安塞油田直线电机无杆采油工艺试验效果分析

安塞油田为低渗透油田,随着大丛式井组的增多,使用有杆泵采油存在能耗高、杆管偏磨、调参复杂等问题。进行了直线电机无杆采油工艺技术试验和效果分析,为提高系统效率、降低井筒治理和设备维护费用提供了一个很好的技术思路。     

井下直线电机无杆采油及配套技术在长庆超低渗透油藏的应用

针对长庆超低渗透油藏油井普遍存在的产液量偏低、泵效与系统效率低以及定向井管杆偏磨等问题,开展了井下直线电机无杆采油现场试验,并根据现场生产管理需求,开展了工况诊断、远程管理与控制、井筒清防蜡等采油配套技术研究,进一步完善了直线电机无杆采油技术,为实现超低渗透油藏经济有效开发、提高数字化管理水平提供了新的技术思路。     

直线电机往复泵采油技术研究与试验

进行了直线电机往复泵配套直线电机的选型分析,确定电机主要运行指标技术要求,完成电机高压密封及配套抽油泵的设计。针对采油系统的工作特点,开发了工况监测系统,通过对运行电流、功率的监测实现电机运行状况的分析,同时设计了井下电机的温度监测系统,通过监测电机初级线圈温度实现对电机的保护。通过电参数监测实现采油系统工况的监测与分析。对直线电机采油系统进行了室内性能测试,在地面试验井内测试整套系统的运行可靠性。测试结果显示电机拉力达到20.8 k N,承压达到25 MPa,在地面试验井内正常运转500 h。开展了3口井现场试验,最大井深1 659 m,最小液量2.33 m3/d,试验后平均系统效率24.6%,节电率达到29.0%,电机温度及系统工况监测工作正常,远程能够对电机生产参数进行调节。     

井下地震采油先导性试验研究

井下地震采油技术,是为开展适合低渗透油田高效开采的采收率技术研究,而提出了一项物理法处理油层技术。它主要利用油井原三抽设备,通过接于抽油泵下的能量辐射器,将系统重力势能及部分运动动能转变为在油层中传播的振动波能的振动采油技术。该技术经现场试验,已取得了明显的增油效果。     

直线电机作为井下泵动力系统的设想

直线电机作为井下泵动力系统可以有效地提高抽油系统的效率,由于在系统中去掉了抽油杆,从而彻底解决了杆管磨损的难题。将圆筒型直线电机与井下泵组合成机电一体化产品的设想,使整个系统的结构变得简单而易于控制。分析了圆筒型直线电机的性能及其作为井下泵动力系统的优势和应用前景,提出了直线电机结构改进方向。根据现场实际情况对方案进行了计算论证,结果表明,直线电机作为井下泵动力系统项目研究将为石油矿场开发提供一项新的开采技术和方法。     

直线电机抽油泵系统试验研究

直线电机能够产生直线往复运动,将其与抽油泵相结合形成一种新型无杆采油设备,彻底取消抽油杆及地面传动机构,从而大幅降低系统能耗,提高系统效率.通过试验研究得到直线电机抽油泵特性及其变化规律,具有理论及工程实际意义.     

直线电机在采油设备中的应用

实践证明，利用直线电机直接驱动设备采油，无论将其置于井上还是下潜至井下工作，均有利于减小结构空间尺寸，提高机采效率。随着采油设备节能要求的提高，其优势更加突出，直线电机的研究显得尤为重要。分析了直线电机抽油机、直线电机采油泵的原理和特点。     

潜油电泵无杆采油技术的设想与实践

柱塞往复式潜油电泵无杆采油技术原理如图1所示，把电机与柱塞式抽油泵结合为一体，电机可以是直线电机或经过减速和换向成直线运动的旋转电机。直线电机的动子可以直接或通过接杆与抽油泵的柱塞相接；而旋转电机则经过减速和换向后，直线运动的推杆与抽油泵柱塞相连。这样电机定子d通电后。驱动动子或推杆c上下运动，从而带动抽油泵的柱塞在泵筒内上下运动，完成抽吸。     

