什么是螺桿泵采油?
一、什么是螺桿泵
螺桿泵又稱漸進(jìn)式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳輸介質(zhì)。
二、螺桿泵工作原理
沿著螺桿泵，轉(zhuǎn)子的外表面與定子橡膠襯套內(nèi)表面形成多個(gè)密封腔室。
介質(zhì)在吸入端壓差的作用下被吸入，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸通過各個(gè)密封腔室，不斷被推擠至排出端。
三、螺桿泵采油
螺桿泵采油就是利用螺桿泵舉升高粘、含氣、含砂原油的方式。
四、螺桿泵采油系統(tǒng)分類
按不同的驅(qū)動(dòng)形式，螺桿泵采油系統(tǒng)可分為地面驅(qū)動(dòng)和井下驅(qū)動(dòng)兩類。
1. 地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油
螺桿泵位于井下，而提供動(dòng)力的裝置位于地面之上，兩者由抽油桿連接。利用抽油桿傳遞螺桿泵所需要的扭矩，因此在大排量情況下，難以實(shí)現(xiàn)深井采油。
2. 井下驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油
井下驅(qū)動(dòng)分為電驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種形式。
(1)電驅(qū)動(dòng)
螺桿泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都處于地下，因而不需要抽油桿傳遞動(dòng)力，適用于深井、斜井和水平井采油作業(yè)。
(2)液壓驅(qū)動(dòng)
利用地面泵提供具有一定壓力和排量的液體，借助導(dǎo)管通向井下液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)抽油。該驅(qū)動(dòng)裝置主要用于油井測(cè)試過程中。
五、螺桿泵采油的特點(diǎn)
與其他機(jī)械采油相比，螺桿泵兼具容積泵和離心泵的優(yōu)點(diǎn)，作為一種人工舉升方式，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.螺桿泵運(yùn)動(dòng)部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一次性投資小。
2.螺桿泵可以連續(xù)舉升介質(zhì)，工作時(shí)負(fù)載穩(wěn)定，機(jī)械損失小，效能高，是機(jī)械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺桿泵適用范圍廣，可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂漿、高含氣量的氣井等等。
4.螺桿泵占地面積小，可以下放至斜井段，因此可以用于海上油田水平井和叢式井中。
雖然螺桿泵有諸多優(yōu)點(diǎn)，也被廣泛應(yīng)用于各大油田，但與常規(guī)機(jī)采方式相比，螺桿泵采油設(shè)備也存在一些不足：
1.螺桿泵中的定子內(nèi)部為橡膠，因此不宜應(yīng)用于高溫注汽井;而且定子容易損壞，增加了檢泵的次數(shù)，相應(yīng)增加檢修費(fèi)用。
2.螺桿泵作業(yè)時(shí)需要流體潤(rùn)滑，缺少潤(rùn)滑將會(huì)導(dǎo)致泵體過熱，定子橡膠彈性體老化，甚至燒毀。
3.與其他機(jī)采方式相比，螺桿泵的總壓頭較低。目前大多應(yīng)用在1000米左右深的井中。當(dāng)下泵深度超過2000米時(shí)，螺桿泵扭矩增大，桿斷脫率增高，井下作業(yè)難度增加。
螺桿泵選用
在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，若要實(shí)施螺桿泵采油作業(yè)，優(yōu)選泵型不可或缺。那么該如何選擇最佳泵型及配套裝置呢?
