第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、大慶油田開發(fā)出電潛螺桿泵性能檢測臺
大慶油田公司第四采油廠開發(fā)的LPT-1型電潛螺桿泵性能檢測臺研制成功。
該檢測臺由動力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。在操作方面全部實現(xiàn)了微機化管理,可以模擬現(xiàn)場工況,對電潛螺桿泵的壓力、轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度、流量等參數(shù)進行檢測和數(shù)據(jù)存儲,為定
轉(zhuǎn)子合理間隙的設(shè)計,定子橡膠配方的選擇提供了試驗手段。通過三套螺桿泵試驗樣品的檢測試驗,各項性能指標達到了設(shè)計要求。
電動潛油單螺桿泵裝置與電動潛油離心泵裝置一樣,主要機組在井下,由上到下為單螺桿泵、保護器和潛油電動機。用電纜將電從地面?zhèn)鹘o井下的潛油電動機,而油流沿油管從井下舉升到井口。地面部
分包括自動控制臺、自耦變壓器以及一些輔助設(shè)備。
2、電潛泵所用傳感器技術(shù) 分析
為了最優(yōu)化抽油井維護和生產(chǎn)動態(tài),就必須了解井下采油設(shè)備的動態(tài)及井下一些主要條件。理想的生產(chǎn)檢測和控制系統(tǒng)可提供程控、井下和地面數(shù)據(jù)采集和具有實時數(shù)據(jù) 分析 能力的數(shù)據(jù)存儲器。常規(guī)的
井下計量儀都采用昂貴的石英及最新的光導(dǎo)纖維技術(shù)。有一種測量井下壓力和溫度的比較經(jīng)濟的系統(tǒng),這種新系統(tǒng)是由較經(jīng)濟的壓力和溫度應(yīng)變傳感器聯(lián)結(jié)智能遠程終端裝置(RTU)/可編程控制器組成
。這種傳感器已用于全球幾千口電潛泵井的檢測和控制,并擴展到有桿泵和螺桿泵井進行試驗。
1)系統(tǒng)的井下裝置
系統(tǒng)的傳感器安裝在得克薩斯技術(shù)學院的1200m深的試驗井中,測量泵的進口壓力、進口溫度、振動、出口壓力和傳感器的漏電情況。傳感器所采用的金屬材料適合井下環(huán)境,井下電纜端的纜套與傳感器
之間用金屬密封,并經(jīng)過加壓試驗。井下電子包(包括壓力和溫度傳感器)裝在傳輸套油管內(nèi),其尺寸可滿足客戶的油管條件。該傳感器由一根嵌入電纜的1/4in油管連到地面。
2)系統(tǒng)的地面裝置
可將RTU/控制器永久安裝在地面。在硬件、軟件和遠程通信方面采用了最新技術(shù),控制器可控制生產(chǎn)設(shè)備的操作、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù) 分析 ??刂破鞯捏w系結(jié)構(gòu)由三個主要部分:硬件、固件(firmware)和
軟件組成。該硬件通過多通信信道、可擴展存儲器和靈活的輸入/輸出提供系統(tǒng)的功能。固件是位于微處理機內(nèi)的程序設(shè)計,可通過軟件就地或遠程尋址。軟件保存在遠程電腦上,并可發(fā)送到地面接收裝
置。其他的一些地面接口包括從數(shù)據(jù)記錄器到先進的衛(wèi)星鏈接,可使采集的數(shù)據(jù)立即進行 分析 。
3)通信
控制器和所有的其他地面接收裝置提供了靈活的通信能力。插件電話調(diào)制解調(diào)器是標準的。一些通信端口位于精選的NEMA4外殼邊上,它們可用作成形、改變和修正調(diào)整點、模擬輸出、報警等。這些端口
是全天候的,并接受快速連接的6針孔陰性插頭??膳渲玫耐ㄐ艆?shù)計有數(shù)據(jù)速度、奇偶性、控制器地址、數(shù)據(jù)位和傳輸延遲。地面裝置支持數(shù)據(jù)傳輸率速度為300~28000bit/s。通過地面界面顯示或遠
程使用軟件可在井場建立通信。若有電話通信,則該系統(tǒng)可與標準調(diào)制解調(diào)器組件連接,提供報警呼號通知。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
