等壁厚定子螺杆泵应用效果分析

大庆油田螺杆泵采油技术得到了广泛应用,配套采油技术逐步完善。但在现场应用过程中发现,由于螺杆泵举升工作性能不能长期保持高泵效,导致沉没度高和中后期调参增液不明显问题越来越突出,检泵周期与抽油机相比也存在一定的差距,螺杆泵人工举升技术的优势没有得到充分发挥。通过改变螺杆泵定子结构,保证螺杆泵定子橡胶层厚度均匀,研制了等壁厚定子螺杆泵。这种螺杆泵定子结构的改善可以保证橡胶均匀的温、溶胀,从而改善了螺杆泵的工作性能,提高了使用寿命。     

斜井螺杆泵举升配套技术

针对冀东油田斜井多、造斜点高、在浅层出砂区块应用螺杆泵采油技术受到局限的状况,开展了斜井螺杆泵采油配套技术研究.进行了设计参数、工艺参数对螺杆泵使用特性的影响研究,建立了斜井螺杆泵采油系统生产参数优化模型.通过对螺杆泵斜井中抽油杆柱的受力和稳定性分析,进行了抽油杆柱组合和扶正器安放设计,并进行了模拟实验.进行了管杆断脱原因分析以及定子橡胶与原油配伍性试验,对定子橡胶与原油配伍性有了初步认识.研发了斜井螺杆泵采油多功能旋转式抽油杆扶正器短节、抽油杆万向连轴短节、堵塞器、翻板式偏心油管锚等配套工具,解决了斜井杆柱弯曲、断脱问题,延长了抽油杆柱的使用寿命,降低了维护费用.斜井螺杆泵不但在出砂区块推广前景广阔,在不出砂区块与其它采油方式相比也有很大的优势.     

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。     

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。     

采油用单螺杆泵排量的优化设计

目前,大储量油田的螺杆泵采油存在排量局限性问题.建立螺杆泵排量的数学模型,采用拉格朗日乘数法对螺杆泵的排量进行优化设计,得到螺杆泵中定子螺距、定子橡胶外径和定子橡胶的最小壁厚(双边)之间的最佳关系式,及螺杆泵螺旋角的最优解.确定了螺杆泵排量的优化设计表达式;分析了螺杆泵的排量与定转子头数比扣转子头数之间的关系.转子头数取值并不是越大越好,认为转子头数取6左右为最佳.     

螺杆泵的检测方法及检测标准制定

螺杆泵检测是避免不合格螺杆泵下井、螺杆泵早期失效和提高螺杆泵使用寿命与采油效益的重要技术手段。重点介绍了模拟不同工况的螺杆泵工作特性检测系统及检测定子通径为10－60mm的定子衬套偏心度检测仪的组成及其检测方法和原理。针对大庆油田的实际情况，在进行大量室内和现场试验的基础上，制定了GLB120－27、GLB40－42和GLB500－14型螺杆泵的检测标准。检测技术及其标准实施以来见到了明显效果。     

螺杆泵定子与转子的接触分析

用有限元方法对螺杆泵在不同压力作用下的变形、受力及接触情况进行了分析研究，建立了螺杆泵的二维有限元模型，得出了在相应情况下螺杆泵定子橡胶的应力分布和螺杆泵定子与转子的接触压力。结果表明，由于过盈量的存在使螺杆泵定子和转子之间产生接触压力，从而实现螺杆泵的密封；当有均匀压力作用时，接触压力减小，使密封能力降低；当有压差作用时，压差使定子橡胶发生较大的变形，定子与转子的接触压力增加，密封能力增强。     

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。     

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。     

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。     

椭圆转子采油单螺杆泵线型分析

椭圆转子采油单螺杆泵是双头单螺杆泵的一种简化线型,加工方便,但是存在共轭线型不准确的弊端。结合双头单螺杆泵定子轮廓线的形成理论,利用相关软件,得到精确的定子轮廓曲线,并对1种油田实际应用的椭圆转子采油单螺杆泵进行误差分析。结果表明,Ф88.9mm(3(1/2)英寸)油管椭圆转子采油单螺杆泵定子在x=25.295mm处磨损最严重,线型误差最大;理论计算的排量值接近实际排量。     

