直驱式螺杆泵在八面河油田的应用

和新鹏

【摘 要】八面河油田目前采用机械变速箱式单螺杆泵采油，在应用中存在调参档位少，排量与油井产能不匹配，边远井地面管理麻烦等问题。尤其是在大排量螺杆泵应用中，由于驱动力矩大，杆、管断脱事故经常发生，免修期短，影响了螺杆泵采油工艺的推广应用。通过开展直驱式单螺杆泵现场实验，直驱式螺杆泵采用电机直接驱动抽油杆，无减速器及皮带传动，减少了传动过程中的能耗损失，提高了机械举升效率。并且采用变频无级调速，调参范围大，能够较好的匹配油井的供液能力。可以取代机械变速箱式单螺杆泵。

【关键词】螺杆泵；八面河油田

一、八面河油田螺杆泵应用现状

八面河油田2017年之前采用机械变速箱式单螺杆泵采油，在应用中存在调参档位少，排量与油井产能不易匹配，边远井地面管理麻烦等问题。尤其是在大排量螺杆泵应用中，由于驱动力矩大，杆、管断脱事故经常发生，免修期短，影响了螺杆泵采油工艺的推广应用。近年来，国内开始应用直驱式单螺杆泵，其具有如下主要特点：①电机直接驱动抽油杆，无减速器及皮带传动，机械效率高，单耗低；②软启动，自动刹车，显示并自动控制驱动力矩，降低杆、管断脱事故，在油井提液时免修期较长；③调参范围大，能够较好的匹配油井的供液能力；④调参速度快，不需要停井，避免停井造成井下异常故障。为了解决八面河油田目前螺杆泵应用在存在的问题，更好的满足现场生产需要，开展直驱式单螺杆泵现场实验，优选出一种更适用于八面河油田的、经济有效的螺杆泵工艺技术。

二、现场试验

2017年以来，进行了2井次直驱式螺杆泵采油现场现场试验。

（一）实验方案

1、面12-平2井现场试验方案：

根据地质方案要求，在设计螺杆泵采油系统时，采用如下设计试验方案：

①地面装置：20KW直驱式驱动装置；

②生产管柱：主要由3in油管，GLB900-16大排量螺杆泵、螺杆泵专用锚定器，Y211-150双向锚定封隔器（不带胶筒）组成，具有在转速低能够达到大排量使用要求，并且可以承受高扭矩的特点；

③生产杆柱：Φ36空心抽油杆及扶正器。

2、M1-P3井：现场试验方案

根据地质方案要求，在设计螺杆泵采油系统时，采用如下设计试验方案：

①地面装置：15KW直驱式驱动装置；

②生产管柱：主要由3in油管，GLB600-23螺杆泵、螺杆泵专用锚定器，Y211-114双向锚定封隔器（不带胶筒）组成；

③生产杆柱：Φ36空心抽油杆及扶正器。

（二）现场试验效果分析

2口井三种采油方式生产情况对比见表1。

表中举升效率=耗电量/千米举升液量=日耗电量/（日产液量╳动液面/1000），单位KW·h/（m3·m）。

从表1中可以看出：千米单位液量举升耗电管式泵>机械变速式螺杆泵>直驱式螺杆泵。

三、结论及应用前景

1、直驱式驱动装置的优点

（1）电机直接驱动抽油杆，无减速器及皮带传动，机械效率高，单耗低；

（2）软启动，软刹车，显示并自动控制驱动力矩，现场操作方便安全；

机械变速箱式单螺杆泵在作业施工中拆卸驱动头时因扭矩较大（高达1600NM），释放扭矩抽油杆反转，现场操作存在较大安全隐患。角5-31井作业时反转16min才停止。

而直驱式驱动装置控制屏能够显示电机轴转矩、输出电流、输入功率等参数，并且能够设定电机轴转矩过载保护，启动时缓慢加速到设定转速，停机以后，缓慢降低转速到停止，起抽油杆时基本无扭矩，操作安全性能大大提高。

（3）调参范围大，能夠较好的匹配油井的供液能力。

直驱式驱动装置采用控制屏无级调速方式，调参范围10转/分-193转/分，而机械变速箱式螺杆泵地面装置调参时更换皮带轮，管式泵调参也是更换皮带轮或电机，由于受皮带轮尺寸限制和电机级速限制调参范围有限。

（4）直驱式螺杆泵调参速度快：机械变速箱式螺杆泵和管式泵抽油机调参时需要停井更换皮带轮或电机，而直驱式螺杆泵调参时直接通过变频旋钮调参无需停井，大大减少了因停井造成的井下事故。

2、应用前景

直驱式驱动装置目前已在我厂进行了二井次的应用，均取得了良好的现场应用效果，目前已掌握其参数性能，并指定专人负责，制定了直驱式螺杆泵日常管理操作制度，为以后推广应用积累经验。

八面河油田正在生产的油井1000余口，其中直井292口，目前已应用直驱式螺杆泵7口井，具有较大的推广应用前景。

【参考文献】

1. 罗英俊等.万仁溥等.采油技术手册第三版，石油工业出版社.2006.12

2. 韩国有等.采油螺杆泵举升性能检测技术.人民出版社. 2011.03.