利用测试分析提高螺杆泵井系统效率

为提高开发效率和降低能耗,各油田普遍采用螺杆泵井生产工艺,但不少油井特别是稠油井仍存在油泵空抽、能耗高、系统效率低等诸多问题.2012年,胜利油田孤东采油厂对螺杆泵井系统效率进行了专项测试,对影响螺杆泵井系统效率因素进行了分析,提出了提高螺杆泵井系统效率的井下措施、地面措施和其他管理措施共12条对策.实践证明,孤东采油厂机采系统螺杆泵井效率得到明显提高,低效井比例有效下降.     

螺杆泵油系统工况参数测试仪的研制

介绍了螺杆泵采油系统工况实时监测与故障诊断系统及其核心仪器：扭矩、轴向力、转速一体化传感器工作原理、主要参数指标。这种传感器利用了受扭轴扭转应变与扭矩、轴向应变与轴向力的对应关系,采用了信号非接触传输原理。数据采集仪使用了信号高速传输和屏蔽技术。这 种传感器的使用寿命长、精度高、性能稳定、传输数据快、抗干扰能力强、测量范围宽、安装简便、成本适中。文中给出了3口油井的对应扭矩与转速实测曲线。为螺杆泵采油系统的工况实时监测与故障诊断提供了技术手段。     

地面驱动螺杆泵采油系统工况测试仪电源设计

详细介绍了地面驱动螺杆泵采油系统工况参数测试仪的电源及其电路设计，并对电源电路的各个单元作了相应介绍。测试系统由12V、4A、4h可充电蓄电池供电，并通过旋转变压器完成静止电源和旋转电源的能量传递。使用所设计的电源，测试系统可连续工作4h以上。并且简化了系统测试的准备过程。满足现场测试要求，克服了原有测试系统由于引入电网交流动力电而带来的测量干扰，使整个测试系统的工作可靠性和测试精度均有提高。     

基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计

为避免因螺杆泵抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失,设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况,在线测试螺杆泵工作过程中的电流、电压、进出口压力、流量、转矩、转速、轴向力等参数,计算出螺杆泵的容积效率和综合泵效,并绘制出特性曲线。现场应用表明,系统测试数据和性能曲线可为新泵在高泵效区生产和旧泵的科学高效使用提供依据。     

螺杆泵工况测试技术进展

螺杆泵工况测试技术是螺杆泵采油管理技术的基础,也是对油井进行故障诊断的必要条件.在回顾国内外螺杆泵工况测试技术发展历程的基础上,总结了经验测试、电参数测试、光杆载荷测试和机械振动测试等现有测试技术的原理及特点,从3个方面对国外螺杆泵工况测试技术的发展进行阐述:基于系统集成的智能化测控、网络的远程测控和虚拟仪器的图形识别,指出我国螺杆泵工况测试技术的现阶段差距和攻关方向.     

直驱螺杆泵偏心测试可行性研究

常规直驱螺杆泵具有节能效果显著,设备运转平稳,操作简单,维护费用低等技术优势.因直驱电动机外径尺寸偏大和普通偏心井口偏心孔眼小,无法留有测试通道,不能进行偏心测试,限制了其应用范围.通过建立直驱电动机外径、井口高度、测试通道与竖向夹角角度及偏心孔眼到油管中心的距离四个变量的函数关系式,改进直驱电动机和偏心井口,确定四个变量的最佳协调点,改进直驱螺杆泵,现场偏心测试试验成功,且改进直驱电动机节能效果显著,拓展了直驱螺杆泵的应用范围.     

