潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统研究

以潜油直驱螺杆泵为代表的无杆举升技术的应用范围越来越广,但是潜油直驱螺杆泵难以检查运行状态,导致运行成本增加。为此,设计了潜油直驱螺杆泵井下工况监测系统。该系统可监测井下的温度和压力信息,提前发现系统故障,保证系统的正常运转,并为故障诊断提供依据。工况监测系统采集井下的温度压力信号,将信号调制后采用电力载波的方式通过动力电缆将信号传递到地面,并解调显示在地面设备上。试验中井口显示的数据与实测数据误差在1%以内。该系统可以准确监测到井下信号并且可以正确地在井口显示,为潜油直驱螺杆泵的稳定运行提供了保证。

小排量潜油直驱螺杆泵采油技术研究与应用

位于鄂尔多斯盆地的长庆油田是世界上典型的"三低"油田,以定向井开发为主(占90%以上),采用抽油机有杆泵举升工艺,单井产液量低,存在杆管偏磨问题,效率提升困难。针对上述问题,开展了潜油直驱螺杆泵无杆采油技术研究与试验。研制出100mm小直径低转速大转矩潜油永磁同步电机,去掉了机械减速机构;设计应用"胶囊+沉淀"复合式电机保护器,提升了在斜度较大井段的适应性;借助GPRS终端平台实现系统的远程实时闭环监控,提升了系统的可靠性。开展了15口井矿场试验,最长连续生产时间973d,最大下深1 704m。相比应用前,泵效提高35%,系统效率提高2.5%,节电率33.3%。

小排量高扬程潜油直驱螺杆泵研制与应用

针对大庆油田外围采油厂举升扬程在1800 m以内的低产深井存在泵效低、杆管偏磨严重、举升能耗高等问题,通过对前期潜油直驱螺杆泵机组优化升级,研制出小排量高扬程潜油直驱螺杆泵。室内试验得出,优化后的机组在额定转速300 r/min条件下、举升压力19 MPa以内,泵效均能达到60%以上。现场应用表明,该直驱螺杆泵比抽油机泵系统有更好的举升效果,平均泵效提高48.65%,吨液百米节电率最大达到65.61%;配套的油管内除蜡系统省去了定期化学加药和热洗清蜡作业,清蜡及时、费用低。小排量高扬程潜油直驱螺杆泵的研制不仅彻底解决了举升过程中的杆管偏磨问题,还能够实现举升扬程在1800 m以内的低产深井高效开采。

油田采油直驱螺杆泵效率研究

针对目前采油过程中泵效率低的问题,本文对油井采油螺杆泵驱动特性进行了分析。深入的分析了螺杆泵使用过程中的工作特性,研究了在不同的工作转矩和转速下,对带螺杆泵的直驱电机进行了测试,并考虑了转速和转矩对转速效率的影响。在一定的时间间隔内,直驱电机的效率值随转矩和转速的增加而增大,然后缓慢下降。为提高整体采油作业效率,降低采油成本,提供了技术支撑。

永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术

针对永磁电机直驱螺杆泵井在突然断电的情况下,抽油杆贮存的弹性势能驱动永磁电机高速反转,并导致抽油杆脱断和驱动头零部件飞逸等问题,提出一种永磁电机直驱螺杆泵井杆柱反转能量吸收技术。该技术基于能耗制动原理,利用永磁电机反转发出的电能作为控制电源,根据转速反馈信号,通过调节PWM斩波调阻电路的占空比改变制动电阻阻值,保证在反转速度恒定条件下,实现电机输出制动转矩随反转势能的变化而自动调节的目的,使反转能量低速、柔性释放。通过试验与在井运行的方式验证了该技术的有效性。

直驱螺杆泵数字化管理技术研究与应用

大庆油田历时5年时间,针对油田常规螺杆泵地面驱动工艺存在的耗电量高、管理不便以及棘轮棘爪机械制动方式存在安全隐患等问题,成功研制了空心轴永磁力矩电动机和专用数字化无位置传感器矢量控制技术,简化了常规螺杆泵驱动装置的驱动方式和控制环节;采用GPRS远程无线网络平台,实现生产数据实时采集、远程操作,提高了管理自动化水平;采用USB数据存储回放技术和在线数据实时传输技术,实现了泵况在线诊断,提高了生产管理效率。目前已累计应用超过2 000口井,单井平均节电率达到21.2%,提高系统效率7.2个百分点,提高设备运行时率3.2个百分点。直驱螺杆泵数字化管理技术为螺杆泵井的全面推广应用和与数字化油田建设的对接奠定了基础。

