螺杆泵采油
螺杆泵采油的优点和缺点
采油工况中会运用螺杆泵来工作，与其他机械采油相比，螺杆泵兼具容积泵和离心泵的优点，作为一种人工举升方式，它具有以下优点：
1.螺杆泵运动部件少，结构简单，一次性投资小。
2.螺杆泵可以连续举升介质，工作时负载稳定，机械损失小，效能高，是机械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺杆泵适用范围广，可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂浆、高含气量的气井等等。
4.螺杆泵占地面积小，可以下放至斜井段，因此可以用于海上油田水平井和丛式井中。
虽然螺杆泵有诸多优点，也被广泛应用于各大油田，但与常规机采方式相比，螺杆泵采油设备也存在一些不足：
1.螺杆泵中的定子内部为橡胶，因此不宜应用于高温注汽井；而且定子容易损坏，增加了检泵的次数，相应增加检修费用。
2.螺杆泵作业时需要流体润滑，缺少润滑将会导致泵体过热，定子橡胶弹性体老化，甚至烧毁。
3.与其他机采方式相比，螺杆泵的总压头较低。
目前大多应用在1000米左右深的井中。
当下泵深度超过2000米时，螺杆泵扭矩增大，杆断脱率增高，井下作业难度增加。
螺杆泵采油技术
二、螺杆泵工作特性分析
1.螺杆泵工作特性曲线 2.螺杆泵的部分离心泵特性 3.影响螺杆泵工作特性的几个因素 4.影响螺杆泵使用寿命的主要因素
影响螺杆泵使用寿命的因素很多，通过长期的实践摸 索，从产品质量的角度分析其主要因素有以下几点。
①定、转子的加工精度及表面光洁度； ②定子橡胶的耐温、耐油、耐气浸性能； ③定子橡胶与金属外套的粘结强度； ④定子内腔及转子的直线度； ⑤定、转子间合理过盈量的选择； ⑥转子合理转速的确定。
二、螺杆泵工作特性分析
1.螺杆泵工作特性曲线 2.螺杆泵的部分离心泵特性 3.影响螺杆泵工作特性的几个因素 4.影响螺杆泵使用寿命的主要因素
η v, %
100 ①
80
60 ②
40
20
0
0 2 4 6 8 10 12 14
P,MPa
图2-1具有负过盈的螺杆泵容积效率曲线 ①—500r/min ；②—160r/min
对于高含砂油井，磨蚀是限制泵转速的又一重要因素。在磨蚀工况 下，定子橡胶的磨损量与转速的平方成正比。因此，在高含砂油井，螺 杆泵不宜高速运转。
3)定、转子加工质量 对螺杆泵特性的影响
4)举升介质对螺杆泵 特性的影响
(1) 温度对螺杆泵工作特性的影响
η v,%
100
80
①
60
②
40
20
0
P , MPa
D── 转子截圆直径，mm， D=2R；
T── 定子导程， mm， T=2t；
n── 转子的转速， r/min。
螺杆泵的实际排量Q′为
Q' Qv
式中 ── 螺杆泵的容积效率，%。
由上面两个公式可以看出螺杆泵的理论排 量或实际排量与螺杆泵的结构参数E、D、T和 工作参数n有关系。对现有螺杆泵的结构和作 用情况进行分析表明，在E、D、T三者间存在 一定的联系， 就是在这三个参数维持一定比 值的条件下，螺杆泵才能保证高效率的长期 的工作。
螺杆泵采油技术
•应用 •范围
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•扬程可达到1800m • 排量可达到240m3/d (下泵深度800m)
•油品性质：（稠油、含砂、高含水、聚驱采油井等）
•井温可达到120℃ •直井
•斜度不大于30度的斜井
螺杆泵采油技术
•
•电动潜油螺杆泵
• 为满足稠油井、斜井及水平井举 升的需要，应开发应用电动潜油螺杆 泵。其系统由地面控制系统、井下电 缆、螺杆泵、保护器、减速器和电机 等组成。
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2020/12/5
螺杆泵采油技术
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螺杆泵采油技术
•螺杆泵理论排量如何计算 ？
• • 理论每转排量公式如下：
• 现场应用中，根据选用泵的型号可计算出理论排量， •公式如下：
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•式中：
•Q——螺杆泵理论排量，m3/d； •q——螺杆泵每转排量，ml/r； •n——转子转速，r/min。
螺杆泵采油技术
•地面驱动单螺杆泵采油系统由哪几部分组成？
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螺杆泵采油技术
•(一)、螺杆泵基础 知识
•螺杆泵定、转子的线数
• 目前所应用的螺杆泵线数均采用N/N+1形式，即定子的线 数总是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决定的。螺 杆泵的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，不应混为一谈。
• 1：2结构
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2：3结构
3：4结构
4：5结构
螺杆泵采油技术
•螺杆泵有哪些重要结构参数？
•螺杆泵三个重要的结构参数：
•e ——转子偏心距，mm；
•D ——转子截圆直径，mm；
•T ——定子导程，mm。
•T
螺杆泵采油技术
三、螺杆泵采油配套工艺技术
1.选井选泵技术
2.检测技术
3.管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.清防蜡解堵工艺技术 5.抽空保护技术
6.过载欠载保护技术 7.故障诊断技术
81) 热洗清蜡工艺技术 (2) 加药清防蜡工艺技术 (3) 电加热解堵工艺技术
