地面驅(qū)動單螺桿泵在深層斷塊稠油油藏中的應(yīng)用

在采用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法優(yōu)化設(shè)計(jì)地面驅(qū)動單螺桿泵采油系統(tǒng)所建立的模型中,需要求得螺桿泵吸入口和排出口壓力,以便根據(jù)壓差重新選擇螺桿泵和設(shè)計(jì)抽油桿柱。在計(jì)算排出口壓力計(jì)算過程中,考慮了由于抽油桿柱旋轉(zhuǎn)引起桿管環(huán)空氣液兩相流摩阻的影響。以glb40-42型螺桿泵為例,理論和計(jì)算數(shù)據(jù)分析表明,轉(zhuǎn)速和抽油桿直徑對流體流動摩阻壓降有顯著影響,從而為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)螺桿泵和抽油桿柱提供了有力依據(jù)。

地面驅(qū)動單螺桿泵抽油桿失效類型有斷桿、脫扣,以及抽油桿與接箍聯(lián)接螺紋剪切破壞等。影響地面驅(qū)動單螺桿泵抽油桿失效的主要因素有桿柱安全系數(shù)小,抽油桿剛度差,砂卡及高粘油膠質(zhì)沉積,過載保護(hù)不理想及配合螺紋精度低及接箍材料不合格等。提出應(yīng)改進(jìn)過載保護(hù)系統(tǒng),正確設(shè)計(jì)抽油桿柱,合理選取有關(guān)參數(shù),進(jìn)行剛度校核及嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),確保螺桿泵系統(tǒng)高效可靠地運(yùn)行。

根據(jù)單螺桿泵系統(tǒng)的工作原理,對螺桿泵抽油系統(tǒng)中抽油桿柱進(jìn)行了受力分析,并選擇了一口井的實(shí)際參數(shù)為例進(jìn)行了計(jì)算。根據(jù)實(shí)際計(jì)算結(jié)果,指出螺桿泵抽油桿柱系統(tǒng)的強(qiáng)度校核必須考慮剪切強(qiáng)度,但可以采用簡化措施進(jìn)行計(jì)算。

應(yīng)用timoshenko梁軸模型分析了單螺桿泵抽油桿的動力學(xué)特性,根據(jù)timoshenko梁軸模型的運(yùn)動方程得出了單螺桿泵抽油桿柱運(yùn)動方程的解。該分析方法可求出抽油桿作渦動時(shí)的變形,有效地了解抽油桿的動力特性。這種方法用于從理論上分析地面驅(qū)動式單螺桿泵抽油桿動力特性,還須進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。

本文針對地面驅(qū)動單螺桿泵運(yùn)動過程中的一些非線性問題進(jìn)行研究,比如電機(jī)的啟動問題以及螺桿泵與井壁的碰撞問題等等。并在這些問題的基礎(chǔ)上對單螺桿泵采油系統(tǒng)進(jìn)行了工況預(yù)測技術(shù)的研究,建立了螺桿泵采油系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)學(xué)二模型。借助于該模型,也能夠很好的進(jìn)行螺桿泵采油系統(tǒng)中相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)的動態(tài)預(yù)測。

介紹單螺桿泵應(yīng)用于油田聯(lián)合站的原油外輸工程,實(shí)現(xiàn)了對原站雙螺桿油氣混輸泵的替代性改造,解決了含固體雜質(zhì)原油的外輸問題,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)電和工作環(huán)境改善的效果。

經(jīng)過多年的開發(fā)研究,電動潛油單螺桿泵采油工藝應(yīng)用實(shí)施,根據(jù)現(xiàn)場使用情況與地面機(jī)械驅(qū)動單螺桿泵采油工藝進(jìn)行了對比,著重對單螺桿式減速器及以齒輪傳動為特征的減速器進(jìn)行了分析,確定了單螺桿泵最佳實(shí)際排量與油井產(chǎn)能的匹配,明確了工藝配套技術(shù)的完善方向,指出電動潛油單螺桿泵采油工藝可作為克服抽油桿、油管偏磨的一項(xiàng)替代技術(shù)。