一、選用依據(jù)
首先，應(yīng)根據(jù)油井產(chǎn)量確定所需螺桿泵的排量;
其次，根據(jù)泵的工作曲線確定舉升高度，同時(shí)還應(yīng)參考油井的實(shí)際條件確定合理的過盈量;
最后，根據(jù)泵負(fù)載大小選擇抽油桿的材料和規(guī)格、電動(dòng)機(jī)以及其它附屬部件。
二、配套工具的選擇
專用井口：
簡(jiǎn)化了采油樹，便于使用、維修和保養(yǎng)，同時(shí)增加了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)，起到保護(hù)光桿和密封井口的作用。
特殊光桿：
用于連接驅(qū)動(dòng)裝置與井底抽油桿。特殊光桿強(qiáng)度大、防斷裂、光潔度高，有利于井口密封。
抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置：
為了防止在作業(yè)過程中抽油桿倒扣，需要在驅(qū)動(dòng)裝置中設(shè)置機(jī)械防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)，如棘輪棘爪機(jī)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)、電磁式防反轉(zhuǎn)裝置等。
螺桿泵采油工藝
一、施工前準(zhǔn)備
1.了解目前油井生產(chǎn)情況：如日產(chǎn)液、含水、流壓、靜壓等。
2.查看井史資料：歷次施工總結(jié)，油管、抽油桿記錄，查看有無(wú)落物、井斜、套損等情況。
3.施工設(shè)計(jì)：根據(jù)油井生產(chǎn)情況、產(chǎn)能、井史資料優(yōu)化施工設(shè)計(jì)。
4.清洗下井工具、油管、抽油桿，檢查工具不得彎曲、損壞，嚴(yán)格丈量并記錄好原始數(shù)據(jù)。
二、施工過程
1.熱銑
2.起原井
3.刮削
4.連接井下工具
5.下管柱
6.下抽油桿柱
7.開始生產(chǎn)
三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù)
長(zhǎng)期實(shí)踐作業(yè)證明，螺桿泵系統(tǒng)的使用壽命不僅取決于螺桿泵自身的質(zhì)量，還取決于泵型是否匹配油井工況、操作是否合理、井下和地面設(shè)施是否完善等情況。為了保證螺桿泵可以長(zhǎng)時(shí)間、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，相應(yīng)的配套工藝也在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。
1.管柱防脫技術(shù)
當(dāng)抽油桿下部驅(qū)動(dòng)扭矩超過了螺紋桿柱的連接扭矩時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管柱脫落。為此必須實(shí)施管柱防脫扣技術(shù)。常用的管柱防脫技術(shù)有反扣油管、防轉(zhuǎn)錨、支撐卡瓦、張力油管錨技術(shù)。
2.管柱扶正技術(shù)
由于螺桿泵轉(zhuǎn)子離心力的作用，定子受到周期性沖擊產(chǎn)生振動(dòng)，為減小或消除定子的振動(dòng)需要設(shè)置扶正器。
3.無(wú)級(jí)調(diào)參驅(qū)動(dòng)技術(shù)
螺桿泵采油井的理論產(chǎn)液量與螺桿泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以通過螺桿泵的變頻無(wú)級(jí)調(diào)速控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)地面驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整螺桿泵采油井的工況。
4.清防蠟解堵技術(shù)
螺桿泵井的清防蠟主要有兩種工藝技術(shù)：一是定期熱洗清蠟工藝，二是采用空心抽油桿定期加清防蠟藥劑工藝。解堵則是通過在空心抽油桿內(nèi)下入加熱電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可用于定期清蠟。
四、保持油田高產(chǎn)率采油
螺桿泵抽油最常見的作業(yè)問題是泵不能完全充滿，造成生產(chǎn)率低。這是因?yàn)楸玫娜萘看笥诰漠a(chǎn)量，這時(shí)就需要調(diào)整泵的排量與井底的產(chǎn)液量，進(jìn)而提高效率和降低成本。
針對(duì)這一問題，油田采取了一系列措施來(lái)保持抽油的高產(chǎn)率，具體做法如下：
1.進(jìn)行聲波液面測(cè)定，控制產(chǎn)液面與泵吸入口的相對(duì)深度
2.示功計(jì)測(cè)定泵充滿系數(shù)百分率，應(yīng)用綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可同時(shí)獲得馬達(dá)功率和示功數(shù)據(jù)
3.診斷低能效井
通過測(cè)量輸入原動(dòng)機(jī)的功率、測(cè)定井底生產(chǎn)壓力和精確的生產(chǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)確定抽油系統(tǒng)總效率。
4.控制螺桿泵排量
可通過調(diào)節(jié)柱塞尺寸、沖程度、泵沖數(shù)、每日運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行控制。