(1) 热洗清蜡工艺技术
上提杆柱时，可先放开刹车 带，将弹性变形能释放出去，
防反转装置原理图
确保施工作业安全。
b.井下回流控制阀
在螺杆泵的吸入口处，安装单向阀，使液体只能 做举升方向上的单向流动。停机时，油管内的液体不 能回流，抽油杆也就不会因液体回流而反转，从而达 到防止因液体回流而造成的抽油杆脱扣。
c.抽油杆防脱器
各个厂家的结构不一样，原理也不一样，现在 常用的是胜利油田的防脱器。其原理利用一个直键在 油管内的直面做正转，斜面做反转。
三、螺杆泵采油配套工艺技术
1.选井选泵技术
2.检测技术
3.管柱、杆柱防脱及扶正技术 4.清防蜡解堵工艺技术 5.抽空保护技术
6.过载欠载保护技术 7.故障诊断技术
8.测试技术
(1) 管柱防脱技术
•支撑卡瓦(油管锚、自封式油 管锚) •张力油管锚 •防扭锚 •反扣油管
图7-25a DQ0552支撑卡瓦
一、 螺杆泵工作原理及组成
采油螺杆泵是单螺杆式水利机械的一种,是摆线内 啮合螺旋齿轮副的一种应用.螺杆泵的转子、定子副是 利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室，并 当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，
使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能
的相互转化，从而实现举升作用。
4.清防蜡解堵工艺技术
(1) 热洗清蜡工艺技术 (2) 加药清防蜡工艺技术 (3) 电加热解堵工艺技术
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术螺杆泵采油工艺是一种常用的油田开采技术，主要适用于低渗透油层、高粘度原油等复杂油气藏。
该技术具有采率高、抽液能力强、适应性广、操作简便等优点，被广泛应用于国内外油田开采中。
螺杆泵采油的基本原理是通过螺杆泵将原油从井底抽出来，传递至地面，进一步深加工。
螺杆泵由两个双螺杆转子组成，一个定子确保转子的同步旋转。
原油从油层通过喉管进入螺杆泵的吸入端，受到转子的强制挤压和扰动，产生油泡爆破和润滑效应，提高出油效率，然后被输出到油井的地面。
由于螺杆泵在运行过程中能够产生高压力、高温度等特殊工况，传动系统、密封、散热等技术需求较高，因此配套技术也得到了较为广泛的研究和应用。
螺杆泵采油的配套技术涉及传动系统、密封系统、散热系统等多个方面。
传动系统是螺杆泵采油的核心组成部分，主要由电机、减速器、联轴器、轴承和齿轮等构成，具有传动稳定、安全可靠、低噪声等特点。
常见的传动系统有电动螺杆泵和液压螺杆泵，前者适用于小型井或功率不大的油田，后者适用于大型井或功率较大的油田。
密封系统主要用于保障螺杆泵的密封性能，避免原油泄漏，减少环境污染，同时也能提高螺杆泵的使用寿命。
散热系统主要用于降低螺杆泵的温度，防止油脂过度氧化和泵体变形等问题产生，从而保障螺杆泵的稳定运行。
总的来说，螺杆泵采油技术是一种先进、高效的采油方法，但其配套技术同样重要。
只有在传动、密封和散热等方面得到合理的配置和保障，才能保障螺杆泵的高效、稳定、长期运行。
因此在螺杆泵采油工艺应用中，需要重视配套技术的开发、应用和改进，在实际操作中加强维护保养，提高采油效率和经济效益。
油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究
油田开发中螺杆泵采油技术的应用探究摘要：我国部分油田全面进入生产开采后期阶段后，原油开采难度继续增加。
而且我国部分油田虽然含油量相对较高，但因受到各种因素限制开采效率始终无法得到有效提升，这一点在国内部分稠油油田体现的尤为明显。
这也是制约我国石油行业快速发展的一个重要影响因素。
通过利用螺杆泵采油技术可以使该问题得到有效解决，螺杆泵技术在油田开采后期阶段以及稠油区块中的应用可以有效提升原油开发效率，也可以促进我国石油行业的快速发展。
关键词：油田开发；螺杆泵采油技术；应用0引言进行油田开发工作时，薄差、低渗透油层具有较大的开发难度。
现阶段油田含水量不断增加，产量不断减小，开采成本增加，对经济效益产生严重影响，所以需要借助科学方法保证油田稳产以及高产。
借助同步测试信息能够发现，在沉没度较低情况下，需要建立较多的抽油机井，此类油井检泵周期短、泵效低、产液量低以及运转负荷大等。
所以对合理沉没度确定与应用进行研究，对于提升螺杆泵井产量具有重要意义。
1螺杆泵采油工艺分析1.1螺杆泵工作原理以及主要工艺当前油田领域所采用的螺杆泵，多以地面驱动螺杆泵与潜油螺杆泵为主，但从实际的应用来看，地面驱动、抽油杆柱转动的单螺杆抽油泵应用相对较多，具体的应用中，在井口位置安装驱动装置，主要包含动力部分、减速器与驱动头几个部分。
以电动机作为动力装备，电动机的运行中提供了足够的动力支持，减速器在降低速度的同时带动了抽油杆的转动，利用抽油杆将石油从地下抽到地面，完成采油任务。
油田生产作业中的螺杆泵采油工艺应用中，需在现场形成螺杆泵采油系统，该系统内包含有地面与井下两个部分，地面为驱动部分，由电动机提供动力，并将此动力传递给抽油杆，抽油杆获得足够的动力后，驱动井下部分的螺杆高速旋转，将井液带到地面。
螺杆泵采油工艺的应用中，需注意以下方面：（1）依据对油田情况的掌握，做好螺杆泵型号的对比与选择，确保所采用的螺杆泵，能完全适应油井条件，保障其运行的稳定性，确保螺杆泵的采油效率。
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术
浅析螺杆泵采油工艺及配套技术随着石油工业的发展，螺杆泵采油工艺及配套技术在油田开发中扮演着越来越重要的角色。
螺杆泵采油是一种高效、稳定的采油方法，具有适应范围广、排液能力强、节约能源等优点，因此得到了广泛的应用。
