螺杆泵采油系统应用范围与实际应用

发布时间：2018-07-20

螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值。此时电机负荷急剧增加。传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁、传动零件断裂。为了避免螺杆泵损坏，一般会在螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。

通过减速机构或无级调速机构来降低转速，使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。

1.螺杆泵采油系统的应用范围

与“三抽”设备相比较，螺杆泵采油系统应用范围较广，可以开采各种石油，例如：高粘度稠油：可开采粘度为5000MPa.S石油，如果配用空心抽油杆，在螺杆泵转子中有一个孔，向井下注入热油或稀油，可以开采粘度为10000MPa.S-20000MPa·S稠油；大气油比石油：可开采700m3/t大气油比石油；

含砂石油：可开采含砂量为2.5%的石油；

适用于油井温度为150℃。

近年来，螺杆泵采油系统显示了   好的抽油效果，实践证明可用于“三抽”设备不能维持正常生产的油井上，也可用于停产后恢复生产的油井上。

2.螺杆泵采油系统的优点

(1)螺杆泵采油系统结构比较简单，体积较小，重量减少二分之一，占用地面空间较小，适合于丛式井开采稠油；

(2)螺杆泵零件少、水力损失较小、泵效高、故障率低。经实测螺杆泵采油系统开采稠油平均系统效率为39.1%，“三抽”设备开采稠油平均系统效率只有11.6%；

(3)螺杆泵采油系统抽油经济，一般节约电耗达26%^50%，降低采油成本，经济效益好；

(4)使用与调节排量方便，改变螺杆泵的工作转速即可实现。还可不停机进行调节；

(5)提高石油产量，一般可增加1.8^-7.3倍。

统观世界螺杆泵采油系统，按不同驱动型式可分为地面驱动和井下驱动两大类。

1.地面驱动螺杆泵采油系统

根据传动型式不同，又可分为胶带传动和直接传动两种型式：

胶带传动：电动机(柴油机或液压马达)、胶带传动、锥齿轮箱等均置于地面采油井口装置上面，抽油杆与井下螺杆泵转子相联接，橡胶定子与油管相联接。当电动机旋转时，带动抽油杆和转子旋转，将石油举升到地面。

直接传动：将电动机(液压马达)轴立起来，通过行星减速器与抽油杆、光杆同心相联接，直接驱动抽油杆旋转进行抽油。

2.井下驱动螺杆泵采油系统

按驱动型式不同，又可分为液压驱动和电驱动两种型式。动力置于井底，没有抽油杆。

液压驱动：利用地面液压泵产生   压力和排量的液体，通过导管通向井下液压马达，驱动转子旋转进行抽油。

电驱动：将潜油电动机、保护器与螺杆泵组合成一体，下入井下，利用电缆将地面电力输送到井下潜油电动机。地面上有变压器和自动控制台等。

螺杆泵采油系统结构与工作原理

现以地面胶带传动螺杆泵采油系统为例，说明其组成、结构与工作原理。

螺杆泵是由地面动力驱动的。地面设备是由电控箱、电动机、胶带、胶带轮、锥齿轮箱、机架、光杆密封装置和大四通组成，电控箱将电源输入电动机，通过胶带传动进行减速，再通过锥齿轮箱进行两级减速后，其输出轴通过卡瓦旋转动力传给抽油杆和转子，将井下石油举升到地面。

螺杆泵是由两个互相啮合的转子和定子螺旋体组成，转子由钢材料制成的单头螺旋线体，具有坚硬、光滑镀铬表面。定子是一个在钢管内硫化成型的双头螺旋线体，其内橡胶子具有柔软的弹性。相互啮合的转子和定子，由于它们的几何形状面构成一系列相等的、互相分割的腔室，当转子在定子里旋转的时候，这些腔室由定子的下端沿轴线向上运动，直到

定子上端排放，并被增压提升，直到井口，再经大四通进入输油管道。

螺杆泵是一种容积式泵、所产生的压力   能够克服液柱静压、油管阻力、井口压力。螺杆泵属于正向排放型式，尽管工作转速较低，但是仍可将石油举升很高。根据转子与定子啮合原理，当转子每转动一周时，在定子上端可以排出两个腔室的石油。

螺杆泵采油系统的井下部分，主要由抽油杆、接头、转子、导向头和油管、接箍、定子、尾管等组成。为了防止油管、定子脱扣，在尾管下部应装有固定锚或封隔器。