新型杆式螺杆泵的研制与应用

常规管式井下采油螺杆泵现场检泵作业周期长,且作业过程中存在油管和抽油杆的损坏风险,为此而研制了新型杆式螺杆泵。该泵综合了螺杆泵与杆式柱塞泵的结构特点,起下井作业方便,可以实现快速而经济的检泵和换泵作业,作业时只需起出抽油杆柱即可,可以缩短检泵时间,避免起下油管对其的损伤,降低油田的作业成本。现场应用结果表明,新型杆式螺杆泵操作和维护简便,综合效果明显,与同规格的管式螺杆泵相比,其工作电流降低约30%,泵效提高近20%,检泵周期也延长1倍多,换泵作业时间及作业成本均降低13左右。     

箭头型插入式螺杆泵省时高效

威德福公司设计并研制了箭头型插入式螺杆泵。由于要求仅是抽油杆移动,而不是油管柱,插入式螺杆泵减少了泵运行和提高相位时的停留时间。这一专利设计减少了泵部件长度1/2至2/3。因此,新型螺杆泵可举升很高,具有较大的容量。根据油管尺寸和操作条件,新型泵的容量达685t/d,举升高度为1600m。另外,这种较短型的泵结构有利于运输和装卸。用一个单泵座节和一个无旋转工具将泵固定,无须用特殊短接。新泵安装简单,无须为适应这种特殊泵的长度而与油管隔离。因此,不同尺寸的插入式泵可应用在同一油管上,无须起出油管。简化后的部件更易于运转,比双连接点系统更可靠,很少被砂或岩屑黏住。在装有插入式螺杆泵油管下入套管之前,举升工具原本应用于普通螺杆泵,用频繁换泵减少维修费用的方法实现有效补偿。最近,威德福公司将新系统应用于加拿大油田,在一口水平井中应用普通泵约17个月后被起出。改用插入式螺杆泵冲洗装置进行修井,作业时间仅3h。如果换用普通螺杆泵完成同类作业需8h。一台冲洗装置换泵费用通常为141美元/h,而用修井机完成换用普通螺杆泵的费用为266美元/h,改换新泵后的泵效为91%。箭头型插入式螺杆泵省时高效@小友     

插入式螺杆泵的开发及应用

对比螺杆泵采油方式的优势,分析了目前存在的弊端,即常规螺杆泵井的检泵作业仍需要起下油 管才可完成,施工工序复杂,较高的作业维护费用成了提高经济效益的一大障碍。针对这一问题,开发 了可锚定在油管中的插入式螺杆泵,介绍了它的结构优势及工作方式。这种新型泵的应用能够简化检泵 工序,节约一次起下管柱的作业费用。     

螺杆泵井抽油杆悬挂洗井装置

螺杆泵井作业在起抽油杆过程中，如果发生井喷，则无法对油管进行控制，只能尽快将抽油杆起完或下完，然后抢装旋塞阀，会对环境造成很大的污染。针对这一问题，研制了螺杆泵井抽油杆悬挂洗井装置，在起下抽油杆过程中可随时对油管进行控制，并为下一步压井作业建立循环通道。     

抽油杆悬挂器的研制与应用

随着塔河油田碳酸盐岩油藏注气三采的大规模开展,目前有杆泵井注气前需要起甩抽油杆,油井注气停喷后,还需组下抽油杆,才能恢复机抽生产,存在施工繁琐,影响注气、生产效率,施工成本高的问题。为此,专门研制了抽油杆悬挂器和专用拆卸工具,抽油杆悬挂器与油管悬挂器通过丝扣连接,丝扣外壁采取过流槽设计,底部直接与抽油杆采取丝扣连接。当机抽井需要注气时,上提抽油杆至有杆泵出泵筒,卸下抽油光杆,连接抽油杆悬挂器与井内抽油杆,采用专用工具将抽油杆悬挂器固定在井口油管挂处。当油井停喷后,采用专用工具将抽油杆悬挂器拆除,续下抽油杆,将有杆泵放回泵筒,连接光杆,恢复机抽。现场应用情况表明,该工具实现了注气前免起甩抽油杆作业,可大幅提高油井注气、机采时效,节约修井成本,具有广阔的推广应用价值。     

双筒可洗井螺杆泵的研制与应用

实心螺杆泵下泵后的油井不能洗井,同时井内砂在泵上沉积,重新开井后抽油杆柱扭矩大,造成抽油杆过载,常出现抽油杆断脱和螺纹损坏等问题,需要作业提出整套管柱重新下入新的螺杆泵才能恢复生产,造成很大的经济损失。为此,研制了双筒可洗井螺杆泵。该泵实现了举升与洗井作业功能一体化,减少了常规螺杆泵洗井作业时需上提下放泵挂的作业工序,与现有地面驱动装置配套使用,节约了作业成本,有效地解决了故障井的恢复和检泵作业的污染问题,提高了洗井效率和原油产量,减轻了劳动强度。现场5井次应用结果表明:平均泵效72%,平均工作周期超过360 d,对比措施前普通螺杆泵,累计节省洗井费用17万元。双筒可洗井螺杆泵满足了节能降耗的开发需要,在出砂、结蜡和结垢等油井应用前景广阔。     

抽油井不压井作业装置及抽油泵底阀设计

江苏油田的部分油井存在油管短路、地层高压低渗、漏失严重等问题,这些问题造成压井作业困难,并且压井作业过程中的井控与环境污染风险较大。为了进行不压井检泵作业,同时缩短检泵之后的产量恢复周期,进行了不压井作业技术研究,并研制了不压井作业装置。为解决起下抽油杆过程中的防喷问题,改进了抽油泵底阀结构,该结构可实现起下抽油杆过程中油管不带压、无溢流,并保障起下油管过程中的井控安全。该技术在江苏油田现场应用9井次,效果良好。     

聚乙烯衬里油管降低了井下故障

聚乙烯衬里油管已经在美国使用了 10多年 ,在 30 0 0多口井中得到应用。实践证明 ,聚乙烯衬里油管能够有效降低抽油杆油管磨损、油管腐蚀 ,在使用杆式泵或螺杆泵的井中 ,效果尤其明显 ,可以大幅度延长检泵周期 ,减少有关的作业费用     

螺杆泵采油工艺的合理应用

经过多年的开发研究 ,螺杆泵形成了有油管和无油管两种采油工艺。螺杆泵采油工艺相关技术参数的确定 ,包括地面驱动装置与泵型的匹配 ;抽油杆的选择 ;螺杆泵系统的优化设计 ;驱动装置的密封 ;防断脱抽油杆 ;空心转子螺杆泵采油技术等。螺杆泵配套技术的应用 ,在解决抽油杆断脱、驱动装置漏油等方面取得了实质性突破 ;在聚合物驱和三元复合驱中的应用均见到良好效果 ,可以作为目前克服抽油杆、油管偏磨的一项替代技术。今后在泵材料开发、泵结构的优化设计、自动控制及工况测试和潜油螺杆泵研制等方面的技术有待完善。     

螺杆泵井光杆受力法工况诊断技术

地面驱动螺杆泵采油系统通过井口光杆连接抽油杆向井下泵传递动力,光杆承受着垂向拉力和扭矩,受力状况复杂,螺杆泵采油系统的工况在光杆受力上必然有一定反映。通过建立光杆受力测试系统,可以实时测试螺杆泵油井在起动、运行和停机过程中光杆所承受的垂向拉力和扭矩。研究了测试数据与螺杆泵采油系统工况的对应关系,对典型工况的诊断方法进行了分析,包括:抽油杆断脱、定子磨损、油管漏、泵和油管脱、扭矩偏大等。通过对油田数百井次诊断,诊断结果正确率高于90%,说明通过光杆受力监测和分析实现螺杆泵井工况诊断是一项值得深入研究的技术。     

国外最新采油技术与装备(一)

近年来 ,美国和加拿大的石油机械制造商为了推动有杆泵、气举、螺杆泵和柱塞举升等机械采油技术的进步做了不懈的努力 ,推出了一系列新技术和新装备 :下冲程有杆泵、防气锁泵、抽油杆导向器新材料、有杆泵抽油效率评价系统、插入式螺杆泵悬挂系统、螺杆泵井底压力传感器、最小直径杆柱连接、侧管注入柱塞举升等。对以上技术装备做了简要介绍     

地面驱动螺杆泵采油系统管道内流体摩阻分析

运用流体力学有关理论, 对地面驱动螺杆泵采油系统环空管道结构参数和螺杆泵转速对流体摩阻的影响进行了分析。分析结果表明, 当油管直径一定时, 过大的抽油杆直径会使抽油杆柱旋转所受的油液摩阻及油液流动摩阻增大; 泵的转速过高会使抽油杆柱旋转所受油液摩阻及油液流动摩阻增大。建议在满足抽油杆强度及其它条件下尽可能采用小直径抽油杆; 在满足泵排量、泵效及其它条件下尽量不要使泵转速过高。合理选择抽油杆直径和泵转速将显著降低地面驱动螺杆泵系统总的能量损失。     