本文将从螺杆泵采油的原理、工艺流程以及配套技术等方面进行浅析。
一、螺杆泵采油的原理和特点螺杆泵是一种通过螺杆的旋转来实现液体的吸入和排出的设备。
螺杆泵采油是将螺杆泵安装在井下，通过电力或液压等动力驱动，利用螺杆泵的转动将地下原油提升到地面。
螺杆泵采油相比传统的抽油杆采油技术，具有以下特点：1.排液能力强：螺杆泵采油可以实现大流量、高扬程的液体输送，强大的排液能力能够更有效地提高采油效率。
2. 适应范围广：螺杆泵采油适用于不同类型的油井，包括高硫、高粘度、高气藏等复杂情况下的油井，具有较强的适应能力。
3. 节约能源：螺杆泵采油的功率消耗相对较低，可以节约能源，提高采油效率。
4. 高效稳定：螺杆泵采油具有稳定的工作特性，能够持续高效地进行油井采油作业。
二、螺杆泵采油工艺流程螺杆泵采油的工艺流程一般包括井口设备、井下设备和地面设备三个环节。
1. 井口设备：井口设备主要包括采油管线系统、报警系统和控制系统等。
采油管线系统用于连接地面和井下的螺杆泵，将地下原油输送到地面。
报警系统用于监测井下设备的运行状态，一旦出现异常情况及时发出报警。
控制系统用于远程监控和控制井下设备的运行状态。
2. 井下设备：井下设备主要包括螺杆泵、电机和配套管线等。
螺杆泵通过电机或液压系统驱动，将地下原油提升到地面。
配套管线用于连接井下设备和地面设备，实现液体的输送。
3. 地面设备：地面设备主要包括油罐、分离器、测量仪表和电气控制设备等。
油罐用于储存地下原油，分离器用于将原油和水分离，测量仪表用于监测原油产量和质量，电气控制设备用于远程监控和控制地面设备的运行状态。
三、螺杆泵采油配套技术1. 螺杆泵设计技术：螺杆泵的设计包括泵的结构设计、叶轮设计、密封设计等，设计合理的螺杆泵可以提高采油效率，减少能耗。
螺杆泵采油系统工作原理
螺杆泵采油系统工作原理
螺杆泵采油系统工作原理是指通过螺杆泵将地下油藏的原油抽至地面。
具体工作原理如下：
1. 旋转螺杆：螺杆泵中有一对同轴且呈螺旋状的螺杆，其中一个为主动螺杆，另一个为从动螺杆。
当泵驱动机械使主动螺杆旋转时，从动螺杆会跟随旋转。
2. 油液的吸入和排出：当螺杆旋转时，螺杆的螺纹与泵体内的定子螺纹间形成一组密闭腔体。
在泵的吸入侧，当螺杆旋转时，腔体的体积逐渐增大，形成负压，使地下油藏中的原油被吸入腔体中。
在泵的排出侧，当螺杆旋转时，腔体的体积逐渐减小，形成正压，将吸入的原油推送至泵的出口。
3. 油液的运移：原油在被推送至泵的出口后，进入输油管道进行后续的运输和处理。
这样不断重复的吸入和排出过程能够将地下油藏的原油逐渐抽至地面。
总体来说，螺杆泵采油系统通过螺杆的旋转产生的容积变化，借助螺纹封闭腔体，实现了对原油的吸入和排出，从而实现了油液的抽取和运输。
螺杆泵采油技术在稠油的应用
螺杆泵采油技术在稠油的应用作者：罗艳红来源：《科学导报·学术》2020年第39期摘要：本文从螺杆泵采油工作原理、系统组成、系统特点以及应用范围四个方面分析了螺杆泵采油技术，得出螺杆泵采油技术成为稠油重水淹区进行高效开发的另一种新途径。
关键词：螺杆泵;工作原理;系统组成;特点;应用范围前言螺杆泵采油系统作为一种重要的机械采油工艺，具有投资少、设备结构简单、操作方便、节能效果明显、适应性强等优点，在油田生产中得到了越来越广泛的应用。
××油田自1999年开始推广应用螺杆泵采油系统，逐步的将其做为一种节能型举升设备在稀油油藏大面积应用，自2004年开始，逐步改变观念，探索螺杆泵采油系统在稠油高含水区块的应用，增油降水的效果十分明显，现已成为稠油重水淹区进行高效开发的另一种新途径。
1螺杆泵采油工作原理螺杆泵采油的主要的工作原理（图1）为外动力驱动杆柱产生顺时针方向转动，进而带动井下的螺杆泵中的转子在定子橡胶衬套中运动，转子运动时，吸入端形成密封腔，沿轴向向排出端移动，油液在吸入端压差的作用下进入密封腔随之上移，被从吸入端推挤到排出端，密封腔的不断形成、上移和消失，将油、砂、水等介质一同举升到地面。
2螺杆泵采油系统组成目前，某油田在用的螺杆泵主要以地面驱动单螺杆泵采油系统为主（以下简称螺杆泵采油系统），该系统由四部分组成（图2）：①电控部分：包括电控箱和电缆;②地面驱动部分：包括减速箱和驱动电机、井口动密封、支撑架、方卡等;③井下部分：驱动杆、螺杆泵定子、转子;④配套工具部分：包括专用井口、光杆、杆扶正器、管扶正器、锚定器等。
3螺杆泵采油系统特点及应用螺杆泵采油系统主要的技术特点如下：①一次性投资小。
与电动潜油泵、水力活塞泵和游梁式（链条式）抽油机相比，螺杆泵的一次性投资最低。
②能耗低。
由于螺杆泵工作时负载稳定，机械损失小，泵效可达70%，系统效率高，是目前能耗最低的机械采油方式。
石油天然气工业井下设备——人工举升用螺杆泵系统泵
石油天然气工业井下设备——人工举升用螺杆泵系统泵在石油和天然气开采中，随着油井深度的加深，越来越多的操作需要在井下进行。
这意味着需要更多的井下设备来支持操作。
其中，人工举升用螺杆泵系统泵是石油天然气工业井下设备中的重要组成部分，本文将对其进行详细介绍。
1.什么是人工举升用螺杆泵系统泵人工举升用螺杆泵系统泵（Artificial Lift Screw Pump System）是一种用于石油和天然气开采的井下泵，通过抽吸渗入地下油层的油水混合物，达到提升地下油水混合物的作用。
与其他井下泵相比，人工举升用螺杆泵系统泵具有结构简单、运作稳定等特点。
2.人工举升用螺杆泵系统泵的组成部分人工举升用螺杆泵系统泵由以下几个组成部分构成：(1)转子转子是人工举升用螺杆泵系统泵的核心部分，它是一个金属螺旋桶，可以有不同的形状，例如圆柱形或螺旋形。
在运作过程中，油水混合物被吸入转子内部，并在旋转的过程中被推送到井口。
转子的设计与选择将根据钻完井的深度和油井的其他参数进行调整。
(2)泵筒泵筒是转子的固定部分，它包含从地下抽取的油水混合物并将其推到井口。
