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1、螺杆泵采油技术简介及新产品,,螺杆泵采油技术,目 录,概述,采油螺杆泵是一种高效、节能的采油设备，主要由地面驱动装置和井下螺杆泵两部分组成。地面驱动装置将井口动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下，驱动井下螺杆泵进行工作。井下螺杆泵由转子和定子两部分组成。转子是由高强度合金钢材经过精细加工及表面镀铬而成；定子是在钢管内注入弹性橡胶后加工而成。根据井况不同，可以选用多种橡胶配方。,5个优点,结构简单,维护方便,节能效果明 显,一次性投资少,地面驱动螺杆泵采油,适应性强,地面驱动螺杆泵采油技术以能有效降低采油成本提高采油效益诸如抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受国内外油田
2、重视，并有望成为油田主要的机采方式之一。,产品介绍,高原系列螺杆泵自92年引进美国WeatherFord公司技术以来，针对油田应用情况，经过十几年的发展、改进，已经形成了较为全面、完善的产品系列。地面驱动装置从5.5kW到75kW，井下泵100rpm时，日产液量从1方到375方，最大扬程2200m。 采油螺杆泵主要由螺杆泵地面驱动装置、井下螺杆泵、井下工具和电控系统组成。,螺杆泵基础知识-定义,螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。,螺杆泵基础知识-结构形式,采油用螺杆泵是单螺杆式水力机械的一种，是摆线内啮合螺旋齿
3、轮副的一种应用。螺杆泵的转子、定子副（也叫螺杆衬套副）是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室，并当转子和定子作相对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。螺杆泵又有单头(或单线)螺杆泵和多头（或多线）螺杆泵之分。,1：2结构 2：3结构 3：4结构 4：5结构,螺杆泵基础知识-工作原理,沿着螺杆泵的全长，在转子外表面与定子橡胶衬套内表面间形成多个密封腔室；随着转子的转动，在吸入端转子与定子橡胶衬套内表面间会不断形成密封腔室，并向排出端推移，最后在排出端消失，油液在吸入端压差的作用下被吸入，并由吸入端推挤到排出端，压力不
4、断升高，流量非常均匀 。,螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。,螺杆泵基础知识-型号含义,螺杆泵基础知识-型号含义,高原驱动装置的型号含义：GBF2:齿轮箱传动比为2：1的驱动装置。GBF6:齿轮箱传动比为6：1的驱动装置。GBF5B：齿轮箱传动比为5：1的驱动装置，经过了2次改进。LZQ-11:功率为11kW的电机直驱式地面驱动装置。,泵参数计算方法：以120-36为例扬程：3645=1215米 45为单级承压排量：120100 60 24=17280000ml=17.28方/天。（结果为驱动装置转速为100转/分时，每天的理论产量）驱动装置转速计算：光杆转速：电
5、机转速（调频后）小皮带轮直径大皮带轮直径齿轮箱传动比=光杆转速电机转速（调频后）：电机标称转速输出频率50=电机通过变频器变频后的转速,螺杆泵基础知识-基本要求,螺杆泵作为水力机械必须要满足以下三点： 1、定、转子能够互相匹配 能够满足一般齿形啮合运动的要求。 2、转子和定子衬套能够保证密封性 转子和定子衬套间能形成多个密封腔室，以充满工 作液体。 3、密封腔室能够不断推移 转子的转动能够使密封腔室连同其中的工作液体连续地沿轴向推移，并在推移过程中进行机械能和液体能的相互转化。,螺杆泵基础知识-特点、优点,1、螺杆泵综合了柱塞泵和离心泵的优点，即在不同的压力条件下流量改变很小，而且流量非常均匀
6、； 2、无阀，对气的适应性好，不会产生“气锁”现象（柱塞泵）和 “气蚀”现象（离心泵）； 3、结构方面的特点：运动件很少（只有转子一个运动件）、流道短而且简单，过流面积大，油流扰动小，因此携带能力强； 对砂、蜡的适应性好，能够在高粘原油中以较高的效率工作； 当然，螺杆泵也是一种常规的采油设备，在正常井况中更能发挥其节能、高效、耐用的优势。,产品介绍-概述,地面驱动及井下泵概述 地面驱动装置主要由电机、支撑架、减速机构(皮带轮、齿轮减速箱)、防反转装置及井口盘根盒等几部分组成。高原螺杆泵地面驱动装置的主要部分均采用独有的专利技术，安全可靠。高原井下泵产,品经过不断的完善和创新，已经形成了单、双、
