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1、第25卷增刊 石 油 钻 采 工 艺 Vol.25(supplement)2003年8月 OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYAug.2003电潜螺杆泵采油系统及其现场应用X刘 雷 刘卫红 马广明 耿会英(辽河油田公司钻采工艺研究院,辽宁盘锦 124010)摘要 电潜螺杆泵采油系统(ESPCP)是稠油冷采领域的一项新技术,它利用井下潜油电机直接驱动螺杆泵举升液体,综合了无杆采油系统、井下电机驱动和螺杆泵的优点,与有杆泵相比节能可达30%～60%,并可突破有杆泵下泵深度,可应用于稠油井、出砂井、含气井、斜井和水平井
2、。对避免因出砂导致的泵砂卡、抽油杆断脱、卡杆等现象效果显著。同时,ESPCP不会对油层产生激动,具有防砂、降低含水的作用。关键词 辽河油田 电潜螺杆泵 稠油开采 冷采技术 随着油田开发的逐步深入,稠油、含砂、中低产1.2 结构设计量井所占比例日益增大,传统的游梁抽油机由于油ESPCP系统由地面部分、中间部分、井下部分和稠、出砂会出现卡泵、卡杆、泵磨损、抽油杆断脱等情井下配套工具组成,见图1。总体设计是:井下潜油况,导致油井作业频繁甚至停产。寻求新的采油工电机通过1个机械减速器驱动1台螺杆泵,机械减艺已成为各油田进一步发展的必由之路。速器输出轴与螺杆泵输入轴之间靠1个联轴器联螺杆泵适
3、合于排粘稠液体和含固相液体,并且接,采用变频软启动实现井下机组的低启动电流、高流量均匀平稳。但地面驱动螺杆泵因驱动杆易造成启动转矩。杆断、杆管磨损、卡杆等问题一直不能得到推广应用。在这种情况下,同时具有无杆采油、井下驱动和螺杆泵优点的电潜螺杆泵(ESPCP)受到普遍关注。辽河油田于1998年正式立项进行电潜螺杆泵的全面开发,完成了对电潜螺杆泵的系统组成定型和井下工具配套研究工作,并在现场应用试验中取得了较好的效果。1ESPCP系统的原理和结构设计1.1 原理电潜螺杆泵的研究借鉴了螺杆泵和电潜离心泵的技术。螺杆泵由转子(即螺杆)和定子2部分组成。随着转子在定子衬套中做行星转动,螺杆—衬
4、图1ESPCP井下机组示意图套中靠近吸入端的第1个腔室的容积增大,在它和1.2.1 地面部分 由专用变压器和变频控制柜组吸入端的压差作用下,油液进入第1个腔室。随着成。采用高性能的专用变频器软启动,实现低启动螺杆继续转动,这个腔室开始封闭,并沿轴向向排出电流、高启动转矩,并具有空载和过载自动保护功端移动。密封腔室在排出端消失,同时在吸入端形能。供电变压器采用多抽头专用变压器。成新的密封腔室。由于密封腔室的不断形成、推移1.2.2 中间部分 由井下电缆、油管柱和电泵专用和消失,使油液通过一个个密封腔室,从吸入端推挤井口组成。到排出端,并产生排出压力。1.2.3 井下部分 从下至上依次由
5、井下电机及其X作者简介:刘雷,1969年生。1991年毕业于华中理工大学,获中国地质大学油气田开发硕士学位,现从事油田开采工艺研究工作,工程师。电话:0427-7823222。©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net刘 雷等:电潜螺杆泵采油系统及其现场应用31保护器、减速器及其润滑箱、联轴节和螺杆泵组成。情况下的测定值。井下电机采用4极异步潜油电机。润滑保护装置可3.2 适用范围使井下机组在远高于地面温度、压力的环境下工作(1)直井、斜井不
6、限,通井规通井顺畅;对于出砂正常。减速器采用行星齿轮式减速器。螺杆泵为单井,要求出砂为细粉砂,产液含砂量体积比5%以台螺杆泵,旋向左旋,以避免泵以上正扣油管倒扣。下,重量比15%以下。1.2.4 井下配套工具 为保证系统稳定运行,专门(2)油层有较好的供液能力,保证300m以上沉设计了平衡阀、泄油阀、减震扶正器、井下机组扶正没度。器、稠油井用电缆卡子和井下安全阀等配套工具。(3)25℃井液粘度在6000mPa·s以下。(4)油层温度小于120℃。2ESPCP系统的优点4 现场应用电潜螺杆泵采油系统是利用井下潜油电机直接驱动螺杆泵将油液带到地面。其综合了无杆采油系1999-2001年先
7、后在辽河油田选取4口井统、井下电机驱动和螺杆泵的优点,适合于排粘稠液(HC7-21井、高2-3-011井、曙1-36-329井、曙体和含固相液体,并且流量均匀、平稳。可冷采粘度1-05-18井)进行了5井次的现场试验,加工设计几千至几万毫帕秒、含砂量达8%～10%的稠油。出5套试验样机。现场应用中实际下泵深度为1200与其它机采方式相比,它具有如下优点:～1600m;设备连续稳定运行时间为1.5～6个月。(1)适合于开采粘度高、含固相的流体。可应用试验井的