根據(jù)地面驅(qū)動單螺桿泵工作特點(diǎn),考慮井筒不同深度處流體粘度隨溫度變化以及井斜角變化對桿柱受力計(jì)算的影響,提出了螺桿泵采油井組合桿柱設(shè)計(jì)的微元段法,這種方法適合于任意下泵深度。應(yīng)用第四強(qiáng)度理論計(jì)算復(fù)合應(yīng)力和應(yīng)力利用率,根據(jù)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,可以進(jìn)行任意級組合桿柱設(shè)計(jì)。實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明,理論計(jì)算值與實(shí)測值誤差小于5%,說明該微元段法是可行的。

單螺桿泵地面驅(qū)動裝置卸載式主軸結(jié)構(gòu)

介紹了一種新型的潛油（水）泵裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟，并分析了液動式單螺桿泵應(yīng)用中的幾個問題

螺桿泵在開采稠油、含砂原油和中深低原油方面有明顯的優(yōu)越性。隨著油井不斷向深層發(fā)展,在泵掛深度愈來愈大的情況下,管式螺桿泵的檢泵工作勢必費(fèi)時(shí)費(fèi)工,采油成本相對較高。介紹一種地面驅(qū)動桿式螺桿泵,論述了其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。這種桿式螺桿泵可以縮短檢泵作業(yè)時(shí)間,從而降低油田的作業(yè)成本。

根據(jù)單螺桿泵井的工作特點(diǎn),對斜井中單螺桿泵抽油桿柱進(jìn)行受力分析,建立了抽油桿運(yùn)動模型,利用數(shù)值積分方法進(jìn)行求解。該模型克服了以往運(yùn)動模型僅適用于直井的缺點(diǎn),考慮了井斜以及各種橫向力的影響,因此更接近抽油桿柱的實(shí)際情況。利用該模型可獲得井筒中任意部位及螺桿泵處抽油桿扭矩的變化情況。計(jì)算實(shí)例表明,該數(shù)學(xué)模型及其所得解是穩(wěn)定的。這為螺桿泵井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、進(jìn)行工況診斷提供了理論基礎(chǔ)。

通過對單螺桿泵嚙合過程中流動接觸點(diǎn)相對滑動速度和固定接觸點(diǎn)綜合曲率的分析,得出提高流動接觸點(diǎn)最小相對滑動速度就有利于延長單螺桿泵的使用壽命的結(jié)論,并給出了型線優(yōu)化的依據(jù).

本文以單螺桿泵為例,在其設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)上,以實(shí)際流量最大為目標(biāo),建立單螺桿泵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。利用matlab優(yōu)化工具箱,對目標(biāo)函數(shù)求解最優(yōu)值。結(jié)果證明,與傳統(tǒng)解法相比設(shè)計(jì)參數(shù)得到了明顯的優(yōu)化。

基于稠油地面輸送泵的生產(chǎn)實(shí)際工況,可將單螺桿泵定、轉(zhuǎn)子運(yùn)動副之間的磨損視為磨礪性磨損,因此,其磨損量在相同時(shí)間內(nèi)正比于相對滑動速度及法向正壓力的大小。其相對滑動速度的大小由單螺桿泵自身的運(yùn)動形式及參數(shù)的匹配所決定,法向正壓力的大小決定于離心力、軸向力等工作壓力

本文分析了影響單螺桿泵采油井系統(tǒng)效率的因素,以系統(tǒng)效率為目標(biāo)進(jìn)行了單螺桿泵采油系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),使泵的工作點(diǎn)最大限度地趨近系統(tǒng)效率最高點(diǎn),使單螺桿泵與采油井達(dá)到合理匹配,提高油井產(chǎn)能,延長油井的檢修周期。

