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    潜油螺杆泵采油技术发展概况
    发布日期:2018-11-26

    潜油螺杆泵采油系统在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时,同其它采油方式相比具有灵活、性强及容积等特点。合成橡胶和粘结技术的发展,促使螺杆泵成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式,使用数量逐年增加,应用前景广阔。
      一、潜油螺杆泵采油系统结构及工作原理
      潜油螺杆泵系统共由五部分组成。
      (1)电控部分:包括电控箱、电缆;
      (2)地面驱动部分:驱动装置、电动机;
      (3)杆柱部分:井下螺杆泵、抽油杆、光杆;
      (4)管柱部分:油管、筛管、丝堵、尾管;
      (5)配套工具部分:螺杆泵井口、抽油杆扶正器、油管扶正器、锚定装置等。
      螺杆泵是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。其工作原理是利用动力电缆将电力传送至潜油电机,通过减速器调整转速,并由联轴体将定轴运动的运动形式转换成螺杆泵转子绕定子的行星偏转运动。沿着螺杆泵的全长,在转子外表面与定子橡胶衬套内表面间形成多个密封腔室;随着转子的转动,在吸入端转子与定子橡胶衬套内表面间会不断形成密封腔室,并向排出端推移,在排出端消失,油液在吸入端压差的作用下被吸入,并由吸入端推挤到排出端,压力不断升高,流量非常均匀。螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。
      二、潜油螺杆泵系统发展趋势
      综合潜油螺杆泵系统采油技术的发展状况与生产实际应用效果,潜油螺杆泵采油系统的设计技术可在以下几个方面继续加大攻关力度。
      (1)延长系统使用寿命
      定子橡胶是潜油螺杆泵的关键部件之一,是决定螺杆泵使用寿命的主要因素。定子胶的成分与配方不同,其溶胀性能与理化性能也不相同,而每个油田的原油品质大不相同,化学成分差异较大,对定子橡胶的要求迥然不同。目前国内主要还是采用丁睛橡胶作为螺杆泵定子衬套的材料,因此难以适应各种油井工况,严重阻碍螺杆泵的应用,应建立原油物性与螺杆泵定子橡胶材料之间的匹配关系数据库,这对延长潜油螺杆泵采油系统使用寿命具有重要意义。
      (2)提高系统工作性
      当螺杆泵容积效率较小时,定子橡胶生热造成橡胶的膨胀,增大了螺杆泵运转的摩擦力,将导致定子磨损和剪切力的增加,致使螺杆泵破坏。因此,应在相关的性装置的设计方面予以关注。
      (3)系统的数字化设计
      在系统设计时,将系统的优化设计、性设计及有限元分析等手段结合起来。研究螺杆泵定子及转子在不同压力、转速、流量等条件下的受力状态和变形规律,以及材料对变形规律、使用寿命的影响。使其具有良好的力学性能和工作性能,提高系统设计的效率。
      (4)系统的结构创新设计
      在系统结构的创新设计方面有以下三种较新的发展趋势。,采用刚性定子与柔性转子配合。这种结构设计解决了常规螺杆泵、螺杆钻具马达定子工作过程中溶胀、散热及受力不均的技术问题,延长了螺杆泵、螺杆钻具马达的工作寿命,可以节能降耗,并具有,扭矩低,泵体短,寿命长,所需功率、排量等优点。,采用圆钢热轧成型转子。这种结构设计可以节约金属材料,缩短加工时间,降低成本,有良好的使用效果。第三,采用钢管热轧成型转子。这种结构设计能使螺杆泵的使用范围进一步扩大,即与空心抽油杆配套使用,从而开采黏度的高稠油。