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国内外潜油高粘度油泵发展状况以及应用设计一体化理念

2020-09-07 19:31:50
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一、潜油高粘度油泵发展状况
  近些年来,潜油高粘度油泵采油技术发展较快。目前,美国、加拿大、法国、俄罗斯等均已采用了电动潜油高粘度油泵采油系统。
  1、美国潜油高粘度油泵技术
  美国生产电动潜油单螺杆泵的厂家主要有Reda公司和BakerHughesCentrilift公司,基本上代表了目前世界上机械采油设备的水平。
  Reda公司已经有了较成熟的配套工艺技术和成熟的选井选泵软件,较好地指导了潜油电动高粘度油泵在现场的应用,现该技术已经成功地应用到定向井及水平井中,弥补了有杆泵的缺陷,在稠油开采领域发挥了的优势。
  2、加拿大潜油高粘度油泵技术
  加拿大Corod公司生产多种驱动形式和多种规格高粘度油泵采油系统。
  (1)地面电动机皮带传动高粘度油泵采油系统。采用电动机驱动皮带、减速器减速,更换不同直径的皮带轮或改变电动机的工作转速,可调节油井产量。
  (2)地面柴油机皮带传动高粘度油泵采油系统。在没有电源地区通过柴油机提供动力,以更换皮带轮等方式来调节产量。
  (3)地面液压驱动皮带传动高粘度油泵采油系统。利用电动机驱动液压泵,产生压力和排量的液体,用于驱动在井口装置上面的液压电动机,再经过皮带传动,减速器驱动抽油杆旋转,将原油举升至地面。
  3、法国潜油高粘度油泵技术
  法国PCM/IFP联合公司是的容积式泵和流体处理设备制造商。公司于1932年由高粘度油泵发明人ReneMoineau创建。该公司生产的RODEMIP地面驱动高粘度油泵采油系统,有皮带传动高粘度油泵和直接传动高粘度油泵两种传动方式。
  4、俄罗斯潜油高粘度油泵技术
  早在20世纪50年代,前苏联研制了井下电驱动高粘度油泵采油系统(三螺杆式泵),1973年,又研制了井下电驱动单螺杆泵采油系统,目前有单螺杆、双螺杆和三螺杆等3种形式。
  其电动潜油单螺杆泵采油系统为上下2个左右旋转子并联。两个并联高粘度油泵的螺旋方向相反,两个定子和转子工作副的轴向力互相平衡。在左旋高粘度油泵上面装有阀是,一旦出现故障,泵压升高超限,会自动打开,高粘度油泵不被损坏。
  目前,有1500多台电动潜油并联高粘度油泵采油系统在俄罗斯各油田进行抽油作业,均取得了较好的使用效果。
  5、国内潜油高粘度油泵技术
  1986年大庆油田从加拿大Griffin公司引进高粘度油泵在油田试用,从此国内厂家便开始了较系统地研制井下采油高粘度油泵。
  进入20世纪90年代,高粘度油泵的研究与应用发展。国内已有多家厂商生产高粘度油泵,许多新工艺已经进入生产领域。
  二、高粘度泵应用设计一体化理念
  (1)地面驱动系统。尽可能多地了解油井参数,根据泵型、油性及泵挂等因素,选择不同转速范围、驱动能力和承载能力的驱动头、防反转与之相配,在考虑的系数的情况下,根据使用经验合理匹配电机功率,减少能量消耗。
  变频控制柜现场管理简单方便,在新井、措施井、出砂井及供液差的油井使用,是高粘度泵与油井建立合理供排关系、节能降耗的理想设备,合理选择会减少高粘度泵检泵几率。
  (2)高粘度泵的选择。根据油井产能选用高粘度泵时,首先要依据高粘度泵的水力特性曲线找出其较佳工作区域,同时还要考虑泵下井后三个方面影响因素:①定子橡胶溶胀和温胀;②气体;③漏失。大量的室内和现场试验证明,泵在设定的沉没度或额定扬程下工作,其实际排量是理论排量的60%~80%,过高的实际泵效或过低的实际泵效都将使高粘度泵的使用状态偏离较佳工作区域,从而导致高粘度泵寿命的降低。
  (3)高粘度泵的材料。高粘度泵采油工艺伴随着橡胶材料的发展而逐渐完善。定子橡胶与井液中的适应性决定了泵的使用效果,井液与橡胶的配伍试验是使系统优化的重要手段。所以,充分、真实的油井资料非常有利于核个系统的优化,在不同的工况下选用不同的橡胶材料。
  (4)抽油杆、油管的选择。抽油杆在高粘度泵井中的受力是扭力与轴向拉力的组合,根据泵型、原油物性及泵挂等选择不同直径、钢级的抽油杆,有足够的载荷。在斜井、偏磨井中可以考虑使用连续式抽油杆配套防偏磨内衬油管。
  在同一口油井上采用不同尺寸的抽油杆和油管的配合,将会改变液流速度、环空阻力等参数,从而改变高粘度泵的扬程需求,尤其对于出砂井,液流速度直接决定砂粒携出程度。
  (5)高粘度泵相关配套组件。合理选择匹配高粘度泵采油系统中的一个组件,可能会地增加设备的性能,方便油井的维护工作,延长油井的生产周期。比如使用转矩锚将会延缓偏磨井、斜井的偏磨现象,解决部分井难坐封的现象,用在出砂井中更是解决了砂埋难以解封的现象;使用防脱器将会解决高粘度泵停机高速反转引起的抽油杆脱扣现象;使用高粘度泵单向泄油器将会解决停机反转问题;使用开槽尾管将会增强泵的抽汲稠油和砂粒的性能等。随着高粘度泵的应用细化,要有针对性地配套组件,从而使整个系统合理,达到延长检泵周期的目的。