淺談螺桿泵在稠油采油生產中的應用

李潤澤 （中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司金馬油田開發公司，遼寧 盤錦 124010）

稠油、出砂重等問題是小洼油田最常見的問題，也正是因油田這樣的地質特征，使得我們對于小洼油田的原油開采更加關注。作為一種油田采輸工藝，螺桿泵是一種行之有效的采輸手段，被廣泛運用在小洼油田的才有生產中。下文就小洼油田的特征和現狀展開分析，就螺桿泵采油裝置結構及工作原理進行研究，探討了螺桿泵運用在小洼油田稠油采油生產中。

1 小洼油田的地質特征分析

1.1 構造與儲層特征

小洼油田屬于遼河斷陷彭迪中央凸起的南部傾沒帶北段的構造，西與大洼斷層和清水洼陷臨近，具體處在大洼斷層的上升盤上，東面中央隆起，向南逐漸傾沒，構造面積達到12km2，含油面積更是在8.0km2左右。相對來說，小洼油田的沙三段儲層巖性較粗，以不等粒砂巖和粒狀砂巖為主。而東營組儲層巖性則較細，由細砂巖和不等礫砂巖組成，另外，儲層中還包括一些粘土礦物，由蒙脫石、伊利石和高嶺石等成分組成。

1.2 沉積及油氣分布特征

小洼油田的斷塊儲層可以分為原生也隙、混聲孔隙，如果按照孔隙的結構來劃分也可以分為東二段高滲大孔隙喉不均勻型和東滲大孔隙喉不均勻型。小洼油田構造運動頻繁，地質斷裂活動也非常強烈，東營組時期洼的38塊位經過了沙一段、沙二段等沉淀時期，因發生了剝蝕夷平等作用，地形平緩最終形成了一套三角洲沉積體系。

1.3 小洼油田開發主要矛盾

原油粘度大、攜砂能力強是小洼油田與海外河油田普遍存在的問題，還有部分油田會出現軟卡及或者砂卡泵的現象，從而影響到油井的正常采油生產，同時，為了對這些問題采取措施，可能增加措施工足量，最終使得采油成本上升，制約原油生產。對于攜砂和稠油等問題，我們可以運用螺桿泵采油技術來實現，但螺桿泵采油會普遍存在油井桿柱斷脫、泵效低以及不出油等情況，最終影響措施的有效性，抑制了螺桿泵的采油優勢。因此，對于螺桿泵的運用，我們還要進行多方面的甄選和措施增加，以解決小洼油田開發矛盾

2 螺桿泵采油技術的原理及特征分析

2.1 螺桿泵的原理

螺桿泵屬于一種容積式的轉子泵，主要通過螺桿和襯套組成密封腔的容積變化來吸入或者排出液體。由中間的螺桿為主動螺桿，螺桿被原動機帶動回轉，而兩邊的螺桿則為從動螺桿，是隨主動螺桿的作用力反向旋轉的。因螺桿與襯筒內壁的緊密配合，使得泵在吸入與排出扣之間被分隔成一個或者多個空間。當螺桿泵處于工作狀態時，液體被吸入進入螺紋與泵殼形成的密封空間中，當主動螺桿旋轉時，密封空間在螺牙的擠壓作用下將提高螺桿泵的壓力，隨即沿著螺桿的轉動，不斷形成泵的吸入流，最終將吸入室中的液體封存，并從吸入室螺桿軸向排除端連續的推移。總之，螺桿泵的運動部件較少，沒有復雜的流道和閥件，且油流擾動排量均勻，非常適合運用在小洼油田稠油采油生產中。

