螺桿泵偏心井口的設(shè)計缺陷及改進(jìn)建議

1、<p>　　螺桿泵偏心井口的設(shè)計缺陷及改進(jìn)建議</p><p>　　摘要：伴隨著螺桿泵舉升方式應(yīng)用規(guī)模的擴大，監(jiān)測井能否應(yīng)用螺桿泵隨之被提上了管理日程。為了滿足監(jiān)測井的需要，研發(fā)了能夠?qū)崿F(xiàn)偏心測試功能的“螺桿泵偏心井口”，但是由于設(shè)計參考的標(biāo)準(zhǔn)有誤，導(dǎo)致該“螺桿泵偏心井口”存在“偏心距不合理”等設(shè)計缺陷，結(jié)合油田實際從技術(shù)角度闡述了其設(shè)計上的不足，并提出了具體的改進(jìn)辦法，為完善“螺桿泵偏心井口”的設(shè)計提

2、供了有力的技術(shù)支持。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：螺桿泵；偏心井口；偏心距 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　機械舉升是目前高含水油田強采的主要手段之一，為了降低開發(fā)成本，螺桿泵這種舉升方式的應(yīng)用規(guī)模隨之增大。為了滿足監(jiān)測井的需要，人們研發(fā)了能夠?qū)崿F(xiàn)偏心測試功能的“螺桿泵偏心井口”，但是在使用中我們發(fā)現(xiàn)“

3、螺桿泵偏心井口”在設(shè)計上存在“偏心距不合理、出油孔過流面積小和懸掛油管螺紋強度偏低”的設(shè)計缺陷，該缺陷的存在給螺桿泵檢測井的正常生產(chǎn)帶來了隱患。結(jié)合油田實際，從技術(shù)角度闡述了其設(shè)計上的不足，并對偏心油管掛實施了優(yōu)化設(shè)計，為完善“螺桿泵偏心井口”的設(shè)計提供了有力的技術(shù)支持。 </p><p>　　一、螺桿泵偏心井口 </p><p>　　為了實現(xiàn)螺桿泵井的井溫、靜（流）壓、產(chǎn)液剖面、找水等參

4、數(shù)的環(huán)空測試。 </p><p>　　1.1偏心測試工作原理 </p><p>　　偏心油管掛上設(shè)計有測試通道，在測試通道上部連接組合式密封測試閥。當(dāng)螺桿泵井實施環(huán)空測試時，僅需將測試儀器通過組合式密封測試閥下入油套環(huán)空中，到達(dá)目的層后實現(xiàn)測試。在偏心油管掛與旋轉(zhuǎn)油管掛體之間置有推力球軸承，偏心油管掛既承擔(dān)著管柱及液柱的軸向載荷又可以使其繞著旋轉(zhuǎn)油管掛體的軸線旋轉(zhuǎn)。在對油井進(jìn)行測試時，若測

5、試儀器不能順利進(jìn)入通道或測試儀器牽引電纜纏繞油管，可通過旋轉(zhuǎn)偏心油管掛，配合井下油管旋轉(zhuǎn)器，就可以解除測試電纜的纏繞問題，從而保證環(huán)空測試順利進(jìn)行。 </p><p>　　1.2主要技術(shù)參數(shù) </p><p>　　（1）工作壓力：14.0MPa </p><p>　?。?）液壓密封試驗壓力：14.0MPa </p><p>　　（3）液壓強度

6、試驗壓力：28.0MPa </p><p>　?。?）油管頭測試孔公稱通徑：＞φ60mm </p><p>　?。?）軸承能承受額定負(fù)荷64000kg，額定動負(fù)荷20150kg。 </p><p><b>　　1.1適用條件 </b></p><p>　?、怕輻U泵偏心井口僅適用于懸掛2 7/8″油管（外徑73mm）。 &

7、lt;/p><p>　　⑵適用套管規(guī)范為5 1/2″（外徑140mm）。 </p><p>　　⑶環(huán)空下井儀器直徑≤φ28mm，單節(jié)剛性長度≤510mm。 </p><p>　　二、螺桿泵偏心井口的設(shè)計缺陷 </p><p>　　2.1螺桿泵偏心井口的設(shè)計特點 </p><p>　　我們應(yīng)用長1.0m直徑為φ30mm的探棒

