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地面驱动螺杆泵采油技术优化

时间:2014-07-14 09:16来源:未知 作者:贾树楷 点击:
摘要:地面驱动螺杆泵采油技术具有输出流体稳定,工作效率高等优点。地面驱动螺杆泵采油装置的投资成本小,设备结构简单,安装使用和维修较为方便,系统工作的稳定性好,所以地面驱动螺杆泵采油技术,得到非常广泛的应用。地面驱动螺杆泵采油技术应用过程中,
地面驱动螺杆泵采油技术优化
贾树楷(胜利油田现河采油厂采油二矿采油11 队山东东营257000)
摘要:地面驱动螺杆泵采油技术具有输出流体稳定,工作效率高等优点。地面驱动螺杆泵采油装置的投资成本小,设备结构简单,安装使用和维修较为方便,系统工作的稳定性好,所以地面驱动螺杆泵采油技术,得到非常广泛的应用。地面驱动螺杆泵采油技术应用过程中,如果螺杆泵的运行参数和螺杆泵的性能不匹配,将会导致螺杆泵采油技术的优势不能得到充分的发挥,因此需要开展地面驱动螺杆泵采油技术的优化研究,不断的提高螺杆泵的效率和寿命。文章通过调研分析,分析了螺杆泵采油技术的工作原理,开展了螺杆泵采油技术的参数优化研究。通过研究对于提高螺杆泵的工作效率具有积极的意义。
关键词:地面;驱动;采油;螺杆泵;优化;原理;效率;寿命
地面驱动螺杆泵采油技术是从上个世纪八十年代逐渐发展起来的。螺杆泵采油技术的泵效高,和其他采油方式相比,具有许多优势,因此得到的广泛的推广和应用。我国的螺杆泵采油技术兴起于上个世纪八十年代末期。首先开展了地面驱动螺杆泵采油技术的理论研究和室内实验,经过不断的研究改进,螺杆泵采油技术进行了现场试验,通过对现场试验问题的不断改进,螺杆泵采油装置的工作稳定性和工作效率,都得到了较大的提高。螺杆泵采油装置结构简单、设备的造价低,可以有效的减少油田采油的设备投入资本。螺杆泵采油装置安装较为方便,设备的占地面积小,质量较轻,可以直接安装到油井的井口。螺杆泵采油技术的泵效一般都较高,如果设备运行良好的话,泵效通常情况下都会在百分之九十左右,而且采油输出的液流稳定性较高。螺杆泵采油技术可以适用于不同粘度原油的开采,在含砂量较高的井中,螺杆泵依然可以保证较高的工作效率。螺杆泵以其特殊的性能,可以适用于定向井的造斜段,而且采油设备所占用的体积较小,可以很好的适用于海上采油。螺杆泵采油过程中,井口的回压值较大,可以更好的方便原油的输送。由于地面驱动螺杆泵采油技术的诸多优势,在全国各油田都得到较快的发展。
一、地面驱动螺杆泵采油技术的原理分析
地面驱动采油螺杆泵主要两种类型,一种是电机直接驱动螺杆泵,另一种是利用皮带传动驱动螺杆泵。电机直接传动的方式,电机安装在设备的最上部,电机的方向垂直向下,电机在电流的作用驱动减速机做旋转运动,电机的转速经过减速机减速后,直接驱动抽油杆运动。皮带传动螺杆泵采油技术的电机安装在设备的一侧,电机的旋转运动通过皮带传递到减速器上,减速开始旋转运动并且驱动井下抽油杆旋转,抽油杆再带动井下螺杆泵运动,完成采油的整个过程。具体的工艺流程为,井口电机的旋转运动经过减速器减速之后,驱动抽油杆进行旋转运动,抽油杆下部连接螺杆泵的转子,抽油杆旋转运动后,螺杆泵的转子就开始做旋转运动。螺杆的定子和转子之间可以形成密封腔室,当转子旋转时,定子和转子之间的腔室开始运动,密封的腔室沿着螺杆中心轴向上运动,从而将螺杆泵下部的原油推动到螺杆泵的上部,从而实现了原油的举升。
