淺議各種機械采油方式優缺點

楊川寧

摘要：本文對目前油田常見的機械采油方式的優缺點進行分析。

關鍵詞：油田;機械采油;優缺點

目前油田存在多種機械采油方式，常見的包括：有桿泵、電潛泵、螺桿泵等等，他們各具優點，又有著各自的缺點，針對稠油特點，油田先后采取了多種舉升工藝技術，但各種技術應用情況如何，適用情況如何，以及不同井況應實施適應性工藝，有必要對比研究，這就需要我們發揮不同機械采油方式的優點，以找到合理的開發方案，來更好的指導生產 ，提高油藏采收率。

一、有桿泵

1、有桿泵抽油系統的主要優點：

（1）多數油田和操作人員都熟悉，有桿泵的安裝和操作較熟練;

（2）排量范圍較好，各種配件齊全，服務及維修方便。

2、有桿泵抽油系統的缺點：

（1）各種桿式泵的排量都受油管尺寸和泵掛深度的限制，若油井油氣比高、出砂、結蠟或流體中含硫化物或其他腐蝕性物質，深井泵容積效率要降低;

（2）抽油桿柱在油管中的磨損將損壞油管，增加了維修作業費用。

二、電潛泵

電潛泵是將電動機和泵一起下入油井內液面以下進行抽油的井下采油設備。地面電源通過變壓器、控制屏和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電機，使電機帶動多級離心泵旋轉，將電能轉換為機械能，把油井中的井液舉升到地面。

1、電潛泵舉升方式的主要優點：

（1） 排量大;（2） 操作簡單，管理方便;（3） 能夠較好地運用于斜井、水平井以及海上采油;（4） 在防蠟方面有一定的作用。

2、電潛泵舉升方式的主要缺點：

（1） 下入深度受電機功率、油套管直徑、井筒高溫等的限制;（2） 比較昂貴，初期投資高;（3） 作業費用高和停產時間過長;（4） 電機、電纜易出現故障;（5） 日常維護要求高。

3、影響電泵工作特性的因素分析

（1）含氣液體對電泵工作特性的影響

揚程、排量及效率下降;游離氣體過多時，葉輪流道的大部分空間被氣體占據，將會使離心泵停止排液。

（2）液體粘度對電泵工作特性的影響

液體粘度大使得泵的舉升功率增加;同時泵的揚程、排量和效率也有所下降;油水乳狀液含水率（粘度）對電泵的影響。

（3）溫度對電泵工作特性的影響

流體溫度對電機和電纜的絕緣程度有較大的影響;流體溫度高需要選擇耐溫等級高的電機和電纜，增加采油成本。

（4）砂、蠟等對電泵工作特性的影響

電泵生產要求含砂小于0.05%;含砂后，泵葉輪磨損，排量下降;蠟沉積堵塞葉導輪流道，井液阻力增加。泵排量下降;電機負荷增加，嚴重時過載停機。

（5）其它如沉沒度、井下壓力等與氣體影響有關。

三、螺桿泵

1、螺桿泵采油系統的優越性：

（1）節省一次投資，螺桿泵與電動潛油泵、水里活塞泵和油梁式（鏈條式）抽油機相比，由于其結構簡單，所以價格低;

（2）地面裝置結構簡單，安裝方便;

（3）泵效高、節能、管理費用低;

（4）適應粘度范圍廣，可以舉升稠油;

（5）使用高含砂井;

（6）適應高含氣井;

（7）適用于海上油田叢式井組和水平井，螺桿泵可下在斜直井段，而且設備占地面積小，因此適合海上油田叢式井組甚至水平井的采油井使用;

（8）允許井口油較高回壓;

（9）當發動機或電動機停轉時，在某些情況下，砂沉積在泵的上部。與有桿泵比較，螺桿泵更有可能恢復工作。

2、螺桿泵采油的缺點

（1）定子有橡膠制造，最容易損壞，若定子壽命短，則檢泵次數多，每次檢泵，必須起下管柱，增加了檢泵費用;

（2）泵需要流體潤滑，如果供液不足造成抽空，泵過熱將會引起定子彈性體老化，甚至燒毀;

（3）定子的橡膠不耐高溫，不適合在注蒸汽井中應用;

（4）雖然它操作簡單，若操作人員不經適當操作訓練，操作不正確，也會造成泵損壞;

（5）它與有桿泵相比，總壓頭較小。目前大多數現場應用是在井深1000m左右的井。批量生產的泵裝置壓頭都比較低。高壓頭泵排量小，當下泵深度大于2000m時，扭矩大，桿斷脫率較高，使井下作業工作量增大，技術還不過關;

（6）螺桿泵抽油桿以旋轉方式運動，抽油桿與油管之間發生磨損碰撞，易造成抽油桿和油管的損壞，不適用與狗腿嚴重的井。

四、水力活塞泵

水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿抽油設備，其井下部分主要由液馬達、抽油泵和滑閥控制機構組成。動力液由地面加壓后，經油管或專用動力液管傳至井下，通過滑閥控制機構不斷改變供給液馬達的液體流向來驅動液馬達做往復運動，從而帶動抽油泵進行抽油。

1、水力活塞泵采油系統舉升原理：

動力液地面加壓 ?油管或專用動力液管輸送 ?動力液被傳至井下液馬達處 ?滑閥控制機構換向 ?動力液驅動液馬達 ?液馬達做往復運動 ?液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動 ?原油被增壓舉升

2、水力活塞泵主要優點

（1）井下泵泵效高，總效率可達40～60%;

（2）揚程高，泵掛深，目前國內下入深度最深已達3542m;

（3）產量的適應范圍比較大，可達30～500 m/d;

3、水力活塞泵主要缺點

（1） 機組結構復雜，加工精度要求高;

（2） 地面流程大，投資高（規模效益）。

4、適應條件：油層深度與排量范圍大;含蠟;稠油;井斜。

五、水力射流泵采油

1、主要優點：

（1）沒有運動部件，結構緊湊，泵排量范圍大;

（2）由于可利用動力液的熱力及化學特性，適用于高凝油、稠油、高含蠟油井;

（3）對定向井、水平井和海上叢式井的舉升有良好的適應性。

2、主要缺點：

（1）系統效率相對較低（一般為15%～20%，最高不超過33%）;

（2）在一定條件下泵會出現氣穴作用。為避免氣穴作用，要求吸入壓力高;

（3）對回壓的任意變化都很敏感;

（4）地面需要高壓泵站，要使其長期穩定運轉，技術上尚有較大困難。