直驱螺杆泵采油方式

对比传统异步电机式螺杆泵与新型直驱螺杆泵采油方式的优缺点,介绍直驱螺杆泵采油方式的节能理论,并评价了新型直驱螺杆泵在现场应用效果。

直驱螺杆泵偏心测试可行性研究

常规直驱螺杆泵具有节能效果显著,设备运转平稳,操作简单,维护费用低等技术优势。因直驱电动机外径尺寸偏大和普通偏心井口偏心孔眼小,无法留有测试通道,不能进行偏心测试,限制了其应用范围。通过建立直驱电动机外径、井口高度、测试通道与竖向夹角角度及偏心孔眼到油管中心的距离四个变量的函数关系式,改进直驱电动机和偏心井口,确定四个变量的最佳协调点,改进直驱螺杆泵,现场偏心测试试验成功,且改进直驱电动机节能效果显著,拓展了直驱螺杆泵的应用范围。

C2000变频器在地面直驱螺杆泵上的应用分析

地面直驱螺杆泵采油系统以其结构简单、噪声小、耗能低、投资少以及使用维修方便等特点,成为一种有效的机械采油设备。以台达C2000变频器为控制中心,详细介绍了变频器在螺杆泵运行和停止过程中的应用方法,同时结合电气控制原理,合理解决了直驱螺杆泵的反转难题,使得系统运行更加可靠稳定。

VFD—C2000系列变频器在地面直驱螺杆泵上的应用

地面直驱螺杆泵采油系统以其结构简单、噪音小、耗能低、投资少、使用方便、维修简便等特点，已成为一种高效的机械式采油设备。本文详细介绍了直驱螺杆泵系统的组成和工作原理以及作为为控制系统核心的台达C2000系列变频器在螺杆泵正转和制动过程中的应用，同时结合机械特性与电气控制原理，合理地解决了由于直驱螺杆泵的反转特性导致的一系列问题，使得系统运行更加稳定和可靠。

直驱螺杆泵在油田的应用评价

螺杆泵采油方式是油田重要开采方式之一,在油田生产中发挥重要作用。受自身结构限制,具有传动链较长、故障点多、效率低、能耗高、运行成本高等缺点。为实现采油井产能的充分发挥,探索采用永磁同步电动机直驱螺杆泵技术,克服了效率低、维修频繁、维护费用多等问题。在保证油井生产的基础上,实现平均单井节电为0.80×10^(4)kW·h/a,直接节电效益为0.51万元/a,减少CO_(2)排放量6.22 t/a,节能潜力巨大,具有较好的经济效益和社会效益,可在油田推广应用。

直驱螺杆泵过载原因分析及治理

直驱螺杆泵井与原棘轮棘爪式普通螺杆泵驱动装置对比,直驱螺杆泵井具有安全性高、能耗低、参数调整方便等优点,但直驱螺杆泵井扭矩相对较低,受结蜡、结垢及井下供液问题等因素影响,导致直驱螺杆泵井运行负载高、能耗大,易过载停机,给生产管理带来一定难度。通过扭矩组成的理论计算,详细分析过载原因,提出对应治理方案,综合运用热洗、调整加药浓度、下调参及换小泵等治理措施,解决了直驱螺杆泵井的过载难题,降低了设备能耗,年节电364.66×10^(4)kWh,电价0.6381元/kWh计算,年创经济效益232.29万元。

潜油直驱螺杆泵现场试验与应用

有杆泵举升工艺存在抽油机杆管偏磨严重、检泵频繁、系统效率低等问题,2015年开始,G区块油井采用地面驱动螺杆泵技术,但实施过程存在杆管偏磨和安全隐患等问题,为此优选潜油直驱螺杆泵举升工艺,其采用井下潜油电机驱动螺杆泵,有效解决了地面驱动螺杆泵杆管偏磨严重和飞轮、反转等安全隐患,现场应用65口油井,取得较好效果,区块检泵周期、系统效率及单井耗电量等指标均得到改善,可为其它油田提供借鉴经验。

