大排量螺桿泵技術在海上稠油油田的應用

2013-11-12 吳懷志 中海油研究總院

  目前海上油田主要以電潛泵為主要的機采手段,但是在稠油油田,電潛泵存在著泵效低的問題,并且對于超稠油電潛泵無法使用。但是目前電潛螺桿泵在海的應用,主要受限制于排量低的制約,僅能在產(chǎn)量較低的井中應用;并且在海上實際使用的電潛螺桿泵中,實際使用壽命均較短,不能滿足海上油田大排量!長壽命的要求。探討了對電潛螺桿泵泵型!聯(lián)軸器!減速器等主要部件進行改進,開發(fā)出了排量達到20m3/d,實際使用壽命超過一年的電潛螺桿泵,并在海上油田成功應用,取得了較好的效果。

  目前電潛泵是海上油田開采的最主要的機采手段,海上油田近90%的油井采用電潛泵開采。但是電潛泵對原油赫度及油井含砂量都有較高的要求。在我國,海上油田的70%一80%是疏松砂巖稠油油藏。電潛泵在使用當中,表現(xiàn)出了泵效低!適應性差的不足,尤其對于適度出砂的油井,電潛泵壽命普遍較短。如何有效開采這類油藏是我國海上油田開采技術當前所面臨的技術瓶頸之一,尤其是/適度出砂技術0的提出,如何解決海上稠油油田適度出砂井的機采問題,成為了制約適度出砂技術實施的關鍵。

  電潛螺桿泵采油系統(tǒng)是利用井下潛油電機直接驅動螺桿泵將油液帶到地面。其綜合了無桿采油系統(tǒng)!井下電機驅動和螺桿泵的優(yōu)點,適合于排茹稠液體和含固相液體,并且流量均勻!平穩(wěn)?衫洳苫矶葞浊е翈兹f毫帕秒!含砂量達8%ro%的稠油。與其它機采方式相比,它具有如下優(yōu)點:

  1、適合于開采赫度高!含固相的流體,可應用于稠油井!出砂井!斜井!水平井;不發(fā)生氣鎖,適用于高含氣井。

  2、抽汲連續(xù)平穩(wěn),不對油層產(chǎn)生壓力激動。

  3、地面占用空間小,日常管理簡單,尤其適合海上平臺采油;可在控制柜上無級調(diào)節(jié)排量。

但是海上應用的大排量電潛螺桿泵中,由于受減速器強度!多極電機制造工藝限制,系統(tǒng)轉速一直無法有效降低,導致了螺桿泵故障比例增高,主要故障表現(xiàn)為脫膠!橡膠斷裂!橡膠溶脹后卡泵等。而這主要是由于泵轉速過高(30r/min以上)!定轉子摩擦扭矩較大!定子橡膠溫升過快或散熱不均等原因引起的。因此,需要研制一種能夠適應大排量生產(chǎn)要求的電潛螺桿泵,解決出砂井的機采問題。

  本文針對海上適度出砂稠油油井適用的大扭矩!低轉速大排量電潛螺桿泵的研制與改進工作進行了探討。目前本文涉及的大排量電潛螺桿泵系統(tǒng)已經(jīng)過了海上礦場試驗,運行效果良好,平均壽命達到了la以上。但是相對于海上電潛泵平均50Od的運行壽命,其運行壽命仍然較低,電潛螺桿泵的系統(tǒng)可靠性與壽命問題仍是制約電潛螺桿泵在海上稠油油田推廣使用的關鍵技術問題。