单螺杆泵井抽油杆柱的有限元分析

1．前言 地面驱动单螺杆泵采油系统适用于浅井、稠油井、含砂井和含气井。抽油杆是连接地面驱动装置和井下螺杆泵的部件。与抽油机井中的往复运动不同，单螺杆泵井中抽油杆是做高速旋转运动，由于井斜及抽油杆制造质量等原因，抽油杆不可避免地与油管发生碰撞。本文考虑碰撞接触的影响，运用有限元的方法对抽油杆进行整体受力及运动分析，建立有限元分析模型。该模型可计算出抽油杆在任意时刻、任意位置处的受力和运动状况，这对油田提高螺杆泵井管理水平具有重要意义。     

插入式大排量螺杆泵

美国威德福工具公司制造出一种性能优异的插入式螺杆泵。采用它只须起出杆柱，而不用起出油管，可缩短停产时间。该种螺杆泵有较大的举升高度和排量，根据油管尺寸和生产状态，目前已在用的泵排量高达759m^3／d，举升高度可达1600m。此外，该种泵的专利设计将泵组件的长度缩短了二分之一到三分之一，便于泵的使用和维修。该种新型泵只用单级泵座节，不用油管起下设备即可安装，     

抽油杆提升器

由Ｅ＆ＥＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍＲｏｄｅｃＡｎｔｏ -Ｌｉｆｔ公司研制的抽油杆提升器是一种手动工具 ,用于提升井下螺杆泵 (ＰＣＰ)系统的抽油杆柱。在需要提升抽油杆柱时 ,现场作业人员通过应用抽油杆提升器 ,使抽油杆柱复位 ,以此方式提高ＰＣＰ的工况特性。这种提升系统应用泵传动动力提升整个抽油杆柱 ,从而实现在无需动用修井机的情况下使抽油杆的耦合器或泵电机复位。抽油杆提升器的额定提升载荷达到 91 7ｋＮ ,可用于提升 31 75ｍｍ和 38 1ｍｍ的抽油杆。使用该工具能降低生产油管的磨损 ,并延长抽油杆的使用寿命抽油杆提升器@…     

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。     

螺杆泵抽油杆柱稳定器安装位置的确定

地面驱动螺杆泵采油系统的抽油杆柱，在传递扭矩过程中会产生较大的横向挠曲变形，使抽油杆柱与油管内壁发生摩擦。本文采用动力分析的有限元方法，求解螺杆泵的抽油杆柱在运动中产生的横向变形，确定在适当的位置安装稳定器，控制杆柱的变形，避免杆柱与油管内壁的摩擦。结合实例进行计算表明，在泵挂深度１２００米的井中，在杆柱适当位置安装１６个稳定器就可以使抽油杆柱的横向变形减小而不再与油管内壁接触。     

空心抽油杆技术在螺杆泵上的应用

传统的抽油杆可以用来驱动螺杆泵系统 ,但是传统的抽油杆设计 ,可以在交变张应力下工作 ,而不能在扭矩 (剪应力 )存在的条件下工作。传统抽油杆用来驱动螺杆泵系统受到限制 ,因为螺杆泵需要大扭矩杆驱动系统。空心抽油杆系统的研制解决了连接技术上的问题和管道磨损问题 ,大扭矩能力和从杆柱空腔内注入化学防腐剂和降粘剂而使泵效得到了提高。     

人工举升新技术

国外石油公司新近开发了 32项与人工举升有关的新工艺、新系统 ,现分类介绍如下 :1 有杆泵抽油抽油杆连接新设计 ,防气锁游动阀 ,光杆耐磨套筒密封 ,双重驱替泵 (连续油管作业 ) ,自足式快速功率计 ,井下加热器 ,两级杆式泵。2 活塞气举 (PL)PL控制器 ,减压固定阀 ,完整的PL密封装置。3 气举光纤气举监测仪 ,优化气举作业。4 螺杆泵抽油 (PCP)地面驱动装置 ,油管转动器。5 电潜泵抽油 (ESP)多叶轮泵 ,处理高粘流体的ESP ,开式宽叶轮泵 ,具地面接口的井下传感器 ,传感器新工艺 ,用于连续油管作业的ESP ,消除谐波影响 ,ESP监测系…     

5L型空心抽油杆打捞器研制及应用

鲁克沁深层稠油采用泵上掺稀降黏工艺采油,从空心杆掺入稀油经单流阀进入油管。由于抽油杆脱扣、疲劳等因素导致抽油杆落井打捞井较多,目前的打捞工具适用于实心抽油杆,前期采取起油管、抽油杆方式解决,修井时间长、作业费用高。对此,研制5L型空心抽油杆打捞器并成功应用,实现了快速高效打捞,提高了作业效率。