等壁厚定子螺杆泵研究及应用前景探讨

为了改善常规螺杆泵的使用性能和提高其系统效率 ,开发研究了等壁厚定子螺杆泵。国内外等壁厚定子螺杆泵的研究与应用表明 ,与常规螺杆泵相比等壁厚定子螺杆泵具有以下优点 :( 1)良好的散热特性 ,提高了泵的工作寿命 ;( 2 )均匀的橡胶膨胀 ,提高了泵的工作稳定性 ;( 3)单级承压高 ,提高了系统效率 ;( 4 )可提高泵效 ,降低采油成本 ,具有良好的技术经济指标。这种螺杆泵的技术关键是定子泵筒的加工工艺及焊接问题。     

国外抽油技术的新发展(二)

1999年 ,美国和加拿大石油机械制造商在螺杆泵、水力泵、气动举升及柱塞举升采油技术装备方面共取得 12项研究成果。在螺杆泵 (PCP)技术方面 ,开发了新型PCP定子、高扭矩PCP抽油杆、地面驱动头与液压刹车系统、无漏失盘根盒及泵控制器 ;在水力泵技术方面 ,研制了水力长冲程抽油泵系统、超长冲程有杆泵系统、水力泵油管泄油器和多相泵柱塞密封装置 ;在气动举升和柱塞举升技术方面 ,推出了气动抽油系统、气动抽油机及套管柱塞系统。对以上技术装备的原理、结构和性能特点作了简要介绍     

等壁厚与常规井下螺杆泵对比分析

常规螺杆泵定子由于橡胶厚度不均匀致使其存在受力、散热和溶胀不均匀等问题,而等壁厚定子螺杆泵通过改变泵体结构,能够保证定子橡胶厚度均匀,从而改善了螺杆泵工作性能。采用ANSYS对常规螺杆泵和等壁厚螺杆泵的定子衬套进行受力和变形研究,找出了2种螺杆泵定子橡胶衬套在不同工况下的受力状态和变形规律,并进行了对比分析,得出了2种螺杆泵的截面型线的变形规律,为型线的设计提供了依据。最后对2种螺杆泵进行了室内性能对比试验,结果表明,在相同压力下,等壁厚螺杆泵的容积效率更高,且在许可的容积效率下,其承压能力更强。     

等壁厚定子螺杆泵的有限元分析

针对常规螺杆泵的受力、散热和溶胀不均匀等技术问题,设计开发了等壁厚定子螺杆泵。通过改变泵体结构,保证定子橡胶层为均匀厚度,从而改善了螺杆泵工作性能。利用有限元分析软件ABAQUS对等壁厚定子进行研究,得出等壁厚定子在不同工况下的受力状态和变形规律;建立了等壁厚定子温度场有限元分析模型,用ANSYS有限元分析软件进行分析计算,获得了等壁厚定子内部的温度场分布情况,为等壁厚定子螺杆泵发展提供了理论依据。室内试验和现场试验表明,等壁厚定子螺杆泵具有良好的工作性能,是一项很有前途的新技术。     

螺杆泵在油田应用的可能性

螺杆泵采油方法主要由地面驱动装置、井口防喷盒、抽油杆、井下泵的转子和定子构成。定子依靠地面驱动装置输出的动力,旋转抽油杆,通过抽油杆把动力传给井下泵的转子,使转子在固定在油管上的定子中旋转,从而将定子空腔内的液体均匀地排出泵筒,把井底的原油连续地举升到井口。1986年大庆油田引进了4台螺杆泵,共在3口井上进行了4井次试验。初期效果好,产油量最高可增加2.25倍。但由于泵筒中橡胶与钢管粘贴的质量问题、地面装置的质量问题及油井管柱的锚定问题等,影响了螺杆泵的使用寿命。但这些问题都可在使用中逐步加以解决,所以从长远考虑,推广螺杆泵采油法仍是可行的。     

2∶3型短幅内摆线螺杆泵的型线优化与现场应用

螺杆泵采油技术在大庆油田已日趋完善,但在规模应用时暴露出新的不适应性,表现为在高泵效运转时间短、运转后期沉没度高,以及水驱螺杆泵较抽油机的检泵周期短等,影响了螺杆泵采油技术优势的充分发挥。这些现象主要是由螺杆泵定子、转子磨损造成的,与定子橡胶性能和螺杆泵型线设计相关。通过对螺杆泵型线进行优化设计,结合Matlab、Solidworks等软件进行数据分析和数值计算,创新研制了2∶3型短幅内摆线螺杆泵。该泵克服了普通内摆线螺杆泵线型存在曲率突变的缺点,具有定子和转子的配合精度高、冲击力小等技术优势。现场试验井最长免修期超过1 700d,生产1 300d时泵效仍维持在60%以上,平均沉没度330m。     

