潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹

潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹2016年10月匯報(bào)內(nèi)容一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹三、初步選井情況及方案設(shè)計(jì)面對(duì)國(guó)際油價(jià)的持續(xù)低迷，尋求一種更節(jié)能、更經(jīng)濟(jì)、便于管理、使用壽命更長(zhǎng)的采油方式迫在眉睫，因此針對(duì)目采油舉升系統(tǒng)中存在的系列問(wèn)題，經(jīng)過(guò)采油院大量的試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)和在泵公司的試驗(yàn)井試驗(yàn)，形成了一套完善的解決方案-潛油全金屬螺桿泵。抽油機(jī)螺桿泵潛油橡膠螺桿泵潛油全金屬螺桿泵技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)成熟,配套完善,應(yīng)用范圍廣技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)效率高百米噸液能耗低無(wú)桿采油，避免偏磨；百米噸液能耗低無(wú)桿采油，避免偏磨；無(wú)定子溶脹；克服橡膠定子耐溫極限百米噸液能耗低技術(shù)劣勢(shì)系統(tǒng)效率低百米噸液能耗高存在偏磨問(wèn)題管桿偏磨，桿斷脫；橡膠定子易溶脹橡膠定子溶脹，不耐高溫稀油適應(yīng)性偏差綜合對(duì)比目前常用的幾種采油方式，可以看出潛油全金屬螺桿泵具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決了目前普遍存在的偏磨、橡膠定子壽命短、檢泵周期短、能耗高等急需解決的問(wèn)題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)潛油全金屬螺桿泵采油技術(shù)的空白。一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介1、技術(shù)背景各種舉升方式技術(shù)對(duì)比表在不同的壓力條件下流量改變很小，而且流量非常均勻；無(wú)閥，對(duì)氣的適應(yīng)性好，不會(huì)產(chǎn)生“氣鎖”現(xiàn)象（柱塞泵）和“氣蝕”現(xiàn)象（離心泵）；對(duì)砂、蠟的適應(yīng)性好，能夠在高粘原油中以較高的效率工作。5123678910111213141516４５結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件很少（只有轉(zhuǎn)子一個(gè)運(yùn)動(dòng)件）、流道短而且簡(jiǎn)單，過(guò)流面積大，油流擾動(dòng)小，因此攜帶能力強(qiáng)。螺桿泵主要分兩類：一是地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵裝置；二是電動(dòng)潛油螺桿泵裝置；它原油開(kāi)采具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在幾個(gè)方面：

總之：一次性投資少、管理方便。2、技術(shù)簡(jiǎn)介一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介目前電動(dòng)潛油螺桿泵主要包括：潛油橡膠螺桿泵和潛油全金屬螺桿泵兩種。

潛油金屬螺桿泵井下部分自下而上分別是潛油電機(jī)（含潛油電機(jī)保護(hù)器）、減速器（含止推軸承、減速器保護(hù)器）、撓性軸和全金屬螺桿泵等。2、技術(shù)簡(jiǎn)介該技術(shù)解決了潛油橡膠螺桿泵的不足：橡膠螺桿泵橡膠定子容易溶脹和溫脹，影響螺桿泵使用壽命；變頻器輸出波形差，諧波大，造成電機(jī)燒；減速器壽命較短。一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介從投資看：與常規(guī)抽油機(jī)相比便宜。從節(jié)能效果看：比常規(guī)抽油機(jī)節(jié)能在20%以上。從使用效果看：取消抽油桿，徹底解決偏磨；容易處理腐蝕和結(jié)蠟；克服傳統(tǒng)橡膠定子耐溫極限，充分發(fā)揮了在舉升高熱高粘度流體能力上的優(yōu)勢(shì)；解決了普通橡膠泵在超高溫條件下閃蒸、氣鎖、溶脹、溫脹的問(wèn)題。從壽命分析看：無(wú)偏磨、無(wú)諧波、無(wú)易損壞部件，且轉(zhuǎn)速很低，免修期較常規(guī)抽油機(jī)油井優(yōu)勢(shì)明顯。即使將來(lái)上作業(yè)，也只是檢泵，桿管不用換，費(fèi)用也低。潛油金屬螺桿泵與常規(guī)抽油機(jī)比，主要有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介匯報(bào)內(nèi)容一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹三、初步選井情況及方案設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)1：