8、來初步檢測允許剛性儀器下入的最大長度。 </p><p>　　圖1螺桿泵偏心井口探測過程圖 </p><p>　　探測過程見圖1所示，通過探測我們發(fā)現(xiàn)螺桿泵偏心井口的設(shè)計有如下幾個顯著的特點： </p><p>　?。?）偏心油管掛與加高支架直連，實現(xiàn)了油管掛體積的最大化。 </p><p>　?。?）主支架采用偏心與加高的做法為測試儀器讓出

9、了工作空間（加高從380增加到660。 </p><p>　?。?）采用傾斜大直徑的特種組合式密封測試閥將測試儀器導(dǎo)入環(huán)空中。 </p><p>　?。?）作業(yè)施工時僅需拆除主支架和可調(diào)中心立管。 </p><p>　　2.2螺桿泵偏心井口的設(shè)計缺陷 </p><p>　　為進(jìn)一步了解螺桿泵偏心井口的設(shè)計特點，我們有意對螺桿泵的主要尺寸基本相

10、同，出現(xiàn)了有三點不該出現(xiàn)的特性： </p><p>　?。?）油管偏心距為18mm（偏心距小）。 </p><p>　　（2）偏心油管掛的出油孔均小于φ45mm。 </p><p>　?。?）油管掛主通道上、下的油管螺紋相同，均為2 7/8″TBG扣。 </p><p>　　顯然，上述三個特性為明顯的產(chǎn)品缺陷。由此可見，油田目前在用的螺桿泵偏

11、心井口確實存在著設(shè)計缺陷，并由此將會出現(xiàn)如下弊端：油管偏心距均為18mm將導(dǎo)致油管節(jié)箍與套管內(nèi)壁發(fā)生干涉，見表1。偏心油管掛的出油孔小于φ45mm，存在阻流（對高產(chǎn)井）現(xiàn)象。懸掛油管采用2 7/8″TBG扣，其抗拉強度偏低。 </p><p>　　三、螺桿泵偏心井口設(shè)計的完善建議 </p><p>　　針對上述缺陷，我們結(jié)合油田實際對目前在用螺桿泵偏心井口提出優(yōu)化設(shè)計建議如下： </

12、p><p>　　1.1優(yōu)化設(shè)計原則 </p><p>　?。?）使測試用單節(jié)剛性儀器下入的最大長度提高到600mm。 </p><p>　?。?）消除干涉與阻流現(xiàn)象。 </p><p>　　（3）懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，提高其抗拉強度。 </p><p><b>　　1.2實現(xiàn)方法 </b&g

13、t;</p><p>　?。?）將組合式密封測試閥主軸線與水平面間的夾角設(shè)計為10°。 </p><p>　　（2）對旋轉(zhuǎn)偏心油管掛實施優(yōu)化設(shè)計。 </p><p>　　1.3優(yōu)化內(nèi)容及對比情況： </p><p>　?。?）油管偏心距由18mm改為17mm，消除了油管節(jié)箍與套管內(nèi)壁的干涉。 </p><p>

14、;　?。?）油管掛的出油孔增加為φ50+2×φ25，從φ45對應(yīng)的1590.431mm2，增加到2945.243 mm2，超過了φ60對應(yīng)的2827.433mm2，消除了阻流（對高產(chǎn)井）現(xiàn)象。 </p><p>　?。?）將測試通道直徑優(yōu)化為φ60mm，將其偏心距增加至62mm。 </p><p>　?。?）懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，增加其抗拉強度。 </p&g

15、t;<p>　?。?）將組合式密封測試閥主軸線與水平面間的夾角設(shè)計為10°。 </p><p>　　利用上述優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的三維模擬結(jié)果顯示：測試用單節(jié)剛性儀器下入的最大長度從560mm提高到634mm。消除了干涉與阻流現(xiàn)象。懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，提高了抗拉強度。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p&g

16、t;<p>　　從技術(shù)角度指出了其設(shè)計上的不足，并給出了具體的改進(jìn)辦法，為完善“螺桿泵偏心井口”的設(shè)計提供了有力的技術(shù)支持，該設(shè)計結(jié)果可直接應(yīng)用到產(chