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。     

螺杆泵生产允许最低沉没度的确定

1．问题的提出 螺杆泵井的井下定子橡胶对温度较敏感，温度越高，溶胀越大，直接影响定子寿命。当泵效降到较低值时，摩擦生热散发不出去导致温升较快，长期运转会烧泵。螺杆泵井的泵效与供液能力有直接关系，沉没度过低，泵效下降，将出现烧泵现象。大庆油田采油六厂第三油矿目前螺杆泵由于受钻控影响，相当一部分井沉没度低，产液下降，为防止烧泵现象发生，同时也不出现盲目关井而影响原油产量，有必要合理确定螺杆泵井生产允许的最低沉没度。     

空心转子螺杆泵采油系统的研究及现场应用

空心转子螺杆泵采油系统由地面部分、电控部分、井下泵及配套工具等4部分组成，其中井下泵的空心转子由等壁厚的空心管在特殊模具和设备上一次拉制成型。采用空心转子螺杆泵采油技术可实施大排量、快速热洗清防蜡工艺；实施实心螺杆泵无法做到的油井测压工艺，并具有防抽油杆柱脱扣功能。7口常规抽油机无法正常运转的油井采用空心转子螺杆泵后运转情况良好，平均泵效74％。空心转子螺杆泵采油技术有望在剖面测试和同井注采方面获得应用。     

大庆新型螺杆泵国内首次工业化应用

正截至2016年3月24日,大庆油田采油工程研究院研制的新型短幅内摆线螺杆泵已在大庆油田现场试验86口井,平均免修期889 d,比普通螺杆泵延长264 d;平均泵效63%,比普通螺杆泵提高24%。这86口井的经济效益达1 992万元。新研发的这款螺杆泵不仅未增加成本,而且泵效高,使用寿命长,实现了高效举升。新型短幅内摆线螺杆泵是相对于     

全金属单螺杆泵结构优化设计

利用Matlab软件对全金属单螺杆泵的结构参数进行了数值分析,从理论上分析了短幅内摆线等距型和短幅外摆线等距型的线型特点。结合设计实例,对比相应理论性能参数优化设计了全金属单螺杆泵线型和头数;应用ANSYS软件对定、转子做了热力耦合分析,同时建立了全金属螺杆泵的三维流场模型,利用Fluent软件研究了全金属螺杆泵在不同黏度下的泵效随配合间隙的变化规律。分析结果表明,全金属螺杆泵定转子的断面线型选择短幅内摆线等距型更加合理,头数比优选1∶2或2∶3;全金属螺杆泵在热采环境中优势明显,配合间隙考虑在0.10⁰.30 mm之间选取,冷采环境在0.300.30 mm之间选取,冷采环境在0.30⁰.50 mm之间选取,给出了各种黏度下的间隙优选图。该项研究成果对全金属螺杆泵的优化选型有着重要的指导意义。     

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.     

合理沉没度及泵况控制图的确定

尽管螺杆泵的泵效较高，我们认为螺杆泵的泵效一般控制在50％～90％较为合理，泵效太高影响油井的潜力，泵效太低则螺杆泵的工作性能优势得不到最好的发挥。因此，用50％～90％作为计算沉没度范围的界线值，与泵的结构参数、加工质量等有关的常数PO选泵深1000m时的模拟参量值为7．52.由此从理论上分析，螺杆泵的沉没度应控制在200～500m之间为宜。     

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。     

大排量螺杆泵在大庆聚合物驱采油中的应用

针对抽油机和电潜泵两种机采方式对聚合物驱井采出液的不适应问题 ,开展了大排量螺杆泵采油系统推广应用试验。在确定了总体试验方案的基础上 ,采取了合理选择大排量螺杆泵基本结构参数 ,如加大转子直径、减小转子偏心距和加大衬套导程 ;完善抽油杆柱防断脱技术 ;提高系统效率等一系列具体方案。大庆油田 17口井特别是 5口典型井的推广应用表明 ,大排量螺杆泵可以满足聚合物驱采油井的生产要求 ,螺杆泵井的平均运转时间超过 1年 ,平均泵效达79 7% ,比抽油机井泵效高 32 % ,单井平均每天节电 2 4 8 4kW·h。大排量螺杆泵采油系统存在的问题是配套技术尚需进一步完善。     

3D THERMODYNAMIC ANALYSIS AND INTERFERENCE ADJUSTING METHOD OF THE PROGRESSIVE CAVITY PUMP FOR OIL PRODUCTION

通过对油田广泛应用的采油螺杆泵定转子进行三维数值模拟,利用单向解耦的方法分析了螺杆泵定子内部温度场的分布及特点,分析了定转子过盈的变化规律及其对螺杆泵工作特性的影响.结果表明:在定子橡胶滞后热的作用下,定子型线发生了改变,导致定转子过盈产生非均匀性的变化.从改变定转子型线配合及啮合的角度,提出了新的螺杆泵过盈调整方法,即同时调整螺杆泵转子直径和偏心2个参数.现场试验结果表明:过盈调整螺杆泵在降低工作扭矩、提高系统效率方面展现出了明显的优势.截至2011年3月底,大庆油田试验了过盈调整螺杆泵井36口,最长免修期达592 d,平均工作扭矩降低了13.8个百分点,平均系统效率提高了10.5个百分点.     

