螺杆泵采油效率的影响因素分析及对策探讨

杨帆

（大庆油田装备制造集团力神泵业有限公司螺杆泵制造厂，黑龙江 大庆 163000）

螺杆泵采油工艺技术是目前油田开发中应用最广泛的一种技术，但是在实际应用过程中，也存在多方面的问题，导致其效率较低。为了提高采油井的产量和原油的产量，需要对螺杆泵采油系统进行技术改进。因此，针对不同的采油井，需要查找螺杆泵采油系统效率低的原因，然后采取有针对性的技术改进措施。在实际应用中，采用相应技术改进措施后，螺杆泵采油系统的工作效率得到了显著提升。通过对多口井的应用实践，发现单井的日产液量和原油的产量都得到了提高，达到了预期的效果。

1 螺杆泵采油系统组成及特点分析

1.1 采油系统组成

石油是世界上最重要的能源之一，但它的开采却是一个复杂而艰难的过程。其中一个核心步骤是采油，而螺杆泵采油系统被广泛应用于这个领域，并且被认为是一种非常重要的人工举升方式。螺杆泵采油系统由下入井的螺杆泵、井上的地面装置和连接井下和井上的抽油杆组成。整个系统的基本原理是通过地面电机驱动抽油杆，由抽油杆带动井下的螺杆泵转子转动。螺杆泵的转动使井下螺杆泵定子和转子之间形成空的密封腔，液体被吸入螺杆泵中，再由螺杆泵的上部排出。原油通过油管被运送到地面。螺杆泵采油系统的优点在于其高度自动化，不需要人工干预，采油效率高、稳定性好，而且可靠性强。此外，它还可以应用于不同类型的油井，包括低压、高黏度和高含水量的油井，以及砂石油井和气井等。在使用螺杆泵采油系统时，要注意维护保养，定期检查螺杆泵的旋转部件，确保其正常运转。此外，应避免过度使用，因为它可能会导致泵的性能下降，最终影响采油的效率和产量。螺杆泵采油系统是一种非常重要的人工举升方式，可以有效地提高采油效率和稳定性。对于石油工业来说，它是不可或缺的一部分。

1.2 采油系统特点

螺杆泵采油系统是一种常用的采油系统，它具有许多优点。首先，该系统的构造非常简单，部件少，使得它在使用过程中非常容易维护和保养。其次，它的吸入性能非常强，能够高效地吸收原油中的气体，这对于原油中含气井来说非常适用。在螺杆泵采油系统中，没有吸入阀和排出阀，这也是它的一个优点。因为这种设计使得该系统可以更好地适应原油中含气的情况，同时，也使得系统更加简单，方便使用。此外，螺杆泵采油系统还有一个非常重要的优点，就是它对地面井口的要求非常简单，占地面积也相对较小，运行平稳。这些特点使得它在使用过程中不会对周围环境造成太大的影响，也更容易被安装在各种不同的地方。最后，这种采油系统的安全性非常可靠，维修保养也非常方便。这些优点为螺杆泵采油系统的普遍应用奠定了非常坚实的基础。总的来说，螺杆泵采油系统是一种非常优秀的采油系统，它的优点在于构造简单、部件少、吸入性能强、效率高、对地面井口的要求简单、占地面积小、运行平稳、安全可靠、维修保养方便等方面。这些优点使得该系统在广泛应用于各种不同的情况下，被大量采用。

2 螺杆泵采油效率影响因素及解决对策分析

2.1 螺杆泵转子转速影响

螺杆泵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和泵的压头，但是转速过高会导致转动中的抽油杆产生离心力增大，从而产生震动，沿程损失会增加而原油的举升高度会随之降低。同时，高速转动也会加速定子橡胶的磨损。因此，在设置螺杆泵转子转速时，需要考虑这些因素。一般来说，螺杆泵的转子转速不应设置得太大，国内大多数油田多数设置在100～300r/min。如果压头和泵效太低，油井漫而泵大导致排量不够，泵的举升压头较小时，可以适当把转速调到250～350r/min。这样能够提高泵的压头和泵效，增加油井的采油效率，但需要注意控制转速，避免出现转速过高的问题。在实际使用中，还需要根据具体情况和需求进行调整。如果需要提高采油效率，可以适当增加螺杆泵的转速，但需要注意控制转速范围，避免出现转速过高的问题。同时，还需要定期检查螺杆泵的运行状态，及时进行维护和保养，延长设备的使用寿命。总之，在设置螺杆泵转子转速时，需要综合考虑各种因素，做出合理的选择和调整，以最大程度地提高采油效率和设备的使用寿命。