直线电动机-抽油泵系统设计与试验效果分析

鉴于直线电动机能直接产生直线往复运动而不需要中间机构,具有传动刚度高、动态响应快、定位精度高和行程不受限制等优点,成功研制了直线电动机-抽油泵系统。讨论了直线电动机-抽油泵系统结构、柱塞泵结构和控制系统等的设计。现场试验表明,直线电动机无论对有杆泵的地面改造,还是对井下电潜泵的改造,均有利于减小传动机构空间尺寸,用直线电动机直接驱动井下抽油泵泵效高。但直线电动机工作特性、柱塞泵结构及最佳工作参数的确定须从电动机和泵的结构设计入手,改变系统的工作方式,从而发挥直线电动机直接驱动的优势。     

井下振动采油装置直线驱动器的仿真设计

为了使因各种杂质堵塞而产量下降甚至停产的油井恢复产油,设计了新型井下振动装置,通过井下振动装置产生的振动作用于油层,提高原油采收率。基于磁阻最小化理论,对井下振动装置直线驱动器进行了结构设计。通过仿真软件对各式结构进行磁场分析,并在此基础上对结构和通电线圈做了设计与分析,使设计的结构漏磁小、轴向和径向上磁感应强度均匀、电磁驱动力波动小,效率高。最后在设计的结构基础上,建立了井下振动装置动力学模型,并推导出了其电磁驱动力和输出位移的计算公式。当驱动电流正弦变化时,电磁驱动力和直线驱动器的输出也是正弦变化,且其频率相同。     

小排量潜油直驱螺杆泵采油技术研究与应用

位于鄂尔多斯盆地的长庆油田是世界上典型的"三低"油田,以定向井开发为主(占90%以上),采用抽油机有杆泵举升工艺,单井产液量低,存在杆管偏磨问题,效率提升困难。针对上述问题,开展了潜油直驱螺杆泵无杆采油技术研究与试验。研制出100mm小直径低转速大转矩潜油永磁同步电机,去掉了机械减速机构;设计应用"胶囊+沉淀"复合式电机保护器,提升了在斜度较大井段的适应性;借助GPRS终端平台实现系统的远程实时闭环监控,提升了系统的可靠性。开展了15口井矿场试验,最长连续生产时间973d,最大下深1 704m。相比应用前,泵效提高35%,系统效率提高2.5%,节电率33.3%。     

无油管采油技术先导试验

在常规有杆采方式中,大部分井均采用油管、抽油杆做配套管柱、材料投入多、泵效低。针对有管采油存在的问题,中原濮城油田引进试用了无油客管采油技术,通过5口抽油井的先导性试验研究表明;试验油井平均泵效提高了38．42％,单井材料投入减少了10万元左右,它能够满足濮城油田生产的需要,是提高开采效益的有效技术,具有广阔应用发展明景。     

潜油直线电机无杆举升技术在定向井中的应用

应用大平台开发低渗透油藏已经越来越普遍,然而井眼轨迹复杂和液量低是这类油田的特点,采用抽油机有杆举升存在偏磨及系统效率提升有限的问题,而采用无杆举升技术时又存在一次性投资高及免修期短的问题。为此,开展了以一台直线电机同时驱动上、下两台柱塞泵的潜油直线电机无杆举升技术研究,对系统的水力学参数进行了计算,对直线电机的型式、永磁材料进行了选择,并对系统管柱进行了现场试验。试验结果表明:研制的潜油直线电机外径104mm,稳定举升力达12 kN,满足低液量油井的举升要求;应用潜油直线电机无杆举升系统提高了系统效率,降低了能耗,从根本上解决了杆管偏磨问题,免修期达到411 d。潜油直线电机无杆举升技术为低液量油田提高系统效益提供了新方法。     