螺杆泵转子磨损机理研究及解决方案

对螺杆泵定、转子的运动规律和橡胶衬套的溶胀、热膨胀现象进行了分析。研究表明,螺杆泵转子与定子在衬套直线段中点接触时的相对滑动速度最大;定子橡胶衬套型线在直线段为内凸状,且在直线段中点内凸最大,刚性转子在该点挤压橡胶衬套的接触应力最大;由于滑动速度和接触应力最大,且都是在橡胶衬套直线段中点接触,因此在转子上会形成一条螺旋形的磨损线,导致转子表面的镀层脱落。提出了4种减小螺杆泵转子磨损的方法。     

双头单螺杆泵与圆截面钢质连续抽油杆的配套应用

针对油田生产对于大排量、高扬程采油设备的需求,文章提出了双头大排量单螺杆泵与圆截面钢质连续抽油杆配套使用的方案。与单头单螺杆泵相比,双头单螺杆泵具有大排量、高扬程、高泵效和长寿命等特点;圆截面钢质连续抽油杆具有减少与油管间磨损、降低失效率、提高油井产量等特点。文章介绍了该工艺在油田现场的应用情况,实践证明,该工艺实现了大排量、高扬程采油生产的需求,具有适应井液范围广、减少能耗、降低作业费用等优越性,拓宽了螺杆泵和连续抽油杆的应用领域。     

采油螺杆泵定子温度场数值模拟分析

根据采油螺杆泵定子几何物理特性,对螺杆泵工况进行了合理的假设,建立了螺杆泵定子工作状态下的力学、传热数学模型。以常规GLB500—14型螺杆泵定子为例,利用有限元分析方法进行了定子力学场、温度场的耦合数值模拟计算,获得了特定条件下的定子内部稳态温度场分布情况,给出了温度场分布云图。通过计算结果验证,认为数值计算模拟结果较真实地反映了定子的传热状况,可为螺杆泵定子的研制开发提供可靠的理论依据。     

常温螺杆泵举升工艺在热采井中的初步应用

螺杆泵作为一种新型的机械举升工艺,具有节能、投资少、管理方便等诸多优点,但由于螺杆泵定子橡胶耐温的局限性,不适用于井底温度高蒸汽吞吐开发的油井。针对这一问题,开展了常温橡胶螺杆泵耐温性的研究与试验。在苏丹6区FNE38井注汽结束后直接采用PCM螺杆泵生产,获得阶段性成功。试验证明,在蒸汽吞吐井中控制温度,可采用常温螺杆泵进行举升,特别是在地层可能出砂的区块采用该技术可免去各种防砂措施,节省了大量的防砂费用,最大限度发挥油井产能,使常温螺杆泵可在温度较高的稠油油井中使用,拓宽了螺杆泵在稠油开采上的应用范围。     

低产油田螺杆泵机动间歇采油技术及设备

新开发的螺杆泵机动间歇采油技术及设备的主要特征是用拖拉机做动力源,用双万向联轴器把动力传递给驱动头,由驱动头带动抽油杆柱旋转,进而驱动螺杆泵旋转抽油。通过螺旋传动可将转子提出或送入泵筒,使定、转子脱离接触,以防两者吸附在一起,造成下次启动时发生事故。此项采油技术省去了管网、电网以及热水伴油输送系统,使投资和运行费用比常规抽油机系统降低５０％以上,特别适合在低产、低渗透油田开发中采用     

抽油机井系统效率控制图研究与应用

从抽油机井系统效率基本公式出发,结合萨北油田油层地质条件推导出系统效率控制图基本模型,边界条件,采用计算机技术绘制出抽油机井系统控制图,并对该图分析研究,采取相应措施,提高了抽油机井系统效率。     

PCM高温橡胶螺杆泵在曙1-39-036井的应用

螺杆泵作为一种新型的机械举升工艺,具有节能、投资少、管理方便等诸多优点,但螺杆泵由于其定子橡胶耐温的局限性,不适用于井底温度高蒸汽吞吐开发的油井。针对这一问题,开展了耐高温橡胶螺杆泵的研究与试验。在曙1-39-036井注汽结束后直接采用PCM螺杆泵生产,获得阶段性成功。试验证明,该种耐高温橡胶具有良好的耐温性能,可以在温度较高的稠油油井中使用,大大拓宽了螺杆泵在稠油开采上的应用范围。     

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。     

高油气比抽油井助流举升技术

鉴于文留油田油井油气比高的优势,提出了通过先疏后导解决高油气比油井泵效低的方法,称为助流举升技术,分析了助流举升技术提高泵效的机理,提出了助流举升管柱的设计步骤,典型井实例证实了该技术能够提高高油比抽油井泵效,增加产量。