(3)抽油杆抽油杆连接油泵和地面的泵抽杆，传输转子的动力和控制运作。
抽油杆的长度将根据钻井深度和井内油井容量的大小进行调整。
(4)其他配件除了以上几个组成部分，人工举升用螺杆泵系统泵还需要一些其他的配件，例如密封件和弹簧，以确保系统的正常运作。
3.人工举升用螺杆泵系统泵的优缺点(1)优点a.结构简单，维修方便。
b.推动力强，能够应对深井采油。
c.运作稳定，效率高。
(2)缺点a.相比于其他井下泵，人工举升用螺杆泵系统泵的生产成本更高。
b.由于泵的结构限制，它的注入能力可能相对较低。
4.人工举升用螺杆泵系统泵的应用范围人工举升用螺杆泵系统泵主要应用于海外和陆上易于操作的石油天然气开采场地，比如沿海盆地和低深度油田，以及不需要大规模水泵设备的地区。
它可以应对不同规模的油田，从小型油田到大型油田都能使用。
谈采油机械中螺杆泵的技术应用
电加 热抽 油壁厚 达 到五 至六 毫米 ，接 头外径 五 十六 毫米 ，可 以有效 地 消除 抽油杆 的薄弱 环节 ，提 高防脱 断能力 。 ２ ． 方 法 二 ：通 过 优 化 下 泵 参 数 ，确保 螺杆 泵能 高效 、长 期 正 常
运 转 为确保 螺杆 泵 能高 效 、长期 正常运 转 ，一 定要 确定合 理 的下泵 参
２０
…
１ 蒸 ３ 缝 年 ８ 月 ■ １
Ｃ ｈ 中 ｉ ｎ ａ 国 Ｃ ｈ 化 ｅ ｍ 工 ｉ ｃ ａ 贸 ｌ Ｔ 易 ｒ ａ ｄ ｅ
谈采油机械 中螺杆泵的技术应用
徐 广 东
（ 胜 利 油 田采 油 工 艺 研 究 院 ）
篓 堡 பைடு நூலகம்
摘
要 ：石油 的开采 离开不采油机械 ，其 中螺杆泵在采 油技术 中应 用广泛 ， 优 势鲜明 ，可以降低能源消耗 ，提升采油效率 ，能够有效 降低采 油 ．
成本，减少采油环节工序。然而，在采油过程中，螺杆泵常会出现些许问题，诸如井杆、井管的磨损等等，以致于影响采油工程进展。笔者结合自身工
作 经验 分析 螺杆 泵采油技 术常常出现的 问题 ，然后 就如何 解决谈 几点见 解。
关键词 ：螺杆泵 采油机械 问题措施
石油 的开采 离开不 采油机 械 ，其 中螺杆 泵在 采 油技术 中应 用广 泛 ， 优 势鲜 明 ，可 以降低 能 源消 耗 ，提 升 采 油效率 ，能够 有效 降低 采油 成 本 ，减 少采 油环 节工 序 。然而 ，在采 油过 程 中 ，螺 杆 泵常 会 出现些 许 问题 ，诸如 井杆 、井 管 的磨 损等 等 ，以致 于 影响 采油 工程 进展 。笔 者
之 八十 六 点九 。从 杆结 构来 看 ，我 单位 统计 磨 损井五 十 口 ，空 心杆 的 磨 损率 要 高于 实心 杆 ，空 心杆磨 损情 况 严重 。从 转速 来看 ，高转速 的 井 磨损 率高 于低 转 速井 。经 过统 计杆 管磨 损井 五 十 口。分 析可 见 ，转 速 小于 一百 的 井仅 占百 分之 三 ，由此 可见 ，高转 速 的井磨 损率 高 于低 转 速井 。从磨 损的 现象来 看 。抽 油杆靠 在油管 壁上 ，靠 一侧磨 损严 重 ， 易 把油 管管 体 磨 出裂缝 ；井 杆 和管 壁会 呈现 圆 周磨 损的痕 迹 ；杆体 磨
螺杆泵采油
螺杆泵采油螺杆泵采油螺杆泵（PCP，Progressing Cavity Pump）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。
它融合了柱塞泵和离心泵的优点，无阀、运动件少、流道简单、过流面积大、油流扰动小。
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可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点。
随着合成橡胶和粘结技术的发展，使螺杆泵也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式。
生产厂家主要有美国的Centrilift（Baker Hughes公司的分部）、Amoco、Reda等几个大公司，它们以其雄厚的经济、技术实力，很快就研制成功并进入批量生产阶段，在技术及产品上均处于世界领先地位。
在加拿大主要由Corod公司，法国PCM公司，英国的Moyno泵有限责任公司、美国的Kois & Moyno公司，我国现加工制造螺杆泵的厂家有北京石油机械厂、唐山玉联有限责任公司、上海东方、潍坊生建、胜利高原、天津螺杆机械有限责任公司等多家，应用及配套技术也相对成熟，现已成熟的螺杆泵采油配套技术有：管柱防脱技术，杆柱防脱技术、管柱、杆柱扶正技术、螺杆泵井清、防蜡解堵工艺技术。
这些配套技术的成功应用使螺杆泵在稠油开采领域得到了较广泛的应用。
一、螺杆泵采油系统螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式，井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。
在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率，国内正处于试验阶段。
1. 地面驱动螺杆泵系统地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油。
就其驱动方式而言，它是一种旋转运动的有杆泵。
其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。