无油管采油技术的原理与应用

在常规有杆抽油方式中，用油管和抽油杆作为配套管柱，耗材多，泵效低，无油管采油技术为解决上述问题另辟了溪径，对无油管采油方式的工作原理和结构特点做了简要介绍。通过几口典型井例的分析指出了这一技术的适用范围和特点。该技术在胜利油田已推广应用近２０口井，平均提高泵效１８．１％，降低了生成成本，是一项提高油井采效益的新工艺。     

防偏磨无油管采油技术设想

大庆油田采油七厂自油田开发以来,在有杆泵采油方式中,普遍采用的是以实心抽油杆作为抽油泵抽汲动力、以油管作为出油通道的方式。随着开发的不断深入,为了经济有效开采,曾试验无油管空心杆采油技术,但由于杆柱下行阻力大,造成空心抽油杆承受压变载荷过大、弯曲严重,导致在较短     

直接驱动直线电磁抽油机系统的研究及试验

能耗在采油成本中占有相当大的比重。此外,游梁式抽油机系统还存在传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题,提出了以直接驱动为目的的直线电磁抽油机的设计方案。根据有杆抽油机系统的载荷特性,以多相无刷直流直线电机为驱动元件,设计了直线电磁抽油机系统的总体结构,并研制了小比例模型样机系统,进行了现场试验,结合有杆抽油系统的抽油杆柱的力学和数学模型,进行了直线电机驱动的直线电磁抽油机系统的仿真研究。理论分析和试验结果表明了新系统的可行性和有效性。     

分级承压抽油泵采油技术研究及应用

低渗透油藏CO_2驱可大幅提高原油采收率,但由于注入CO_2使采出介质含气率增大,造成抽油泵泵效降低。为此,研制了分级承压抽油泵。运用数值模拟方法对分级承压抽油泵在气液两相介质下的运行过程进行了仿真计算,得出分级承压抽油泵运行过程中泵筒内压力和气液两相介质的分布及其随时间的变化规律。从模拟结果可知:分级承压抽油泵可使游动阀的开启压力降低,抽油泵下冲程损失减小;该泵还可使游动阀和固定阀开启压差降低,上、下冲程溶解和析出的CO_2气体减少,抽油泵上冲程损失减小,使泵效提高,同时还可以避免发生气锁。分级承压抽油泵与普通抽油泵相比,可提高泵效20%左右,具有显著的增产和增油效果。     

小井眼无油管空心抽油泵采油系统

在低丰度、低渗透、低产量油田的小井眼井上采用无油管抽油泵或无油管螺杆泵采油系统 ,普遍达不到设计要求 ,新开发的小井眼无油管空心抽油泵采油系统的应用有效地解决了这些技术难题。该系统的地面部分仍采用常规的地面驱动设备 ,井下部分则采用空心抽油泵取代常规的管式抽油泵 ,以套管与空心抽油杆之间的环形空间作为出液通道 ,利用空心抽油杆内腔以及空心泵的中间通道测试井下参数 ,出液通道也可作为油井清蜡和加药的通道。由于省去了油管柱 ,可降低设备与维修总投资的 2 0 %～ 3 0 %。     

小套管井无油管采油技术的研究与应用

近年来,内径小于?101.6 mm的小套管井在临盘采油厂渐成规模,已成为原油生产的重要组成部分。但由于套管内径限制,该类油井泵径小、杆管间隙小,导致提液困难和杆管偏磨。本研究提出了小套管井无油管举升的技术理念,配套完成了小套管井无油管杆式泵锚定技术、空心杆注塑防偏磨技术、无油管采油井口出油系统及举升工具的设计与室内试验,形成了一套完整的小套管井无油管举升实用技术。现场试验表明,该技术满足了小套管井现场提液、防偏磨的需要,有效降低了生产成本,是一种技术可靠、使用简单、成本低廉的技术手段,对油田小套管井的高效开发具有重要意义。