螺杆泵合理过盈量研究

十五期间，螺杆泵采油技术经过不断的自主研发，已基本成熟配套。但是，随着聚驱、三元试验驱油井的相继投产，不同区块间采出液物性差异较大，原油组分不同、黏度不同，对螺杆泵定子橡胶及泵工作特性的影响也就不同，造成部分区块螺杆泵井投产后泵效下降，工作扭矩增加，抽油杆断脱井数增加，限制了举升潜力的进一步发挥。所以开展适应不同区块的螺杆泵定转子间合理过盈量研究，对提高螺杆泵的使用效果，具有重要意义。     

大庆油田螺杆泵采油实践及认识

介绍了近几年大庆油田应用螺杆系采油技术及配套工艺技术、螺杆泵的开发与检测等方面所取得的科研成果和成功经验。根据实践，认为螺杆泵的设计与制造、定子橡胶的选择、螺杆泵的检测和螺杆泵井最优工况的实现是螺杆泵采油的技术关键，而螺杆泵的标准化和系列化、定子橡胶的综合性能分析及评价、采油螺杆系的优化设计、螺杆泵采油系统的能耗特性分析等是螺杆泵采油尚须解决的问题。最后提出了关于螺杆泵采油技术的6点新认识。     

METHOD OF ENHANCING PCP OPERATION PERFORMANCES

普通螺杆泵定子橡胶横截面厚度不均匀,在采出井井筒条件下产生溶胀温胀,定子长轴和短轴的橡胶变形量不一致,导致定转子型线配合精度变差,影响螺杆泵工作性能.通过调整普通螺杆泵的结构参数和研制橡胶等厚的等壁厚螺杆泵2种方法,提高了螺杆泵定转子型线配合精度,改善了螺杆泵的密封性能.室内实验普通螺杆泵和等壁厚螺杆泵运转初始扭矩分别减小40％和50％,现场试验系统效率分别提高5％和10％,进一步发挥了螺杆泵节能降耗的技术优势.     

应用螺杆泵工作特性曲线实现优化设计

1．前言 螺杆泵生产过程中，曾出现定子与转子抱死、定子橡胶脱落、杆柱断脱和举升能力不足等现象，造成螺杆泵早期失效。经分析认为，除产品质量问题外，还与螺杆泵井的施工设计密切相关。如果油井的供液能力强，而泵的排量小、扬程高，会造成泵机械效率和总效率低，大部份机械能在定转子之间变成摩擦热，会加速橡胶老化；如果井的供液能力不好，而泵的排量过大，泵的充满系数很低，这时会导致定子橡胶急剧升温，促使橡胶膨胀，     

GLB1200—14型多线螺杆泵的研制与应用

为了进一步拓宽螺杆泵的排量范围和产品系列 ,结合大庆油田的实际情况开发应用了地面驱动GLB12 0 0— 14型多线大排量螺杆泵。通过对单线与多线两种设计方案进行对比 ,认为多线螺杆泵在改善定子橡胶散热、提高泵的工作性能方面具有一定的技术优势 ,并得到了现场试验的对比验证。现场推广应用结果表明 ,GLB12 0 0— 14型多线螺杆泵能够较好地满足大庆油田高产液井的举升需要 ,平均运转天数已超过 5 0 0d ,取得了良好的现场应用效果 ,而且具有明显的减少投资和节能效果。     

螺杆泵定子用氢化丁腈橡胶性能分析

螺杆泵定子材料受多种因素的影响,引起橡胶的物理性质发生变化,使橡胶过早老化,缩短了螺杆泵的工作寿命,限制了螺杆泵的使用范围。为此,结合影响定子橡胶性能的因素,探讨适合油田螺杆泵定子工作环境的新型橡胶材料——氢化丁腈橡胶。通过试验分析氢化丁腈橡胶的力学性能和物敏性,以及这些性能对过盈值的影响,结果表明,氢化丁腈橡胶综合性能良好,是适合于在高温高压等复杂井况下工作的螺杆泵定子橡胶。     

聚驱大排量螺杆泵研制与应用

在大庆油田聚合物驱油技术工业化应用过程中，针对抽油机和电泵在举升含聚液体时暴露出的杆管偏磨、烧电机及螺杆泵排量范围小等问题，开发应用了适合于聚驱举升、实际排量在180m^3／d以上的地面驱动多线大排量螺杆录。通过对单线与多线2种设计方案进行对比，认为多线螺杆录在改善定子橡胶散热、提高泵的工作性能方面具有一定的技术优势，并得到了现场试验的对比验证。现场推广应用结果表明．多线大排量螺杆泵能够较好地满足大庆油田聚合物驱高产液井的举升需要，而且具有明显的降投资和节能效果。截至2005年7月底，大庆油田在用聚驱大排量螺杆泵井146口，平均免修期339d，取得了良好的现场应用效果。     