1、電潛螺桿泵的設(shè)計
電潛螺桿泵采用電潛泵作為井下驅(qū)動系統(tǒng)。螺桿泵是轉(zhuǎn)子在定子中心旋轉(zhuǎn),隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動泵送流體。轉(zhuǎn)子由不銹鋼制成,表面鍍鉻防蝕。廠商可以根據(jù)井底溫度提供不同耐溫極限的定子橡膠?,F(xiàn)有產(chǎn)品
可以耐受的最大溫度為95℃(203℉)、105℃(221℉)、135℃(275℉)、和150℃(302℉)。由于井底溫度在65.6℃左右,因此選擇了耐溫95℃(203℉)的產(chǎn)品。此外,還要考慮橡膠是否與產(chǎn)出液
中的芳香烴配伍。同時,螺桿泵啟動運行所需的功率、套管尺寸、井底溫度決定了電潛泵馬達尺寸。齒輪減速器的主要作用是提供螺桿泵所需的速度和扭矩。密封部分能防止井底流體進入減速器和馬達
。柔性軸能將密封軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為螺桿泵所需的扭矩。
2、電潛螺桿泵的安裝
電潛螺桿泵設(shè)計安裝的極限是井斜率最大為15°/100ft的直井段。kl082井的電潛螺桿泵安裝在井深1440ft、真垂深度1267ft、傾角64°、井斜率1.6°/100ft的位置。kl083井安裝在井深1014ft、真垂深
度891ft、傾角58°、井斜率1.5°/100ft的位置,使用31/2in油管安裝。同時,在泵上部90ft處安裝31/2in的控制閥和混流閥,安裝電纜保護器防止電纜和套管摩擦。安裝的兩部電潛泵馬達實際轉(zhuǎn)速為
2333rpm,齒輪減速器傳動比9:1,泵速259rpm,螺桿泵流量881bbl/d。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
隨著各國稠油、含砂、含氣井的數(shù)目越來越多,為滿足油田開采工藝的需要,近十年來.各國有關(guān)制造廠和公司相繼推出了井下單螺桿抽油泵系列產(chǎn)品,主要以地面驅(qū)動、抽油桿傳動為主,同時也生產(chǎn)
無桿螺桿泵等產(chǎn)品,在螺桿泵的元件和配套設(shè)備方面也推陳出新。
在傳統(tǒng)的地面驅(qū)動、抽油桿傳動的單螺桿泵的基礎(chǔ)上,近幾年來,國外還 研究 出了其他類型的螺桿泵。如路易斯安娜西Monroe的美國泵系統(tǒng)服務(wù)有限公司生產(chǎn)的多葉片螺桿泵,其設(shè)計在泵長度縮短的倩
況下,可獲得很高的排量.根據(jù)舉升深度,己經(jīng)設(shè)計出了排量高達1272m3/d的多葉片泵。
與地面驅(qū)動、抽油桿傳動相對應(yīng),國內(nèi)外己經(jīng) 研究 出了無桿螺桿泵,如BWM泵公司生產(chǎn)的液潛和電潛馬達驅(qū)動螺桿泵依靠動力液和井下電機以及齒輪減速裝置在井下實現(xiàn)對螺桿泵的傳動。
在螺桿泵的配套設(shè)備方面.Highland公司生產(chǎn)的螺桿泵專用變頻驅(qū)動裝置,很容易調(diào)整泵速,無需水力驅(qū)動和變換傳動帶及滑輪槽輪就可以使其與實際生產(chǎn)吻合,井可人工調(diào)節(jié)。Bach自動泵控制器能夠
監(jiān)測油井的工作倩況,并能根據(jù)事先擬訂的程序和油井的狀態(tài)使螺桿泵以最佳速度工作,通過電壓、電流、壓力、效率和動液面的高度監(jiān)控抽油系統(tǒng)實際載荷。當實際載荷變化時,系統(tǒng)調(diào)節(jié)螺桿泵的排
量和速度,調(diào)節(jié)量大小由軟件控制.保證了螺桿泵精確、高效地運行。
螺桿泵開采技術(shù)的發(fā)展趨勢包括改進螺桿泵的選擇性以增強其適應(yīng)性,改進螺桿泵性能提高其運行和節(jié)能效率,延長螺桿泵的使用壽命等。
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