美国加拿大螺杆泵采油系统取得新进展

美国《世界石油》杂志４月号介绍了美国和加拿大两家公司研制的５项螺杆泵配套设备与仪器的改进与革新：为气井脱水的螺杆泵驱动系统、液压传动制动器、改变螺杆泵速度的液面控制器、模拟井下抽油条件的流动环路和螺杆泵新软件。

    为气井脱水的螺杆泵驱动系统 
    美国丹佛水能产品公司最近研制出一种三元驱动系统，可自动为气井除水，特别是煤层甲烷井。整个系统可自行监测和调整，如果驱动速度超过或低于预定值，系统将发出警报。系统用顶部驱动头和液压制动器实现人工变速控制。 
    HEP（液压能量产品）式顶部驱动头直接传动的液压马达驱动装置共有4个扭矩范围，用常用的摩擦锁块与直径为１１／４英寸的光杆连接。在深度为1524米时最大的液压马达可承受的管柱和水柱重量为2000（日产水）桶，在深度为610米时可承受管柱和水柱重量4000（日产水）桶。这种驱动装置无需维修，通过一个旋转接头即可更换普通盘根盒。 
    由液压制动器实现"反转"的完全控制，有两种较大的尺寸。安全制动器使储存能量释放或消耗。该驱动装置可配装螺纹异径接头，连接出油三通或固定在API标准的８螺栓法兰上。目前已有12个顶部驱动头投入使用，最长的已使用两年多无故障。 
    HEP液压传动制动器 
    HEP液压传动制动器配有天然气作动力的2.5型或４．０－１型发动机或超过１００马力的４６０伏电机。HEP设计使整个液流的二次容积量和防止水聚集的围绕物相结合。
可变容积的水力泵由电动均衡控制，用反馈电路确定精度和容量／工作压力效率。用船用计算机优化燃料混合和调整运转速度。计算机还监测发动机油的压力、散热器温度、液压油箱的液面和温度。 
    该制动器可用限定钮矩和速度的方法使驱动头逆转，以消耗储能，注满螺杆泵或迅速平衡液面。等速电动机驱动系统具有可变顶部驱动头驱动速度，无需变频驱动装置。 
    液面控制器 
    已获专利权的能量应用产品控制器，可通过计算井的实际数据和地层流速校正和改变井下螺杆泵的驱动速度，以保持预设液面。液面控制器配有两台独立的计算机。第一台计算机收集信息或监测进入油井套管的地层水流量的增减。第二台计算机分析和发出指示信号，调整驱动电机的电流，改变井下螺杆泵的速度。该液面控制器可保持在最低射孔层之间的液面或用户确定的液面以及使产气量最大化的螺杆泵入口处。 
    这种液面控制器可手动控制速度，如果操作范围超过预定值，监控和数据采集系统会发出信号。液面控制器已在油井安装使用，但目前尚未大量投入市场。 
    流动环路的实验模拟 
    加拿大埃特蒙顿C-FER技术服务公司最近在应用蒸汽重力驱油过程中模拟螺杆泵井下采油条件的流动环路的试验。长度超过２４．４米的抽油设备可在最大排出压力为７．５８兆帕、井口温度为２００℃和流速为８００立方米／日的条件下进行实验。 
    流动环路具有多相功能（油、水、气），并装备了全部仪器以实时测量所有主要可变参数（压力、温度、流速、泵速、扭矩等）。因此，流动环路是一个实际油田试验开始前在控制条件下确定新型人工举升系统性能的理想工具。 
    螺杆泵人机交互软件 
    最近，加拿大埃特蒙顿C-FER技术服务公司推出了螺杆泵人机交互设计和评价的专用软件最新升级版（２．６７）。升级后的软件包括：由厂家提供的最新的仪器数据库（泵、抽油杆、驱动头等）；改善后的井筒温度梯度和井底流量和产量关系的计算和改善后的批处理比较模式，以简化对超出操作条件范围的评价。