分析国外潜油螺杆泵采油系统的开发研制

分析国外潜油螺杆泵采油系统的开发研制

      螺杆泵在高黏度稠油 （５０００ｍＰａ·ｓ）、大油气比油 （７００ｍ３／ｔ）和含砂油 （体积分数不小于２５％）开采作业中体现出了较好的性能和效益，前苏联在姆哈诺夫斯克油田使用时，油气比高达４００ｍ３／ｔ的条件下，无故障工作长达４７７天，泵效达７０％。但是抽油杆和套管的偏磨问题使机组的下井深度受到 ，机组的运行效率也会因为抽油杆与流体之间的摩擦、管杆之间固体颗粒的沉积以及抽油杆扭曲变形而下降。为克服这一不利因素，前苏联、美国、法国、加拿大等国家的一些公司在２０世纪８０年代初期开始研制电动潜油螺杆泵采油系统，潜油电机和电缆都与常规电潜离心泵机组中的一样，不同的是用螺杆泵替代了离心泵，并且在动力源与泵之间介入了机械传动环节，起调速及改变运动形式之功用。
１２１１　美国Ｒｅｄａ公司的潜油螺杆泵采油技术据１９９４年、１９９５年美国 《世界石油》报道，Ｒｅｄａ公司１９９４年与加拿大一家公司合作开发潜油螺杆泵采油系统。该装置包括一台潜油电机、保护器、挠性传动部件和螺杆泵。电机是Ｒｅｄａ５４０系列，功率为２９８３ｋＷ （４０ｈｐ），四极，同步转速为１８００ｒ／ｍｉｎ，对应的二极电机同步转速为３６００ｒ／ｍｉｎ。挠性传动使电机由１７００ｒ／ｍｉｎ的输入转速降低到１０６ｒ／ｍｉｎ （减速比为１６∶１）或４２５ｒ／ｍｉｎ （减速比为４∶１），把电机的定轴转动调整为螺杆泵转子的偏心转动。保护器为标准的三腔保护器，上腔室充满齿轮油，另外两个则充满电机油。保护器可提供可靠的
密封，也可为齿轮减速器和潜油电机提供压力平衡和润滑。齿轮减速器有额定止推力为２６６９ｋＮ （６００００ｌｂｆ）的下止推轴承承受ＰＣ泵产生的推力和额定止推力为６６７２ｋＮ（１５０００ｌｂｆ）的上止推轴承，它允许ＰＣ泵反转但防止转子从定子中脱出，这一特点在泵被砂堵时可用来清砂。齿轮减速器在挠性联轴器上有两个像滤砂网一样的密封，有助于防止井液进入减速器。
近该公司又开发出一种外径尺寸为１０６６８ｍｍ （４２ｉｎ）、额定功率为３７２９ｋＷ（５０ｈｐ）的减速器，能够在１３９７ｍｍ （５ｉｎ）套管内将井下电机和螺杆泵连接起来，传动比为４∶１。使用四极电机时，提供４２５ｒ／ｍｉｎ的输出转速，并通过一台变频装置实现地面控制，即进行软启动和速度微调。 ，有２０多套设备在加拿大的油井中运行。　　　　
应用中他们体会到这种技术的优点是：
（１） 了抽油杆与油管之间的磨损；
（２）可用于斜井和水平井采油；
（３） 了破坏严重的斜井工作状况；
（４）可通过变速驱动、调速，以适应不同的井下条件；
（５）取消了抽油杆柱， 了抽油杆与流体之间的伴生摩擦损失；
（６）无需地面维修保养。１２１２　美国ＣｅｎｔｒｉｌｉｆｔＨｕｇｈｅｓ公司的潜油螺杆泵采油技术美国ＣｅｎｔｒｉｌｉｆｔＨｕｇｈｅｓ公司于１９９２年开始设计ＥＳＰＣＰ系统。该公司与一家齿轮公司合作研制了传动比为９∶１的齿轮减速器，在电机和保护器上采用挠性轴，成功地进行了寿命达９个月的生产试验，应用在含砂、高ＣＯ２、中等Ｈ２Ｓ、比重为１４°ＡＰＩ、气液比达１０００的环境中， 已形成系列产品。可以根据不同井况，选择不同技术参数的部件。 重要的是采用氧化锆陶瓷轴承，可以承受由螺杆泵反馈的额定轴向推力达６６７２ｋＮ（１５０００ｌｂｆ）。
１２１３　俄罗斯潜油螺杆泵采油技术原苏联１９７３年在地面驱动螺杆泵采油系统投入批量运行的同时，又研制了排量大、扬程高，适宜于深井举升的单螺杆泵采油系统， 已发展为单头、双头和三头螺杆三种类型产品。排量范围为１６～２００ｍ３／ｄ，实际 大排量为２５０ｍ３／ｄ，举升高度范围为９００～１２００ｍ，实际使用 高达１４００ｍ。

加拿大Ｃｏｒｏｄ公司除了生产地面驱动螺杆泵采油系统外，还生产两种井下驱动方式的螺杆泵采油系统：
（１）井下电机驱动螺杆泵采油系统采用可变转速的电动机驱动，根据油井工况条件变化以及采油的需要，可随时调节油井产量，使用与调节相当方便。
（２）井下液压驱动螺杆泵采油系统采用电动机驱动液压泵，产生 压力和排量的液体，通过管线输送到井下液压马达，再驱动螺杆泵转子旋转举升井液。根据油井工况条件变化以及采油的需要，也可以随时调节油井产量，使用与调节方便。