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    螺桿泵井工況分析研究

    興東高溫油泵 發布時間:2018-09-01

    螺桿泵采油技術主要是通過螺桿泵地面驅動裝置的電機通電后旋轉,經過二級減速后,使得方卡子帶動光桿旋轉,光桿通過抽油桿柱將動力傳遞給井下螺桿泵,經由螺桿泵轉子和定子之間的密閉空腔沿著軸線的部位將原油吸入并運移到油管中,將機械能轉變為液體能,從而實現油液的舉升。該工作原理使得地面驅動螺桿泵采油生產過程   加平穩,光桿扭矩以及軸向力等參數發生的變化也相對較小。不過,由于螺桿泵井測試無法的形成較為完整的變化曲線,給螺桿泵井的工況診斷帶來較大困難。
      一、螺桿泵系統特點
      地面驅動螺桿泵采油是20世紀80年代發展起來的一種新型機械采油技術螺桿泵兼有離心泵液流平穩和容積泵的特點,具有自身的優越性和廣泛的應用前景。
      面驅動螺桿泵采油系統由地面驅動裝置、抽油桿柱和井下螺桿泵3部分組成地面驅動裝置在井口,具有減速、變速、承受軸向載荷和提供動力等功能。動力通過抽油桿柱傳遞至井下螺桿泵。井下螺桿泵由定子和轉子組成,轉子是、精加工、表面有鍍層的螺桿,定子是、耐油抗腐的合成橡膠粘接于鋼制殼體內的泵筒。其工作原理是:電網的電能由電動機轉化為機械能,通過皮帶或齒輪等傳遞給驅動頭,實現了變速,驅動頭通過抽油桿柱將動力傳給井下螺桿泵的轉子,使其旋轉,從而將由油藏進入井筒的原油連續地舉升到地面。
      二、優越性
      1、節省投資螺桿泵與電動潛油泵、水力活塞泵和游梁式(鏈條式)抽油機相比,由于其結構簡單,所以。
      2、地面裝置安裝方便它直接坐在井口套管四通上,占地面積小,除原井口外,幾乎不另占面積,可以很方便地罩上一個防盜井口房。
      3、泵效高,節能,管理費用低。由于螺桿泵是螺旋抽油的容積泵,流量無脈動,軸向流動連續,流速穩定,因此與游梁式抽油機相比,它沒有液柱和機械傳動的慣性損失,泵容積效率可達90%,是現械采油設備中能耗   小、效率較高的機種之一。
      三、螺桿泵診斷工況的具體方法
      1、確定光桿扭矩以及軸向力等參數的合理區間
      按照室內檢測的原則和現場的實際應用情況進行統計,在容積效率為65%的情況下,將螺桿泵的合理工作壓差區間確定為   大揚程的65%相對應的壓力點P0.65和   大揚程的:30%相對應的壓力點P0.3之間,并通過采用計算模型對扭矩和軸向力進行計算,也就是該螺桿井在正常工作狀態下所對應的上限和下限。
      2、確定光桿扭矩相對應的   區間
      在確定了合理工作壓差區間之后,需要在此基礎上將泵進出口的實際壓差調整到   大值,也就是要把動液面降低到泵口位置處,以此來與之相對應的扭矩      大值;然后將定子和轉子之間產生的摩擦扭矩作為與之相對應的扭矩      小值,當油井保持在正常工作狀態時,那么此時螺桿泵井的光桿扭矩以及軸向力就能夠保持穩定狀態,在圖中呈現平穩的直線;在井下泵允許工作壓差區間的影響下,其變動的幅值也會保持在一個合理的范圍中。一日舉升系統發生異?,F象,那么光桿扭矩和軸向力各自對應的曲線就會分別落在不同的區間當中,由此我們就可以對螺桿泵井的工況進行的判斷。
      3、對螺桿泵井的工況進行分析
      鑒于地面驅動螺桿采油技術應用在不同的環境當中,隨著螺桿泵工作時間的不斷延長,在地層供液能力不斷改變的情況下,定轉子的實際加工質量會受到   程度的影響,再加上生產制度的不完善等原因,會造成油井泵效不斷的降低   終出現無法出液的問題??蓪⒙輻U泵井工況故障劃分為下述幾種類型,分別是正常生產工況、油管漏失或結臘、油管或抽油桿發生斷脫現象、定子橡膠出現溶脹、工作參數偏高或偏低問題以及井下泵定子遭到磨損漏失等。
      引起螺桿高粘度泵出現問題的原因包括下述幾個方面:選泵不合理,常見的有井下泵不在生產保存時間內以及定子橡膠發生溶脹影響到彈性質量等;原油的粘度過大,導致輸油管線發生堵塞現象增大了光桿扭矩;由于供液不足造成抽空燒泵問題;桿管的磨損現象較為嚴重導致抽油桿出現斷裂現象;定子遭到較為嚴重的磨損,發生泵漏。
      在對工況的主要故障類型進行劃分時,一方面由于現階段螺桿泵機技術水平仍然受到   的限制,井下泵定子溶脹性發生的變化較為繁復,因此不需要將工況故障的種類劃分的過于細致;另一方面則是為了適應現場的應用情況,對螺桿泵井的相關生產參數是否需要進行適當調整進行判斷,并在此基礎上確定是否加藥以及熱洗周期的長短。
      4、工況診斷過程中采取的具體方法
      在進行工況診斷時,需要在下井之前對螺桿泵的特性曲線進行測試和分析,并通過測試井口光桿扭矩參數值以及沉沒度等變量來對各種工作狀態進行表征,此外,還應該在規定時間內對光桿的扭矩以及動液面等進行記錄。
      對動液面的實際高度進行適當的調整。在對動液面進行改變時需要根據井況來采用合理的方法,如果是普通油藏則可以進行適當調速或者可以要求停機,如果是稠油井等則需要采用變頻控制器等將轉速調整到合適的范圍,以此來改變扭矩,   終對螺桿泵井的具體工況進行準確判斷。按照泵型的大小情況來確定實際的運行時間,通常會將運行時間控制在1~3小時之間。
      總而言之,如果測試曲線發生的變化率比常態下發生的變化率大,則表示工況故障為定子溶脹或者結臘問題較為嚴重,應該及時進行加藥處理或者適當的降低轉速;一日發生的變化率過大,則需要進行換泵處理。如果測試曲線發生的變化率比常態下的變化率小,則表示處于漏失工況,此時可以通過加快轉速來進一步提高泵效。   后,如果測試曲線能夠保持水平,則表示工況為泵失效或者桿柱發生的斷脫問題,需要采取措施進行檢泵。
      建立螺桿泵采油應用管理系統。為了規模推廣螺桿泵采油新工藝,達到工藝優化,實現提高機采系統效率、節能降耗、延長油井免修期的目標。
      對存在的問題進行整改。采用“油杯”結構,解決油封漏油問題;使用機械密封,解決盤根盒漏油問題;為了解決反轉裝置扭矩任何   釋放問題,采用機械防反轉裝置,該裝置采用定向離合器原理,使抽油桿只能做單向轉動。在離合器的外殼體上安裝有剎車帶,當需要上提桿柱時,可先慢慢松開螺絲旋鈕,放開剎車帶,將彈性變形能釋放出去,施工作業   。

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