潜油螺杆泵采油系统的设计与应用技术初探
摘 要：随着油田事业的发展以及三次采收方法的普遍应用，油田开采工作的技术含量越来越高，经济效益也快速上涨。利用螺杆泵采油已经成为当前主要机采举升方式之一。本文将探析潜油螺杆泵采油系统的设计与应用技术，以达到降低油田开采成本、减少投入的效果，进而更好的适应举升技术。
关键词：潜油螺杆泵；采油；举升技术
1 潜油螺杆采油系统相关内容综述
1.1 结构
潜油螺杆泵采油系统是一种通过井下电机拖动的无杆采油设备。该系统与电潜离心泵的构造相似，都是由三部分组成，即井下部分、地面部分以及联接电缆、油管。其中，井下部分由保护器、连轴体、潜油电机、减速器以及螺杆泵组成；地面部分由变压器、变频器以及辅助设备组成。从整体上讲，潜油螺杆泵由转子与定子组成，转子与定子相连接会产生一个个连续的密封腔，使设备起到泵送的作用[1]。
1.2 工作原理
电力通过动力电缆输送至潜油电机。再通过减速器与连轴体转换运动形式，螺杆泵在力的带动下做往复直线运动，并使井液增压，井液在通过有关举升到地面。转子与定子在转动过程中不断重合又分离，密封腔也随之形成、推移与消逝，使油液通过密封腔最终到达排出端，实现油液动力输送。
1.3 工作特点
潜油螺杆泵适用于开采高粘度、高含沙量以及聚合物成分比例较大的原油；在使用过程中，该设备不会发生气锁反应，且具有破乳作用；该设备的抽吸连续且平稳，对油层不会产生压力激动作用，油液的流动也无扰动，不会影响工作人员计量；该设备不存在抽油杆与油液搅动等问题，极大的减少了能量消耗；机组井上部分的体积小、重量轻，为海上与沼泽区域的采油工作带来了极大的便利；该设备运用回声仪来测量液面，通过变频器来调节转子的转速，提升了采油工作的自动化程度。
2 潜油螺杆泵采油系统的设计与应用技术探析
2.1 缩小井下机组的径向投影尺寸
传统的潜油螺杆泵系统大都被运用于外径尺寸140mm的油井中，我国为了节省钻井与采油成本，通常将开采油井的内径定为139.7mm，这就要求潜油螺杆泵系统井下机组的最大外径要控制在108mm以内。目前，研究人员发现减速器可以对外径有效控制，我国部分单位也试图从进动式减速器、摆线针轮减速器入手来解决这一问题，但由于实验的危险性过高，且实验成果无法投入正常使用等原因致使问题始终得不到圆满解决。目前国内普遍认可的减速器只有行星减速器[2]。
2.2 加大下井深度
想要拓展潜油螺杆泵采油系统应用面，就需要从井下作业入手，加大井下机组的下潜程度以及净扬程等，目前，我国所采用的潜油螺杆泵采油系统中的轴向推力轴承结构与材料都受到限制，因此需要进行进一步的改进与创新。
2.3 提高日排量
从高产上讲，潜油螺杆系统不占任何优势，但与柱塞式抽油机与潜油离心泵相比，它具有能耗低、设备材量低等优点，只要在寿命许可范围内提升转速，就能提高日排液量，这对于我国油田开采而言具有极大的意义。
2.4 建立潜油螺杆泵采油系统的远程智能控制网
随着科学技术的发展，互联网在人类生活中的应用越来越广泛，设备的自动化程度也越来越高。目前，我国通常采用声波测定器进行测井工作，该仪器采用一种非连续性定时测量的方式，工作人员无法实时掌握井下供液量情况，此时可以更换使用压力传感器以及温度传感器，将两者放置于井下机组的关键部位，配合地面仪器进行综合测量，实现对井下油温、粘度、压差信息的系统掌握。
3 潜油螺杆泵应用中存在的问题与优化策略
3.1 存在问题
潜油螺杆泵的采用软启动的方式，间接导致定子与转子间的润滑缺失，摩擦阻力矩过大，最终导致机组功率消耗是平时的1-2倍。不同油区的油品质量不同，因此在测量过程中油气与酸碱度的指标也存在很大差异，潜油螺杆泵并没有针对不同油井情况的工作办法，也没有独立的数据库，致使工作人员需要额外测量油井数据信息，影响工作进度。
3.2 优化策略
系统在启动过程中需要保护电机安全，采用变频软启动方式，可有效减低功耗，减小定子与转子间的摩擦，延长机组寿命；定子橡胶也需要进行进一步分析与研究，逐步消除定子脱胶、撕裂等，提高橡胶的抗摩擦能力。针对密封件实效与轴承破损问题，只要不出现意外断电情况，滚动轴承都可以有效应对，它在破碎后仍可作为滑动轴承来支持系统运行。研究人员应综合考虑各机件的磨损问题，研制耐高温的密封件与轴承等，提升机件的耐高温与抗磨损能力。
4 結语
综上所述，潜油螺杆泵技术具有占地面积小、能耗低、运作方便等诸多优点，发展前景广阔，但由于研制费用过高，我国在研究过程中常常遇到困难，为此，有关部门应加大对该系统研发的支持力度，实现技术创新，为我国采油事业的发展贡献力量。
参考文献：
[1]张东阳.大庆油田螺杆泵应用现状与节能效果评价[J].化工管理，2017（24）：89.
[2]彭金龙.潜油直驱式螺杆泵技术研究与应用[J].石油石化节能，2016，6（04）：31-32+10.