2.2 螺杆泵转子直径、导程影响

螺杆泵在石油行业中扮演着重要角色，它被广泛应用于油井采油和输油管道中。螺杆泵是一种正向位移泵，其转子直径和导程对于理论排量和有功扭矩有着重要影响。在螺杆泵的设计中，定子与转子之间的比例是一个重要的考虑因素。比为1:2的结构设计简单，但是定子导程越长，排量就越大，但是也容易发生漏失现象。因此，不能为了提高采油效率而随意增加转子的直径和导程。这样做可能会导致过度磨损和能量浪费。最合理的定子与转子之间比为3:4，这是一种可行的设计方案。这样的设计可以提高螺杆泵的效率和排量，同时减少能量损失。此外，还可以通过研发新型螺杆泵来进一步提高采油效率。这些新型螺杆泵可以采用更复杂的结构设计和材料，以更好地适应不同的地质条件和采油需求。螺杆泵是一种非常重要的油井采油设备，其设计和技术的发展对于提高采油效率和降低能源消耗都具有巨大的潜力。通过合理的结构设计和材料选择，可以进一步提高螺杆泵的效率和性能，从而为石油行业的发展做出贡献。

2.3 油井出砂影响

油井出砂问题对于油田的采油效率和设备寿命都有着很大的影响，因此需要采取措施来应对这一问题。首先，我们需要了解出砂现象对螺杆泵的影响。大部分油井都存在出砂现象，长时间持续地出砂会加快螺杆泵定、转子的磨损，产生漏失，压头下降的问题。如果砂子镶嵌在定子橡胶中，会使橡胶表面破裂而过早地被破坏掉。这些问题都会导致螺杆泵的寿命缩短，设备维修成本增加。其次，停泵后出现的卡泵和沉砂问题也需要引起足够的重视。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。而卡泵则会导致抽油杆、地面驱动系统受损。这些问题也会严重影响油井的采油效率和设备寿命。为了避免这些问题的发生，我们需要定期观察出砂现象，及时清理沉砂和修复卡泵问题。此外，还可以采用一些技术手段来应对出砂问题，例如，安装沉砂器和筛管等设备，防止砂子进入螺杆泵内部。这些措施可以帮助我们减少故障的发生，提高采油效率，延长设备寿命。油井出砂问题对于油田的采油效率和设备寿命都有着很大的影响，因此需要采取一系列措施来预防和应对这一问题。定期观察出砂现象、清理沉砂、修复卡泵问题以及采用技术手段都是有效的方法。只有这样，才能保证油井的正常运行，提高采油效率，保障油田的稳定产量。

2.4 井下温度影响

螺杆泵是一种常见的工业泵，它通常用于输送各种液体，如石油、化学品、食品等。螺杆泵的定子橡胶是其关键部件之一，它不仅要具备良好的耐磨性和密封性，还需要具备一定的耐温性能。据了解，螺杆泵定子橡胶对温度耐受能力能达到80℃以上，这意味着在正常使用情况下，螺杆泵可以承受相对较高的温度。此外，对于一些高温要求的场合，高温橡胶可超过120℃以上，可以满足更高的使用要求。然而，井下温度直接影响螺杆泵的使用。当温度过高时，虽然有利于泵体停泵，但工作时超过定子橡胶许用温度会损坏定子橡胶，降低使用性能。因此，在选择螺杆泵时，要考虑井下温度，避免超出定子橡胶的耐温极限。此外，螺杆泵下井后，定子橡胶温度变化也是一个重要的考虑因素。由于井下环境温度往往不稳定，定子橡胶的温度也会随之变化。因此，在使用过程中，要及时监测定子橡胶温度，以保证螺杆泵的正常运行。螺杆泵定子橡胶的耐温性能是其重要的使用性能之一，使用时需要考虑井下温度的影响，并及时监测定子橡胶温度，以保证螺杆泵的正常运行。