井下采油單螺桿泵因具有較高的系統(tǒng)效率而日益受到重視。目前已開發(fā)的井下單螺桿泵有地面驅(qū)動采油單螺桿泵、電動潛油單螺桿泵、單螺桿液動機(jī)-單螺桿泵裝置和多頭螺桿泵。簡述了單螺桿泵定子襯套選用的材料和轉(zhuǎn)子的表面處理方式,介紹了單螺桿泵在國外的使用情況。指出井下采油單螺桿泵主要朝增大泵的下井深度,加大泵的排量,延長泵的使用壽命和拓寬泵的使用范圍等方向發(fā)展。最后就國內(nèi)開發(fā)和推廣螺桿泵工作規(guī)劃提出了建議。

g單螺桿泵型號及參數(shù) 一、偏心單螺桿泵產(chǎn)品概述： g系列單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種，主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子) 和固定的襯套(定子)。 由于該二部件的特殊幾何形狀，分別形成單獨(dú)的密封容腔，介質(zhì)由軸向均勻推行流動，內(nèi) 部流速低，容積保持不變，壓力穩(wěn)定，因而不會產(chǎn)生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為 0.6mpa，揚(yáng)程60m(清水)，適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下(特殊要求可達(dá)150℃)。 因定子選用多種彈性材料制成，所以這種泵對高粘度流體的輸送和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì) 或含有纖維介質(zhì)的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點(diǎn)。其流量與轉(zhuǎn)速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動，或采用調(diào)速電機(jī)，三角帶，變速箱等裝置變速。 這種泵零件少，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維修簡便，轉(zhuǎn)子和定子是本泵的易損件，結(jié)構(gòu)簡單， 便于裝拆。 二、偏心單螺桿泵產(chǎn)品特點(diǎn)： 偏心單螺桿泵具有自

本文將目前國內(nèi)外對單螺桿泵定子的磨損研究情況作一綜述,對常規(guī)單螺桿泵和等壁厚單螺桿泵進(jìn)行了接觸分析。針對目前單螺桿泵"定子受壓側(cè)直徑與圓弧連接點(diǎn)處的磨損最大"的現(xiàn)象,從疲勞磨損的角度進(jìn)行了深入研究,認(rèn)為這是由于在圓弧段對角處的剪切應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它地方,在周期性載荷的作用下橡膠表面產(chǎn)生重復(fù)的壓縮、拉伸和交變剪切應(yīng)力而發(fā)生多次變形,從而使橡膠表層發(fā)生疲勞磨損。對于等壁厚單螺桿泵來講,其最大的剪切應(yīng)變在橡膠襯套的外層,這意味著等壁厚單螺桿泵橡膠襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接強(qiáng)度將受到考驗(yàn),襯套外層與鋼套之間的聯(lián)接處可能是等壁厚單螺桿泵的疲勞失效處。

基于單螺桿泵的工作原理,分析其運(yùn)行時(shí)的阻力因素和功耗情況,經(jīng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐,對單螺桿泵襯套的斷面形狀進(jìn)行了改進(jìn)。通過對比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),本次改進(jìn)減小了螺桿與襯套之間的摩擦功耗,提高了泵的效率,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

準(zhǔn)東吉7井區(qū)為普通稠油油藏,采用常規(guī)注水開發(fā)。因油藏埋深大、原油粘度較高,常規(guī)舉升工藝存在舉升困難、負(fù)荷大、泵效低、能耗高等問題。通過技術(shù)優(yōu)選及配套,在吉7井區(qū)采用法國pcm螺桿泵舉升,成功解決了該油藏采用常規(guī)抽油機(jī)井難開采的問題,為深層稠油冷采提供了一條新的途徑,且應(yīng)用效果好,目前已規(guī)模應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

針對螺桿泵性能和特性的理解、認(rèn)識及合理應(yīng)用,首先應(yīng)從掌握螺桿泵的基本原理入手。根據(jù)單螺桿單頭螺桿泵定、轉(zhuǎn)子嚙合過程,推導(dǎo)了單螺桿單頭螺桿泵轉(zhuǎn)子曲線方程、定子曲線方程。而轉(zhuǎn)子螺旋型面是橫截面均為半徑為r的圓,定子內(nèi)腔型線由多段型線構(gòu)成封閉連續(xù)接觸線并與轉(zhuǎn)子型線形成密封單元。