7、三头等多种螺杆泵产品。根据不同井况和区块分别有耐磨、耐腐蚀、耐高温等9种橡胶类型可供选择。系列化齐全完善、产品多样，适应性强。,产品介绍-地面驱动装置,地面驱动的结构组成 当前常见的螺杆泵结构形式均包含动力源（电机等）、传动部分（皮带轮、齿轮）、光杆固定部分已经井口密封（盘根盒）部分。虽然结构形式有所不同，但是作用原理基本相同。,产品介绍-地面驱动装置,目前，胜利油田高原公司的螺杆泵地面驱动装置已经形成系列，产品种类多样，具体型号和参数如下：,产品介绍-井下螺杆泵,高原井下螺杆泵产品系列全面，排量范围大，结构合理，橡胶种类多，适用范围广。螺杆泵系列参数表：,产品介绍-井下螺杆泵,产品介绍-井下
8、螺杆泵,由于篇幅限制，表中只列出了部分泵型参数，详细参数请参考螺杆泵使 用说明书，另外我们可以根据用户具体要求，定制不同参数的泵型。,泵型选择原则：1.扬程、排量要按井况选择，不宜选择排量过大，级数过高的型号。合理的选择泵型，可以提高该井检泵周期；2.如果油井存在明显的出砂、含H2S等情况，选泵前可与厂家联系，以获得更合理的泵型、泵效以及合适的橡胶配方；3.如果遇到特殊套管，如内径较小的套管或者遇到泵扬程、级数不合适时，可以联系厂家，定制螺杆泵。,螺杆泵采油系统及配套技术,本节主要讲解的内容：（1）螺杆泵采油系统分类（2）地面螺杆泵采油系统组成及功能（3）螺杆泵系统配套技术,螺杆泵采油系统分类
9、,地面驱动单螺杆泵采油系统,潜油电机驱动单螺杆泵采油系统,地面螺杆泵采油系统组成及功能,1电控箱； 2-电机；3-皮带； 4-方卡子；5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-抽油杆；9-抽油杆扶正器；10-油管扶正器；11-油管； 12-螺杆泵；13-套管； 14-定位销；15-防脱装置； 16-筛管,1、组成：分为地面和井下两大部分。地面部分包括:驱动头和控制柜，井下部分包括：井下泵、抽油杆、油管、配套工具（如锚定工具、扶正器）等。见左图。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,5个优点,结构简单,维护方便,节能效果明 显,一次性投资少,地面驱动螺杆泵采油,适应性强,地面驱动螺杆泵采油技术以能
10、有效降低采油成本提高采油效益诸如抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受国内外油田重视，并有望成为油田主要的机采方式之一。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,1、螺杆泵采油系统的电控部分,电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电机的启、停，该装置能显示、记录螺杆泵井正常运转时的电流、电压等，并且有过流、过载、过压等保护，确保系统正常运行。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,电控箱的功能及特点：1.它具有对电机作过载、断相、过压、漏电、堵转及三相电流严重不平衡自动的保护功能；2.电控箱设计结构合理，前门设有安全门锁，箱门处用反边折扣，具有防风沙、防雨、防盗的特点；3.箱门的电压表、电流
11、表、可直观的反映电网电压及螺杆泵的工作情况；4.集成化的电脑综合保护器，具有功能全、稳定性好，响应动作快的特点；5.有的电控箱还可以连续记录工作运行电流，为螺杆泵泵况分析提供依据； 6.电控柜还可以采用变频控制器以实现电机软启、软停以保护机组及杆柱、管柱，并且可以实现无极调速，不停机调参的功能；7.通过功能定制可以实现远程操作、自动启动、井口压力传感器保护等多种功能。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,电控箱是整个螺杆泵采油系统的控制核心：,GLB-型螺杆泵电控箱示意图,（1）普通电控箱的原理,控制系统:、合上空气开关后，按动启动按扭QA，交流接触器QC得电吸合，接通主电路，使电动机 M运行，螺杆
