機械采油新寵——螺桿泵舉升系統(tǒng)
時間:2023-12-14 10:11
來源:
作者:宮柯

20世紀30年代發(fā)明的螺桿泵,以設計奇妙、結構簡單、適應性強、排量均勻穩(wěn)定的特點風靡世界,成為輸送粘稠流體的一種利器。近些年,在落實節(jié)能降耗、低碳減排、加強環(huán)保政策的促進下,單螺桿泵采油成為全國各油田加速推廣應用的新工藝新技術,每年以數千口井的遞增量,在采油機械的家族中嶄露頭角,備受推崇。
螺桿泵采油,為何能在抽油機加深井泵傳統(tǒng)采油工藝占主導地位的油田上爭得一席之地?原因就在于極為簡單的結構設計大幅度降低了故障率,獨特的抽吸方式導致根本就不會發(fā)生柱塞式泵常見的“氣鎖”和離心泵忌諱的“氣蝕”現(xiàn)象,在沉沒度穩(wěn)定的情況下,不僅排量恒定并且不受液體中含砂、含蠟的影響,是一種特別適合開采原油粘度高、微量出砂、泵掛深度在2000米之內的油田使用。
螺桿式深井泵,從原理上講也是一種漸進式容積泵。由剛性的轉子和柔性的定子兩部分組成連續(xù)密封的一組組腔體,通過地面電動機旋轉常規(guī)抽油桿傳遞的扭矩,使轉子在定子內旋轉運動產生抽吸的負壓,從而使被輸送的介質從低端進入高端排出,每經過一級空腔增加一次壓力,從而形成穩(wěn)定的排量和揚程。也就是說,螺桿泵的每一級螺旋相當于一節(jié)節(jié)串聯(lián)在一起的容積泵,依靠剛性轉子和柔性定子的過盈配合產生無脈動的舉升力,把地層中滲流出的油氣水混合介質輸送到地面上來。因此, 螺桿泵采油具有高效、節(jié)能、環(huán)保等多方面的突出優(yōu)點:
首先是結構簡單,無需在地面安裝復雜龐大的驅動裝置,一口井的鋼材消耗量僅是常規(guī)抽油機井的六分之一。其二耗能少,螺桿泵只需提供保障轉子旋轉所需的扭矩,耗電量與電動潛油泵和常規(guī)抽油機采油相比大幅度降低,同等排量電機瓦數減小了三分之一。其三占地面積小,由于不需要在地面安裝大型驅動裝置,特別適合用于井場空間狹小、安全環(huán)保要求高的場所,并且運行安靜沒有噪音。其四免檢周期長,平均使用壽命不亞于其它采油機械,根據大慶油田的使用情況統(tǒng)計,螺桿泵采油井的無故障運行時間平均超過700天,平均免檢周期高達兩年以上。其五適應性廣泛,不僅對開采高含蠟、微出砂、油偏稠的中等深度油田適用,并且還是油田開發(fā)后期,實施注聚合物三次采油之后,產出液變得粘稠時的首選采油設備。
這些獨具特色的技術優(yōu)勢,使深井螺桿泵成為采油機械當中的后起之秀。隨著我國科學技術的飛速進步,深井螺桿泵的制造水平快速提升,從20世紀80 年代的引進仿制到目前的自主研發(fā),推陳出新,實現(xiàn)了從跟跑到領跑的跨越式趕超,國產深井螺桿泵制造已經形成了從幾立方米到300多立方米的排量系列。泵掛深度逐年增加,突破了2000米大關。地面裝置大幅度簡化,取消了易發(fā)生事故的皮帶輪減速驅動,改為更安全的電動機直驅。近期又攻克了螺桿泵定子等壁厚難關,大大延長了使用壽命。中國的深井螺桿泵制造水平,無論質量還是數量都走在了世界同類產品的前列,部分產品已經走出國門,在“一帶一路”沿線國家的油田廣受歡迎。
2023年9月14日,《大慶油田報》公布了一則好消息,國際標準化組織(IS0)通過投票立項,首次決定由中國主導螺桿泵國際標準修訂。這一殊榮,標志著中國的螺桿泵制造水平取得了國際公認的領先地位,具有自主知識產權的核心技術彰顯了我國的創(chuàng)新能力。研發(fā)使用螺桿泵采油工藝技術經驗豐富、實力雄厚的大慶油田公司采油工程研究院,成為本次修訂螺桿泵國際標準的執(zhí)行部門,近期成立了由技術專家組成的國際工作組,計劃2026年向國際標準化組織(IS0)秘書處提交中國方案。