浅析螺杆泵采油技术的应用

浅析螺杆泵采油技术的应用

螺杆泵作为一种容积性泵体，应用到采油技术中具有安装管理便捷、采油举升效率高、适应范围广等优点，本文结合螺杆泵采油技术应用特点，对其应用改进情况进行了探究。

标签： 螺杆泵采油；采油技术；工艺改进

胜利油田作为我国勘探开发时间较长的油田，在长期开发应用中对区块进行了多轮次开发和挖潜，实施了较多的增产措施，且区块内含有油藏类型较为复杂，包含部分稠油油藏，个别区块油井出砂严重。而螺杆泵采油技术因为本身应用特点，比较适宜在稠油、出砂油井区块进行开采。因此，为提升油气采收效率，需要对螺杆泵采油技术进行一定的应用探究。

1 螺杆泵采油技术基本情况

1.1螺杆泵采油技术的工艺原理。

螺杆泵采油技术属于机械采油范畴，对油井出砂、油气混采、聚合物驱油区块和稠油油藏具有较强的应用优势，在注水开发油藏高含水阶段采油效果同样较好。常规螺杆泵采油技术主要配套地面动力装置、井下抽油杆柱组合和螺杆泵三部分，其中，地面配套动力装置主要是在井口部位为井下管柱和泵体提供动力，并承受设备运转产生的轴向荷载以及设备速度变化产生的作用力；井下抽油管柱作用主要是连接和传递，将地面装置提供动力传输到螺杆泵，带动泵体运转作业；螺杆泵包括泵体和螺杆两部分，前者外部筒体由专业钢材支撑，外部覆盖抗腐蚀和油性侵蚀的胶体材料、发挥定子功能，后者是强度和精度都比较强的螺杆，外表面有镀层，可发挥转子功能。系统运行中，主要是由地面动力装置电动机运转后，通过齿轮和皮带的传动作用实现变速生成动力，利用抽油管柱传递到井下泵体设备，通过泵体螺杆的转动驱动储层内的原油进入油桶，并进一步举升到地面，实现油气资源的开采。

1.2螺杆泵的应用特点。

螺杆泵运行中容积效率与压力呈现负相关关系，压力越小容积效率越高，在压力相同时泵深越大则流压越小，能够驱动更多的原油举升到地面。螺杆泵结构紧凑，能源资源利用率较高，设备初期投入相对较低，可实现低成本采油作业；螺杆泵运行遵循热量、质量和能量守恒的特点，仅有少量的流量脉动，轴向连续性和稳定性较好，基本没有机械和液柱传动惯性造成的损失，泵容积效率在90%左右，属于低能耗、高效率的采油作业系统；应用较为广泛，对稠油油井和高含砂、高含气油井有利于油藏资源的举升和储运，在油气混输中不存在“气锁”现象，在直井、斜井段以及陆上和海上油藏都可以应用，在井口回压较大的区域还能在采油作业的同时实现远井集中运输；泵体存在棘轮、棘爪式防反转系统，具有性能可靠、操作简便的特点，在关泵停转时不会因为液柱压力的瞬间降低引起井下

管柱反转引发杆柱“脱扣”问题，即使是在井下复杂状况造成停泵和出砂沉积在泵体上部的问题，其自我回复能力依然较强。

2 螺杆泵采油技术的应用现状及改进措施

2.1螺杆泵采油技术的应用现状及问题。

当前，螺杆泵采油技术已经广泛应用于稠油油藏、注水开发高含水油藏、出砂严重油藏以及海上丛式井开发油藏，提升了采油作业效率。虽然螺杆泵采油技术应用优势明显，但在蜡质含量较高的油藏，结蜡会加大泵体运转负荷，严重情况下甚至造成管柱扭断和设备损坏等问题，特别是螺杆和泵筒材质长期使用清防蜡试剂后会缩短检泵周期、加大修井频率，降低了采油效率。如果系统驱动防反转装置失效，会造成井下泵体脱扣问题，油管斜扣问题也较为常见。泵体运行中还需要配套高粘度润滑流体进行润滑，否则不利于泵桶定子运行和保护。系统设备操作精度要求较高，特别是定子等使用中极易损坏。