直驱螺杆泵在提高锦91块东部机采系统效率方面的作用

为提高区块整体机采系统效率，解决锦91块东部高含水、低产低液井长期以来系统效率偏低的情况，结合地质特点和传统螺杆泵在生产中的实际现状，通过使用直驱螺杆泵，实现永磁同步电动机直接驱动、减少机械减速器和皮带减速器。现场4口井实际应用表明，单井耗能比抽油机降低1／3以上，线路损耗节省75％，综合节电率约22％，系统效率平均提高了413个百分点。

直驱螺杆泵三相异步电动机与电脑控制箱的应用

螺杆泵采油是近十多年迅速发展起来的一种新型采油装置,特别适合高黏稠、高含气、高含砂、高含水以及低产液井的原油开采,能有效地克服气锁、砂卡等现象。采油试验表明,螺杆泵的平均总效率达到63.4%,比游梁式抽油机高13%,比电潜泵高50%,地面螺杆泵比抽油机提高产油率23.5%。直驱螺杆泵具有节能高效、体积小、质量轻、安装方便、井口占地面积小、一次性投资及运行费用低和便于管理等优点,而新型的三相异步电动机、电脑控制箱的应用在一定程度上节省了螺杆泵维修、调参的时间。

英威腾GOODRIVE300系列变频器在地面直驱螺杆泵抽油机上的应用

地面直驱式螺杆泵是在螺杆泵基础上发展而成的抽油机械，采用永磁同步电机带动光杆直接驱动井下螺杆泵，减少了机械减速器和皮带减速器，效率很高。本文介绍了英威腾GOODRIVE300开环矢量型变频器在地面直驱螺杆泵上的应用，其控制性能可靠，节能效率高。本文仅以37kw的GOODRIVE300变频器为例进行分析，并为地面直驱式螺杆泵的节能改造提供应用方案。

“互联网+”螺杆泵智能直驱装置系统节能增效

基于“信息化、节能降耗、安全环保”为目的,联合研制“互联网+”螺杆泵智能直驱装置系统。该系统由螺杆泵交流永磁直驱同步电动机、螺杆泵数字化变频控制柜和抽油杆柔性防反转电磁制动器等组成。智能化程度高,运行稳定,提效增产。该装置系统在胜坨油田14口螺杆泵采油井进行替换试验,2021—2023年共节电29.4862×10^(4)kWh,节能率为19.93%,节能降耗效果好。

潜油直驱螺杆泵举升系统的研制与应用

针对有杆举升抽油杆、油管偏磨问题,为满足油田高效举升技术需求,研制了潜油直驱螺杆泵举升系统。潜油直驱螺杆泵举升系统利用井下低速大扭矩潜油电机直接驱动潜袖螺杆泵,实现了采油井的高效举升,并在国家级潜油电泵检测中心对该系统的性能进行了室内实验测试。室内实验数据表明,所研制的潜油直驱螺杆泵举升系统效率最大值达62%;现场已应用20口井,先期试验的9口井应用结果表明,潜油直驱螺杆泵举升系统免修期最长延长一倍以上,吨液百米节电率最大达到21. 4%,具有较好的节能效果。潜油直驱螺杆泵举升系统可有效解决抽油杆、油管的偏磨问题,具有广范的推广应用前景。

新潜油直驱螺杆泵在低产深井中的试验

为了降低大庆外围油田低产区块开采成本,开展了新潜油直驱螺杆泵低产深井及相关配套技术现场试验。远程监测系统和毛细管测压系统的组合运用,不仅可以实时监测试验井的电参数、转速和动液面变化,还可以完成远程启停功能,减少了巡井工作量,为试验井效果分析提供了有利依据。现场试验应用表明,与之前抽油机举升方式相比,平均泵效提高47. 1%,平均吨液百米节电率达到64. 1%,可见,新潜油直驱螺杆泵用于低产深井泵挂深度1800m举升时与之前应用在泵挂深度1000m以内的中低排量采油井时,具有同样的举升效果。

潜油直驱螺杆泵试验应用与效果评价

针对地面驱动螺杆泵采油存在抽油杆和油管偏磨,以及规格受限、寿命短、故障多等问题,研制了潜油直驱螺杆泵举升工艺技术。由井下电机直接驱动螺杆泵,并配套闭环控制技术、中间动力传动系统及潜油电缆保护器等,实现了采油井的高效举升。室内实验表明,在井口憋压0.5~12. OMPa之间潜油直驱螺杆泵系统效率最高可达到60%。现场应用8口井,其中5口正常运行井平均免修期接近700天,效果较好。潜油直驱螺杆泵是一项有前景的无杆举升工艺技术,具有一定的推广意义。