双头单螺杆泵的线型设计及虚拟建模

在对各种摆线分析比较的基础上，提出采用短幅内摆线作为原始齿形曲线用于定子骨线设计，其共轭曲线用于转子的双头单螺杆泵设计。推导出这种双头单螺杆泵的转子和定子线型的数学方程式，并利用Pro／E对其进行虚拟建模，为双头单螺杆泵的加工及改进提供参考。     

普通内摆线型双头螺杆泵建模及运动仿真

根据螺杆泵转子和定子型面成型机理,用三维建模软件SolidWorks建立了普通内摆线型双头螺杆泵的三维实体模型,并用运动学分析软件COSMOSMotion对其进行了运动仿真和分析。结果表明,转子型线上圆弧段各点以及靠近圆弧段的点的运动轨迹都是类三角形,其他各点的运动轨迹为打扣的类三角形。得出了：①转子型线上各点的速度和加速度的变化规律;②齿凸和齿凹接触点的相对滑动速度的变化规律。     

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。     

旋弦线单螺杆泵的基本理论与实践

从旋弦线单螺杆泵的基本理论出发 ,介绍了旋弦线系列泵的基本方程式、主要参数、受力分析和效率计算公式 ,从理论上揭示旋弦线螺杆泵的性能。旋弦线线型是泛摆线的极限型 ,特征是定子有直母线边 ,螺杆具有反向滑移啮合特性。它的 1∶2结构与普通内摆线 1∶2结构相同。通过系列方程式导出 2∶3结构旋弦线螺杆泵比 1∶2结构单螺杆泵 ,具有螺杆每转排量大、定子单级承压高、泵截面有液压力偶腔、螺杆受力状态好、定子支座反力小等长处。且其效率比 1∶2结构单螺杆泵高 5 %～ 10 %。     

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。     

地面驱动采油螺杆泵设计中的若干问题

在研究试验的基础上,阐明了在设计地面驱动采油螺杆泵时如何合理选择泵转速,转子与定子间过盈值和泵的每级承压值等参数问题;分析了螺杆泵的启动力矩、外特性曲线及最佳工作区域。     

螺杆泵抽油杆柱负载扭矩计算

用螺杆泵采油时，抽油杆带动果转子旋转必须克服的反扭矩包括：１．泵转子与定子间初始过盈产生的反扭矩；２．泵定子橡胶溶胀和热胀产生的反扭矩；３．泵进出口液压差作用在转子上产生的反扭矩；４．井液对抽油杆表面产生的摩擦力矩。用试验分析方法得出了前三种反扭矩，计算了第四种反扭矩，并以大庆采油六厂拉９—２６３８井所用螺杆泵的实际参数为例进行了计算，为合理使用螺杆泵、选择适当的抽油杆参数提供了依据。     

基于UG的单螺杆泵参数化建模

采油用单螺杆泵转子和定子的截面线型是一种公式曲线,比较复杂。同时,因螺杆泵转子及定子头数不同,其截面线型差别很大,建模过程也有所不同。为提高设计效率,减少单螺杆泵建模的复杂程度,探讨使用UG的Expression工具实现螺杆泵转子和定子参数化建模的方法。通过对单头单螺杆泵、双头单螺杆泵的转子、定子分别参数化建模,并以此作为模板,能够提高设计效率,降低设计的繁琐程度。     

等壁厚螺杆泵的研究与应用

介绍了二次浇铸加工等壁厚螺杆泵的方法及其室内实验和现场试验情况.用钢体制成螺杆泵泵筒,然后在泵筒内壁用大直径模芯浇铸成硬度较大的成型层,最后在成型层内用直径较小的转子模芯浇铸厚度相等的橡胶衬套,形成等壁厚定子.等壁厚定子螺杆泵是在常规螺杆泵的基础上发展的新机型,它解决了常规螺杆泵定子技术的不足,不仅继承了常规螺杆泵的优点,还具有独特的先进性.论述了等壁厚定子螺杆泵的性能优势,对等壁厚定子螺杆泵应用前景进行了探讨.     

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。