螺桿泵作為壹種機械采油設備,具有其他抽油設備所不能代替的優越性。它主要適用於稠油、含砂、高含氣井的開采,具有體積小、安裝方便、無汙染、能耗低等易於推廣的重要特征。
近幾年來,隨著高黏度原油的開采和三次采油的發展,螺桿泵得到了較大規模的應用,隨之螺桿泵井的作業工作量也不斷地增加,作業技術也在不斷地發展。
壹、螺桿泵采油系統組成
按螺桿泵的基本結構形式分為單筒式和串聯式,按驅動方式可分為地面驅動和井下驅動兩類。地面驅動螺桿泵主要有皮帶傳動和直接傳動兩種形式;井下驅動螺桿泵可分為電驅動和液壓驅動兩種形式。目前油田廣泛采用的是地面驅動井下彈螺桿泵采油系統。
地面驅動井下單螺桿泵主要由電控部分、地面驅動部分、井下螺桿泵、配套工具四部分組成,如圖1-1所示。
圖1-1 地面驅動井下單螺桿泵采油示意圖
1-電控箱;2-電動機;3-皮帶;4-方卡子;5-平衡塊;6-壓力表;7-抽油桿;8-油管;9-扶正器;10-動液面;11-螺桿泵;12-套管;13-防轉錨;14-篩管;15-絲堵;16-油層
(壹)電控部分
電控箱是螺桿泵井的控制部分,控制電動機的啟、停;記錄螺桿泵井正常生產時的電流、累計運行時間等;有過載、欠載自動保護功能。
(二)地面驅動部分
地面驅動裝置是螺桿泵采油系統的主要地面設備,是把動力傳遞給井下泵轉子,實現抽汲原油的機械裝置。機械傳動的驅動裝置主要由減速箱、電動機、密封盒、方卡子等組成。
(三)井下螺桿泵
1、地面驅動單螺桿泵的結構
它主要由定子、轉子、限位接頭等組成。定子是由優質鋼殼體內註壓橡膠而成,橡膠套內為雙線或多線螺旋表面;轉子為高強度鋼加工而成的單頭或多頭螺旋表面,經鍍硬洛後與定子橡膠內表面嚙合,形成密封腔。定子隨油管下井並錨定,轉子上接抽油桿。
2、地面驅動井下單螺桿泵的工作原理
電動機及驅動裝置使抽油桿產生順時針方向旋轉,抽油桿帶動井下螺桿泵的轉子在定子襯套內做行星運動;轉子運動時,吸油密封腔沿軸向由吸油端上移,同時形成新的密封腔,其中被吸入的液體隨著密封腔的上移由吸入端移至排出端,密封腔的不斷形成、上移和消失,起到了泵的作用,將油、砂、水、氣壹起舉升到地面。
(四)配套工具
(1)專用井口:起到保護光桿和密封井口的作用。
(2)光桿:用於井口密封。
(3)抽油桿扶正器:避免或減緩了抽油桿與油井的磨損。
(4)油管扶正器:可減小油管柱振動和磨損。
(5)抽油桿防倒轉裝置:防止抽油桿反轉而倒扣。
(6)油管防脫裝置:錨定泵和油管,防止油管脫落。
(7)防蠟器:延緩原油中石蠟和膠質在油管內壁的沈積速度。
(8)防抽空裝置:地層供液不足會造成螺桿泵損壞,安裝井口流量式或壓力式防抽空裝置可有效地避免此現象的發生。
(9)篩管:過濾油層流體。
二、單螺桿泵的型號及基本參數
(壹)單螺桿泵的型號表示方法
標記示例:
GLB120-14為公稱排量為120mL/r,總級數為14級,抽油桿轉動的單筒式單螺桿抽油泵型號。
(二)單螺桿泵的基本參數
單螺桿泵的基本參數見表2-1。
表2-1 單螺桿泵的基本參數
三、螺桿泵采油系統的特點
螺桿泵是壹種容積式泵,其運動部件少,沒有閥件和復雜的流道,油流擾動小,排量均勻,由於缸體轉子在定子橡膠襯套內表面運動帶有滾動和滑動的性質,使油液中砂粒不易沈積,同時轉子和定子間容積均勻變化而產生的抽汲、推擠作用使油氣混輸效果較好,在開采高黏度、高含砂和含氣較大的原油中,同其他采油方式相比具有獨特的特點。
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