直驅(qū)式螺桿泵在八面河油田的應(yīng)用

和新鵬

【摘 要】八面河油田目前采用機械變速箱式單螺桿泵采油，在應(yīng)用中存在調(diào)參檔位少，排量與油井產(chǎn)能不匹配，邊遠(yuǎn)井地面管理麻煩等問題。尤其是在大排量螺桿泵應(yīng)用中，由于驅(qū)動力矩大，桿、管斷脫事故經(jīng)常發(fā)生，免修期短，影響了螺桿泵采油工藝的推廣應(yīng)用。通過開展直驅(qū)式單螺桿泵現(xiàn)場實驗，直驅(qū)式螺桿泵采用電機直接驅(qū)動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，減少了傳動過程中的能耗損失，提高了機械舉升效率。并且采用變頻無級調(diào)速，調(diào)參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力。可以取代機械變速箱式單螺桿泵。

【關(guān)鍵詞】螺桿泵；八面河油田

一、八面河油田螺桿泵應(yīng)用現(xiàn)狀

八面河油田2017年之前采用機械變速箱式單螺桿泵采油，在應(yīng)用中存在調(diào)參檔位少，排量與油井產(chǎn)能不易匹配，邊遠(yuǎn)井地面管理麻煩等問題。尤其是在大排量螺桿泵應(yīng)用中，由于驅(qū)動力矩大，桿、管斷脫事故經(jīng)常發(fā)生，免修期短，影響了螺桿泵采油工藝的推廣應(yīng)用。近年來，國內(nèi)開始應(yīng)用直驅(qū)式單螺桿泵，其具有如下主要特點：①電機直接驅(qū)動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，機械效率高，單耗低；②軟啟動，自動剎車，顯示并自動控制驅(qū)動力矩，降低桿、管斷脫事故，在油井提液時免修期較長；③調(diào)參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力；④調(diào)參速度快，不需要停井，避免停井造成井下異常故障。為了解決八面河油田目前螺桿泵應(yīng)用在存在的問題，更好的滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要，開展直驅(qū)式單螺桿泵現(xiàn)場實驗，優(yōu)選出一種更適用于八面河油田的、經(jīng)濟有效的螺桿泵工藝技術(shù)。

二、現(xiàn)場試驗

2017年以來，進行了2井次直驅(qū)式螺桿泵采油現(xiàn)場現(xiàn)場試驗。

（一）實驗方案

1、面12-平2井現(xiàn)場試驗方案：

根據(jù)地質(zhì)方案要求，在設(shè)計螺桿泵采油系統(tǒng)時，采用如下設(shè)計試驗方案：

①地面裝置：20KW直驅(qū)式驅(qū)動裝置；

②生產(chǎn)管柱：主要由3in油管，GLB900-16大排量螺桿泵、螺桿泵專用錨定器，Y211-150雙向錨定封隔器（不帶膠筒）組成，具有在轉(zhuǎn)速低能夠達(dá)到大排量使用要求，并且可以承受高扭矩的特點；

③生產(chǎn)桿柱：Φ36空心抽油桿及扶正器。

2、M1-P3井：現(xiàn)場試驗方案

根據(jù)地質(zhì)方案要求，在設(shè)計螺桿泵采油系統(tǒng)時，采用如下設(shè)計試驗方案：

①地面裝置：15KW直驅(qū)式驅(qū)動裝置；

②生產(chǎn)管柱：主要由3in油管，GLB600-23螺桿泵、螺桿泵專用錨定器，Y211-114雙向錨定封隔器（不帶膠筒）組成；

③生產(chǎn)桿柱：Φ36空心抽油桿及扶正器。

（二）現(xiàn)場試驗效果分析

2口井三種采油方式生產(chǎn)情況對比見表1。

表中舉升效率=耗電量/千米舉升液量=日耗電量/（日產(chǎn)液量╳動液面/1000），單位KW·h/（m3·m）。

從表1中可以看出：千米單位液量舉升耗電管式泵>機械變速式螺桿泵>直驅(qū)式螺桿泵。

三、結(jié)論及應(yīng)用前景

1、直驅(qū)式驅(qū)動裝置的優(yōu)點

（1）電機直接驅(qū)動抽油桿，無減速器及皮帶傳動，機械效率高，單耗低；

（2）軟啟動，軟剎車，顯示并自動控制驅(qū)動力矩，現(xiàn)場操作方便安全；

機械變速箱式單螺桿泵在作業(yè)施工中拆卸驅(qū)動頭時因扭矩較大（高達(dá)1600NM），釋放扭矩抽油桿反轉(zhuǎn)，現(xiàn)場操作存在較大安全隱患。角5-31井作業(yè)時反轉(zhuǎn)16min才停止。

而直驅(qū)式驅(qū)動裝置控制屏能夠顯示電機軸轉(zhuǎn)矩、輸出電流、輸入功率等參數(shù)，并且能夠設(shè)定電機軸轉(zhuǎn)矩過載保護，啟動時緩慢加速到設(shè)定轉(zhuǎn)速，停機以后，緩慢降低轉(zhuǎn)速到停止，起抽油桿時基本無扭矩，操作安全性能大大提高。

（3）調(diào)參范圍大，能夠較好的匹配油井的供液能力。

直驅(qū)式驅(qū)動裝置采用控制屏無級調(diào)速方式，調(diào)參范圍10轉(zhuǎn)/分-193轉(zhuǎn)/分，而機械變速箱式螺桿泵地面裝置調(diào)參時更換皮帶輪，管式泵調(diào)參也是更換皮帶輪或電機，由于受皮帶輪尺寸限制和電機級速限制調(diào)參范圍有限。

（4）直驅(qū)式螺桿泵調(diào)參速度快：機械變速箱式螺桿泵和管式泵抽油機調(diào)參時需要停井更換皮帶輪或電機，而直驅(qū)式螺桿泵調(diào)參時直接通過變頻旋鈕調(diào)參無需停井，大大減少了因停井造成的井下事故。

2、應(yīng)用前景

直驅(qū)式驅(qū)動裝置目前已在我廠進行了二井次的應(yīng)用，均取得了良好的現(xiàn)場應(yīng)用效果，目前已掌握其參數(shù)性能，并指定專人負(fù)責(zé)，制定了直驅(qū)式螺桿泵日常管理操作制度，為以后推廣應(yīng)用積累經(jīng)驗。

八面河油田正在生產(chǎn)的油井1000余口，其中直井292口，目前已應(yīng)用直驅(qū)式螺桿泵7口井，具有較大的推廣應(yīng)用前景。

【參考文獻】

1. 羅英俊等.萬仁溥等.采油技術(shù)手冊第三版，石油工業(yè)出版社.2006.12

2. 韓國有等.采油螺桿泵舉升性能檢測技術(shù).人民出版社. 2011.03.