电动潜油螺杆泵用于抽油大斜度定向井的讨论

参考文献
& 韩修廷，王秀玲，焦振强 ’ 螺杆泵采油原理及应用 ’ 哈 尔滨：哈尔滨工程大学出版社，&(()：& * &&
! 席文厚，朱善正，李勇梅 ’ 斜井用潜油电泵机组的研制 及应用 ’ 石油机械，!+++，!)（"）：#% * #,
（本文编辑 王志权）
$ # 组成［$］ 电动潜油螺杆泵采油系统由 * 部分组成，如图 $ 所示。
图 $ 电动潜油螺杆泵采油系统示意图
$—井口；’—出油口；)—电动机；*—保护器；!—减 速 器 ；+— 螺 杆 泵；,— 扶正 器 ；-—吸 入 口 ；.— 套 管 ； $" — 油 管 ；$ $ — 电 缆 ；$ ’ — 控 制 柜 ；$ ) — 变 压 器
#% 适应范围及应用条件
响系统 的 寿 命。 目 前 新 庄 油 田 开 发 井 的 产 液 量 为
地层温度下的粘度 ’ & ((( )*+·,；含砂量 ’ "% " / 6% # )# . 2，平均 &% $ )# . 2，即使大斜度定向井 !(- ；砂 粒 直 径 ’ (% $ ))；气 液 比 ’ !(( )# . )#； 的产量增加至 !( )# . 2 左右，这样的液量还是不利
（"）井下机组部分，是电动潜油螺杆泵的核心 度原油的开采。
部分，包括螺杆泵、电动机、保护器和减速器等。
（$）从采油技术特点看，电动潜油螺杆泵属于
（#）连接井下与地面的中间部分，由特殊结构 无杆采油系统，避免了杆、管柱偏磨现象，因此在
的电缆和油管组成。
新庄油田大斜度定向井上应用，更能显示它独特的
（$）配套工具部分，由扶正器等组成。
# 河南油田分公司 ’""’ ( ’"") 年度科技攻关项目。 ## 严亚忠，工程师，生于 $.+. 年，$..$ 年毕业于西安石油学院矿机专业，现从事机械采油及井下工具研究工作。地址：（*,)$)’）河南 省南阳市。电话：（"),,）)-)*’),。李俊华为第二作者。
（收稿日期：’""’ = "! = $"）
下脱气原油粘度 ""(%## / $ !(!%75 )*+·,，井液含微
（#）新庄油田原油含硫 (%!5- / (%#!- ，由于
量细粉砂，基本不含气，开采初期综合含水为 !(-， 硫的腐蚀作用，影响了整个系统的寿命，特别对螺
中后期为 $(- / 5(-。这些性质满足电动潜油螺杆 杆泵定子橡胶的影响很大。
（&）电动潜油螺杆泵采油技术在我国还处于试
Байду номын сангаас油螺杆泵的效率较高。
验研究阶段，各项配套工艺技术尚不成熟，有待于
（#）从试油试采效果看，新庄油田共进行了普 进一步研究。
通常规试油、热力试油、高孔密常规试油和高孔密
#% 采取的技术对策
螺杆泵试油 $ 种试油方式。常规试油时，产量一般
（!）针对油井产能低，不利于电动机散热的问
（河南油田分公司工程技术研究院） （河南油田分公司第二采油厂）
摘要 简要介绍了电动潜油螺杆泵采油系统的组成、技术特点及应用条件；从新庄油田原油 性质、井深范围、试油试采效果、电动潜油螺杆泵采油技术特点及职工的技术素质 ! 个方面分析 了该油田应用电动潜油螺杆泵的技术优势；从该油田油井产能低、井斜角大、出砂、井液中含有 腐蚀性物质及电动潜油螺杆泵工艺技术现状等方面分析了该油田应用电动潜油螺杆泵存在的问 题，并提出了相应的技术对策。由此得出结论：电动潜油螺杆泵采油技术在新庄油田大斜度定向 井上应用具有很好的适应性，可以合理高效地开发油田难动用地质储量，对河南油田持续稳定发 展具有重要意义。今后应加强调研和室内试验研究，以提高现场工艺成功率。
提高 " / # 倍；采用高孔密螺杆泵试油效果好，与 出液经过电动机时带走大部分热量。这样，既满足
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严亚忠等：电动潜油螺杆泵用于稠油大斜度定向井的讨论
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能强的加氢腈类橡胶定子（要综合考虑其耐磨性 上应用，国内还未见报道，应对该技术在国外的应
能），并对橡胶进行试验研究，筛选出适合新庄油 用情况进一步调研，吸取成功的经验，以便在研究
田使用的优良配方。
过程中少走或不走弯路。
（"）在做电动潜油螺杆泵举升工艺设计选择泵
（"）电动潜油螺杆泵采油技术在新庄油田大斜
（$）单井钻遇的油层数大幅度增加； （’）开采周期将明显延长； （)）单井产量成倍增加。
从新庄油田试油结果及目前开发效果来看，地 面驱动螺杆泵冷采效果最好，与常规试采相比，日 产量提高近 $’ 倍。但在大斜度定向井上应用地面 驱动螺杆泵，必将遇到杆、管柱偏磨问题，影响油 井的正 常 生 产。 电 动 潜 油 螺 杆 泵 属 于 无 杆 采 油 系 统，动力部分采用井下电动机，井下泵为螺杆泵， 它综合了电动潜油离心泵和螺杆泵的优点，在稠油 大斜度定向井上应用，具有很好的适应性。
探的大斜度定向井，最大井斜角约 538，电动潜油
