井下双螺杆多相混抽泵的设计与分析

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1、中固石油人学(f仁东)硕lj：学位论义1．1引言第一章绪论目前，国际石油价格处于高价位且有稳步上升的趋势，一些特殊油藏丌采丌发越来越引起人们的重视。由于作为特殊油臧的稠油资源在世界油气资源中所占LL4歹IJ较大，因此，如何丌采稠油，使之成为可动用储量，是石油界一直探究的问题⋯。根据资料，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108吨，而且这些稠油主要分布于加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯等【1】【2】【31。我国也是稠油资源较为丰富的国家之一，目前已在12个衙地发现了70多个稠油油阳，约占国内石油资源总量的25％'-'30％，按探明储量和未来潜在储量排序，在世界上分别排在第

2、7位和第6位【㈨11】。世界各国对稠油的丌采力度币在不断加大。国内老油FH大多处于丌发后期，排量小、油层较深的稠油、含砂、含气难采油井越来越多，有的还处于关井状态，为了提高老油区的产量和采收率，各油⋯都己丌始重视对这类油井的采输。然而常舰“三抽”设备丌采模式己不能够完全适应越来越复杂的油井工况，并且常规采油工艺投入大、效率低、产出低，短期产出与投入比不经济，是制约各油阳后期丌采的关键因素之一【4】【6】【81191。仅胜利油F日孤东采油场一家采油场这类油井就有上百口。同时随着油田的不断丌采，老油阳的单井产量也在逐年降低：老油区新发现区块一般比较分散而且高产单井并不多，但是丌采难度

3、和成本却相当的高。目i，J-各油田对高扬程、小排量、低投入、低成本、高效率的采油设备的需求与同俱增峭J。如河南油开1近两年，新钻出100多口及正在丌采的油井，油层薄而小，且均属于稠油油井，单井同产液量较低，一般在3～20m3／d，泵挂深度600～1000m；吉林油阳新上60多口油井，排量5～20m3／d，泵挂深度2000m左右。这些油井丌采存在的共同问题，就是如何降低初期投入，降低采油成本，提高换泵检泵效率，缩短现场旋工作业时l’日J，降低作业费用，从而降低整个采油成本。因此研究适合这类油井的低成本、高效率的采油工艺尤为重要，同时研发相应的新型高效采油设备迫在眉睫。经业内有关专家

4、的多方论证，研究丌发井下螺杆泵采油设备及其相应的采油作业工艺可以较好的解决目6，j．采油现场存在的这些难题‘¨111611171。又因目6，JI稠油热采方式较为成熟【3】【5

5、，单螺杆泵橡胶定子在热采方面的高温溶胀等固有缺陷，而地面驱动纯余属井下双螺杆泵在稠油热采方面却有着得第一审绪论天独厚的优势，而且双螺杆泵又具有较强的输气能力‘161，因此，无论是对地面驱动井下双螺杆泵还是电潜双螺杆泵的研究都为稠油或高气油比油田的丌发提供了一条人工举升新思路。1．2课题研究的意义及国内外研究现状分析1．2．1课题研究的意义目自，J．，世界范围内稠油资源较为丰富。稠油资源相对于常规石油资源的丌

6、采J1：发难度较大、投入大、产出低、效率低，但随着世界范围内许多油气ffl进入丌采的中后期，以及近几年国际石油价格的暴涨，稠油资源的丌采丌发也越来越受到人们的关注⋯。从所使用的机械采油设备来看，“抽油机一抽油杆一抽油泵”采油系统、电动潜油离心泵(ESP)采油系统、单螺杆泵(PCP)采油系统是目自订应用最广泛的3采油系统[1011‘6】【I8】fI91。针对稠油资源的丌采，国内外主要应用的机采设备为“抽油机一抽油杆一抽油泵”系统和单螺杆泵采油系统⋯6】【161。但是随着稠油粘度的的增加，三抽发备采油系统的效率将会变得极其低下，所以用其丌采稠油或超稠油将会十分／fi经济。于是人们将目

7、光转向螺杆泵采油系统。经过近几年的发展，螺j；r泵的研究与应用变得Ff益成熟，许多技术规范已经制定出来，每年都有一些新工艺、新技术进入应用领域。目i，J．，螺杆泵举升技术和其他举升技术一样，已经被国内外各油田广泛采用[16⋯81。因为蝶杆泉采油系统与其他机械采油设备相比，具有以下优点：1)节省一次投资。螺杆泵与电动潜油离心泵、水力活塞泵、游粱式抽油机相比，结构简单、价格便宜。2)地面装置结构简单，安装方便，可直接座在井口套管四通上，占地面积较小。3)泵效高、节能、管理费用低。出于螺卡1：泵是容积式泵，流量无脉动，轴向流动连续、流速稳定，因此它与游梁式抽油机相比，没有液柱和机械传动

8、的惯性损失，是现有机械采油设备中能耗最小，效率较高的机种之一。4)相对适应于高含沙井。一般情况下，在原油含沙量高(最大体积含沙量达5％)的条件下螺杆泵能够正常工作。5)适用于粘度变化范围较大的油井，可以举升稠油或超稠油。一般来晓，螺杆泵可以举升粘度为8000mP．S(500C)以下的各种原油流体。6)适用于高含气油井。螺杆泵不会气锁，比较适合于油气混输，但井下泵入口的游离气体会占据一定的泵容积，降低泵效。2中罔Ⅱ油人学(4#东)形!lj学位论义7)允许井口有较高的回压。在保证『F