但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多，地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷，由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱，丝扣损坏，特别是在下泵较深，负荷较大的井中更为严重；另外，在丛式井、定向井和斜井中，常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题，增加了油井因抽油杆失效所造成的损失，使油井作业费用增加。
【采油PPT课件】螺杆泵采油技术
7 4 5 1
6
2 3
图 2 驱动装置的组成
目录
一、螺杆泵系统组成及工作原理 二、螺杆泵结构及表示方法 三、螺杆泵的驱动装置 四四、、螺螺杆杆泵泵的的配配套套技技术术 五、螺杆泵井管理与维护
管柱防脱技术
•支撑卡瓦 •张力油管锚 •防扭锚 •反扣油管
图7-25a DQ0552支撑卡瓦
图7-25b 卡瓦中心管
序 螺杆泵
号
型号
排量 范围 m3/d
额定 扬程 Mpa
1 GLB800-14 112-280 8
2 GLB500-14 72-180
8
3 GLB280-20 32-80
10
4 GLB200-33 22-56
12
5 GLB200-20 22-56
10
6 GLB120-33 14-34
12
7 GLB120-20 14-34
(4) 投产后的螺杆泵应在最低转速下运行，当液面稳定 后，过载电流最高极限不允许超出正常运行的1.2倍，时 间整定不大于10min，变转速后的方法同上。
(5) 开井启抽前必须先检查地面管线流程，然后启动机 组，启动后至少观察10min以上。
(6) 经常观察减速箱的油面，每半年更换一次减速箱内 齿轮油。
摩擦焊接式空心防脱抽油杆
2000年初，我们总结以往的经验教训， 把实心抽油杆的锻造结构与摩擦焊接式空心 防脱抽油杆的插接结构有机地结合起来，使 这种抽油杆兼具高承扭和防脱两大优点，这 就是目前的镦锻式防脱空心抽油杆。
镦锻式空心防脱抽油杆
此外还有锥螺纹结构的空心及实心抽 油杆，实心锥螺纹结构由采油三厂开发， 空心锥螺纹由大港新世纪生产。
9 GLB75-20 φ89 2 7/8″TBG 30 4.0 144
螺杆泵采油技术
1
5
传递到驱动装置输出轴上，输出轴通过方卡
子带动抽油杆柱、井下泵旋转，传递动力扭 矩，抽吸井液。
2
6
3
16
地面驱动装置的传动原理
17
地面驱动装置防反转及安全防护技术 螺杆泵系统反转原因及危害
停 机 反 转 的 原 因 分 析 螺杆泵停机后或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会
快速释放，使杆柱快速反转。
棘轮棘爪机构摩擦式防反转装置 楔块防反转系统
液压防反转系统
电磁式防反转装置等方式
20
锥螺纹抽油杆
锥螺纹抽油杆目前主要以实心杆为主，它的基本结构与普通实心 抽油杆大体相同：杆体也是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。 杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆弧过 度区组成。其不同点为：锥螺纹抽油杆螺纹为钻杆锥螺纹。它是根据 螺杆泵与钻杆运动的相似性，充分利用了钻杆螺纹的锥度和螺距大， 螺纹牙齿刚度大的特点，使得抽油杆螺纹能够承受较大的预紧力而不 滑扣，并且卸荷槽的直径较大，这种螺纹不仅具有良好的密封性，还 能传递较大的轴向载荷和扭矩。
10
螺杆泵定、转子的线数
目前所应用的螺杆泵线数均采用 N/N+1形式，即定子的线数总
是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决定的。螺杆泵
的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，不应混为一谈。
1：2结构
2：3结构
3：4结构
4：5结构
11
螺杆泵有哪些重要结构参数？
螺杆泵三个重要的结构参数：
e ——转子偏心距，mm； D ——转子截圆直径，mm； T ——定子导程，mm。
螺杆泵采油技纪20年代法国的 moineau 发明了单螺杆泵水 力机械原理以来，螺杆泵在 众多工业领域得到了广泛的 应用。
石油工程技术 井下作业 螺杆泵工作原理及井下作业流程
螺杆泵工作原理及井下作业流程螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其他抽油设备所不能替代的优越性，它主要适用于稠油、含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。
近几年来随着高黏度原油的开采和三次采油的发展，螺杆泵采油得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也在不断地增加，作业技术也在不断地发展。
1螺杆泵采油系统组成螺杆泵采油系统按不同驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两大类。
地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种形式。
井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式，目前油田常用的是地面驱动井下单螺杆泵采油系统。
下面以地面驱动井下单螺杆泵采油系统为例介绍其组成。
图1地面驱动井下单螺杆泵结构示意图1—电控箱；2—电动机；3—皮带；4—方卡子；5—平衡块；6—压力表；7—抽油杆；8—油管；9—扶正器；10—动液面；11—螺杆泵；12—套管；13—防转锚；14—筛管；15—丝堵；16—油层地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具等四部分组成，其结构如图1所示。
