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大慶油田螺杆泵的淺析與發展

發布時間:2013/12/10 點擊量:

  工況測試診斷技術針對螺杆泵工況測試、診斷和優化設計配套技術不完善的問題,研製了無線式測試裝置,建立了螺杆泵井故障診斷模型並編製了配套的軟件,形成了一套螺杆泵係統工況測試、診斷和優化設計方法。經現場驗證,診斷符合率達95%,優化設計合格率100%,優化井平均係統效率為35%以上。研製了無線式螺杆泵工況測試儀新型螺杆泵工況測試儀由傳感器、發射盒和主機3部分組成,該儀器具有以下幾點優勢:一是采用無線遙測方式,不需要連接信號線和電源線,節省了測試時間,同時測試過程中測試人員遠離井口,保證了測試的安全性;二是傳感器可以長期安裝在井口,測試時隻需將信號發射器安裝在傳感器上即可工作,測試過程相當於不停機操作,對油井的生產沒有影響;三是傳感器設計在測試精度允許條件下,體積大幅度縮小,同時進行了低溫、高溫老化處理,達到了設計的工作環境溫度要求;四是傳感器采取全密閉封裝,適合於各種氣候條件。
  螺杆泵井係統診斷技術取得突破一是進行了螺杆泵井抽油杆柱綜合受力分析,建立了杆柱扭矩和軸向力的理論計算模型。二是開展了不同工況下,螺杆泵光杆扭矩和軸向力的變化規律研究。采用新型測試儀高速采集螺杆泵井的光杆扭矩和軸向力數據,並繪成曲線進行分析。室內及現場試驗結果表明,光杆扭矩和軸向力隨時間變化曲線和理論計算結果相吻合,能夠真實反映螺杆泵井杆柱和泵的工作狀況,對於分析舉升係統在不同工況下的變化特性具有重要的指導意義。三是建立了螺杆泵井係統診斷模型,實現了對舉升係統各部位的工況分析和故障診斷。螺杆泵井優化設計取得突破建立了螺杆泵井優化設計模型,實現了產量最大目標下,舉升係統的設備優選和工作參數優化設計,並根據理論模型編製了配套的診斷和優化設計軟件。
  截至目前,利用該套係統共對243口井進行了係統診斷和優化設計,離心機診斷符合率達到95%,對50口井進行了措施調整,優化設計合格68石油機械率達到100%,優化後的螺杆泵井係統效率均在35%以上,取得了良好的應用效果。螺杆泵采油配套技術十五以來大慶油田在螺杆泵采油配套技術方麵,重點配套完善了以下4項技術,極大地促進了螺杆泵井應用水平的進一步提高。完善了不壓油層洗井工藝針對螺杆泵井洗井中傷害油層的問題,開發了與空心轉子配套的不壓井及不壓油層洗井工藝,洗井液通過洗井工具從套管直接進入油管,避免對油層造成傷害,同時在作業過程中密封生產通道,實現不壓井作業。現場試驗表明,采用不壓油層洗井工藝可使中排量螺杆泵井洗井後含水恢複時間由原來的34d縮短到1d左右。完善了油管扶正技術和小排量螺杆泵不同,大中排量螺杆泵轉子偏心距大,運行過程中管柱的周期性振動劇烈,常規的橡膠扶正器無法有效地扶正,為此研製了鋼球扶正結構的新式油管扶正器,該扶正器在油管的壓力作用下將扶正鋼球頂出,均勻擠壓套管內壁,保證扶正穩定。
  建立完善了螺杆泵性能檢測係統一是對采油工程研究院的螺杆泵性能檢測係統進行完善,強化質量監督職能,提高檢測係統的適應範圍;二是在井數集中的采油四廠新建螺杆泵性能檢測係統,提高了螺杆泵的重複利用能力和該區塊螺杆泵井的過程監控能力。截至2002年底,共完成螺杆泵產品的質量監督檢驗和委托檢驗225台套。其中,發現各類不合格品14台套,有效避免了不合格產品進入現場。完善了螺杆泵采油及配套技術的相關標準為了規範中排量螺杆泵的產品設計、加工、檢驗和施工作業等過程,保證螺杆泵舉升係統的產品質量和提高管理水平,建立了螺杆泵檢測規程、螺杆泵作業規程、螺杆泵生產井操作規程、螺杆泵水力特性檢測規程等企業標準。螺杆泵采油技術發展方向前瞻目前,大慶油田地麵驅動杆式螺杆泵采油技術基本成熟配套,可以滿足大規模工業應用的需要,下一步主要是圍繞螺杆泵井的工況智能化控製、長壽命高效平穩運行、滿足特殊井的舉升需要等方麵開展技術攻關,同時,積極探索新材料螺杆泵和電動潛油螺杆泵。初步確定以下幾個攻關方向。

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