1、1海上连续杆螺杆泵开发工艺的推广应用摘要：介绍了连续杆螺杆泵采油工艺技术在胜利海上油田的推广应用情况。针对胜利油田海上斜井作业和生产需要，对连续杆螺杆泵施工设备进行改造和施工管柱组合优化，提高了管柱强度，减少了偏磨，延长了杆柱寿命。目前有 20 口井采用连续杆螺杆泵工艺，除 3 口停井外，其余 17 口井正常生产，效果良好，具有广阔的推广应用前景。 关键词：连续杆螺杆泵 采油工艺 推广应用 1 海上螺杆泵采油工艺发展现状 胜利油田海上油田开发初期地层供液能力较强，螺杆泵完井成本相对较低，因而被大量采用，应用高峰期时达到 50 多口油井，最多时占到了机械采油的 50%以上，适用于直井或造斜点60
2、0 m 的井和油稠、轻度出砂井，并形成了一系列的螺杆泵采油工艺优化技术。 1.1 泵型优化 双头螺杆泵由双线螺杆转子和三线内螺旋面定子组成，它克服了单头螺杆泵的缺点，在举升井液的过程中具有： 转子运动偏心小，使抽油杆柱在井下运动相对平稳，受力状况得到改善； 定子橡胶在横截面上分布较均匀，遇油膨胀后不均匀变形较小，可以进一步改善抽油杆受力； 在相同尺寸下，举升扬程和排量较大。由于双头螺杆泵具有优越2的工作性能，大大提高了螺杆泵的检泵周期。 目前，胜利海上油田除 2 口油井应用法国 PCM 泵外，其余全部使用双头螺杆泵。 1.2 杆柱优化 目前广泛使用的外径36 mm、内径25mm 的空心抽油杆（
3、KG36 型）采用 35CrMo 钢调质处理，机械性能达到 D 级抽油杆水平。将 KG36 型空心抽油杆与25.4 mm（1 英寸）D 级实心杆进行对比发现，在相同载荷下，36 mm 空心抽油杆所受正应力要比25 mm 实心杆小；由于36 mm 空心抽油杆的抗扭截面模量远大于25 mm 实心杆，因此，在相同扭转载荷下，36 mm 空心抽油杆所受最大扭转剪应力远小于25 mm 实心杆。 自 1997 年 8 月埕岛油田推广应用空心抽油杆以来，截止到目前，空心杆运转最长的 CB1A 一 5 井已经连续生产 3 130 d。 1.3 管柱优化 完井工艺采用管柱锚定技术，提高了管柱可靠性；采用油气预分
4、离技术，提高了泵效。 19941996 年，海上螺杆泵井采用的油管锚定装置均为改进的Y211-150 型封隔器，这种油管锚的锚定效果较差。为此，研制出适合海上定向井特点的新型油管锚，使上接头直接与卡瓦连接，并增加 2 片竖牙卡瓦以保证锚定的可靠性。 该工具结构简单，操作方便，安全可靠，能有效消除螺杆泵生产管柱的轴向应力和周向旋转载荷，从根本上解决了螺杆泵生产管柱的锚定3问题。使用改进型油管锚后，成功率达到 100 %，再未发生过油管脱落事故。 在管柱中加装气锚，使油流在进泵前进行气液分离，提高泵效。 1.4 配电优化 在出砂、稠油、泵挂较深的螺杆泵井上安装了变频装置，使螺杆泵缓启、缓停，有效地
5、抑制了螺杆泵井躺井事故的发生，延长了螺杆泵的免修期。 2 连续杆螺杆泵的推广应用 由于螺杆泵对低产、稠油、出砂井开采有显著的优越性，因此，油田一直在开展螺杆泵斜井深抽的技术攻关，主要有 2 条技术路线： 完善传统的抽油杆柱，提高抽油杆的抗扭强度，斜井段增加可弯曲的万向接头； 采用连续杆施工。从机理上分析，连续杆更适合斜井深抽。 胜利高原公司开发出连续杆及施工装备，在胜利油田实施 200 多口井。河口飞雁滩油田与海上油田馆陶组稠油油藏条件非常相似，含油层系都是馆陶组，都属于稠油高渗透疏松砂岩油藏，油藏埋深、孔隙度、空气渗透率、平均地面原油粘度相近，井身结构都是大斜度定向井，飞雁滩初期采用螺杆泵普
