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地面驱动螺杆泵采油系统组成及形式

发布日期:2017-11-23 点击: 次

螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类,而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式,井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。在整个螺杆泵采油系统中,地面驱动发展较早、也比较成熟,但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少,具有较高的采油效率,国内正处于试验阶段,国内各油田现用的螺杆泵采油系统,一般都选取地面驱动方式。地面驱动螺杆泵采油系统,主要由地面设备和井下设备组成。井下设备有螺杆泵和锚定工具;地面设备主要有驱动头、动力设备及井口。动力源将动力传递给驱动头,再通过驱动头减速后,由方卡子将动力传递给光杆,再经与光杆连接的抽油杆柱将动力直接传至螺杆泵。螺杆泵举升的原油沿抽油杆与油管的环形空间上升到井口,由于井口上端有一盘根盒密封,使原油进入输油管线。

1、地面驱动设备

(1)动力源

螺杆泵采油系统采用的动力源有电机、柴油机、液压马达等,其中电机通过皮带轮将动力传至驱动装置,操作简便、易于管理,是应用最广泛的一种;柴油机通过皮带将动力传给驱动装置,这种方式可用在无电网地区,但管理费用也相应增加,国内有些油田己采用。

(2)驱动头

驱动头是一个减速装置,它将动力源的高转速降低到适合螺杆泵及抽油杆柱的转速,一般为150-500r/min,目前应用的驱动头结构形式主要有偏置式、平衡式和一体式。其中平衡式稳定性好,油田应用较多。

(3)井口密封

螺杆泵抽吸的液体到达井口,流入集油管线,其井口回压一般应保持1.OMPa左右,以保证液体流到计量间。从工程应用角度考虑,井口盘根密封最低压力不应小于1.OMPa由于洗井解堵时压力可达10.0MPa,因此井口密封的短期最大压力应达1O.OMPa。

(4)防反转机构

螺杆泵在运转后,井下抽油杆柱积累了一部分变形能量,再加上液面深度与油管内液体的高度差,在螺杆泵停机时,抽油杆柱将高速反转,若不加以限制,势必会造成抽油杆柱的脱扣。因此,在螺杆泵驱动装置上应安装防反转机构或采取其它措施。

2、井下设备

(1)螺杆泵

螺杆泵是井下的主要设备,它由定子和转子组成。其中定子是由橡胶衬套粘接在钢体外套内形成的,而转子是由合金钢调质后经防腐耐磨处理的,定子的磨损程度直接影响着螺杆泵的使用寿命。

(2)防转锚

为了实现螺杆泵定子和转子间的相对转动,在定子下端必须安装防转锚。当螺杆泵正常运转抽油时,抽油杆柱带动转子正转,并通过摩擦力带动定子和油管柱正转,此时连接在定子上的防转锚牙块伸出,与套管咬死,防止油管柱和定子正转,从而实现螺杆泵定子和转子的相对运动;反之,当油管柱受到反扭矩时,牙块缩回,与套管松开,不限制油管柱和定子的转动,可进行起下油管柱作业。

(3)防脱器

在下泵过程中,先将定子和油管柱下井后,再将转子和抽油杆柱下井。此时,由于转子外形为螺旋线,在下放过程中会发生旋转,而转子和抽油杆柱又连接在一起,若抽油杆柱不旋转势必会导致抽油杆脱扣。为此,在抽油杆柱和转子之间需安装防脱器或采取其它措施来解决这一问题。

(4)扶正器

为了使螺杆泵和抽油杆保持稳定运转、不发生振动和杆管柱磨损,需在油管柱和抽油杆柱上分别安装扶正器。扶正器是螺杆泵采油系统中必不可少的井下配套工具,可选用金属材料和非金属材料进行制造。其中金属材料的耐磨性一般应低于抽油杆、油管或套管,通常选为球墨铸铁,而非金属材料通常为尼龙或橡胶。
 

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