油田螺杆泵采油技术进展

【摘要】螺杆泵和潜水电泵、液压活塞泵和梁式（链型）的抽油机相比，具有简单的结构，和低廉的价格；它坐在井口套管四，占地面积小，除了原来的井口，几乎没有其他地区，可以很容易地覆盖。...

[摘 要]近些年来，随着石油行业的发展越来越快，采油技术受到了越来越高的重视，在社会对石油资源的需求越来越大的情况下，如何降低采油成本和提高开采效率是当前油田开发过程中最为重要的研究方向。目前，最为常用的采油技术就是螺杆泵采油技术，通过在地面上驱动螺杆泵。该技术具有投入资金少、设备结构简单、操作简单、节约能源及适应性强等，已经被广泛地应用于阿联酋、迪拜、美国等国家油田开采中对稠油、稀油及复杂井况的开采当中；螺杆泵采油技术目前在国内还仅仅用于水驱开发和海上油田开发的领域。本文主要通过对螺杆泵采油技术的特点和缺陷进行分析，并且对其目前的发展情况进行了阐述。

[关键词]螺杆泵，油田，采油系统，技术进展

中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0050-01

一 螺杆泵采油系统特点

1.1 螺杆泵采油技术与其它机械采油设备相比，具有以下优点[1]：

螺杆泵和潜水电泵、液压活塞泵和梁式（链型）的抽油机相比，具有简单的结构，和低廉的价格；它坐在井口套管四，占地面积小，除了原来的井口，几乎没有其他地区，可以很容易地覆盖。一种防盗井口装置；螺杆泵与抽油机相比，它液柱和机械传动没有惯性损失，是现有机械生产设备中能耗最低的设备；适应高粘度范围，可以对稠油进行开采，所以大部分的稠油井可以应用；在理论上，螺杆泵可输送砂浆的砂含量80%，，因此沙井中可使用螺杆泵；螺杆泵不会气锁，适用于油气混合输送，但井下泵在入口处的自由气体将占据一定体积的泵，螺杆泵在斜直井和设备占地面积小，适用于海上油田群井组和水平井生产井；当发动机或电机停止旋转时，与杆泵相比，螺杆泵更容易恢复工作状态。

1.2 螺杆泵采油技术虽然有上述诸多优点，但是在某些方面也有缺点：

如果定子的寿命比较短，需要对泵检查多次，每次泵检查必须下管柱，增加泵的成本；如果泵只有极低粘度的液体，泵过热会引起定子弹性体老化，甚至烧毁；定子橡胶不适合在蒸汽喷射井；虽然它操作简单，如果操作者不正确操作的训练，操作不正确，造成泵损坏。目前，大多数应用在压头质量生产井和泵装置井深1000m相对较低。这些缺点严重影响了螺杆泵采油技术的应用。

二 螺杆泵采油技术国内外应用现状

1、国内外石油工业中螺杆泵采油技术应用现状

随着螺杆泵采油技术的发展，该技术已在国外油田的开发中起着重要的作用。它不仅广泛应用在稠油井和出沙井的开采中，而且在稀油井以及特种情况井中也多有使用。螺杆泵采油技术已经逐步走向了科学化、规范化、系列化的道路。目前，国外已经投入使用的螺杆泵扬程最大可达3000米，排量可以达到1000立方米/天，最高温度为140摄氏度。螺杆泵采油技术在稠油井中应用已经较为广泛，以委内瑞拉的Bolivar Coast油田为例，在超稠油井的开采过程中使用螺杆泵采油技术替换抽油机，可以使产量增加35%，作业量减少83%，电费减少70%，泵效提高了53%，有着很好的应用效果；螺杆泵技术在稀油井中应用时同样有降低能耗、维护费用的作用。通过对大量油井数据进行分析，在相同的井况下使用螺杆泵能够节省电力资源和维护费用，同时油田电力供应紧张现象可以得到极大缓解[2]；除此之外，螺杆泵采油技术在复杂工况井中也得到了广泛应用。

2、国内石油工业中螺杆泵采油技术应用现状

自从上世纪八十年代开始我国石油工业开采过程中采用螺杆泵采油工艺应用于油田人工举升领域，螺杆泵最大扬程可达1800m，最大排量可达每天240立方米，最大耐温达到120摄氏度，和国外的螺杆泵技术还存在一定程度的技术差距。目前，国内石油开采中使用螺杆泵开采技术的水驱采油井主要有大庆油田、华北二连油田和大港油田，螺杆泵采油技术在这些油田开采中的使用已达到工业化规模，有较为理想的使用效果。

3、螺杆泵采油技术发展趋势

随着螺杆泵采油系统推广应用，以及螺杆泵技术迅速发展，有许多新的结构和许多新材料使用在螺杆泵采油系统中大大提高了螺杆泵的使用性能和使用寿命。生产转子的工艺和材料目前有以下几种：

3.1 热轧成型转子

螺杆泵转子一般用圆钢坯料加工成型，这种方法有加工时间长、材料浪费、成本高，以及不理想的锻造流线等缺点，在实际使用过程中效果不理想。若使用热轧成型转子不仅可以减少加工时间，节约金属材料，降低制造成本，而且还具有更理想的锻造流线。因此，近年来，热轧成型转子是国内外石油产业中的一个研究重点。还有以钢管热轧成型的转子，不仅具有热轧型转子的优点，还可节省更多的材料，而且重量也轻。在使用过程中若它能够与空心抽油杆相匹配，可以将油注入抽油杆和转子中间，提高稠油的开采率。

3.2 螺杆泵中采用金属定子和塑料转子

常规螺杆泵，用金属制造转子，橡胶材料制造定子，定子是易损件。定子固定在油管的下端，更换定子时必须起下油管，很不方便。为了消除这个缺点，国外有人提出采用金属定子、塑料转子螺杆泵，转子成为易损件，它与抽油杆相联接，更换转子不需要起下油管，比较方便。所以近年来国外在研制、试用金属定子、塑料转子螺杆泵。

常规螺杆泵通常使用金属转子和橡胶定子，因此在使用过程中定子是易损件，而定子的更换却比较麻烦。为了解决这个问题，研究人员提出在螺杆泵中使用金属定子和塑料转子，将转子变为成为易损件以方便螺杆泵的维护和维修。因此，近年来在国外的螺杆泵发展中采用金属定子、塑料转子。

三 结语

螺杆泵采油技术在石油资源开采中使用最为普遍的油井举升工艺，该技术已经被广泛地使用在高产油井、海油井以及出砂井的开采当中，在实现提高油田产量、稳定油田产量方面起着极其重要的作用。我国国内的油田开采过程中螺杆泵技术的应用与国外相比在技术方面还存在着不小的差距。因此，通过对油田中的螺杆泵采油技术的技术进行分析，再通过研究螺杆泵技术的国内外发展情况，借此对油田螺杆泵采油技术进展进行了研究。我国的石油开采行业应用螺杆泵技术需要紧跟技术的研究应用进展，在螺杆泵采油技术研究后期可以对排量、耐温、实时监测等方面进行技术研究，以促进我国螺杆泵采油技术的发展和应用。

参考文献：

[1] 黄智.浅析螺杆泵采油的技术优势和发展方向[J].中国化工贸易，2015，7（24）.

[2] 刘莉，刘洪滨，靳玉权.浅析螺杆泵采油系统的技术发展现状[J].中国科技博览，2015（39）：27-27.

[3] 黄有泉，何艳，曹刚.大庆油田螺杆泵采油技术新进展[J].石油机械，2003，31（11）：65-69.