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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...

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。


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