1.1电控部分电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电动机的启、停。
该装置能自动显示、记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等，有过载、欠载自动保护功能，确保生产井正常生产。
1.2地面驱动部分地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，把动力传递给井下泵转子，使转子实现自转和公转，实现抽汲原油的机械装置。
从变速形式上分，有无级调速和分级调速。
机械传动的驱动装置主要由以下几部分组成：1.2.1减速箱：主要作用是传递动力并实现一级减速。
它将电动机的动力由输入轴通过齿轮传递到输出轴，输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传递到井下螺杆泵转子。
减速箱除了具有传递动力的作用外，还将抽油杆的轴向负荷传递到采油树上。
1.2.2电动机：它是螺杆泵井的动力源，将电能转化为机械能。
一般采用防爆型三相异步电动机。
螺杆泵采油工艺存在的问题及改进措施
时， 根据 油井产 能 ， 在 满足 供排要 求 的前 提下 ， 以最 低速为 目标 ， 选择泵 型 。 确定 合理 折泵 型和 转速 ， 优 选 大泵 ， 均 以最低 转速 投产 。 至２ ０ １ ２ 年底 ， 优化设 计下 人 １ ０ １ 口井 ， 借检 泵 时机 换大 泵２ ６ 口， 平 均转 速 为１ ０ １ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。 目前 这些 井均 未 因
截止 ２ ０ １ ３ 年１ ２ 月， 稀 油区 螺杆泵 生 产井 ３ ８ 口，２ ０ １ ３ 年之 前 下人 的井２ ３ 口，
平 均检 泵周 期５ ７ ６ 天， ２ ０ １ ３ 年新 下 １ ５ 口井 ， 平 均免修 期 １ ７ ４ 天。 。 ２ ０ １ ３ 年 新下 螺杆
泵 并２ １ 口， 初期 平均产 量 １ ０ ２ ＂ ５ ． ４ ＊ ９ ４ ． ７ ％， 平均动 液面 ２ ６ ７ ｍ， 平 均沉没 度５ ５ ８ ｍ。 其 中抽 改螺 杆 泵７ 口， 电改螺 杆 泵２ 口， 措 施 改层 下螺 杆泵６ 口， 新投 下螺 杆泵 ５ 口， 扶停１ 口。
科 学 论 坛
啊
Ｉ
螺 杆 泵 采 油 工艺 存 在 的 问题 及 改 进 措施
衣 军
（ 中 国石 化胜 利 油 田现 河采 油 厂 山东 东营 ２ ５ ７ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 本文 首先 对 目前 稀油 地 区螺 杆泵 进行 调查 ， 找 出 了螺杆 泵 采油 过程 中出现 故 障及躺 井 等 问题 ， 主 要原 因是 由于螺 杆 泵在 运转 过程 中油管 弯 曲 、 工 作 参数 不合理 以及转子 离心惯 性力 和倾倒 力 矩产生 的杆 管接触 载荷 等原 因造成 井杆 、 管磨 损 ， 进 而造成 躺井 。 在 分析 基 础上 ， 提 出了优 化 下泵 参 数、 杆 泵优化 匹 配 、 加 强维 护作 业及 日常管理 工 作等 改进 措施 ， 有 效 地延 长生 产周 期 。 ［ 关键 词］ 螺杆 泵 偏磨 载 荷 改 进措 施 中图分 类号 ： ＴＨ３ ２ ７ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ９ — ０ １ ６ ５ 一 Ｏ １
螺杆泵
表4 －5 工 作 电 流 接近电机空转电流
用电流法诊断油井故障 特 征 发生故障的原因 抽油杆断脱 油管脱落或严重漏失
无排量，油套不连通 无排量 ，油套连通 排量较小，液面较高 接近正常运转电流 无排量，液面较高 排量较小，液面较低
下部油管漏失，定子橡胶磨 损严重、失效，尾管进油部 分结蜡或有砂子。
1
2
3 4 5
螺杆泵采油系 统 1—地面驱动部分； 2—井口装置； 3—电控箱； 4—油杆； 5—油杆扶正器； 6—油管扶正器； 7—油管； 8—转子； 9—定子； 10—定位销； 11—油管锚； 12—套管； 13—筛管； 14—油层
6
7 8
9
9
10 11
12 13 14
（1）减速箱 减速箱内有两个互相垂直啮合的伞形齿 轮，一个装在大皮带轮上，另一个装在驱动轴 上。减速箱的主要作用是传递动力并实现一级 减速，它将电机的动力由输入轴传递到输出轴， 输出轴连接光杆，由光杆通过抽油杆将动力传 递到井下螺杆泵转子。 （2）电机 电机是螺杆泵井的动力源，将电能转化 为机械能。一般用防爆型三相异步电机
（2）抽油杆防脱技术 ① 抽油杆脱扣的原因 i）负载扭矩过大。 螺杆泵采油是依靠抽油杆来传递动力，抽 油杆旋转时将储存一部分弹性变形能，一旦正 常停机或过载停机，杆柱储存的弹性能就会释 放出来，使油杆高速反转造成脱扣。 ii）停机后，油管内液体回流，冲击转子 反转脱扣。 iii）作业施工原因——作业时油杆上扣不 够。
（3）密封装置 密封装置有机械密封和静密封两种。 机械密封分上置式和下置式两种，上置 式机械密封装置位于减速器上部，如图 所示；下置式位于减速器的下方。静密 封位于机械密封的上端。密封的主要作 用是防止井液流出，起密封光杆的作用。
浅议各种机械采油方式优缺点
浅议各种机械采油方式优缺点本文对目前油田常见的机械采油方式的优缺点进行分析。
标签：油田;机械采油;优缺点目前油田存在多种机械采油方式，常见的包括：有杆泵、电潜泵、螺杆泵等等，他们各具优点，又有着各自的缺点，针对稠油特点，油田先后采取了多种举升工艺技术，但各种技术应用情况如何，适用情况如何，以及不同井况应实施适应性工艺，有必要对比研究，这就需要我们发挥不同机械采油方式的优点，以找到合理的开发方案，来更好的指导生产，提高油藏采收率。
