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国内螺杆泵测试技术的研究同采油效率影响因素

  • 发布者:海鸿泵阀

    发布日期:2021-01-29
  • <一>、国内沥青螺杆泵测试技术的研究
      20世纪80年代初期,沥青螺杆泵机械采油设备开始应用于人工举升领域,在抽汲高赫度、高含气和高含砂原油中具有其他举升设备不能替代的优越性。沥青螺杆泵工况测试技术是沥青螺杆泵采油管理技术的基础,也是对油并进行诊断的必要条件。我国从1984年就已经引进沥青螺杆泵并应用于油田生产,应用井数由初的9口井发展到2009年底的4000余口井。相比沥青螺杆泵制造工艺和配套设备技术上的快速发展,沥青螺杆泵工况测试技术相对滞后,在20世纪90年代末期,国内才开始发展沥青螺杆泵井专项测试技术,而当时油井生产管理仍然以依靠产量、动液面和电流等为参照的经验分析为主,缺乏系统性的设计、监测、工况诊断及优化办法。
      国内外抽油机井示功图法工况测试技术已十分成熟,在沥青螺杆泵井分析中却难以找到类似方法可以直观描述井下工况的测试技术。由于沥青螺杆泵的特殊性,加之故障形式复杂,如果仅凭单一的测试方法诊断工况,符合率较低,所以实际诊断中必须采用综合测试技术,才能为管理者正确评价油井工况提供可靠依据。沥青螺杆泵综合测试技术从所属技术领域上划分,主要为经验测试技术、电参数测试技术、光杆载荷测试技术及机械振动测试技术。
      国内沥青螺杆泵测试技术的研究历经了十余年。自天津市工业泵厂1984年引进美国Allweiler公司沥青螺杆泵技术以来,曾先后尝试了负载电流法、套管鳖压法、扭矩/轴向力法、振动法测试等多种方式,但现场操作仍以人工测试方式为主。2002年大庆采油工艺研究所率先提出沥青螺杆泵井综合测试方法,并研发出一套完整的系统测试诊断平台。该平台包括无线测试仪硬件平台、测试诊断及优化设计软件平台,其中软件平台主要由基础数据库、系统诊断模块、系统优化设计模块构成。用户只需输入生产数据和光杆扭矩、轴向力载荷和电参数等数据,就可以得到该井的产能状况、工况及故障类型、杆柱校核结果及建议措施等信息,还可以进行举升系统设计和工作参数的优化等工作。该软件为沥青螺杆泵井的系统优化设计、工况分析、故障诊断及措施调整提供了依据。现场应用表明,在所有的测试参数中,杆柱扭矩和轴向力载荷能够比较准确、清晰地反映沥青螺杆泵系统常见的工作状况,因此也倍受用户推崇。但是,缺少其他数据的补充,单凭这2个测试参数难以识别举升系统的其他复杂工况和故障。因此如何完善基于扭矩/轴向力测试法的智能综合测试技术是国内近期亟待解决的难题。
      <二>、沥青螺杆泵采油效率影响因素分析及对策
      虽然沥青螺杆泵采油系统具有上述的一些优点,是重要的人工举升方式,但是在现场应用中也存在一些影响采油效率的问题。
      1、沥青螺杆泵自身结构对采油效率的影响及对策
      通过对某油田的沥青螺杆泵使用情况进行调查统计分析发现,目前该油田使用的沥青螺杆泵大部分定子与转子之间比为1:2,该沥青螺杆泵的大特点就是结构简单,但是这种沥青螺杆泵的理论排量却和定子的导程成正比,也就是说定子导程越长,沥青螺杆泵的排量也就越大,但是也就越容易发生漏失,终造成沥青螺杆泵的举升效率降低,影响沥青螺杆泵采油的产油量。因此为了提高不锈钢螺杆泵的采油效率,也就不能单纯地从增加沥青螺杆泵定子的导程来出发,而是要研制新型的定子与转子比为3:4的新型沥青螺杆泵,这样才能有效地提升沥青螺杆泵的采油效率。
      2、井下原油性质对沥青螺杆泵采油效率的影响及对策
      虽然沥青螺杆泵结构简单,吸入性比较强,相比较其它的举升方式更适合稠油的开采,但是井下原油的粘稠度也会直接影响沥青螺杆泵的采油效率。当原油的粘稠度太高,流动性太差的时候,在沥青螺杆泵一个往复周期内原油就不可能大限度地充满空腔,而使泵的容积率急剧降低,影响采油效率。对于这种情况,就要研制新的方法降低原油的粘稠度,基于这种理念我们研制并使用了一种叫做沥青螺杆泵井除气降豁提液辅助的一种装置,这种装置的大特点就是能够减少液体流动性对泵效的影响,从而增加沥青螺杆泵容积效率,提高沥青螺杆泵的采油效率。
      3、地面驱动装置对沥青螺杆泵采油效率的影响与对策
      传统的地面驱动装置是电机带动抽油杆然后驱动井下的沥青螺杆泵进行原油的抽吸,这种驱动方式需要很大的功率才能够启动,对能量的损耗非常大,因此导致系统效率比较低。为了时减少了地面传动部件!装置运行安全系数也大幅提高。而直接驱动还有以下几个方面的有点:一是系统效率高,二是节能效果好,三是安全性能高,四是故障率非常低。通过地面驱动的改进,可以大幅度降低能源消耗,提高生产效率。
      4、沥青螺杆泵采油参数影响效率与对策
      在很多油井的生产过程中发现生产效率比较低,经过多方面原因查找发现是生产运行参数不合理导致沉没度高,抑制了产液量。根据参数配比不合理的问题采取等排量对比法与弹性调参法可以有效地增加沥青螺杆泵采油的生产效率,达到了增加沥青螺杆泵井产量的目的。
      沥青螺杆泵采油工艺技术虽然应用越来越普遍,但是在实际的应用中也存在多个方面的问题导致采油系统效率低,因此就要根据不同的采油井查找沥青螺杆泵采油系统效率低的原因,然后根据查找的原因采取有针对性的技术改进措施,才能提升沥青螺杆泵采油系统的工作效率,才能提高单井的日产液量,进而提高原油的产量。

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