什么是螺桿泵采油?
一、什么是螺桿泵
螺桿泵又稱漸進式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)傳輸介質(zhì)。
二、螺桿泵工作原理
沿著螺桿泵，轉(zhuǎn)子的外表面與定子橡膠襯套內(nèi)表面形成多個密封腔室。
介質(zhì)在吸入端壓差的作用下被吸入，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，逐漸通過各個密封腔室，不斷被推擠至排出端。
三、螺桿泵采油
螺桿泵采油就是利用螺桿泵舉升高粘、含氣、含砂原油的方式。
四、螺桿泵采油系統(tǒng)分類
按不同的驅(qū)動形式，螺桿泵采油系統(tǒng)可分為地面驅(qū)動和井下驅(qū)動兩類。
1. 地面驅(qū)動螺桿泵采油
螺桿泵位于井下，而提供動力的裝置位于地面之上，兩者由抽油桿連接。利用抽油桿傳遞螺桿泵所需要的扭矩，因此在大排量情況下，難以實現(xiàn)深井采油。
2. 井下驅(qū)動螺桿泵采油
井下驅(qū)動分為電驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種形式。
(1)電驅(qū)動
螺桿泵和驅(qū)動電機都處于地下，因而不需要抽油桿傳遞動力，適用于深井、斜井和水平井采油作業(yè)。
(2)液壓驅(qū)動
利用地面泵提供具有一定壓力和排量的液體，借助導管通向井下液壓馬達，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)抽油。該驅(qū)動裝置主要用于油井測試過程中。
五、螺桿泵采油的特點
與其他機械采油相比，螺桿泵兼具容積泵和離心泵的優(yōu)點，作為一種人工舉升方式，它具有以下優(yōu)點：
1.螺桿泵運動部件少，結(jié)構(gòu)簡單，一次性投資小。
2.螺桿泵可以連續(xù)舉升介質(zhì)，工作時負載穩(wěn)定，機械損失小，效能高，是機械采油中能耗最小、效率最高的方式之一。
3.螺桿泵適用范圍廣，可用于粘度小于8000mPa·s的稠油、高含砂量的砂漿、高含氣量的氣井等等。
4.螺桿泵占地面積小，可以下放至斜井段，因此可以用于海上油田水平井和叢式井中。
雖然螺桿泵有諸多優(yōu)點，也被廣泛應用于各大油田，但與常規(guī)機采方式相比，螺桿泵采油設備也存在一些不足：
1.螺桿泵中的定子內(nèi)部為橡膠，因此不宜應用于高溫注汽井;而且定子容易損壞，增加了檢泵的次數(shù)，相應增加檢修費用。
2.螺桿泵作業(yè)時需要流體潤滑，缺少潤滑將會導致泵體過熱，定子橡膠彈性體老化，甚至燒毀。
3.與其他機采方式相比，螺桿泵的總壓頭較低。目前大多應用在1000米左右深的井中。當下泵深度超過2000米時，螺桿泵扭矩增大，桿斷脫率增高，井下作業(yè)難度增加。
螺桿泵選用
在實際生產(chǎn)作業(yè)中，若要實施螺桿泵采油作業(yè)，優(yōu)選泵型不可或缺。那么該如何選擇最佳泵型及配套裝置呢?