!% 电动潜油螺杆泵采油系统的技术优势 （!）从原油的性质看，新庄油田已投入开发的 南部含油断块属普通稠油（4"类）油藏，其原油相对 密度 (%3!3 ! / (%355 &，油层温度 $(%6 / &6%& 0条件
螺杆泵机组通过斜井弯曲段时，将受 # 种力而产生 弯曲：!机 组 上 连 接 螺 栓 受 到 一 个 极 大 的 拉 伸 应 力；"机组各部件联接底座的法兰处会发生应力集 中；#套管弯曲和机组挤压作用，电缆护罩易被压 扁，造成电缆损坏或失效。
利条件；
采，工人已经掌握了地面驱动螺杆泵采油系统的操
（#）在高粘度原油中能以较高的效率工作；
作、诊断、维护等技术，为下一步应用电动潜油螺
（$）节能效果显著；
杆泵采油技术奠定了基础。
（&）地面上设施 少，占 用 空 间 小，并 且 无 噪
"% 应用电动潜油螺杆泵存在的问题
音、无泄漏，日常管理简便。
（!）油井的产能低，不利于电动机的散热，影
泵采油技术应用条件。
（$）产液含砂高、粒径大，既容易磨损螺杆泵
（"）从井深的范围看，新庄油田已投入开发的 南部断块井深为 6(( / ! "(( )，从电动潜油螺杆泵
的转子9定 子 副， 缩 短 泵 的 寿 命， 砂 沉 积 还 会 造 成 砂埋泵，影响油井的正常生产。
工作特性曲线可以看出，泵挂在该范围内的电动潜
优势。另外，井下电缆上能耗及井下高速旋转电动
"% 技术特点
机的部分机械能转变成降粘的热能，改善了原油的
电动潜油螺杆泵采油具有以下技术特点：
流动性，有利于高粘度原油的开采。
（!）避免了杆、管柱磨损；
（&）从职工的技术素质看，新庄油田投入开发
（"）流量均匀，给砂、蜡和气的携带都造成有 # 年多以来，生产井均使用地面驱动螺杆泵技术开
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石油机械
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（!）地面供电和控制部分，由变压器、控制柜 普通常规试油相比，日产量提高近 !" 倍。电动潜
等组成。
油螺杆泵具有螺杆泵的优点，适用于新庄油田高粘
（&）电动潜油螺杆泵采油技术在新庄油田大斜 度定向井上应用，具有很好的适应性，是其它采油 方式无法相比的。
（!）电动潜油螺杆泵采油技术的研究应用，可 以合理高效地开发新庄油田难动用地质储量，对河 南油田持续稳定发展具有重要意义。
（#）针对井液中含有一定量的硫，选择抗硫性
（#）电动潜油螺杆泵采油技术在大斜度定向井
较低，大部分井达不到工业油流的标准；采用蒸汽 吞吐热力试油，由于存在边水和底水，注入地层的
题，采取 " 项对策：!在地面设计简易流程，连续 均匀地从油套环空中注入一定量的冷却液，以冷却
蒸汽实际上是热水，热损失大，周期生产时间短， 电动机；"井下机组布置成电动机在上螺杆泵在下 回采率低；高孔密常规试油，产量较普通常规试油 的悬吊式结构，并在电动机外设计导流罩，泵的排
石油机械
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!技术讨论"
电动潜油螺杆泵用于稠油大斜度定向井的讨论#
严亚忠## 李 颖 李俊华 张 凯 姜 旗
关键词 电动潜油泵 螺杆泵 稠油井 定向井 应用
引
言
技术讨论
新庄油田是位于河南泌阳凹陷北部斜坡带的稠 油油田，以小断块油藏为主，具有典型的叠瓦状油 层分布规律，油层多，但单层含油面积小，约 "#$ %&’，含油宽度窄（$"" ( $!" &）。针对这种特点的 油藏，采用大斜度定向井（顺断层面钻开每个层的 高部位）开采比直井开采显然会获得较大的经济效 益，原因是
型、泵速时，应综合考虑地层产能、井液携砂能力 度定向井上应用，这一专题应加强室内试验研究，
和地层出砂情况。当地层出砂严重，螺杆泵满足不 以提高现场工艺成功率。
了排砂要求时，做出防砂设计，防砂排砂结合，以 减小转子$定子副的磨损，延长螺杆泵的寿命。
（%）对井下机组、井下管柱、井下工具进行受 力分析，设计出适合电动潜油螺杆泵采油系统的配 套井下工具（如扶正器等），并根据动力学的理论 进行优化布置，防止井下管柱及井下机组的振动和
含水量 ( / !((- ；井液温度 ’ !"( 0；沉没度 1 于井下高速旋转电动机的散热，从而影响电动潜油
"(( )；排量范围 !& / "(( )# . 2；扬程 3(( / ! "(( 螺杆泵采油系统的寿命。
)；油井类型为直井、斜井、水平井等。
应用分析
（"）井斜角大，机组通过斜井弯曲井段时，易 发生机组变形损坏和电缆挤压损坏［"］。新庄油田钻
了泵最低排液量的要求，又降低了电动机周围的环 脱落，提高整个系统的可靠性，延长检泵周期。
境温度，从而延长电动机乃至整个系统的寿命。
综上所述，得出如下结论：
（!）针 对 大 斜 度 定 向 井 的 电 动 潜 油 螺 杆 泵 机 组［!］，采取如下 " 项对策：!选用优质连接螺栓材 料，增强其抗拉强度；"改进机组底座联接法兰结 构，增强其抗弯曲变形能力；#机组上设置多个导 向块和导向保护块，形成小扁电缆保护装置；$油 管柱部分的大扁电缆采用特制金属保护夹予以保护。