地面驅動螺桿泵采油系統組成及形式
螺桿泵采油系統按驅動方式可劃分為地面驅動和井下驅動兩大類,而地面驅動按不同驅動形式又可分為皮帶傳動和直接傳動兩種形式,井下驅動也可分為電驅動和液壓驅動兩種形式。在整個螺桿泵采油系統中,地面驅動發展較早、也比較成熟,但是井下驅動避免了地面驅動扭矩的損失、設備也比較少,具有較高的采油效率,國內正處于試驗階段,國內各油田現用的螺桿泵采油系統,一般都選取地面驅動方式。地面驅動螺桿泵采油系統,主要由地面設備和井下設備組成。井下設備有螺桿泵和錨定工具;地面設備主要有驅動頭、動力設備及井口。動力源將動力傳遞給驅動頭,再通過驅動頭減速后,由方卡子將動力傳遞給光桿,再經與光桿連接的抽油桿柱將動力直接傳至螺桿泵。螺桿泵舉升的原油沿抽油桿與油管的環形空間上升到井口,由于井口上端有一盤根盒密封,使原油進入輸油管線。
1、地面驅動設備
(1)動力源
螺桿泵采油系統采用的動力源有電機、柴油機、液壓馬達等,其中電機通過皮帶輪將動力傳至驅動裝置,操作簡便、易于管理,是應用 廣泛的一種;柴油機通過皮帶將動力傳給驅動裝置,這種方式可用在無電網地區,但管理費用也相應增加,國內有些油田己采用。
(2)驅動頭
驅動頭是一個減速裝置,它將動力源的高轉速降低到適合螺桿泵及抽油桿柱的轉速,一般為150-500r/min,目前應用的驅動頭結構形式主要有偏置式、平衡式和一體式。其中平衡式穩定性好,油田應用較多。
(3)井口密封
螺桿泵抽吸的液體到達井口,流入集油管線,其井口回壓一般應保持1.OMPa左右,以液體流到計量間。從工程應用角度考慮,井口盤根密封 低壓力不應小于1.OMPa由于洗井解堵時壓力可達10.0MPa,因此井口密封的短期 大壓力應達1O.OMPa。
(4)防反轉機構
螺桿泵在運轉后,井下抽油桿柱積累了一部分變形能量,再加上液面與油管內液體的高度差,在螺桿泵停機時,抽油桿柱將高速反轉,若不加以限制,勢必會造成抽油桿柱的脫扣。因此,在螺桿泵驅動裝置上應安裝防反轉機構或采取其它措施。
2、井下設備
(1)螺桿泵
螺桿泵是井下的主要設備,它由定子和轉子組成。其中定子是由橡膠襯套粘接在鋼體外套內形成的,而轉子是由合金鋼調質后經處理的,定子的磨損程度直接影響著螺桿泵的使用壽命。
(2)防轉錨
為了實現螺桿泵定子和轉子間的相對轉動,在定子下端 安裝防轉錨。當螺桿泵正常運轉抽油時,抽油桿柱帶動轉子正轉,并通過摩擦力帶動定子和油管柱正轉,此時連接在定子上的防轉錨牙塊伸出,與套管咬死,防止油管柱和定子正轉,從而實現螺桿泵定子和轉子的相對運動;反之,當油管柱受到反扭矩時,牙塊縮回,與套管松開,不限制油管柱和定子的轉動,可進行起下油管柱作業。
(3)防脫器
在下泵過程中,先將定子和油管柱下井后,再將轉子和抽油桿柱下井。此時,由于轉子外形為螺旋線,在下放過程中會發生旋轉,而轉子和抽油桿柱又連接在一起,若抽油桿柱不旋轉勢必會導致抽油桿脫扣。為此,在抽油桿柱和轉子之間需安裝防脫器或采取其它措施來解決這一問題。
(4)扶正器
為了使螺桿泵和抽油桿保持穩定運轉、不發生振動和桿管柱磨損,需在油管柱和抽油桿柱上分別安裝扶正器。扶正器是螺桿泵采油系統中 的井下配套工具,可選用金屬材料和非金屬材料進行制造。其中金屬材料的一般應低于抽油桿、油管或套管,通常選為球墨鑄鐵,而非金屬材料通常為尼龍或橡膠。