2.5 油井结蜡影响

原油中含有石蜡等物质，这些物质的含量因油井不同而异。当油井中的原油被抽到地面时，由于温度的降低，原油中的石蜡开始结晶。这种现象被称为结蜡。结蜡会影响油井的正常生产，因为结蜡会挂在油管壁和抽油杆上，增加地面驱动系统的负荷。这不仅会降低油井的产量，也会增加维护成本。为了避免这种情况，应制定合理的洗井方案和洗井周期。洗井是一种清除油井中的杂质和结蜡的方法。这需要一定的技术和专业的设备。制定合理的洗井方案和周期可以确保油井的正常生产和维护。除了洗井外，定期加药也是防止结蜡的一种有效方法。在原油中加入一定的药物可以阻止石蜡的结晶，从而保证油井的正常生产。因此，对于原油中的结蜡问题，应该采取综合措施，包括制定合理的洗井方案和周期以及定期加药等措施，以确保油井的正常生产和维护。

2.6 原油粘度影响

螺杆泵是一种适用于高黏度油的抽油设备，因此黏度对其影响需要引起注意。在油井开采过程中，如果采用螺杆泵，黏度的增加可以减少漏失量，提高泵容积效率，从而提高采油效率。但是，如果黏度太高，就会导致流动性变差，阻力增大，降低泵举升高度，容积率下降，采油效率也会变低。因此，为了提高螺杆泵的容积效率和采油效率，新技术的研发也变得非常重要。通过新技术的应用，可以降低原油的黏稠度，从而提高螺杆泵的容积效率和采油效率。因此，对于螺杆泵的使用和维护，需要根据油井的实际情况，选择合适的工作条件，以最大程度地发挥其优势，提高采油效率。

2.7 沉没度影响

在油田采油过程中，螺杆泵是一种常见的采油工具，它的采油效率受到沉没度高低的影响。沉没度是指泵的吸入部分被液面覆盖的深度，它对螺杆泵的工作性能有着至关重要的影响。当沉没深度过高时，会导致油井产量和井底流压下降。这是因为泵吸入口处的沉没压力过大，导致流体无法有效地进入泵中，从而影响了采油效率。如果沉没深度太低，泵的吸入状况会受到影响，使泵效变低，同样会影响采油效果。除此之外，沉没深度的改变还会导致定子、转子间的摩擦阻力增大，螺杆泵定子橡胶会发热，加快定子损坏。因此，为了保证螺杆泵的正常工作，必须控制好泵的沉没度，以避免出现这些问题。一般来说，套管压力、泵吸入口处的沉没压力为1MPa时，是较为理想的沉没度。这个数值可以根据具体情况进行调整，但需要注意的是，过高或过低的沉没度都会对螺杆泵的工作产生不良影响，因此必须做好实时监测和调整工作。通过合理控制泵的沉没度，可以提高螺杆泵的采油效率，保证油田的稳定生产。

2.8 驱动电机功率影响

螺杆泵是一种常见的容积式泵，在使用过程中，防止泵反转是非常重要的措施。为此，螺杆泵采用了防反转制动来停止泵的运转。然而，这种制动方式会导致扭矩不释放，重新启动电机时需要满载启动。满载启动是指在启动电机时，需要让电机承受较大的启动扭矩。这会使启动电流是正常电流的3倍左右。因此，选择适当的电机功率非常重要。如果电机功率选择过小，会导致烧毁电机，从而影响泵的正常工作。如果电机功率选择过大，会造成电机效率低而浪费能源。因此，在选择电机功率时，需要考虑正常工作时的功率，并将其选择为正常工作时功率的1.5～2倍。这样可以确保电机能够在满载启动时正常运转，同时也不会造成能源的浪费。总之，螺杆泵采用防反转制动来停泵，但这也会导致启动电机时需要满载启动。在选择电机功率时，需要根据正常工作时的功率，选择为1.5～2倍，以确保电机正常工作，同时也不会浪费能源。

3 结语

总之，针对螺杆泵采油系统效率低的问题，需要针对不同的采油井进行原因查找，并采取有针对性的技术改进措施。这样可以提升螺杆泵采油系统的工作效率，进而提高单井的日产液量和原油的产量，为油田开发带来更大的经济效益。