机械采油新进展（一）

报导有杆泵、螺杆泵、水力泵、气举和柱塞举升及其它有关机械采油装备的新进展。有杆泵采油方面：研制成功了一种折叠式游梁抽油机；一种调节和监控抽油杆柱的液压缸；一种新型玻璃钢抽油杆；一种边远井有杆泵控制器；一种综合试井系统和一种通信软件包。一年来，美国对螺杆泵、水力泵、气举和柱 升等机械采油工艺的技术进步进行了大量的研究工作，先后研制成功了螺杆泵井自动分析／控制器和螺杆泵定子温度监控器；水力泵的找性油管     

螺杆泵定子橡胶动态疲劳性能评价新方法

定子橡胶是螺杆泵的核心部分,螺杆泵的寿命主要依赖于橡胶的性能。传统的橡胶性能评价主要是模拟橡胶的静态力学性能,对橡胶的基本力学性能进行评价,但在螺杆泵运转过程中橡胶的动态性能起着关键作用。介绍了一种能够有效评价橡胶动态疲劳性能的模拟试验新方法,该方法直接明了,更接近于螺杆泵定子橡胶的实际工作状况,对进一步改善定子橡胶配方、提高螺杆泵的使用寿命具有重要意义。     

国外螺杆泵举升工艺的新进展

1 ,等壁厚定子螺杆泵加拿大Weatherford公司开发了一种等壁厚定子螺杆泵 ,在腐蚀和高压条件下 ,使用寿命和常规螺杆泵相同。与常规螺杆泵相比 ,等壁厚螺杆泵的泵体短 ,扭矩小 ,易于洗井。该型泵具有以下优点 :①提高散热效率 ;②单级泵压差增大 ,可以缩短泵的长度 ,减少扭矩和功率 ;③橡胶溶胀 ,热胀均匀 ;④适应范围更广 ;⑤结构更加优化 ;⑥转子不需抛光 ;⑦泵体质量更轻 ;⑧为洗井和压力监测提供了通道。2 ,金属定子螺杆泵加拿大CAN -K公司开发了一种金属定子螺杆泵 ,其定子采用高铬钢材料 (铬含量达 2 8% )制作 ,定子表面采用碳化钨加…     

全金属螺杆泵蒸汽吞吐注采一体化试油技术

试油排液是获得油田开发地层产能数据及参数的常用方法,而对于注蒸汽热采开发稠油井的试油排液,采用常规排液方法存在机抽排液进泵难、水力泵排液热损失大、橡胶定子螺杆泵无法用于高温井举升问题。文章提出了以全金属螺杆泵为核心的注蒸汽、热采一体化高温排液试油技术,设计了一体化排液管柱及热采配套工具,测试分析了不同介质黏度、转速条件下全金属螺杆泵工作性能。通过2口井现场应用表明,全金属螺杆泵最长生产周期达到18个月继续有效,泵效保持在50%以上,工作温度达到380℃,为稠油热采井高温举升、试油排液提供了新技术。     

大庆油田螺杆泵采油技术新进展

截至 2 0 0 3年 6月底 ,大庆油田在用螺杆泵采油井共 916口 ,螺杆泵采油技术已基本成熟配套 ,成为继游梁式抽油机、电潜泵之后第三大人工举升采油方式。最近几年来螺杆泵采油技术的新进展主要有 :空心转子螺杆泵、等壁厚定子螺杆泵、转子陶瓷喷涂螺杆泵、多头大排量螺杆泵、大排量螺杆泵专用抽油杆、系列地面驱动装置、螺杆泵井工况测试诊断系统和螺杆泵采油配套技术。今后需继续攻关的项目主要有 :开发电动潜油螺杆泵 ;探索金属定子、合成材料、插入式和多吸入口螺杆泵 ;研究螺杆泵杆柱卸扭技术和智能化控制技术。     

单螺杆泵定子有限元分析

螺杆泵定子是螺杆泵中的关键部件.利用ANSTYS有限元分析软件对常规单螺杆泵的定子进行研究,在定子承受5 MPa均匀压力作用下,得出了定子、定子橡胶和定子钢套的应力、应变和内轮廓的变形量;分析了常规单螺杆泵定子变形的特点及规律.     

螺杆泵采油工艺在开发塔河油田中的应用

螺杆泵是一种新型的采油机械，尽管应用不过二十多年的历史，但目前国内外各大油田已经广泛应用，螺杆泵采油作为油田的一种开采工艺技术，是一种行之有效的人工举升手段，螺杆泵对输送介质物性有着极好的适应性，尤其是对于气液混合物的输送，能很好的解决普通容积泵所面临的“气蚀”，“气锁”问题，达到很高的泵效，对螺杆泵结构，性能及工作原理做了详细的介绍，并就螺杆泵在塔里木盆地北部塔河油田碳酸盐岩油气藏稠油生产中的应用及效果进行了评价。由于塔河油田碳酸盐岩油气藏稠油适应螺杆泵采油，因而螺杆泵采油工艺将广泛地应用于塔河油田的采油生产。