小排量潜油直驱螺杆泵采油技术研究与应用

小排量潜油直驱螺杆泵采油技术研究与应用

发表时间：2019-09-21T14:47:11.127Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：雷永刚李霞李伟刚

[导读] 摘要：小排量潜油直驱螺杆泵采油技术运行平稳、结构简单、安全可靠，能够较好地解决有杆泵应用过程中的井杆偏磨的问题，具有较高的应用价值。

长庆油田分公司第七采油厂甘肃庆阳 745709

摘要：小排量潜油直驱螺杆泵采油技术运行平稳、结构简单、安全可靠，能够较好地解决有杆泵应用过程中的井杆偏磨的问题，具有较高的应用价值。本文就小排量潜油直驱螺杆泵采油工艺进行了分析，并对其配套工艺和设备进行了解构，在产业调研的基础上提出了提高小排量潜油直驱螺杆泵采油技术应用能力的辅助策略，将为我国“三低油田”采油技术的应用与突破提供参考。

关键词：小排量潜油直驱螺杆泵；技术；应用

当前，我国多数油田的开采业已迈入中后期，地质特点、油藏分布等因素，给油田的开采带来的不小的难度。这就需要采油企业的技术管理部门需充分借鉴国内外先进的采油技术模式和经验，不断提升油田采油能力。在这一探索过程中，采油企业通过对小排量潜油直驱螺杆泵采油技术的实践和改良，收到了较好的成效。实践表明，小排量潜油直驱螺杆泵采油技术运行平稳、结构简单、安全可靠，能够较好地解决有杆泵应用过程中的井杆偏磨的问题，实现了对“三低油田”采油作业中的高效、节能生产，成为提高油田的经济效益的有力推手。

1.小排量潜油直驱螺杆泵采油工艺

小排量潜油直驱螺杆泵是利用动力电缆为井下潜油电机提供电力，潜油电机直接驱动螺杆泵转子转动，经螺杆泵增压后井液将被举升到地面。多数的小排量潜油直驱螺杆泵的电机在驱动螺杆泵中采用的是柔性的联轴器。这一采油工艺的系统组成涵盖了地面控制系统、电缆专用井口、联轴器、用词同步电机等。自下而上依次分布有防脱锚、电机、电机沉降式反应器、电机胶囊保护器、柔性联轴器、进液口、螺杆泵、扶正器、单向阀、油管注等。地面控制系统可实现对冲程、冲次等工作参数的设定，同时负责对小排量潜油直驱螺杆泵采油系统的电机温度、电流等进行监测。当前，小排量潜油直驱螺杆泵采油系统的扬程一般不超过2000米，液量控制在2.0-5.5m3/d，沉没度大于50米，系统作业井温不高于120℃。

2.小排量潜油直驱螺杆泵采油配套工艺及设备

2.1 永磁同步电机

永磁同步电机是小排量潜油直驱螺杆泵井下的动力装置，多采用新型的级联电机，将同步电机与泵之间的大直径减速器去掉，并对电机的定转子外径、永磁体宽度等进行合理地优化。当前，永磁同步电机中的永磁体多选用钕铁硼永磁体，这一永磁体性能稳定，可承受200℃左右的高温。

2.2螺杆泵

小排量潜油直驱系统的螺杆泵主要是有定子和转子构成。其中定子的内部为高弹性合成橡胶的钢管模压而成，转子为一根细长的金属螺杆。螺杆泵的定子和转子之间形成了一个密闭的腔体。在作业过程中，转子在定子的内部转动，可导致螺旋腔体的变化，这样从吸入口进入的井液可伴随腔体的螺旋移动而被推向泵口，后经由输油管输送至地面。

2.3电机保护器

小排量潜油直驱螺杆泵在结构系统的设计中的特殊构造，对电机的正常运转提出了更高的要求。因此，电机保护器的性能将直接影响到小排量潜油直驱螺杆泵的效能。电机保护器主要是用来对电机的内外压进行平衡，有效防止工作中井液的渗入，同时，电机保护器也为小排量潜油直驱螺杆泵的轴承、电机等组件提供必要的润滑。

2.4柔性联轴器

柔性联轴器是小排量潜油直驱螺杆泵的重要连接构件，其上端连接螺杆泵的转子，下端连接保护器。这一装置的主要作用是将永磁同步电机所产生的转扭传送到螺杆泵，同时，也将永磁电机所产生的同心运动转化成螺杆泵动子所需要的偏心运动。

2.5地面控制系统

小排量潜油直驱螺杆泵的地面控制系统包括位置控制单元、速度控制单元、电流闭环单元等，主要负责系统的运用控制、工况控制、过程控制及系统保护。这一控制系统中的核心单元为对电机的控制，多采用无编码器全闭环矢量控制模式，实现速度、位置以及定子电流的三闭环伺服控制，进而根据开采情况实现对电机的速度、转矩及柔性平滑驱动等性能的调整。

3.提高小排量潜油直驱螺杆泵采油技术应用能力的辅助策略

3.1 直驱螺杆泵技术改良

油田企业的设备管理部门要充分借鉴国内外先进的小排量潜油直驱螺杆泵采油技术应用的模式和经验，在对开采技术论证和油藏特点调研的基础上，通过技术模型分析和实地勘测，优化小排量潜油直驱螺杆泵采技术，促成这一采油技术应用下的油田企业高效生产得以实现。

3.2 加大新型设备的采购

加大油田企业小排量潜油直驱螺杆泵采油设备的采购力度，并确保相应的资金投入。当前，在物联网等技术的推动下，油田设备的革新速度不断加快，小排量潜油直驱螺杆泵采油设备的自动化的集成程度越来越高，多个作业过程已可以实现远端控制和多级参数设定，成为助推采油工程技术实践的重要支点。

3.3 技术人才队伍的建设

油田企业内部应建立合理的小排量潜油直驱螺杆泵采油技术管理人才的选拔机制，通过甄选和推荐，完成油田企业采油技术人才数据库的建立，对油田内部的工作人员建立多效岗位标签，以应对小排量潜油直驱螺杆泵采油的突发性故障等问题，并为确保油田企业的稳定高效生产，打下良性的基础。

综上所述，小排量潜油直驱螺杆泵采油技术的应用和改良，作为采油技术管理中的重要环节，其技术成果直接决定了采油企业的生产运行效能。而基于小排量潜油直驱螺杆泵采油技术升级是一系统化问题，需在结合技术研发、岗位培训、班组建设等方面的策略，助推小排量潜油直驱螺杆泵采油技术实际应用中的上档升级，实现技术改良条件下生产效能和企业效益的双提升。

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