采用全金屬螺桿泵，橡膠定子改為金屬定子，解決了常規(guī)螺桿泵橡膠定子溶脹和溫脹問(wèn)題，延長(zhǎng)螺桿泵的使用壽命。全金屬螺桿泵針對(duì)潛油橡膠螺桿泵存在的問(wèn)題，研制了潛油全金屬螺桿泵。具有以下三方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1.技術(shù)特點(diǎn)二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹定子內(nèi)螺旋腔成型技術(shù)是全金屬螺桿泵研發(fā)的關(guān)鍵

通過(guò)開(kāi)展液壓成型、粉末精密鑄造成型、對(duì)稱分瓣激光焊接成型、精密電解成型等多種定子加工工藝試制研究，最終形成了螺桿泵程序控制機(jī)加工成型、配套精密激光焊接組裝的加工技術(shù)。定子成型工藝試驗(yàn)

為提高金屬螺桿泵定轉(zhuǎn)子的抗磨、防腐性能，提高整泵在不同工況環(huán)境下的使用壽命，開(kāi)展了金屬定轉(zhuǎn)子表面強(qiáng)化處理工藝試驗(yàn)；

優(yōu)選形成定轉(zhuǎn)子表面低溫氮化處理技術(shù)及表面潤(rùn)滑梯度技術(shù)（LGM），有效提高了定轉(zhuǎn)子表面的潤(rùn)滑抗磨性能。表面強(qiáng)化工藝試驗(yàn)二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹定子：38CrMoAl

表面低溫氮化

硬度：HRC68-70轉(zhuǎn)子：42CrMoNiA

表面LGM處理

硬度：HRC58-60成型精度：尺寸誤差0.1-0.2mm粗糙度Ra0.8-1.6μm二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹技術(shù)特點(diǎn)2：

增加有源濾波器消除諧波，改善波形，解決了變頻器輸出波形差，諧波大、燒電機(jī)問(wèn)題。目前主要通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)潛油螺桿泵降速運(yùn)行，而通用變頻器驅(qū)動(dòng)螺桿泵電機(jī)時(shí)，諧波大，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)電壓并且發(fā)熱，尤其是變頻調(diào)速產(chǎn)生的諧波經(jīng)過(guò)1000-2000米電纜，放大作用明顯，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)電壓并且發(fā)熱，嚴(yán)重影響裝置壽命。改進(jìn)變頻控制柜——加了一級(jí)有源濾波裝置，電機(jī)波形完美，美國(guó)福祿克F43B諧波分析結(jié)果，測(cè)不到諧波。日產(chǎn)量從1噸-25噸任意設(shè)定。二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹技術(shù)特點(diǎn)3：增加潤(rùn)滑系統(tǒng)，改進(jìn)減速器結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)急速器壽命一是增加潤(rùn)滑系統(tǒng)：潤(rùn)滑油循環(huán)裝置包括三部分，地面油泵、帶潤(rùn)滑油管道的潛油電纜、井下接口，地面油泵加壓定期更換減速器內(nèi)潤(rùn)滑油，將舊油頂出去，新油替代舊油。二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹二是改進(jìn)潛油螺桿泵減速器改進(jìn)二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹（1）潛油電機(jī)：功率：30KW；

