浅谈螺杆泵在稠油采油生产中的应用

2015-03-28李润泽中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司金马油田开发公司辽宁盘锦124010

化工管理 2015年24期

李润泽（中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司金马油田开发公司，辽宁盘锦 124010）

稠油、出砂重等问题是小洼油田最常见的问题，也正是因油田这样的地质特征，使得我们对于小洼油田的原油开采更加关注。作为一种油田采输工艺，螺杆泵是一种行之有效的采输手段，被广泛运用在小洼油田的才有生产中。下文就小洼油田的特征和现状展开分析，就螺杆泵采油装置结构及工作原理进行研究，探讨了螺杆泵运用在小洼油田稠油采油生产中。

1 小洼油田的地质特征分析

1.1 构造与储层特征

小洼油田属于辽河断陷彭迪中央凸起的南部倾没带北段的构造，西与大洼断层和清水洼陷临近，具体处在大洼断层的上升盘上，东面中央隆起，向南逐渐倾没，构造面积达到12km2，含油面积更是在8.0km2左右。相对来说，小洼油田的沙三段储层岩性较粗，以不等粒砂岩和粒状砂岩为主。而东营组储层岩性则较细，由细砂岩和不等砾砂岩组成，另外，储层中还包括一些粘土矿物，由蒙脱石、伊利石和高岭石等成分组成。

1.2 沉积及油气分布特征

小洼油田的断块储层可以分为原生也隙、混声孔隙，如果按照孔隙的结构来划分也可以分为东二段高渗大孔隙喉不均匀型和东渗大孔隙喉不均匀型。小洼油田构造运动频繁，地质断裂活动也非常强烈，东营组时期洼的38块位经过了沙一段、沙二段等沉淀时期，因发生了剥蚀夷平等作用，地形平缓最终形成了一套三角洲沉积体系。

1.3 小洼油田开发主要矛盾

原油粘度大、携砂能力强是小洼油田与海外河油田普遍存在的问题，还有部分油田会出现软卡及或者砂卡泵的现象，从而影响到油井的正常采油生产，同时，为了对这些问题采取措施，可能增加措施工足量，最终使得采油成本上升，制约原油生产。对于携砂和稠油等问题，我们可以运用螺杆泵采油技术来实现，但螺杆泵采油会普遍存在油井杆柱断脱、泵效低以及不出油等情况，最终影响措施的有效性，抑制了螺杆泵的采油优势。因此，对于螺杆泵的运用，我们还要进行多方面的甄选和措施增加，以解决小洼油田开发矛盾

2 螺杆泵采油技术的原理及特征分析

2.1 螺杆泵的原理

螺杆泵属于一种容积式的转子泵，主要通过螺杆和衬套组成密封腔的容积变化来吸入或者排出液体。由中间的螺杆为主动螺杆，螺杆被原动机带动回转，而两边的螺杆则为从动螺杆，是随主动螺杆的作用力反向旋转的。因螺杆与衬筒内壁的紧密配合，使得泵在吸入与排出扣之间被分隔成一个或者多个空间。当螺杆泵处于工作状态时，液体被吸入进入螺纹与泵壳形成的密封空间中，当主动螺杆旋转时，密封空间在螺牙的挤压作用下将提高螺杆泵的压力，随即沿着螺杆的转动，不断形成泵的吸入流，最终将吸入室中的液体封存，并从吸入室螺杆轴向排除端连续的推移。总之，螺杆泵的运动部件较少，没有复杂的流道和阀件，且油流扰动排量均匀，非常适合运用在小洼油田稠油采油生产中。

2.2 螺杆泵的特征

螺杆泵拥有宽阔的压力和流量，压力可达到3.4-340千克力/cm2，流量可达100cm3/分。并且其能够运动各种类型、粘度的液体，因为泵内的回转部件惯性力不高，所以可能达到非常高的转速。一方面，螺杆泵的吸入能力较好，且拥有自吸能力，流量均匀连续，且振动小、噪音低。另一方面，相较于其他的回转泵，螺杆泵不敏感于进入的气体和污染物，结构坚硬，且安装和保养便利，因此被广泛运用在小洼油田稠油采油生产中。

3 螺杆泵在稠油采油生产中的运用研究

3.1 螺杆泵的参数选择

前面说到，螺杆泵具有可变量输送、自吸能力强、可逆转等特点，在稠油采油生产中，被广泛的使用在输油等环节上。而在选择螺杆泵时要考虑到经济性、合理性以及可靠性等原则，如果涉及考虑不周，很可能对以后的使用、管理以及维护带来麻烦。对于螺杆泵的转速选择一定要根据其流量与转速呈线性关系的原则来选择，高转速的螺杆泵相比于低转速的可以增加采油的流量和扬程，但会增大转动功率，加速转子与定子的磨损，从而降低螺杆泵的使用寿命。其次，螺杆泵的种类有很多，相对来说，进口的螺杆泵拥有合理的设计和精良的材质，但价格过高，且维修和服务不到位。而国内生产的大都是防治产品，产品质量不能保证，而价格相对来说较低。

3.2 螺杆泵的安全使用方法

螺杆泵停车时要首先关闭排出停止阀，待泵完全停止后关闭吸入停止阀，因螺杆工作时间过长、刚性较差，所以极易引起弯曲，最终导致工作时长。所以，对于轴系的链接需要对中，对中工作要在安装定位后进行，以避免管路牵连导致变形。事实上，螺杆泵在吸排停止阀全开的情况下启动，这样做的目的是方式螺杆泵过载或者吸空。前面说到，螺杆泵具有干吸能力，但在实际的运行过程中，还是要避免其干转，如果原油的温度很低或者粘度很高，应让螺杆泵在吸排阀和旁通阀全开的情况下来启动。而当旁通阀开启时，油体在有节流的情况下会在泵中不断循环流动，且随着油量的增多，循环的时间也随之增长，最终导致液体发热，高温会使得泵变形损坏。最后，螺杆泵的运转会产生一定的吸排力，当泵工作时，我们要检查其压力、温度以及机械轴封，轴封允许有少量的谢列情况。如果发现螺杆泵工作时有噪声，这说明油温太低，油的稠度太高，油体进入空气时，联轴节失中导致的。

3.3 螺杆泵的使用注意事项

将螺杆泵使用在小洼油田稠油采油生产中，要注重装配时要将螺杆泵的各个零件仔细清洗，并检查有无损坏的零件。要注意传动轴两端接头位置的装配，检查密封圈是否存在问题，并在空腔内填入润滑脂；要保证正确的轴承安装，无卡阻、卡顿现象。不仅如此，对于轴封的安装一定要进行填料，让填料能够压紧螺栓位置，这样也便于扳手调整螺栓。最后，我们对于螺杆泵要进行良好的维护和保养，在大多数情况下，因汽化而导致密封泄液孔不能观察泄露情况，我们是允许少量稳定的泄露存在的。对于不使用一周以上的螺杆泵，应该打开其进出口阀门，接通电动机，点动几次来确保其工作正常，对于停机时油位应保持在检视孔的中心，并做到每半年更换一次。