1)發(fā)展
螺桿泵問世于20世紀30年代,1930年S月13日,ReneMoinea。在法國先獲得了3G螺桿泵的個。美國早把螺桿泵應(yīng)用于石油工業(yè),從1936年起就開始利用井下潛油電動機作為動力源,從事深井采油用螺桿泵的研究;5O年代中期開始應(yīng)用螺桿泵的原理鉆井用的螺桿鉆具,并由SmithInternational公司取得成功。前蘇聯(lián)的全部石油地質(zhì)儲量中,有一半是高粘油,用常規(guī)方法(有桿泵和電動潛油離心泵)難以開采,50年代末就設(shè)計出了井下驅(qū)動的三螺桿泵,用來開采稠油。1970年,前蘇聯(lián)鉆井泵專門設(shè)計局成功地研制出了井下電動潛油單螺桿泵,并很快形成了單螺桿、雙螺桿和三螺桿等三大系列產(chǎn)品。法國雖然是先制造螺桿泵的,但把它應(yīng)用于石油工業(yè)上卻是較晚,60年代末,才完成井下采油螺桿泵的臺架試驗和取得開采高粘原油現(xiàn)場試驗的成功。
Bobbins&Myers公司是美國制造井下不銹鋼螺桿泵歷史長和技術(shù)力量的廠家,在生產(chǎn)井下采油高粘度螺桿泵的同時,仍堅持不懈地進行用抽油桿替代潛油電動機的螺桿泵的研究,終于在一舉成功,作為重要的人工舉升手段。螺桿泵不用井下潛油電動機和電纜,將動力源由井下移到地面,直接用加強級抽油桿傳遞旋轉(zhuǎn)動力。這樣與常規(guī)抽油泵采油系統(tǒng)相比,大幅度地降低了成本和故障率。
2)國內(nèi)發(fā)展
在我國,高粘油占地質(zhì)總儲量的1/6以上,分布在遼河、勝利、大港、新疆、河南等油田。我國于80年代中期開展螺桿泵采油的理論和技術(shù)研究,研制了設(shè)備并進行現(xiàn)場應(yīng)用。遼河油田1984年開始研制三螺桿泵抽油生產(chǎn)系統(tǒng),1986年投入礦場試驗。1986年大慶油田引進的螺桿泵開采稠油獲得明顯的效果;勝利、大港、南陽和克拉瑪依等油田也相繼應(yīng)用了螺桿泵采油技術(shù)。目前螺桿泵在我國18個油田均有程度使用和局部推廣。1988年9月至1992年底,勝利油田在223口長期停產(chǎn)的稠油低產(chǎn)井、出砂嚴重的油井中,應(yīng)用單螺桿泵采油352井次,累計增產(chǎn)原油14.2萬噸,使100多口停產(chǎn)井恢復(fù)了正常生產(chǎn)。
目前,采油螺桿泵大致可分為以下四種結(jié)構(gòu)形式:一是采油單螺桿泵,它是采油螺桿泵中結(jié)構(gòu)形式簡單的,也是采油螺桿泵中采用的主要結(jié)構(gòu)形式,由于是利用抽油桿傳遞泵所需要的扭矩,因此在大排量情況下很難實現(xiàn)深井采油。二是電動潛油單螺桿泵,它的大特點是不需要抽油桿傳遞動力,特別適合于深井、斜井和水平井采油作業(yè),·較早開展這種泵的研究工作的是前蘇聯(lián)和法國,近年來,美國等發(fā)達也開始重視電動潛油螺桿泵的,并在多砂、高粘深井采用,取得了很好的效果,在某些情況下,電動潛油螺桿泵的使用壽命甚至比電動潛油離心泵高5倍。三是單螺桿泵液動機一單螺桿泵裝置,這種裝置將地面動力液送入井下的頂部螺桿襯套副中,以頂部螺桿襯套副作為動力,驅(qū)動底部螺桿襯套副旋轉(zhuǎn),由底部螺桿襯套副作為泵來實現(xiàn)采油作業(yè),目前這種裝置在己投入現(xiàn)場應(yīng)用,但數(shù)量很少。四是多頭螺桿泵,與單頭單螺桿泵相比,它地減小了泵的幾何尺寸,提高了泵的排量和壓頭,降低了泵的轉(zhuǎn)速。
此外,各大油田在實際應(yīng)用中對螺桿泵的機械性能方面也作了研究。例如,驅(qū)動裝置和密封、解決抽油桿的斷脫、驅(qū)動裝置漏油、泵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等各個方面;并且了不同工況下的定子襯套材料,使其在惡劣條件下具有良好的機械性能,研制抗磨蝕的轉(zhuǎn)子材料,降低了設(shè)備成本。同時在井口配套技術(shù)、管柱防脫與扶正技術(shù)、系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)、保溫螺桿泵的設(shè)計與制造、螺桿泵的工況分析及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)等方面也作了進一步完善。