大慶油田螺桿泵機采井系統(tǒng)效率現(xiàn)狀與措施分析

王濤

（大慶油田有限責任公司技術(shù)發(fā)展部 黑龍江大慶 163000）

螺桿泵采油井內(nèi)部應(yīng)用的泵需要較高黏度的流體潤滑，定子的磨損將會直接影響工作效率，雖然螺桿泵操作相對簡單，但準確性要求極高，否則會對泵體造成很大的損傷。因此，油田螺桿泵機采系統(tǒng)運行周期和效率的提高，能夠降低油田開采過程中所需要的設(shè)備能耗，大幅降低生產(chǎn)成本，對于此方法的研究具有重要的現(xiàn)實意義。目前，油田普遍采用電動采油螺桿泵系統(tǒng)，這種系統(tǒng)容易受到井內(nèi)構(gòu)造的限制，如果螺桿泵在生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)速降低，油井的產(chǎn)液能力受到限制，將在很大程度上影響油田采油作業(yè)的效率。

1 螺桿泵井系統(tǒng)工作效率的現(xiàn)狀

1.1 螺桿泵機采井系統(tǒng)工作效率需要進一步提升

現(xiàn)階段大慶油田螺桿泵舉升工藝逐漸完善發(fā)展，實際生產(chǎn)過程中應(yīng)用螺桿泵的數(shù)量也發(fā)展到了一定的瓶頸期，亟需技術(shù)的突破。研究表明，相較于傳統(tǒng)抽油機井效率，螺桿泵舉升效率和工藝適應(yīng)性有比較明顯的提升。特別是在電機負載率和系統(tǒng)效率方面，螺桿機采井系統(tǒng)的效率具有較大的提升，螺桿泵的優(yōu)勢明顯。然而，相較于標準的參數(shù)而言，螺桿泵機采井系統(tǒng)的工作效率仍然具有可以提升的空間。因此，需要技術(shù)人員對螺桿泵機采井系統(tǒng)進行進一步的研究，挖掘螺桿泵機的工作潛能。

表1 螺桿泵與抽油機相關(guān)參數(shù)

1.2 大慶油田螺桿泵井系統(tǒng)地面轉(zhuǎn)動效率較低

普通的電動螺桿泵在進行地面作業(yè)時，螺桿泵的桿管很容易受到磨損耗，因此，螺桿泵機采井系統(tǒng)地面的轉(zhuǎn)動效率較低。就普通的螺桿泵系統(tǒng)模型而言，螺桿泵難以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，螺桿泵下泵的轉(zhuǎn)速規(guī)劃不合理。此外，螺桿泵地面轉(zhuǎn)動出現(xiàn)故障的因素較多，如無法控制螺桿泵的轉(zhuǎn)動速度、螺桿泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和油田井不適合等因素，都會導(dǎo)致螺桿泵地面轉(zhuǎn)動的故障。同時，螺桿泵本身的材質(zhì)也可能會影響螺桿泵的工作特性，使得螺桿泵在進行系統(tǒng)作業(yè)時不能有效地協(xié)調(diào)，持續(xù)供液能力較差。現(xiàn)階段石油公司開始利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制油田螺桿泵技術(shù)，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練參數(shù)，加強對螺桿泵故障因素的分析。目前，油田螺桿泵故障因素的分析結(jié)果尚沒有得到驗證，因此需要專業(yè)人員盡快完善網(wǎng)絡(luò)控制的參數(shù)，及時優(yōu)化故障診斷的軟件編制，從而避免油田螺桿泵機采井系統(tǒng)因運行不當而導(dǎo)致的機械故障。

