螺杆泵采油技术、工况分析及处理

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1、螺杆泵刘建仪：13980308959西西南南石石油油学学院院2004.72004.7螺杆泵（progressingcavitypump）是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置它具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特点随着合成橡胶和粘结技术的发展，使螺杆泵也成为稠油出砂冷采、聚合物驱油的油田主要的人工举升方式国外80年代才有较大应用范围，我国从1986年开始引进并应用一、螺杆泵的结构及工作原理１.螺杆泵的结构按螺杆泵的驱动方式不同，可分为地面驱动和井下驱动两类。目前广泛采用的是地面驱动

2、螺杆泵地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油，是一种旋转运动的有杆泵。其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成地面驱动螺杆泵1-电控箱2-电机3-皮带4-方卡子5-减速箱6-压力表7专用井口8-抽油杆9-抽油杆扶正器10-油管扶正器11-油管12-螺杆泵13套管14-定位销15-油管防脱器16-筛管17-死堵井下驱动螺杆泵另一种形式的电潜泵（无杆泵），其井下部分由电机、保护器和螺杆泵组成。地面电能通过电缆传递给井下电机，带动螺杆泵旋转，将井液排

3、到地面螺杆泵将井液排到地面1扶正器2套管3潜油电机4保护器5潜油减速器（包括减速器保护器）6电缆护罩7螺杆泵8螺杆泵排出头9引接电缆10油管11单向阀12泄油阀13动力电缆14地面电缆15井口装置16接线盒17控制柜18变压器。2、螺杆泵工作原理螺杆泵是一种螺旋式空腔累进泵。地面或井下动力驱动转子（螺杆）在定子（橡胶衬套）之中转动，转子与定子啮合，形成一系列被定子与转子之间的接触线所密封的腔室。随着转子的转动，泵入口处不断形成的敞开室在沉没压力作用下依次被井液充满，并逐渐成为密封腔向泵排出端移动，

4、将井液排出螺杆采用单线螺杆，其任意位置处的横截面积都是相同的圆面积。螺杆横截面的中心位置与它的轴线距离称为螺杆的偏心距，螺杆的螺线有左旋和右旋两种，对于不同的螺旋方向，电机转动方向应不同。衬套是采用弹性橡胶制成，其内表面是双线螺旋面。衬套螺旋面的导程是螺杆螺距的两倍。衬套任意位置的横截面积由两个半圆面积和一个矩形面积组成，两个半圆面积等于螺杆横截面积，矩形的长度是螺杆偏心距的四倍，宽度等于螺杆直径。衬套管内螺旋面是这个面积绕轴线转动和沿轴线平移的结果，衬套内螺旋面的螺旋方向要与螺杆螺旋面相同。螺杆

5、在衬套中的运动有两种：一种是螺杆本身的自转，另一种是螺杆沿衬套内表面滚动使螺杆轴线绕衬套轴线旋转。因此螺杆与中间传动轴必须采用万向轴或偏心联轴节连接3、特点结构简单，占地面积小，利于海上平台和丛式井组只有一个运动件，不会出现常规抽油泵那样的阀卡、气锁、蜡卡等现象，适合稠油井和出砂井应用无脉动排油特征泵内无阀件和复杂的流道，水力损失小。在相同举升参数下，螺杆泵系统效率为有杆泵效率的1.7倍，能量消耗小泵实际扬程受液体粘度影响大，粘度上升，泵扬程下降较大。且应用过程中的工艺较复杂4、技术参数沈阳螺杆泵

6、主要技术参数型号LBJ80×10电源电压交流380V，50Hz电机功率13kw工作压力10MPa泵转速146～439r/min流量80mL/r扬程1000m工作温度≤+90℃适应粘度5000mPa·s泵最大外径114mm5、存在问题国产螺杆泵品种单一，扬程小，排量低；定子胶套易脱胶，寿命短；目前使用抽油杆传递扭矩，影响抽油杆使用寿命；调节转速较困难，停机调参，抽油杆倒转易造成脱扣；由于摩擦作用（螺杆泵工作时，抽油杆正转），泵上油管易造成反转脱扣。二、螺杆泵的排量1、理论排量一个密封腔的横截面积在各

7、个位置都相同，密封腔的横截面积等于衬套横截面积减去螺杆横截面积。螺杆每旋转一周，流体运动一个导程q=AV=5760EDPNrsq=AV=5760EDPNrsq----螺杆泵理论排量，m3/d；A----密封腔横截面积，m2；V----流体速度，m/s；E----螺杆偏心距，m；D----螺杆直径，m；P----衬套导程，m；rsN----电机转速，rpm。2、螺杆泵的实际排量q′=qηvq’----螺杆泵的实际排量，m3/d；η----螺杆泵的容积效率（一般取0.7左v右）螺杆泵的实际排量小于理论

8、排量，对于相同级数的泵，压头增加，排量要下降，这种现象称为滑脱。因滑脱漏失的流量与压力、泵级数、密封线数、流体粘度、螺杆和衬套间的配合方式有关3、螺杆泵的压头和级数泵的压头与泵的级数、密封线数目有关。对于每个密封腔，螺杆泵和衬套间的接触线称为密封线，正常情况下，一级泵的长度是衬套导程的1.1～1.5倍。泵级数和密封线数增加，泵的压头会增大。一般采油用螺杆泵单级举升扬程不超过70m，即单级最大工作压差不超过0.69MPa，目前螺杆泵单级工作压差设计为0.5MPa左右单级工作压差主要靠