采油用地面驱动螺杆泵的原理及使用方法

螺杆泵作为一种机械采油设备,具有其他采油设备无法替代的优势。主要适用于稠油、含砂、高含气量气井的开采,具有体积小、安装方便、无污染、能耗低、易于推广的重要特点。

近年来,随着高粘度原油的开采和三次采油的发展,螺杆泵得到了广泛应用,螺杆泵井的工作量不断增加,作业技术也在不断发展。

一、螺杆泵采油系统的组成

螺杆泵按基本结构可分为单缸和串联式,按驱动方式可分为地面驱动和井下驱动。地面驱动螺杆泵主要有带传动和直接传动两种形式。井下驱动螺杆泵可分为电动驱动和液压驱动两种形式。目前,地面驱动井下弹性螺杆泵采油系统在油田得到广泛应用。

地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵和配套工具四部分组成,如图1-1所示。

图1-1地面驱动井下单螺杆泵采油示意图。

1-电气柜;2-电机;3带;4方形夹子;5-平衡块;6-压力表;7-抽油杆;8-油管;9-扶正器;10-动态液位;11-螺杆泵;12-套管;13-防转锚;14-筛管;15-插头;16-水库

(1)电子控制部分

电控箱是螺杆泵井的控制部分,控制电机的启动和停止;记录螺杆泵井正常生产时的当前和累计运行时间;具有过载和欠载自动保护功能。

(2)地面驱动部分

地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备,是向井下泵的转子传递动力,实现原油泵送的机械装置。机械传动的驱动装置主要由减速器、电机、密封箱和方钳组成。

(3)井下螺杆泵

1,地面驱动单螺杆泵的结构

它主要由定子、转子和限位接头组成。定子采用优质钢壳,内充橡胶,橡胶套为双线或多线螺旋面;转子为高强度钢制成的单头或多头螺旋面,经硬镀后与定子橡胶内表面啮合,形成密封腔。定子随油管下入并锚定,转子与抽油杆连接。

2.地面驱动井下单螺杆泵的工作原理。

电机和驱动装置使抽油杆顺时针旋转,抽油杆驱动井下螺杆泵转子在定子套管内做行星运动;当转子运动时,吸油密封腔从吸油端轴向上移,同时形成新的密封腔。随着密封腔的向上运动,吸入的液体从吸入端移动到排出端。密封腔体的不断形成、向上运动、消失,起到了泵的作用,把油、砂、水、气一起举到地面。

(4)支持工具

(1)专用井口:起保护光杆和密封井口的作用。

(2)光杆:用于井口密封。

(3)抽油杆扶正器:避免或减缓抽油杆和油井的磨损。

(4)油管扶正器:可以减少油管柱的振动和磨损。

(5)抽油杆防逆转装置:防止抽油杆逆转和倒扣。

(6)油管防脱装置:固定泵和油管,防止油管脱落。

(7)防蜡剂:延缓原油中石蜡和胶质在油管内壁的沉积速度。

(8)防抽空装置:地层供液不足会造成螺杆泵损坏,安装井口流量或压力防抽空装置可以有效避免这种现象。

(9)筛管:过滤储层流体。

二、单螺杆泵的型号和基本参数

(一)单螺杆泵模型表示方法

标签示例:

GLB120-14为单筒单螺杆泵,公称排量120mL/r,总级14,抽油杆旋转。

(2)单螺杆泵的基本参数

单螺杆泵的基本参数见表2-1。

表2-1单螺杆泵基本参数

三、螺杆泵采油系统的特点

螺杆泵是一种容积式泵,运动部件少,无阀件和复杂的流道,油流扰动小,排量均匀。由于圆筒形转子在定子橡胶衬套的内表面上运动,具有滚动和滑动特性,油中的沙粒不易沉积。同时,转子和定子之间均匀的体积变化所产生的抽汲和推动作用,使得油气混输效果更好。与其他采油方法相比,它在开采高粘度、高含砂量和高含气量的原油方面具有独特的特点。

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