一、有杆泵1、有杆泵抽油系统的主要优点：（1）多数油田和操作人员都熟悉，有杆泵的安装和操作较熟练;（2）排量范围较好，各种配件齐全，服务及维修方便。
2、有杆泵抽油系统的缺点：（1）各种杆式泵的排量都受油管尺寸和泵挂深度的限制，若油井油气比高、出砂、结蜡或流体中含硫化物或其他腐蚀性物质，深井泵容积效率要降低;（2）抽油杆柱在油管中的磨损将损坏油管，增加了维修作业费用。
二、电潜泵电潜泵是将电动机和泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下采油设备。
地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。
1、电潜泵举升方式的主要优点：（1）排量大;（2）操作简单，管理方便;（3）能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油;（4）在防蜡方面有一定的作用。
2、电潜泵举升方式的主要缺点：（1）下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制;（2）比较昂贵，初期投资高;（3）作业费用高和停产时间过长;（4）电机、电缆易出现故障;（5）日常维护要求高。
3、影响电泵工作特性的因素分析（1）含气液体对电泵工作特性的影响扬程、排量及效率下降;游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，将会使离心泵停止排液。
（2）液体粘度对电泵工作特性的影响液体粘度大使得泵的举升功率增加;同时泵的扬程、排量和效率也有所下降;油水乳状液含水率（粘度）对电泵的影响。
采油工程课件-第三章螺杆泵采油
电潜螺杆泵工作原理
电潜螺杆泵机组是将潜油电动机、减速器、保护器、 联轴节(带泵吸入口)、与螺杆泵组合在一起，下入井内， 螺杆泵与油管、地面管线连接。
地面电网电源通过变压器、控制柜、接线盒连 接后，利用井下电缆将地面电力输送到井下潜油 电动机，当井底电机接通电源后，电机旋转经过 减速器和联轴节驱动螺杆泵在低速下转动，井液 经过螺杆泵增压后，通过油管举升到地面，输送 到计量站。
(7)井口密封
螺杆泵抽吸的油液到达井口，流入集油管线，一般 井口回压应保持1MPa左右以保证将油流送到计量间。从 满足生产的角度出发，井口盘根密封最低压力不应小于 1MPa，但由于洗井解堵时压力可达10MPa，故螺杆泵井 口密封特殊情况下短期最大压力应达到10MPa。
(8)防反转机构
螺杆泵在运转一段时间后，井下抽油杆将会积累一部分 能量，同时，由于抽油杆与油管内与油套环空内液面的高度 差造成螺杆泵象液压马达那样反转，在螺杆泵停机时，抽油 杆将高速反转．若不加以限制，其惯性作用势必造成抽油杆 脱扣，所以必须在螺杆泵驱动装置上设计防反转机构．设计 时应参考抽油杆所能承受的最大扭矩。
驱动装置下部安装密封盘根盒，密封住旋转的光杆。 杆柱负荷通过光杆传递给驱动装置，负荷由井口承受。这 种光杆主要传递动力。称为动力光杆。
还有一种光杆不传递动力，主要用来密封，动力通过 驱动装置的轴套传给抽油杆，光杆放在轴套内，通过静密 封胶圈封住环空油液。
(3)动力源
螺杆泵采油系统常用动力源有电机、柴油机、液压马达 等，其中最常见的是：
螺杆泵的局限性：
(1)定子最容易损坏，检泵次数多，每次检泵，必须起下管 柱。
(2)泵需要流体润滑，如果泵只靠极低粘度的液体润滑而工 作，则泵过热将会引起定子弹性体老化，甚至烧毁。
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五、螺杆泵井施工作业
1、原理
什么是螺杆泵？
螺杆泵又叫渐进容积式泵(PCP)，由定子和转子组成，两者的螺 旋状配合形成多个连续的密封腔室，通过转子的旋转运动使密封腔室
不断产生、运移和消失,实现对介质的举升。
112～280
72～80 32～80 22～56
14～34 8～19 4.5～11
额定扬程 （MPa）
8
8
8 10 10
12 15 15
适应井温 （℃）
< 90
推荐油管 31/2″TBG
< 90
31/2″TBG
< 90 < 90 < 90
< 90 < 90 < 90
31/2″TBG 27/8″TBG 27/8″TBG
1 原理
单螺杆泵是由在工作状态下的不动的以橡胶为衬套并浇铸在钢体外
套内形成的定子和进行行星转动的钢体转子构成。定转子内外曲面是一对 能够满足啮合、能密封和密封腔室能推移的一对在空间内啮合的共扼曲面。 定转子端面（横截面）齿形类型主要有以下两种： ①．以短幅外摆线的内等距线作为螺杆的原始齿形曲线，其共轭曲线作为 衬套的齿形曲线。 ②．以短幅内摆线的外等距线作为衬套的原始齿形曲线，其共轭曲线作为 螺杆的齿形曲线。
五、螺杆泵井施工作业
η,η v %
120
100
80
60
① ③
M N·m 500
②
400
300
40
200
20
100
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 MP∆aP
螺杆泵工作特性曲线
螺杆泵的理论排量及负载特性
(以1：2结构为例)
空腔面积A=4ED +πR2 -πR2= 4ED
空腔体积V=AT=4EDT
如图所示的是不同头数比的螺杆泵定转子横截面图。其中1：2结构的 单头螺杆泵是采油螺杆泵普遍采用的结构 。
1：2结构
2：3结构
3：4结构
4：5结构
2 结构特征
定转子型线方程
x2 R c os e c os
y
2
R s in
e s in
z2
2
t
0 2
x1 cos(1 ) e cos( 1 ) e cos1
η,η v
%
100 80
60402000M, N·m
B
A
C
300
240
180
.
