螺杆泵系统效率分析

蔡志睿

摘要：由于螺杆泵采油系统结构简单，易于安装，投资较少，节能高效，在石油开采技术领域得到了迅速发展和广泛应用。本文针对螺杆泵各组成部分的运动特点和能量损失，建立了螺杆泵采油系统效率分析模型，在进行螺杆泵油井分析的基础上，找到螺杆泵井系统效率影响因素，确定最佳协调点，以为螺杆泵的合理应用提供指导。

关键词：螺杆泵井;系统效率;影响因素;分析模型

引言

螺杆泵采油系统兴起于上世纪90年代，是一种十分重要的机械采油工艺，系统效率和节能效果都优于其他机械采油方式，而且螺杆泵采油系统的占地少、噪音低、管理方便、出液稳定，因此被国内外采油工业广泛应用，经济效益显著。

1.螺杆泵采油系统的工作原理

地面驱动单螺杆泵采油系统主要包括四部分，分别是：电控部分、地面驱动部分、井下部分以及配套工具部分。在电动机的带动下，驱动杆按照顺时针方向进行转动，进而带动井下部分的螺杆泵的转子运动。由于转子套在定子橡胶衬套中，在转子运动时，吸入端形成一个密闭的腔体，轴向上移运动，从而在压差的作用下，油液发生上移，从而使油液慢慢从吸入端推挤到排出端，如此反复，就可以将油液从井下举升到地面上。

2.螺杆泵采油系统模型

系统效率即为螺杆泵井的有效功率和输入的总功率之比：

3.提高螺杆泵井系统效率的措施

在螺杆泵井的生产应用中，排除生产设备以及生产条件因素，对螺杆泵系统效率影响最为密切的因素就是转速。通过对转速的调整，可以使螺杆泵的进出口压差发生改变，从而能够提升螺杆泵井的系统效率。

通过以上螺杆泵井模型，我们可以计算得到生产压差和工作转速，确定泵的最佳工作范围。为了降低流压提高采油产量，应在满足泵压头和排量的情况下，尽可能使泵的深度增加。压头和排量的控制可以通过改变转速来实现，泵的压头、排量超量会影响工作点，致使其偏离最佳工作区，因此，需要根据情况确定合适的转速。另外，确定合适的抽汲参数、合理选择驱动电机的功率也是提高螺杆泵系统效率的有效途径。

参考文献：

[1]张明毅等. 螺杆泵专用抽油杆试验研究. 石油矿场机械，2006，35（1）：76-80.

[2]罗英俊，万仁薄. 采油工程手册. 石油工业出版社，2005：467-491.

[3]曲鹏. 螺杆泵系统效率分析. 科技创新导报，2010（12）.