螺杆泵采油工艺及配套技术的应用

2019-02-16孙莹

设备管理与维修 2019年10期

关键词：油杆螺杆泵配套技术

孙莹

（大庆油田装备制造集团力神泵业公司，黑龙江大庆 163311）

0 引言

螺杆泵采油技术在现代石油行业中应用普遍，该技术能大幅度提升石油开采的效率，提高油田产量，为石油开采奠定技术基础。螺杆泵的应用，使石油能够被匀速、稳定地抽送，确保石油生产的稳定性，对老油田有扩大开发作用，提高石油生产量。

1 螺杆泵采油工艺

1.1 螺杆泵采油工艺的应用

螺杆泵采油工艺符合石油业发展现状，并得到广泛应用。目前，该工艺主要分为无油管型和有油管型，这两种工艺应用于不同类型的油田。螺杆泵作为一种采油设备，突破了传统的容积泵和离心泵原理，同时结合二者优点，采油过程流速平稳、工作状态稳定。此外，螺杆泵在稠油藏区、高沙含量区以及高含腊油藏区是不可缺少的重要设备，解决了很多油田开采中的问题。

1.2 螺杆泵采油现场工艺

螺杆泵采油工艺能根据采油需求进行改变和调整，如设计改进螺杆泵结构，提高机械的精确性和稳定性，从而提高生产效率和产油量。在实际应用中，工作人员提前预测油井内石油的生产量，根据产量调整螺杆泵的采油额度，在配套设施方面做好调节，进而在装置安防等方面做好技术设计。螺杆泵能根据油田的深度做出相应调整，方便技术人员监测采油工作的进程和机械运行状态，根据油井抽出液体的多少，调整螺杆泵的位置。螺杆泵工作时，采油现场配备相应的监控设施，监测螺杆泵的运行。配套技术的加入能有效地完善采油系统，使螺杆泵采油工艺更加完善、全面。目前，螺杆泵采油工艺已经得到普遍推广，石油产业也因此得到更好的发展空间，企业获得了更高的经济效益。

1.3 螺杆泵采油工艺的优势

在螺杆泵采油工艺可分为有油管型和无油管型。国内的技术还有待改进，目前主要应用的设备都是小排量、小体积，设备比较新，耗能小。随着科学技术的发展，螺杆泵的工作压力正在不断减小，这可以延长设备的使用寿命。国家对环保有了更严格的要求，环保型螺杆泵也越来越多地应用到石油开采中，螺杆泵能够有效减少石油泄漏量，改善石油开采中的污染问题。另外，智能型螺杆泵的研发使用，使该技术在未来的发展更加现代化、自动化。

（1）应用成本低。相较于其他石油开采设备，螺杆泵设备的价格偏低，再加上系统安装方便、结构简单，维修保养成本低，投入经费更少。传统的石油开采设备包括电动潜油泵、水利活塞泵，这些设备不但投资高，而且后期使用中需要大量的维修保养费用，耗费石油企业的人力物力，因此，螺杆泵工艺在投资方面能节省大量采购及维修费用。

（2）操作简单。螺杆泵设备相比同类机械占用空间小。另外，螺杆泵设备结构简单，只需要少量人员就可以完成安装工作，并且不需要过多的辅助设施，还能方便安装防盗井装置。虽然螺杆泵便于安装操作，但仍然需要操作人员有较高的专业素养和技术水平，以免出现操作失误。

（3）可应用于特殊油藏地区。螺杆泵采油工艺能应用于特殊环境下的油藏地区，减少地质环境带来的影响，使设备正常发挥功效。如稠油地质环境，油藏地区的石油流动性较差，不容易开采，使用螺杆泵工艺开采，能最大程度地提高开采效率，增加产油量。螺杆泵采油工艺具有非常显著的应用优势，可以有效地杜绝气锁现象，使开采工作顺利进行。

（4）工作效率高。对于石油生产企业来说，石油开采效率是关系到企业生存的重要问题。螺杆泵的工作效率比一般机械设备高，经过大量的生产实验，螺杆泵很少出现设备故障，抽送流量没有较大波动，稳定性高。

2 螺杆泵采油工艺配套技术

螺杆泵采油工艺的应用需要相关配套设备和配套技术，这样该工艺才能顺利实施，螺杆泵的性能才能更好地发挥出来。配套设备包括地上的驱动装置、合理的螺杆泵系统、密封驱动装置、匹配的泵型等。在油田开采过程中，抽油杆断脱和驱动装置漏油是经常出现的故障，因此，要对这类问题进行集中解决，改善螺杆泵采油工艺的配套技术。