12、泵便可正常运转。、当准备停止工作时，只需按下常闭按钮TA，交流接触器失电断开主电路，电机M停止运转，螺杆泵便停止工作。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,A 电控箱配有电流表A，可监测电动机工作电流。当电动机起动时或不需要测量电流时，电流表被QT1按钮短路，起保护电流表的作用，按下QT1即可读表，得到电流值。 B 电控箱装有JD-5-V系列保护器，实现电动机的过载、短路、断相、堵转保护，动作灵敏可靠。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,有关变频调参驱动技术,螺杆泵无级调参驱动有变频、机械和液压等几种方式。目前，应用较多的是变频调速。无级调参驱动方式与有级调参驱动方式相比，无级调参驱动方式的优点如下：,
13、1.提高螺杆泵适应油井产能变化的能力，减少维护量； 有级调参驱动的螺杆泵井，一般只有不连续的几个调参档位。当油井产液量波动较大，或者最佳转速落在两个档位之间时，这种驱动方式就表现出局限性。特别是聚驱井和新井，投产初期产能较高而稳定期产能较低。有级调参往往需要停机，增加躺井几率。 采用无级调参驱动方式，驱动装置输出转速连续可调，有效的解决了调参躺井问题。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,1.调参操作简便直观，方便现场管理。 在有级调参驱动方式下，当螺杆泵井需要调参时，首先要选择备用的皮带轮和皮带，然后停机，由人工操作，拆装皮带和皮带轮，调整完毕后启动运转。如果短时间内需要调参的油井较多，则现场维护
14、和管理的工作量必然增加。采用无级调参驱动方式，调参时只需旋转调速旋钮即可，而且调参前后的工作参数均可以在操作面板上读取。 采用无级调参驱动方式，调参是只需旋转调速旋钮即可，而且调参前后工作参数均可以在操作面板上读取。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,变频控制柜的电路图 将变频器和电控箱结合在一起，制做成变频调速控制柜，改变变频器的输出频率实现无级调速。采取温控措施，保证变频器在野外工况下正常工作。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,2、螺杆泵采油系统的地面驱动部分,地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，使转子实现行星运动，实现抽汲原油的机械装置。从传动形式上分，有液压
15、传动和机械传动；从变速形式上分，有无级调速和有级调速。、螺杆泵采油系统的地面驱动部分。,地面螺杆泵采油系统组成及功能,按原动机分为,电动机机械驱动,液压驱动,内燃机驱动,按井口连接方式 分,卡箍连接,法兰连接,按装置调速方式可分为：,无级调速驱动装置：无级调速方式根据实现方法的不同又有机械式无级调速、变频电机式无级调速、液压式无级调速；有级调速驱动装置：目前国内油田应用的主要类型是电动机机械驱动、有级调速、井口法兰连接的地面驱动装置。通过更换皮带轮和皮带进行调速。,电动机变频驱动,种类划分：,地面螺杆泵采油系统组成及功能,机械驱动装置传动部分是由电动机和减速器等组成，其优点是设备简单，价格低廉
16、，容易管理并且节能，能实现有级调速且比较方便。其缺点是不能实现无级调速。 液压驱动装置是由原动机，液压电机和液压传动部分组成。其优点是可实现低转速启动；转速可任意调节；因设有液压防反转装置，减缓了抽油杆倒转速度。其缺点是在寒冷季节地面液压件和管线保温工作较难，且价格相对较高，不容易管理。,种类,1.机械驱动装置 2.液压驱动装置,地面螺杆泵采油系统组成及功能,什么是螺杆泵地面驱动装置，它主要由几部分组成？,螺杆泵地面驱动装置一般指的是套管井口法兰面以上与套管井口、地面输油管线相连接的那部分设备的总称。狭义的讲它主要由原动机、减速系统、防反转机构、密封系统、支撑系统和安全防护系统等部分组成，广义的讲还包括螺杆泵专用井口、地面电控箱，它是螺杆泵采油系统中的动力输出部分。根据不同的分类原则，螺杆泵地面驱动装置有不同的种类：,