新型螺杆泵锁定系统

美国阿伯丁Caledyne股份有限公司研制出快速闭合锁定系统,安装在威德福生产的箭头式螺杆泵上,可一次完成起下作业。     

螺杆泵采油系统的优化设计

通过对地面驱动螺杆泵采油系统的优化设计进行分析 ,收集当前油田普遍用的已成系列的螺杆泵参数 ,并对这些参数进行处理 ,拟定合理的螺杆泵采油系统的优化设计方案 ,从而降低油田生产的成本和提高经济效益     

集成式螺杆泵扭矩测试技术的研究与应用

针对传统扭矩测试技术存在的测试工序复杂、安全性能差、测试效率低等问题进行了技术攻关,研制了集成式螺杆泵扭矩测试仪,完善了泵况诊断技术,为提高螺杆泵井管理水平提供了可靠的技术支持.该项技术快捷、实用,测试数据准确可靠,适于规模化推广应用.     

半潜式钻井平台螺杆泵测试新工艺

螺杆泵测试在解决高粘度、高含蜡、高倾点、高固相（含砂）等物性油藏的评价方面具有独特的优势和无可替代的作用。在半潜式平台上实现PCP（Progressing Cavity Pump）与DST（Drill Stem Tes-ting）＋TCP（Tubing Convey Perforating）一体化组合的关键是在半潜式平台上实现PCP的应用。针对在半潜式平台上进行螺杆泵测试面临的风险和挑战,给出了利用PCP和环空压控工具（APR）＋TCP等测试工艺的创新组合,进行了配套设备设计、TCP＋DST＋PCP一体化测试管柱设计、作业程序设计,通过应用TCP＋DST＋PCP一体化测试工艺,成功地实现了地面求产,从而有效地解决了重油油井测试举升的难题,有效地实现了地层评价。     

电加热空心抽油杆驱动螺杆泵装置

新研制的电加热空心抽油杆驱动螺杆泵装置采用空心杆驱动螺杆泵，抗扭承载能力比相同横截面积的实心杆增大近1倍。通过向空心杆内孔下入整体电缆，经终端器使电缆和空心杆内壁构成回路，利用交流电的集肤效应原理使杆壁发热，进而加热油管内原油，达到防止油管内壁结蜡，增加原油流动性，降低杆柱承受的摩擦扭矩及防止杆柱断脱之目的。试验和应用情况证明，这种装置具有加热段长、加热均匀和加热功率可调等特点，特别适合于开采高粘、高凝和高含蜡原油。     

地面驱动螺杆泵空心抽油杆系统的优化设计

在对实测井眼曲线进行三次样条拟合和对地面驱动螺杆泵杆柱在定向井中受力与变形进行分析的基础上 ,建立了空心抽油杆系统的优化设计模型。模型以杆柱可靠性最佳和扶正器数目最少为优化目标 ,采用分层优化的求解方法 ,第一层次以扶正器数目最少为目标 ;第二层次以杆柱疲劳寿命最长和静强度安全系数最大为目标 ,由井深最大的设计井段向上逐段求解。根据优化设计方法编制了通用设计程序 ,并对某定向井做了优化设计实例计算 ,给出了该井空心抽油杆杆径、杆长、根数及扶正器布置方案     

井下单螺杆抽油泵杆柱受力分析与设计

在井下单螺杆抽油泵系统中，抽油杆柱既传递扭矩又承受轴向载荷，其受力状态与常规抽油系统中的抽油杆柱大不相同。对井下单螺杆抽油泵杆柱进行了受力分析，并建立了杆柱设计与计算的力学模型。提出了井下单螺杆抽油泵杆柱设计的原则和在二向应力状态下等强度组合杆柱设计和计算的方法：为降低杆柱摩阻和油液压头损失，应尽量采用小规格的D级抽油杆，在小规格的抽油杆柱的最大工作应力大于抽油杆的许用应力时再选用大一规格的抽油杆。此方法可利用计算机编程进行杆柱设计与计算，其程序简单易行，适用于现场工程设计计算。最后给出了设计与计算实例。     

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效分析与预防措施

地面驱动单螺杆泵抽油杆失效类型有断杆、脱扣 ,以及抽油杆与接箍联接螺纹剪切破坏等。影响地面驱动单螺杆泵抽油杆失效的主要因素有杆柱安全系数小 ,抽油杆刚度差 ,砂卡及高粘油胶质沉积 ,过载保护不理想及配合螺纹精度低及接箍材料不合格等。提出应改进过载保护系统 ,正确设计抽油杆柱 ,合理选取有关参数 ,进行刚度校核及严把质量关 ,确保螺杆泵系统高效可靠地运行。     