2.2 螺桿泵的特征

螺桿泵擁有寬闊的壓力和流量，壓力可達到3.4-340千克力/cm2，流量可達100cm3/分。并且其能夠運動各種類型、粘度的液體，因為泵內的回轉部件慣性力不高，所以可能達到非常高的轉速。一方面，螺桿泵的吸入能力較好，且擁有自吸能力，流量均勻連續，且振動小、噪音低。另一方面，相較于其他的回轉泵，螺桿泵不敏感于進入的氣體和污染物，結構堅硬，且安裝和保養便利，因此被廣泛運用在小洼油田稠油采油生產中。

3 螺桿泵在稠油采油生產中的運用研究

3.1 螺桿泵的參數選擇

前面說到，螺桿泵具有可變量輸送、自吸能力強、可逆轉等特點，在稠油采油生產中，被廣泛的使用在輸油等環節上。而在選擇螺桿泵時要考慮到經濟性、合理性以及可靠性等原則，如果涉及考慮不周，很可能對以后的使用、管理以及維護帶來麻煩。對于螺桿泵的轉速選擇一定要根據其流量與轉速呈線性關系的原則來選擇，高轉速的螺桿泵相比于低轉速的可以增加采油的流量和揚程，但會增大轉動功率，加速轉子與定子的磨損，從而降低螺桿泵的使用壽命。其次，螺桿泵的種類有很多，相對來說，進口的螺桿泵擁有合理的設計和精良的材質，但價格過高，且維修和服務不到位。而國內生產的大都是防治產品，產品質量不能保證，而價格相對來說較低。

3.2 螺桿泵的安全使用方法

螺桿泵停車時要首先關閉排出停止閥，待泵完全停止后關閉吸入停止閥，因螺桿工作時間過長、剛性較差，所以極易引起彎曲，最終導致工作時長。所以，對于軸系的鏈接需要對中，對中工作要在安裝定位后進行，以避免管路牽連導致變形。事實上，螺桿泵在吸排停止閥全開的情況下啟動，這樣做的目的是方式螺桿泵過載或者吸空。前面說到，螺桿泵具有干吸能力，但在實際的運行過程中，還是要避免其干轉，如果原油的溫度很低或者粘度很高，應讓螺桿泵在吸排閥和旁通閥全開的情況下來啟動。而當旁通閥開啟時，油體在有節流的情況下會在泵中不斷循環流動，且隨著油量的增多，循環的時間也隨之增長，最終導致液體發熱，高溫會使得泵變形損壞。最后，螺桿泵的運轉會產生一定的吸排力，當泵工作時，我們要檢查其壓力、溫度以及機械軸封，軸封允許有少量的謝列情況。如果發現螺桿泵工作時有噪聲，這說明油溫太低，油的稠度太高，油體進入空氣時，聯軸節失中導致的。

3.3 螺桿泵的使用注意事項

將螺桿泵使用在小洼油田稠油采油生產中，要注重裝配時要將螺桿泵的各個零件仔細清洗，并檢查有無損壞的零件。要注意傳動軸兩端接頭位置的裝配，檢查密封圈是否存在問題，并在空腔內填入潤滑脂；要保證正確的軸承安裝，無卡阻、卡頓現象。不僅如此，對于軸封的安裝一定要進行填料，讓填料能夠壓緊螺栓位置，這樣也便于扳手調整螺栓。最后，我們對于螺桿泵要進行良好的維護和保養，在大多數情況下，因汽化而導致密封泄液孔不能觀察泄露情況，我們是允許少量穩定的泄露存在的。對于不使用一周以上的螺桿泵，應該打開其進出口閥門，接通電動機，點動幾次來確保其工作正常，對于停機時油位應保持在檢視孔的中心，并做到每半年更換一次。

4 結語

綜上所述，對于小洼油田這樣的稠油、出砂重的采油生產，我們一般使用螺桿泵技術。而又因在實際的運用中常常出現油桿斷脫、卡泵、泵排量與油井供液能力不匹配等情況，所以我們還需要注重到螺桿泵的選擇，注重日常的保養和維護，并根據開采情況實施措施，有效發揮螺桿泵的優勢。

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