2.2螺杆泵采油技术的应用改进措施。

一是提升抽油杆的强度。当前螺杆泵采油技术中，井下抽油管柱承担着扭、拉等负荷作用，个别老油井依然采油实心油杆，抗拉和抗扭强度较低，特别在结蜡严重和存在杂质的油井中，易造成管柱扭断等故障。为此，要更换高强度的D级空心油杆，在相同接箍外径下加大管柱杆体外径和连接螺纹外径，提升管柱抗滑、抗拉等性能，增大传输扭矩的承载极限。同时，为配套其他工具的改进，需要加大防脱器本体厚度以增加传递扭矩；加大扶正器钢体厚度以提升管柱强度。

二是强化双头螺杆泵应用。传统单头螺杆泵具有偏心大管柱不稳、定子橡胶吸油吸水膨胀不均匀变形等缺点。应用双头螺杆泵可以降低转子的运转偏心，实现均匀受力；定子橡胶材质改进、耐油性增强，橡胶横截面分布均匀；由于具備更多的密封线和密闭腔室，尺寸相同情况下可以获取更大的排量和举升扬程。

三是强化斜井深抽油井应用。为适应当前油井开发中水平井、定向井等非直井开发增多的状况，应用具备合金钢材质并经过表面抛丸和正火处理的连续抽油杆柱，可以大幅提升管柱抗拉强度和屈服强度，满足水平井、定向井、深井抽油需求。连续油杆是外径为弧形面，加大了杆柱与油杆接触面积，减缓了二者之间的接触强度，可以减小杆柱与油管磨损。因为连续油杆比同等规格其他类型油杆重量更轻，所以在运行中管柱受到的应力较小，同时无接箍的结构设计也降低了杆柱受到的应力阻碍。受制作材质影响，连续油杆不会存在电化学腐蚀和电位差，降低了管柱损耗等情况。

四是改进驱动和使用技术。为适应空心抽油杆驱动双头螺杆泵运行，要推广应用5：1的驱动头，通过减小传动比确保井口管柱和各类装置运行的平稳性，对馆陶组油藏开发更为适用。在常规螺杆泵中，停井后井下杆柱受惯性扭力影响会产生反转造成杆柱脱扣、躺井等事故，同时对井口变速箱、盘根等装置等会造成损坏，降低采油作业安全系数，特别是关井后重启电流较大易造成杆柱断脱，

冲击和影响电器和电网系统。为此，要引进变频器和适应型号的软启动器等装置，有效解决杆柱断脱等问题，实现采油参数调整和泵挂较浅、泵效较低等问题，提升采油作业运行效率。同时，要结合实际优选适用型号的螺杆泵，确定合理的泵挂深度等参数，更好地发挥螺杆泵采油的举升优势；要积极改进抽空保护、井下事故诊断和清防蜡技术等工艺，规避螺杆泵采油中易出现的各类问题。

3 结论

综上所述，螺杆泵采油技术在油田勘探开发中具有较强的应用优势，通过对其工艺原理和特点等进行分析，并结合油田采油作业实际对其应用进行优化设计和改善，有利于提升采油作业水平。

参考文献

[1] 王建峰.螺杆泵采油工艺技术应用探究[J].中国新技术新产品，2014（07）.

[2] 李宇.浅谈螺杆泵采油工艺技术应用[J].科技创新与应用，2013（18）.

[3] 李小峰.螺杆泵井采油技术的优势和应用探讨[J].管理学家，2012（24）.

[4] 王建利.螺杆泵采油工艺技术应用研究[J].科技致富向导，2014（09）.