螺杆泵性能试验自动测试系统研究

介绍了螺杆泵性能试验的自动测试系统。该系统基于Windows环境下，采用VB开发工具，可对压力、流量、转速、扭矩、温度、泵功率、轴功率及效率等多项性能参数进行自动检测，并自动绘制性能曲线。2a多的现场运行结果表明，该系统具有较好的适用性和推广价值。     

单螺杆抽油泵新型试验台

为了对新出厂的单螺杆抽油泵进行快速科学有效的测试,研制了螺杆抽油泵试验台,该试验台由主机、液路系统、电气控制系统及数据采集处理系统等部分组成,可对压力、排量。转速、扭矩、进出口温度及效率等多项性能参数进行自动检测,并自动打印出数据和绘制被测试螺杆抽油泵的特性曲线。一年多的使用表明,该试验台省时、省力,自动化程度高,测试效率和可靠性高,是目前较理想的单螺杆抽油泵测试设备。     

螺杆泵驱动杆柱力学分析及稳定器布置

就工作原理而言，螺杆泵兼有离心泵和容积泵两者的优点，其缺点是驱动杆柱断裂较频繁。根据螺杆泵的工作状况，考虑抽油杆柱的重力、浮力、拉力、扭矩、井限轨道等因素的影响，给出了驱动杆柱动力学基本方程，建立了三个模型，即对驱动抽油杆柱作整体力学分析的稳态拉力－扭矩模型；对井口处的驱动杆柱作局部弯曲分析的数学模型，以及对与螺杆泵转子相连接的下部杆柱作动力分析的数学模型，并提出了稳定器布置方法。     

地面驱动单螺杆泵杆柱的组合设计

根据地面驱动单螺杆泵的工作特点，分析了传递动力的抽油杯柱受力状况，认为抽油杆柱受复合载荷的作用，在承受扭矩的同时承受较大的轴向力，给出了各种载荷的计算方法。由第四强度理论，提出了把抽油杯柱设计成两级杆柱的等强度组合设计方法，即先按要求及标准确定两级杆柱的直径和长度，然后扶强度条件进行校核。根据油田的实际情况，编制了抽油杆柱电算程序，并给出了设计训一算实例。     

螺杆泵井抽油杆/泵优选及分析系统

开发了地面驱动螺杆泵油井抽油杆系统分析与最优设计系统；建立了螺杆泵、杆柱直径及扶正器间距的优化设计模型。在优选螺杆泵的过程中，可从现有的泵型库中选出最优的一种，并确定油井的优化产液量、合理的下泵深度及螺杆转速。在对抽油杆进行优化过程中，又分为2个层次，分别以扶正器数目最少和杆件综合强度(静强度和疲劳强度)最大为目标，对系统进行优化设计。利用动态优化的思想进行求解。完成了系统优化设计程序，并已应用于实际设计计算中。     

论滚道式减速器用于螺杆泵采油系统的可行性

针对螺杆泵采油系统现有两种驱动方式存在的不足 ,对径向尺寸小 ,承载能力强、工作可靠的滚道式减速器用于螺杆泵采油系统的可行性和前景做了研究 ,认为这种减速器非常适合驱动采油螺杆泵 ,采用它不仅可以使螺杆泵具有较低而稳定的转数和较大扭矩 ,且能够与多种规格的螺杆泵匹配。讨论了滚道式减速器的结构、工作原理及若干关键技术问题。从室内力学性能测试与工作模态分析结果来看 ,已经加工出的滚道式减速器基本达到预期技术要求。实践表明 ,以滚道式减速器作为井下驱动螺杆泵减速装置完全可行 ,该减速器的开发应用将为我国油田开发带来巨大经济效益。