二、地面驱动螺杆泵采油技术优化研究
地面驱动螺杆泵的工作参数,能否和螺杆泵的性能相匹配,关系到采油螺杆泵设备能否发挥出最大的效率,能否降低采油的成本。通过对螺杆泵采油装置工作原理的分析,结合采油螺杆泵实际的工作参数,提出了地面驱动螺杆泵采油技术的优化方法,首先根据地层的压力、含油量、油井的产液量等参数,进行油藏中井底流压的计算,根据油层的深度,确定出螺杆泵最初的下入深度。然后利用井筒中流体的压力和速度分析,得到井筒流体参数随着井深的变化关系,得到井下螺杆泵入口处,井底压力、流体温度、密度等流体参数。依据设计的套管压力和井筒多相流的计算结果,得到井下螺杆泵的沉没压力。沉没压力的设置前提是,泵的入口压力不大于沉没压力,这样才能够保证在设计的泵的下入深度条件下,螺杆泵能够发挥出应有的性能。选择出螺杆泵采油技术适用的抽油杆柱类型,抽油杆柱的类型确定后,可以利用井口的回压值,以及井筒多相流的计算结果,自井口向下计算,得到螺杆泵的工作压力和泵出入口的压力差。根据下入螺杆泵的型号,利用螺杆输送的基本原理,计算出下入螺杆泵的排量。由于地下原油和地面原油性质的差异,地面计算得到的螺杆泵排量,需要利用原油的体积系数等物性参数,求出井下螺杆泵的实际工作排量。依据螺杆泵的性能参数,计算出需要的螺杆转速,以及该条件下螺杆泵的排液量。完成螺杆泵采油抽油杆的强度校核,将螺杆泵采油杆柱划分成几个部分,逐级进行采油杆柱的强度校核,强度校核的方向为自下而上。如果计算到某一断面后,抽油杆的强度不够,说明设计的抽油杆结构不合理强度不够,因此需要依据校核得到的差值,重新进行抽油杆柱的设计,直到整个抽油杆的强度都满足要求。记录该下泵深度条件下,螺杆泵的作用压力和转速,分析出地面驱动螺杆泵采油技术整个系统效率。逐步的上提抽油杆和螺杆泵,计算相应的螺杆泵出入口压力差和转速,分析该深度下螺杆泵采油的系统效率。直到螺杆泵上升位置的入口压力小于螺杆泵的沉没压力时结束。根据记录得到的螺杆泵采油系统整体效率的值,选择出螺杆泵采油系统最大的系统效率,找出相对应的下泵深度和转速,该下泵深度和转速就是优化后的螺杆泵采油工作参数。
结束语
螺杆泵采油技术以其优异的性能,在我国各油田都得到了广泛应用,对于提高采油效率和降低采油成本具有重要的意义。如果螺杆泵的工作参数和螺杆泵的性能不匹配,就会大大的影响到螺杆泵的效率和工作寿命。螺杆泵采油装置安装方便,占地面积小,质量轻,可以直接安装到油井井口。地面驱动采油螺杆泵主要两种类型,电机直接驱动螺杆泵和皮带传动驱动螺杆泵。螺杆泵沉没压力的设置前提是,螺杆泵的入口压力不大于泵的沉没压力。将螺杆泵采油抽油杆柱划分成几个部分,逐级进行抽油杆的强度校核,强度校核的方向为自下而上。通过研究对于提高螺杆泵的工作效率,保证油井高产,降低采油成本具有重要的意义。
参考文献:
[1] 王国庆,师国臣等,大庆油田螺杆泵机采井系统效率现状及对策[J].石油矿场机械,2011.
[2] 马圣贤,地面驱动螺杆泵抽油井生产系统优化设计方法研究与应用[D]:硕士研究生论文,中国石油大学(华东).
[3]晏样慧,螺杆泵采油装置的分析与优化设计[D]:硕士研究生学位论文,中国石油大学(华东).
(责任编辑:我是管理员)
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