6、通抽油杆，检泵周期仅 1 个月，后来 9 口井采用螺杆泵连续杆技术，平均日产液 18 t，含水 61% ，螺杆泵平均泵挂 1100 m，最深泵挂 1400 m，平均井斜角 40，最大井斜角 45，目前采用连续杆螺杆泵平均检泵周期延长到 22 个月。 2.1 改进和创新 4飞雁滩油田连续杆螺杆泵在稠油斜井中的成功应用为海上稠油开采提供了借鉴，陆地油井施工用 1 台连续杆驱动车，1 台吊车，1 套起下驱动设备即可完成施工，在海上应用需要进行海上施工适应性改造，即，将施工设备由车载式改为撬装式，由驱动夹持部分、液压站、发电机、闪光对焊机、卷盘 5 部分组成。连续抽油杆是在专用生产线上加工成的具有特定
7、形状、没有接头的抽油杆，其长度可根据下井深度任意选定。圆形钢制 H 级连续杆技术参数如表 1。 （1）施工设备改造。将陆地车载设备改为撬装设备，便于海上船舶施工。 （2）管柱优化。针对斜井连续杆与油管偏磨问题，采用超高强度的抽油杆，提高管柱强度，减少偏磨，延长杆柱寿命；针对斜井采用在管柱中加装扶正器的方案，对于斜度特别大的井采用内衬油管，减少杆管之问的偏磨。 （3）海上油田应用。在国内首次在海上成功实施了连续杆螺杆泵工艺。 2.2 连续抽油杆的优点 （1）由于采用优质合金钢和表面正火及抛丸处理，其抗拉强度b794 MPa，屈服点 s690 MPa，具有良好的综合机械性能，可以满足深抽及有杆大泵
8、的需求。 （2）可以减少抽油杆与油管之间的磨损。与普通杆和空心杆对比，由于只有上、下 2 个接箍焊接点，增加了杆管接触面积，特别是在斜井中可大幅度降低油管和抽油杆之间单位面积上的摩擦力，能有效减缓偏5磨，减少因偏磨造成的杆断脱事故，延长油井检泵周期，减少工人劳动强度。 （3）连续抽油杆可以降低杆柱应力。由于没有接箍，连续抽油杆比同样长度的普通杆质量轻 8% 10% ，另外，由于是用计算机设计的锥形杆柱，合理地运用了 7 种不同直径的连续杆，因此可以降低杆柱应力。 （4）现场焊接的工序与工厂相同，锻压和热处理后，保持焊口和原杆的强度一样。 （5）连续杆无接箍，直接与73 mm 油管配套，可节省成
9、本。 2.3 推广应用效果 2009 年 9 月 22 日，连续杆技术在海上 CB22 井成功应用。CB22 井是1997 年投产的一口139.7mm 套管螺杆泵直井，2005-08 由于光杆断脱停井，2005-09-22 由胜利作业一号平台承担该井的施工作业任务，对该井实施下连续抽油杆工艺，泵挂 1000 m，转速 124 r/min，1 000 m 的连续抽油杆下井作业仅用了 2 h，投产后日产液 28 t，日产油 16 t。表明连续杆螺杆泵技术应用于海上油田是完全可行的，为海上油田的进一步应用奠定了基础。 目前，海上 20 口井采用连续杆螺杆泵工艺，施工一次成功，除 3 口故障停产井外，
10、其余井全部正常生产，连续杆最大下入深度 1500m，工作井段最大井斜 52.05，原油粘度最高 1 697.5 mPa?S，平均日产液 35.5 t，平均日产油 28.4 t。 3 结论与建议 （1）连续杆螺杆泵可下到油井内造斜点以下位置，但对于大斜度和6井况复杂的油井，泵挂位置要仔细优化。 （2）连续杆技术配套螺杆泵在海上 CB243A 井、CB246A 井稠油斜井中的成功应用为海上 SH201 稠油区块的开发提供了技术支持。 （3）与潜油电泵相比，在相同排量下，利用该工艺可实现节能降耗的目的。 （4）为实现在固定平台作业情况下进行断脱连续抽油杆的打捞、起下作业，应研制连续杆打捞、起下装备。 参考文献： 1 万仁薄.采油工程手册K.北京：石油工业出版社，2000. 2 万仁薄.现代完井工程M.北京：石油工业出版社，2000. 3邵振军.螺杆泵采油工艺及其配套技术的研究与应用D.北京：中国地质大学，2007. 作者简介：汪海军（1978.02-） ，男，采油工，从事海上采油工作。
