【采油】地面驱螺杆泵原理及使用方法

螺杆泵作为一种机械采油设备，具有其他抽油设备所不能代替的优越性。它主要适用于稠油、含砂、高含气井的开采，具有体积小、安装方便、无污染、能耗低等易于推广的重要特征。

近几年来，随着高黏度原油的开采和三次采油的发展，螺杆泵得到了较大规模的应用，随之螺杆泵井的作业工作量也不断地增加，作业技术也在不断地发展。

一、螺杆泵采油系统组成

按螺杆泵的基本结构形式分为单筒式和串联式，按驱动方式可分为地面驱动和井下驱动两类。地面驱动螺杆泵主要有皮带传动和直接传动两种形式；井下驱动螺杆泵可分为电驱动和液压驱动两种形式。目前油田广泛采用的是地面驱动井下弹螺杆泵采油系统。

地面驱动井下单螺杆泵主要由电控部分、地面驱动部分、井下螺杆泵、配套工具四部分组成，如图1-1所示。

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图1-1 地面驱动井下单螺杆泵采油示意图

1-电控箱；2-电动机；3-皮带；4-方卡子；5-平衡块；6-压力表；7-抽油杆；8-油管；9-扶正器；10-动液面；11-螺杆泵；12-套管；13-防转锚；14-筛管；15-丝堵；16-油层

（一）电控部分

电控箱是螺杆泵井的控制部分，控制电动机的启、停；记录螺杆泵井正常生产时的电流、累计运行时间等；有过载、欠载自动保护功能。

（二）地面驱动部分

地面驱动装置是螺杆泵采油系统的主要地面设备，是把动力传递给井下泵转子，实现抽汲原油的机械装置。机械传动的驱动装置主要由减速箱、电动机、密封盒、方卡子等组成。

（三）井下螺杆泵

1、地面驱动单螺杆泵的结构

它主要由定子、转子、限位接头等组成。定子是由优质钢壳体内注压橡胶而成，橡胶套内为双线或多线螺旋表面；转子为高强度钢加工而成的单头或多头螺旋表面，经镀硬洛后与定子橡胶内表面啮合，形成密封腔。定子随油管下井并锚定，转子上接抽油杆。

2、地面驱动井下单螺杆泵的工作原理

电动机及驱动装置使抽油杆产生顺时针方向旋转，抽油杆带动井下螺杆泵的转子在定子衬套内做行星运动；转子运动时，吸油密封腔沿轴向由吸油端上移，同时形成新的密封腔，其中被吸入的液体随着密封腔的上移由吸入端移至排出端，密封腔的不断形成、上移和消失，起到了泵的作用，将油、砂、水、气一起举升到地面。

（四）配套工具

（1）专用井口：起到保护光杆和密封井口的作用。

（2）光杆：用于井口密封。

（3）抽油杆扶正器：避免或减缓了抽油杆与油井的磨损。

（4）油管扶正器：可减小油管柱振动和磨损。

（5）抽油杆防倒转装置：防止抽油杆反转而倒扣。

（6）油管防脱装置：锚定泵和油管，防止油管脱落。

（7）防蜡器：延缓原油中石蜡和胶质在油管内壁的沉积速度。

（8）防抽空装置：地层供液不足会造成螺杆泵损坏，安装井口流量式或压力式防抽空装置可有效地避免此现象的发生。

（9）筛管：过滤油层流体。

二、单螺杆泵的型号及基本参数

（一）单螺杆泵的型号表示方法

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标记示例：

GLB120-14为公称排量为120mL/r，总级数为14级，抽油杆转动的单筒式单螺杆抽油泵型号。

（二）单螺杆泵的基本参数

单螺杆泵的基本参数见表2-1。

表2-1 单螺杆泵的基本参数

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三、螺杆泵采油系统的特点

螺杆泵是一种容积式泵，其运动部件少，没有阀件和复杂的流道，油流扰动小，排量均匀，由于缸体转子在定子橡胶衬套内表面运动带有滚动和滑动的性质，使油液中砂粒不易沉积，同时转子和定子间容积均匀变化而产生的抽汲、推挤作用使油气混输效果较好，在开采高黏度、高含砂和含气较大的原油中，同其他采油方式相比具有独特的特点。

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