120
60 0
2 4 6 8 10 12 14 16
螺杆泵合理工作区域确定P ,MPa
上限：泵容积效率应大于65%；下限：泵的工作压力△P＞ △ Pmax×30%。
2、螺杆泵管柱防脱及扶正技术
①管柱防脱技术
支撑卡瓦 张力油管锚 防扭锚 反扣油管
Φ89 27/8″TBG 30
3.0
120 13/16″抽油杆扣
单螺杆泵(单头)主要特性参数
序 号
泵型
1 GLB1200-12
2 GLB800-14
3 GLB500-14 4 GLB300-21 4 GLB200-25
5 GLB120-27 6 GLB75-40 7 GLB40-42
理论排量 （m3/d） 173～432
稠油,含气,含砂井
不适应供液不足的 油井
烧泵
不适应超深和高温 油井
定子橡胶耐高 温性能差
9 螺杆泵应用现状
1396口
股份公司各油田使用螺杆泵基本情况
稠油
出 砂 高含水出砂
26口
37口
53口
稠油冷采 91口
121口
辽河油田 冀东油田
大港油田
吉林油田
二连油田 大庆油田
一、螺杆泵采油技术基本原理 二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析 三、螺杆泵采油配套技术 四、螺杆泵室内检测技术
KGLB120-27型泵的排量与举升高度的关 系 随 着 工 作 压 力 Δp 的 增 加 ， 螺 杆 泵 会 出 现 漏 失 。
特别是因工作压力产生的定子衬套橡胶压缩量大于 过盈时，漏失会明显加剧。
当Δp>Δpk时，泵的漏失开始加剧。 Δpk定义 为开启压力，开启压力就是泵明显产生漏失时的工 作压力。实际应用中，开启压力等同于螺杆泵的单 级合理承压能力。
介质粘度对举升能力的影响
介质粘度与承压能力的关系
举升介质粘度会直接影响螺杆泵的漏失特性，漏失量反比于举升介质粘度， 随着粘度的增加，漏失会减少，单级承压能力增加。
一、螺杆泵采油技术基本原理 二、影响井下螺杆泵工作特性因素分析 三、螺杆泵采油配套技术 四、螺杆泵室内检测技术
五、螺杆泵井施工作业
所谓螺杆泵选井选泵技术是依靠油井的状况来合理选 择螺杆泵的泵型、确定泵的工作参数，或根据某一规格的 螺杆泵来选井。而螺杆泵采油井的合理工况是指油井在合 理流压下生产，螺杆泵在合理工作区域内工作。
7.0
240 13/8″抽油杆扣
5 GLB200-25 Φ107 31/2″TBG 50
6.0
200 13/8″抽油杆扣
6 GLB120-27 Φ107 31/2″TBG 40
5.0
160 13/8″抽油杆扣
7 GLB75-40
Φ89 27/8″TBG 30
4.0
144 13/8″抽油杆扣
8 GLB40-42
举升高度对负载特性的影响
过盈对螺杆泵工作特性的影响
摩擦扭矩的计算
Tf 0
2Z
2 0
PN
f
(R 2esin 2
dl1
2Z
2 0
PN
f
(R
2e
sin
2
)dl2
2Ef ZR
t 2 4 2e2 2 R2
(1 2 )ln Hr (3 4)(1 )
2R
由上式可知： 1）随着定转子间过盈量的增加，定转子间的摩擦扭矩将 增大； 2）橡胶物性也会影响摩擦扭矩的大小； 3）转子直径的增大，将直接导致摩擦扭矩的增大。
DQ0552支撑卡瓦
卡瓦中心管
②管柱扶正技术
由于螺杆泵转子离心力的作用，定子受到周期性冲 击产生振动，为减小或消除定子的振动需要设置扶正器。 一般在定子上接头处安装较为适宜，而对于采用反扣油 管的管柱，则需在定子上、下接头处分别安装扶正器。 目前扶正器有两种，一种是弹簧式，一种是橡胶式。
3、螺杆泵杆柱防脱及扶正技术
工作转速与摩擦扭矩关系
转子转速与工作扭矩无关，但转子转速的增加将增加惯性力，惯性力将增 加啮合线和啮合点的接触压力，所以将增加摩擦扭矩。
转子转速对螺杆泵工作特性的影响
η v, %
100
80
①
60
②
40
③
20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
P, MPa
转子转速对螺杆泵工作特性的影响
GLB500-14型泵不同过盈 的摩擦扭矩
过盈对螺杆泵工作特性的影响
过盈对举升特性的影响 螺杆泵的单级举升能力主要取决于线啮 合和点啮合线的密封能力。而啮合线的密封主 要是依靠定转子间过盈来实现的。显然过盈量 越大，密封越好，单级举升能力越强，但摩擦 扭矩也会增大。 不考虑工况环境和运动学特性等因素对举 升能力的影响，由前文所述，当工作腔室的液 压力Pi大于因过盈产生的接触压力PN时封闭腔 室会出现漏失，即：
Pi PN 2(1 2 ) ln
E H (3 4)(1 )
2R
过盈量δ与单级承压能力的关系
增加过盈量δ会增加接触压力，从而提 高单级承压能力。
转子转速对螺杆泵工作特性的影响
工作转速与单级承压能力关系
工作转速与泵的排量成正比，随着转子转速的增加，可有效减少漏 失，增加泵的举升能力。
转子转速对螺杆泵工作特性的影响
production system
5
螺
专用井口
杆
泵
采
抽油杆
油
系
统
锚定工具
的
组
成
驱动装置
地面
电 控 箱 部分
螺杆泵
地
下
部
杆、管 扶正器
分
6、螺杆泵型号标注
GLB ( )
改进特征代号，以阿拉伯数字表示，厂家自定 制造厂企业代号，用两个汉语拼音字母表示 单泵或串联泵，单泵不写，串联” C “用 泵的总级数 每转理论排量 ml/r 转子与定子头数比 单螺杆抽油泵, “螺”和“泵”字汉语拼音的第一个字母 抽油杆传动，“杆”字汉语拼音的第一, 个字母 空心转子，用“ K ”；等壁厚定子，用“ D ”
连接螺纹规格
1 GLB1200-12 Φ114 31/2″TBG 50
8.5
650 19/16″抽油杆扣
2 GLB800-14 Φ114 31/2″TBG 48
8.5
500 19/16″抽油杆扣
3 GLB500-14 Φ114 31/2″TBG 44
7.5
400 19/16″抽油杆扣
4 GLB300-21 Φ114 31/2″TBG 44
①—162r/min；②—205r/min；③—255r/min
温度对螺杆泵工作特性的影响
温度与举升能力的关系
定子橡胶衬套在实 际工况环境下，其体积 将发生热胀，热胀的结 果是增加定、转子间的 过盈，进而可提高螺杆 泵的举升能力。
温度的增加会有效 提升举升能力。而实验 发现，温度对螺杆泵转 子负载扭矩无明显影 响。
V V12
R R
VO
2e sin(t