永磁直驱螺杆泵举升配套工艺技术应用实践.docxVIP

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永磁直驱螺杆泵举升配套工艺技术应用实践

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摘要：针对常规抽油机举升技术存在的不足之处，对螺杆泵举升配套技术进行系统优化。主要优化措施包括：一是直驱螺杆泵驱动装置替换传统皮带齿轮驱动装置，提升节能效果、减少管理难度、降低安全风险；二是应用信息化变频柜及动液面连续监测装置，提升数字化、信息化管理水平；三是优化井下螺杆泵及配套工具设计及制造工艺，延长油井生产时率。经现场应用实践证明，直驱螺杆泵举升配套工艺技术的规模化应用可有效提高系统效率，降低投入成本，依托信息自动化系统，实现无人值守，提高管理水平，对下一步采油工艺的持续发展和降低成本具有重要借鉴意义。

关键词：直驱；螺杆泵；信息化；降低成本

技术背景

螺杆泵作为一种机械采油举升设备，适用于稠油、含砂、高含气、高含蜡井的开采，体积小、安装方便，低污染、低能耗，具有其它抽油设备所不能替代的优越性。然而，由于缺乏对螺杆泵工作特性与实际工况特性比较深入的系统性研究，再加上常规螺杆泵传动方式的复杂性，在当前很难完全发挥螺杆泵在油田生产中的优势。伴随着螺杆泵应用日益普及，以及直驱电机螺杆泵具有的诸多优点，对油田直驱电机螺杆泵采油系统的研究，不但可以提高直驱螺杆泵在油田作业现场的采油性能与效率，更可以达到节能降耗的目的。因此需要研究更优化的螺杆泵配套举升技术并将其规模化推广应用。

主要配套技术研究与应用

永磁直驱电机螺杆泵配套举升技术以提高系统效率、降低举升单耗为目标，主要通过做好螺杆泵油藏适用性评价、井下泵及工具优化、地面驱动装置及周边配套优化等技术，以节省投资，提高系统效率，保证举升质量。通过应用标准化、信息化的直驱永磁电机配套驱动装置，提高设备稳定性，提高管理水平，降低吨油成本。通过螺杆泵井工况优化、长寿命螺杆泵举升技术配套，研究直驱螺杆泵配套举升配套的最优组合，使螺杆泵举升系统效率与举升成本进一步优化。

2.1地面直驱装置

传统地面驱动螺杆泵传动设备结构一般比较简单，具有管理方便、节约空间等优点，但在现场应用过程中也存在一些问题。比如，整个传动过程机械能损耗较大，齿轮传动存在间隙与振动，长期啮合导致磨损加剧。驱动装置重心与井口轴线不对称加速磨损。，也会加剧底部密封装置泄露。同时，传动机构部件数量多，给日常维护带来困难，日常调参需人工更换皮带，无形中占用了大量的人力物力。直驱式驱动装置使用永磁同步电机，省掉了齿轮传动和皮带传动等中间传动部件，实现电机输出直接驱动杆柱，具有一系列技术及管理优势，主要包括功率因素高、高效节能、对电网运行影响小、防止泵杆断裂等事故、有效降低渗漏油问题、防反转系统安全可靠等。

2.2信息化变频控制柜

螺杆泵井控制柜分为普通工频控制柜和变频控制柜两种，其中变频控制柜分进口ABB机芯变频控制柜和国产机芯变频控制柜。使用普通控制柜时，电机只能运行在工频转速下，油井参数调整是通过不同皮带轮配比进行调速，调整转速时需要更换皮带轮和皮带。

目前采用的变频控制柜可以实现无级调速，根据所使用电机种类，调频范围分0～100Hz和25～50Hz两种，通过变频控制柜和合理的皮带轮选择，可实现不更换皮带轮进行油井参数调整，所有操作均可以远程控制，有效降低职工维护工作强度，实现实时智能分析、诊断、优化，实现油井高效长寿运行。

2.3动液面连续监测技术

利用连续液面测试仪能实现油井液面深度根据设置的定时测试间隔进行定时连续测试，将数据通过RS485总线接入现有生产指挥系统（PCS系统），能实现测试间隔等参数通过无线网络进行远程设置，能实现测试数据通过浏览器浏览查看，历史测试数据通过浏览器可实现检索查询。

2.4数字化油气开采管理系统

针对数字化开采管理面临的诸多矛盾和难题，大力实施技术创新，推进生产工艺、技术、设备与数字化、网络化技术的软硬件一体化设计、一体化安装，打造配套实用的技术系列以技术进步提升智能化开采水平，实现智能化开采管理效率效益最大化。通过多专业、多领域、多层级、多部门统筹运行和配套联动的过程，建立一个监控可视化、运行一体化、分析智能化、指挥精准化、管理精细化的指挥协同平台，才能确保数字化化开采管理效能的充分有效发挥，实现生产管控的实时化和精细化。采用胜利油田自主研发具有国家知识产权、国内一流的三级生产指挥系统（PCS系统），实现从管理区到采油厂、分公司三级生产指挥管理。

数据采集与监控系统（SCADA系统）是实现智能化开采管理的核心系统，目前国内外应用日趋成熟。按照“系统唯一、统一标准、统一协议、统一平台”的建设思路，结合不同区块特点，定制开发，完善功能，形成最优化的数据采集与监控系统。

2.5等壁厚螺杆泵技术

等壁厚螺杆泵优化了常规螺杆泵定子壳体的固有结构，由等壁厚的橡胶衬套代替原