一、選用依據(jù)
首先，應根據(jù)油井產(chǎn)量確定所需螺桿泵的排量;
其次，根據(jù)泵的工作曲線確定舉升高度，同時還應參考油井的實際條件確定合理的過盈量;
最后，根據(jù)泵負載大小選擇抽油桿的材料和規(guī)格、電動機以及其它附屬部件。
二、配套工具的選擇
專用井口：
簡化了采油樹，便于使用、維修和保養(yǎng)，同時增加了井口強度，減小了地面驅(qū)動裝置的振動，起到保護光桿和密封井口的作用。
特殊光桿：
用于連接驅(qū)動裝置與井底抽油桿。特殊光桿強度大、防斷裂、光潔度高，有利于井口密封。
抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置：
為了防止在作業(yè)過程中抽油桿倒扣，需要在驅(qū)動裝置中設置機械防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)，如棘輪棘爪機構(gòu)、摩擦式防反轉(zhuǎn)裝置、楔塊防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)、液壓防反轉(zhuǎn)系統(tǒng)、電磁式防反轉(zhuǎn)裝置等。
螺桿泵采油工藝
一、施工前準備
1.了解目前油井生產(chǎn)情況：如日產(chǎn)液、含水、流壓、靜壓等。
2.查看井史資料：歷次施工總結(jié)，油管、抽油桿記錄，查看有無落物、井斜、套損等情況。
3.施工設計：根據(jù)油井生產(chǎn)情況、產(chǎn)能、井史資料優(yōu)化施工設計。
4.清洗下井工具、油管、抽油桿，檢查工具不得彎曲、損壞，嚴格丈量并記錄好原始數(shù)據(jù)。
二、施工過程
1.熱銑
2.起原井
3.刮削
4.連接井下工具
5.下管柱
6.下抽油桿柱
7.開始生產(chǎn)
三、螺桿泵采油配套工藝技術(shù)
長期實踐作業(yè)證明，螺桿泵系統(tǒng)的使用壽命不僅取決于螺桿泵自身的質(zhì)量，還取決于泵型是否匹配油井工況、操作是否合理、井下和地面設施是否完善等情況。為了保證螺桿泵可以長時間、高效率運轉(zhuǎn)，相應的配套工藝也在實踐中不斷完善和發(fā)展。
1.管柱防脫技術(shù)
當抽油桿下部驅(qū)動扭矩超過了螺紋桿柱的連接扭矩時，會出現(xiàn)管柱脫落。為此必須實施管柱防脫扣技術(shù)。常用的管柱防脫技術(shù)有反扣油管、防轉(zhuǎn)錨、支撐卡瓦、張力油管錨技術(shù)。
2.管柱扶正技術(shù)
由于螺桿泵轉(zhuǎn)子離心力的作用，定子受到周期性沖擊產(chǎn)生振動，為減小或消除定子的振動需要設置扶正器。
3.無級調(diào)參驅(qū)動技術(shù)
螺桿泵采油井的理論產(chǎn)液量與螺桿泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以通過螺桿泵的變頻無級調(diào)速控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)地面驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速，以調(diào)整螺桿泵采油井的工況。
4.清防蠟解堵技術(shù)
螺桿泵井的清防蠟主要有兩種工藝技術(shù)：一是定期熱洗清蠟工藝，二是采用空心抽油桿定期加清防蠟藥劑工藝。解堵則是通過在空心抽油桿內(nèi)下入加熱電纜來實現(xiàn)，也可用于定期清蠟。
四、保持油田高產(chǎn)率采油
螺桿泵抽油最常見的作業(yè)問題是泵不能完全充滿，造成生產(chǎn)率低。這是因為泵的容量大于井的產(chǎn)量，這時就需要調(diào)整泵的排量與井底的產(chǎn)液量，進而提高效率和降低成本。
針對這一問題，油田采取了一系列措施來保持抽油的高產(chǎn)率，具體做法如下：
1.進行聲波液面測定，控制產(chǎn)液面與泵吸入口的相對深度
2.示功計測定泵充滿系數(shù)百分率，應用綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可同時獲得馬達功率和示功數(shù)據(jù)
3.診斷低能效井
通過測量輸入原動機的功率、測定井底生產(chǎn)壓力和精確的生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)來確定抽油系統(tǒng)總效率。
4.控制螺桿泵排量
可通過調(diào)節(jié)柱塞尺寸、沖程度、泵沖數(shù)、每日運轉(zhuǎn)時間等參數(shù)進行控制。