2.1 抽油杆防断脱技术

在油田开采过程中，抽油杆卡泵问题一直无法避免，另外就是油井结腊问题，会造成管道堵塞和设备停运，抽油杆反向旋转，最终导致设备损坏。防断脱技术处理措施包括安装反转装置、棘轮机构及回阀等，还可以在镦段式空心抽油杆中插接装置，防止抽油杆断裂，增强设备的抵抗功能，防止脱扣问题出现。

2.2 密封驱动装置技术

密封驱动装置技术是重要的螺杆泵采油配套技术，只有对驱动装置进行密封，螺杆泵采油系统才能避免漏油问题，系统工作效率才能提高。驱动装置需要密封的部位包括井口盘根和减速器密封口，这两处的密封要保证质量，进行一次密封后，密封效果最低可以持续15 个月。

2.3 螺杆泵采油系统优化技术

对螺杆泵采油系统的优化主要依靠现代计算机技术，通过计算机调整软件设定的参数，收集螺杆泵下井前的各项数据，对其进行统计分析，优化设计组装。通过引用计算机技术，还能测试螺杆泵的工作状态，如光杆的扭矩、运转速度、向心力大小等。通过系统优化，对抽泵进行诊断，还能调整产能、地层压力等指数。

2.4 空心转子采油技术

空心转子采油是一种新型技术，目前已被投入使用，并且在实践中取得了较好效果。该技术的优势非常明显，不但能检测油井各个时间段的压力值、测试无油管螺杆泵的压力，还能快速洗井，提高采油效率。

2.5 井下管柱配套技术

管柱配套技术是指根据螺杆泵的具体情况以及油田的采油需求，配套使用合适的抽油杆、油管。实践证明，常规的井下管柱配套标准不能满足螺杆泵采油工艺的需求，容易造成脱扣等故障。因此，需要进行更换，使用Φ75.9 mm 油管以及Φ25 mm H形抽油杆，减少螺杆泵抽油阻力。管柱配套技术还包括其他机械配套，如扶正杆柱，要选择合适材料的扶正器，增加其耐磨性，同时选择好安装位置，防止杆管偏位。

2.6 转速调整技术

转速调整技术一般通过电磁调速机实现，调整机器的转速，可以达到调整螺杆泵排量的目的。电磁调速机能直接作用于螺杆泵，使螺杆泵在启动和停机状态下，都能保持低速运行状态，进一步提高采油过程的平稳性和安全性。较大排量的螺杆泵采用变频控制达到转速调整的目的，能保证采油系统电压保持在安全区间，防范安全故障。

3 螺杆泵采油工艺缺陷

（1）定子易损。螺杆泵采油系统在长期应用中显现出了一些问题，如抽油泵的总压头较小，导致定子容易被损坏，并且维修困难，增加了螺杆泵的应用成本。定子受损还会缩短螺杆泵的使用寿命，增加采油成本。

（2）泵需要流体进行润滑。定子正常运转中需要使用有润滑作用的流体，仅依靠液体润滑会使螺杆泵温度升高，损害定子的弹性，加速定子老化，严重的还会造成定子损毁。

（3）操作要求高。螺杆泵工艺对操作人员的技术和专业能力有较高的要求，操作不当会对螺杆泵内部结构造成损害。因此，企业应对相关岗位人员工进行集中统一培训。

4 螺杆泵采油工艺的发展方向

4.1 研究方向

随着我国油田开采量的不断增加，螺杆泵采油工艺的应用范围和领域也随之扩大。未来螺杆泵采油工艺的发展重点应放在改进细节方面，使系统更具针对性，符合采油工程的具体情况。应加快研发大排量、高扬程螺杆泵，增加国内油田大排量螺杆泵的数量，优化、更新加工技术，采用新型的螺杆泵型线，研制新的采油方法和机械设备。在提高采油效率的同时，重视采油设备的节能性和环保性，强化采油系统的密封效果，减少石油泄漏，争取达到无泄漏。将计算机技术更多地应用到螺杆泵采油工艺，努力研发智能化软件。

4.2 具体措施

（1）构建完善的管理系统。石油企业应结合油田的发展状况构建采油管理系统，把采油工艺和采油技术统一起来，提高采油系统和配套技术的匹配度，使配套技术不断地贴近系统，将螺杆泵采油工艺的优势充分发挥出来。高效的管理系统能够减少能耗，提高工作效率和配套技术的应用水平。

（2）解决螺杆泵采油工艺现存的问题。螺杆泵采油系统还存在漏油、结构不合理等问题，对此，应该采取措施加以改进。抽油泵泄漏问题，应提高管道和机械设备的密封性，优化设备结构。螺杆泵反转扭矩过大，应利用机器的物理性质设置转动方向，减少设备故障，提高设备运行的安全性。螺杆泵采油技术在我国大部分油田都起着重要作用，是采油作业不可缺少的设备，因此，需要对螺杆泵进行环保改进，减少能耗，使其发挥更大作用。