1.3 螺桿泵采油工藝技術(shù)尚不成熟

螺桿泵采油是新興的舉升采油方式，具有操作方式相對簡單、設(shè)備成本相對較低，以及采油效果顯著等優(yōu)勢。現(xiàn)階段隨著應(yīng)用規(guī)模和需求量的增大，螺桿泵機采井系統(tǒng)也需要進一步優(yōu)化。我國的螺桿泵采油工藝技術(shù)尚不成熟，采油設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單，需要對螺桿泵具體原理和性能進行進一步研究。此外，對螺桿泵的水力性能、承壓性能以及泵的漏失量研究力度不足，需要技術(shù)人員加強研究力度。在大慶油田的實際采油過程中，螺桿泵的排量受到限制，不能發(fā)揮最大效用，因而會降低油田的產(chǎn)油效率，也會造成能源資源的浪費。如果螺桿泵采油工藝技術(shù)無法得到改進，螺桿泵的漏失量還可能增加，不僅造成石油資源的損耗，還可能污染自然環(huán)境。

2 提高大慶油田螺桿泵機采井系統(tǒng)效率的對策

2.1 增加電機負載率

國內(nèi)外的研究顯示，螺桿泵機舉升系統(tǒng)中的電機負載率最少需要達到額定功率的35%。大慶油田作為我國最大的油田，其螺桿泵的電機功率大多能夠到達35%，其工作狀態(tài)尚處在合理范圍內(nèi)。技術(shù)人員需要加強對油田螺桿泵機電機負載率的研究力度，對螺桿泵的電機負載率和系統(tǒng)效率進行合理計算，詳細分析阻礙電機負載率提高的相關(guān)因素，確保電機負載率能夠有效提高。

2.2 提高地面轉(zhuǎn)動效率

大慶油田在進行螺桿泵地面轉(zhuǎn)動效率研究之前，首先需要總結(jié)先前的有效經(jīng)驗，引進國外先進的螺桿泵地面裝置進行研究。現(xiàn)階段國際市場中新型螺桿泵地面裝置能夠有效減少齒輪和皮帶傳動，提高地面轉(zhuǎn)動效率。此外，新型裝置具有相對穩(wěn)定的性能，需要較低的維護費用。大慶油田需要加強對新型的螺桿泵地面裝置系統(tǒng)的研究，逐步研發(fā)適合大慶油田實際情況的地面裝置系統(tǒng)。同時，大慶油田還需要加強與西方發(fā)達國家在技術(shù)上的交流，有效引進國外先進設(shè)備。在利用螺桿泵采油的實際工作中，大慶油田還需要確定合理的工作速率。良好的工作轉(zhuǎn)速能夠促進系統(tǒng)的高效平穩(wěn)運行。研究表明，螺桿泵機系統(tǒng)效率的提高首先需要確保工作轉(zhuǎn)速超過臨界的工作轉(zhuǎn)速。

圖1 GLB500 型螺桿泵壓力-有效功率曲線

2.3 選擇合理的泵、井

一般而言，螺桿泵有效功率和泵壓存在相應(yīng)的聯(lián)系，在油田的低漏失區(qū)域增加泵壓和轉(zhuǎn)速能夠有效提高螺桿泵的電機功率；在油田的高漏失區(qū)域，轉(zhuǎn)速的增加能夠有效降低螺桿泵電機功率。因此，大慶油田在選擇泵和井的過程中，首先需要考慮多方面的因素，選擇合適的工作轉(zhuǎn)速，確保泵排量能夠適應(yīng)油井的產(chǎn)量。

2.4 完善螺桿泵采油配套技術(shù)

螺桿泵機采井系統(tǒng)效率有效提高的同時，還需要大慶油田為此配備相應(yīng)的采油技術(shù)。大慶油田需要結(jié)合生產(chǎn)實際，優(yōu)化洗井工藝，減少螺桿泵洗井過程中對油層的不良影響。同時優(yōu)化油管扶正技術(shù)，確保扶正的安全性和穩(wěn)定性。此外，大慶油田還對螺桿泵性能的檢測系統(tǒng)進一步優(yōu)化，為準確把握螺桿泵的工作狀態(tài)奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

綜上所述，大慶油田在一定程度上滿足了我國社會發(fā)展的需求，促進了我國經(jīng)濟的高速發(fā)展。現(xiàn)階段能源消耗與日俱增，為保障大慶油田采油作業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展，加強大慶油田螺桿泵機采井系統(tǒng)的研究刻不容緩。