電壓：1340V額定轉(zhuǎn)速：2850rpm；長(zhǎng)度：5米

外徑：107毫米（2）減速器：

減速比：9:1外徑：98毫米（3）金屬螺桿泵：偏心距：5毫米；定子導(dǎo)程：160毫米；

螺距：80毫米；

級(jí)數(shù)：30級(jí)；

大徑：70毫米；小徑：50毫米；

外徑：102毫米（4）螺桿泵轉(zhuǎn)速（25T）：167rpm（5）日液調(diào)節(jié)范圍：3-30噸/日

（6）日耗電量預(yù)計(jì)：100KWh左右技術(shù)參數(shù)2.技術(shù)參數(shù)二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹1）引接電纜：AWG6#，鍍鋅鎧裝扁電纜，耐壓3kv，長(zhǎng)度15米，溫度等級(jí)204℃2）動(dòng)力電纜：AWG4#，鍍鋅鎧裝扁電纜，耐壓3kv，耐溫180℃3）泄油閥4）接線盒5）扶正器6）電纜卡子7）電纜護(hù)罩8）電機(jī)油、齒輪油9）下井附件3.配套工具二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹試驗(yàn)介質(zhì)：液壓油、水試驗(yàn)轉(zhuǎn)速：100、120、150、180、200采用設(shè)計(jì)螺桿泵特性試驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試全金屬螺桿泵樣機(jī)泵效、揚(yáng)程特性曲線，分析其性能特點(diǎn)。4.性能測(cè)試二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹全金屬單螺桿泵試驗(yàn)曲線對(duì)比報(bào)告試驗(yàn)運(yùn)用不同含水的介質(zhì)測(cè)試了泵效隨揚(yáng)程（出口壓力）的變化關(guān)系。下圖展示了兩種不同轉(zhuǎn)速下的測(cè)試結(jié)果。曲線表明在含水低于50%的情況下，泵效可穩(wěn)定在80%以上，而在含水高于50%時(shí)，泵效隨揚(yáng)程下降很快，高速運(yùn)轉(zhuǎn)可適當(dāng)提高泵效，因此初期排水需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)。二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹下泵深度：500米，動(dòng)液面200米時(shí)，全金屬螺桿泵效率與轉(zhuǎn)速、粘度的關(guān)系如下。二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹（1）下泵深度小于1000米；（2）含砂介質(zhì)（2.5%）以下；（3）粘度2000-5000mPa.s；（4）不含硫化氫；（5）液量小于30噸/天；（6）液體溫度小于120度（7）套管內(nèi)徑大于121毫米。5.選井條件二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹抽油機(jī)螺桿泵潛油橡膠螺桿泵潛油全金屬螺桿泵設(shè)備投入22-25萬(wàn)18-20萬(wàn)元25萬(wàn)元22-25萬(wàn)元檢泵周期650天650天450天大于650天噸液百米耗電6-9千瓦7-9千瓦4-6千瓦4-6千瓦系統(tǒng)效率38%70%70%60%技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)成熟,配套完善,應(yīng)用范圍廣技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)效率高百米噸液能耗低無(wú)桿采油，無(wú)偏磨；百米噸液能耗低無(wú)桿采油，避免偏磨；無(wú)定子溶脹；克服橡膠定子耐溫極限百米噸液能耗低技術(shù)劣勢(shì)系統(tǒng)效率低百米噸液能耗高存在偏磨問(wèn)題管桿偏磨，桿斷脫；橡膠定子易溶脹橡膠定子溶脹，不耐高溫稀油適應(yīng)性偏差6.技術(shù)對(duì)比二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹潛油全金屬螺桿泵與其他舉升方式對(duì)比表匯報(bào)內(nèi)容一、技術(shù)背景與簡(jiǎn)介二、潛油金屬螺桿泵技術(shù)介紹三、初步選井情況及方案設(shè)計(jì)C13-P41草13-平41井2011年4月卡封改層防砂生產(chǎn)砂二1，原油粘度3127.3mPa.s，不含硫化氫，冷采，截至目前累計(jì)生產(chǎn)1939天，累液52402噸，累油1756噸，目前25.2*1.7*93%，動(dòng)液面190m，生產(chǎn)情況穩(wěn)定。層位砂層井段砂層厚度實(shí)射井段實(shí)射厚度備注沙二11139.0-1166.427.41139.0-1143.04

沙三11272.0-1416.01441286.84-1396.18109.34已卡封草13-平41井儲(chǔ)層物性表草13-平41井管柱示意圖三、初步選井情況及方案設(shè)計(jì)1、油井基本情況液量穩(wěn)定在25t/d左右草13-平41井周期生產(chǎn)表周期措施內(nèi)容注汽量

t壓力

Mpa干度

%生產(chǎn)時(shí)間

d累液

t累油

t平均日油

t/d1新投10061963928143226750.72卡封防砂///19395240217560.9動(dòng)液面穩(wěn)定在170m左右草13-平41井井斜數(shù)據(jù)表井深

m井斜

°垂深

m8160.7815.998410.56840.998660.62865.998910.73890.999160.7915.999410.75940.989660.77965.989910.47990.9810164.141015.96104111.741040.7106617.381064.88109124.581088.21三、初步選井情況及方案設(shè)計(jì)針對(duì)CQC13-P41油井，下泵深度600m，水力學(xué)計(jì)算如下：日液：25T舉升液體高度按：300米液體粘度：3700mPa.s，（2.5MPa，3700m