和轉子之間產(chǎn)生的摩擦扭矩作為與之相對應的扭矩 小值,當油井保持在正常工作狀態(tài)時(shí),那么此時(shí)螺桿泵井的光桿扭矩以及軸向力就能夠保持穩定狀態(tài),在圖中呈現平穩的直線(xiàn);在井下泵允許工作壓差區間的影響下,其變動(dòng)的幅值也會(huì )保持在一個(gè)合理的范圍中。一日舉升系統發(fā)生異?,F象,那么光桿扭矩和軸向力各自對應的曲線(xiàn)就會(huì )分別落在不同的區間當中,由此我們就可以對螺桿泵井的工況進(jìn)行的判斷。
3、對螺桿泵井的工況進(jìn)行分析
鑒于地面驅動(dòng)螺桿采油技術(shù)應用在不同的環(huán)境當中,隨著(zhù)螺桿泵工作時(shí)間的不斷延長(cháng),在地層供液能力不斷改變的情況下,定轉子的實(shí)際加工質(zhì)量會(huì )受到 程度的影響,再加上生產(chǎn)制度的不完善等原因,會(huì )造成油井泵效不斷的降低 終出現無(wú)法出液的問(wèn)題??蓪⒙輻U泵井工況故障劃分為下述幾種類(lèi)型,分別是正常生產(chǎn)工況、油管漏失或結臘、油管或抽油桿發(fā)生斷脫現象、定子橡膠出現溶脹、工作參數偏高或偏低問(wèn)題以及井下泵定子遭到磨損漏失等。
引起螺桿高粘度泵出現問(wèn)題的原因包括下述幾個(gè)方面:選泵不合理,常見(jiàn)的有井下泵不在生產(chǎn)保存時(shí)間內以及定子橡膠發(fā)生溶脹影響到彈性質(zhì)量等;原油的粘度過(guò)大,導致輸油管線(xiàn)發(fā)生堵塞現象增大了光桿扭矩;由于供液不足造成抽空燒泵問(wèn)題;桿管的磨損現象較為嚴重導致抽油桿出現斷裂現象;定子遭到較為嚴重的磨損,發(fā)生泵漏。
在對工況的主要故障類(lèi)型進(jìn)行劃分時(shí),一方面由于現階段螺桿泵機技術(shù)水平仍然受到 的限制,井下泵定子溶脹性發(fā)生的變化較為繁復,因此不需要將工況故障的種類(lèi)劃分的過(guò)于細致;另一方面則是為了適應現場(chǎng)的應用情況,對螺桿泵井的相關(guān)生產(chǎn)參數是否需要進(jìn)行適當調整進(jìn)行判斷,并在此基礎上確定是否加藥以及熱洗周期的長(cháng)短。
4、工況診斷過(guò)程中采取的具體方法
在進(jìn)行工況診斷時(shí),需要在下井之前對螺桿泵的特性曲線(xiàn)進(jìn)行測試和分析,并通過(guò)測試井口光桿扭矩參數值以及沉沒(méi)度等變量來(lái)對各種工作狀態(tài)進(jìn)行表征,此外,還應該在規定時(shí)間內對光桿的扭矩以及動(dòng)液面等進(jìn)行記錄。
對動(dòng)液面的實(shí)際高度進(jìn)行適當的調整。在對動(dòng)液面進(jìn)行改變時(shí)需要根據井況來(lái)采用合理的方法,如果是普通油藏則可以進(jìn)行適當調速或者可以要求停機,如果是稠油井等則需要采用變頻控制器等將轉速調整到合適的范圍,以此來(lái)改變扭矩, 終對螺桿泵井的具體工況進(jìn)行準確判斷。按照泵型的大小情況來(lái)確定實(shí)際的運行時(shí)間,通常會(huì )將運行時(shí)間控制在1~3小時(shí)之間。
總而言之,如果測試曲線(xiàn)發(fā)生的變化率比常態(tài)下發(fā)生的變化率大,則表示工況故障為定子溶脹或者結臘問(wèn)題較為嚴重,應該及時(shí)進(jìn)行加藥處理或者適當的降低轉速;一日發(fā)生的變化率過(guò)大,則需要進(jìn)行換泵處理。如果測試曲線(xiàn)發(fā)生的變化率比常態(tài)下的變化率小,則表示處于漏失工況,此時(shí)可以通過(guò)加快轉速來(lái)進(jìn)一步提高泵效。 后,如果測試曲線(xiàn)能夠保持水平,則表示工況為泵失效或者桿柱發(fā)生的斷脫問(wèn)題,需要采取措施進(jìn)行檢泵。
建立螺桿泵采油應用管理系統。為了規模推廣螺桿泵采油新工藝,達到工藝優(yōu)化,實(shí)現提高機采系統效率、節能降耗、延長(cháng)油井免修期的目標。
對存在的問(wèn)題進(jìn)行整改。采用“油杯”結構,解決油封漏油問(wèn)題;使用機械密封,解決盤(pán)根盒漏油問(wèn)題;為了解決反轉裝置扭矩任何 釋放問(wèn)題,采用機械防反轉裝置,該裝置采用定向離合器原理,使抽油桿只能做單向轉動(dòng)。在離合器的外殼體上安裝有剎車(chē)帶,當需要上提桿柱時(shí),可先慢慢松開(kāi)螺絲旋鈕,放開(kāi)剎車(chē)帶,將彈性變形能釋放出去,施工作業(yè) 。