螺杆泵采油效率影响因素及改进策略

李鹏飞

摘 要：文章从螺杆泵的采油系统组成出发，对螺杆采油的影响因素进行了分析，并提出了相应的改进策略，对提高螺杆泵采油效率具有积极的作用。

关键词：螺杆泵采油；影响因素；改进策略

1 螺杆泵采油系统的组成

螺杆泵采油系统由井下的螺杆泵、地面的驱动装置和抽油杆三部份组成，由地面的驱动装置带动抽油杆转动，从而使连接抽油杆的井下螺杆泵转子产生转动，转子与定子之间形成的密封腔随着转子的转动而产生的压力差把原油吸入螺杆泵，然后原油从螺杆泵的上部进入油管运送到地面井口后进入联合站。

2 影响螺杆泵采油效率的因素分析及解决对策

2.1 螺杆泵自身因素分析及解决办法

2.1.1 螺杆泵转子转速的影响

螺杆泵转子转速对螺杆泵采油效率有较大影响，提高螺杆泵转速可以提高泵效、泵的压头，但随着转速的提高，转动中的抽油杆产生离心力就会变大而产生震动，沿程损失会增加而原油的举升高度会随之降低，加速了定子橡胶磨损。转子转速不应设置的太大，而根据具体情况而定，国内大多数油田多数设置100～300r/min之间。如果压头、泵效太低，油井淺而泵大导致排量不够，泵的举升压头较小时，可适当把转速调到250～350r/min。

2.1.2 螺杆泵的转子直径、导程的影响

螺杆泵的转子直径、导程影响着螺杆泵的理论排量和有功扭矩，由于目前螺杆泵大部分定子与转子之间比为1：2，该比例结构设计简单，但理论排量与定子的导程成正比，定子导程越长螺杆泵的排量就随着变大，但是随着导程的增加就越空易发生漏失现象，会使举升效率变低而影响产油量。不能为了提高采油效率来进行随意地增加转子的直径和导程。最合理的定子与转子之间比为3：4，可针对该比例研发新型的螺杆泵，来达到提高采油效率的目的。

2.1.3 驱动电机的功率影响

螺杆泵采用防反转制动来停泵，这样会导致扭矩不释放，重新启动电机时需要满载启动，这时启动扭矩会较大，而电机的启动电流是正常电流的三倍，为保证安全还会留有保险系数，所以电机功率选择过小会烧毁，若选择电机功率过大，电机效率低而造成浪费，考虑这些因素，选择的电机功率应是正常工作时功率的1.5～2倍。

2.1.4 沉没度影响

沉没度高低影响着系统的效率，如果沉没的深度过高会影响油井的产量和井底流压，而如果太低会影响泵的吸入状况，使泵效变低，定、转子间的摩擦阻力会增大，螺杆泵定子橡胶会发热，加快螺杆泵定子的损坏。必须控制好泵的沉没度，正常情况下，套管压力、泵吸入口处的沉没压力为1MPa时较好。

2.2 外界因素的影响分析及解决办法

2.2.1 油井结蜡

原油含有石蜡等物质，不同的油井含蜡量会有所不同，当原油从油井底部通过螺杆泵腔体沿着油管进入到地面的过程中，原油的温度会随着地层的不断变浅而变低，当达到一定温度时就会产生结蜡现象，挂在油管壁和抽油杆上。会使油管沿程损失和抽油杆旋转磨阻变大，地面驱动系统负荷就会增加。应制定合理的洗井方案和洗井周期，并对油井定期加药来防止结蜡。

2.2.2 油井出砂

大部分油井在生产过程中都会存在出砂现象，虽然螺杆泵的设计结构对出砂具有一定的适应性，但油井长时间持续地出砂会加快螺杆泵定、转子的磨损，而产生漏失，压头下降的问题，砂子如果镶嵌在定子橡胶中，会使橡胶表面破裂而过早地被破坏掉。油井出砂出现在螺杆泵停泵时，油管内的原油停止流动，含砂会产生下沉。停泵后再次重新启泵时会出现卡泵导使抽油杆、地面驱动系统受损。而沉砂会堵塞位油管内原油造成憋泵现象发生，易把螺杆泵泵体烧坏。所以要定期观察出砂现象，减少故障的发生，提高采油效率。

2.2.3 井下温度

目前，大多数的螺杆泵定子橡胶对温度耐受能力能达到80℃以上。高温橡胶可超过 120℃以上。井下温度会直接影响着螺杆泵的使用，当螺杆泵停泵时，井下温度偏高会对泵体有利。而在工作时，如果井下温度超过定子橡胶许用的温度时，会加快定子橡胶损坏进程，降低螺杆泵的使用性能。螺杆泵下井后，其定子橡胶温度变化是一个重要考虑因素。

2.2.4 原油粘度

粘度对螺杆泵的影响也应引起人们的注意，相比于其它的人工举升方式，螺杆泵更适合稠油的开采，粘度的增加会使漏失量有所减少，有利于提高泵的容积效率，当时，但粘度太高会导致流动性差使阻力增大，在螺杆泵的一个工作周期内不会全部地充满空腔，降低泵的举升高度，泵的容积率会下降，使采油效率变低。面对这种情况而进行新技术研发来降低原油的粘稠度，来提高螺杆泵的容积效率和采油效率。

3 结束语

在实际应用中，通过对螺杆泵采油工艺中影响采油效率的因素进行的分析可以得知，只有根据各油井的不同情况对采油效率低的原因进行排查，针对不同原因采取不同的技术创新，方可提高螺杆泵采油系统的采油效率，从而提高整个油田的产量。

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