采油系统概述

（1）当前主要应用采油系统的特点是：

①有杆泵采油系统的特点

抽油机发展时间最长，技术比较成熟，工艺配套完善，设备可靠耐用，故障率低。其缺点是抽深和排量都不如水力活塞泵和射流泵，单独排量不如电动潜油泵，柱塞泵对于出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性物质的井都会降低容积效率和使用寿命。抽油杆在不同程度腐蚀环境中承受着大交变载荷运行，产生腐蚀、磨损和疲劳破坏，还与油管存在偏磨，故障率升高，而且整个系统抽油时还要做举升抽油杆的无用功，由于抽油杆重量较大，因而这种抽油方式的效率比较低下。

地面驱动螺杆泵采油系统优点是地面设备体积小，对砂、气不敏感，能适应高气油比、出砂井，对高粘度的井也能适应。缺点是抽油杆存在管杆偏磨问题和脱扣问题，而且抽油杆限制了系统在定向井、水平井等特殊井的应用。螺杆泵的定子容易损坏，增加了检泵费用。定子橡胶不适合在注入蒸汽井中应用。螺杆泵的加工和装配要求较高，泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。

②无杆泵采油系统的特点

电动潜油泵采油方式具有井下工作寿命长、排量大、井上装置容易、管理方便、经济效益明显等优点，缺点是潜油电泵下入深度受电机额定功率、套管尺寸和井底温度所限制，特别是大型高功率潜油电机的使用寿命会由于井孔没有足够的环形空间冷却而大大缩短。而且多级大功率潜油电泵比较昂贵，使得初期投资比较高，特别是电缆的费用较高。由于整套装置都安装在井下，一旦出现故障，需要起出全部管柱进行修理，导致作业费用增加和停产时间过长。井下高温容易使电缆出现故障，高温、腐蚀和磨损可能造成电机损害。高气油比会使举升效率降低，而且会因气锁使潜油电泵发生故障。

潜油螺杆泵采油的最大特点是螺杆泵和潜油电机都处于井下，因而不需要抽油杆传递动力，特别适合于深井、斜井和水平井采油作业，具有很多优势，但也存在一些不足。螺杆泵的缺陷与地面驱动螺杆泵系统相同，缩短了检泵周期。采用减速传动装置的潜油螺杆泵系统，减速装置也影响了系统的效率和可靠性。

水力活塞泵其优点是扬程范围较大，起下泵操作简单。可用于斜井、定向井和稠油井采油。缺点是地面泵站设备多、规模大，动力液计量误差未能完全解决。

射流泵的工艺流程与水力活塞泵基本相同，结构简单、无运动部件，适用于高气油比、高温、高含砂、高含水和腐蚀性流体，斜井及海上油田；检泵方便，易调参。但射流泵工作时存在严重的湍流和摩擦，泵效低；一般需大的动力液量，因而需大功率的地面高压设备；为避免气蚀，射流泵需要有比其它举升方式高的吸入压力。

气举采油的井口、井下设备比较简单，管理调节较方便。特别是对于海上采油、深井、斜井、井中含砂、水、气较多和含有腐蚀性成分而不适宜用泵进行举升的油井，具有独特的优势。但气举采油需要压缩机及大量高压管线，地面设备系统复杂，投资大，且气体能量利用率低，使其应用受到限制。一些地区天然气短缺，限制了气举法采油。

（2）结合柱塞泵与螺杆泵采油系统的发展，可以看到随着稠油、低渗、特殊井型等油井的增多及技术的发展，人工举升系统的发展路线有如下规律：

①由有杆举升向无杆举升发展

有杆举升采油系统在采油过程中，要损耗大量的能量来驱动抽油杆的运动，导致系统效率低下，耗能耗材。由于抽油杆和套管的偏磨问题以及抽油杆断裂扭脱等使机组的下井深度受到限制，也导致油井故障较多，缩短了检泵周期。在水平井、定向井中有杆举升的应用也受到限制。因此，采油系统的一个显著的发展趋势是由有杆举升向无杆举升发展。

②驱动系统向直驱伺服控制发展

直驱是突破了传统传动技术的速度、精度、可靠性瓶颈，提高了系统效率，节约了能源。此外由于取消了机械传动，也节省了制造成本。

采油泵工作时转速或冲次往往都低于驱动电机的转速，所以两者之间需要减速传动装置传动，由于减速装置的制造困难、寿命短及不利于维护等原因，限制了采油系统的寿命和可靠性。随着永磁材料的研发生产和伺服控制技术的发展进步，永磁同步电机得以迅速推广和应用。永磁同步电机在可靠性、可维护性、电机尺寸、转动惯量、控制精度等方面具有优势，本身的功率因数高，起动力矩大，节能高效。伺服控制系统可以实现电机的精确控制，调速范围宽，响应迅速，柔性平滑的驱动电机，大大降低系统损耗，实现系统的效率最大化运行。这些都使直驱采油系统的研制成为可能。直驱采油也得到了国内外的重视，正在开展很多

相关研究。

③油井管理向自动化、科学化发展

通过传感器、计算机网络以及人工智能等技术在人工举升中的应用，采油系统逐步的实现工况实时监测、远程控制、智能诊断，提高了采油系统的安全性和效率，保证油井长期运行在合理的状态。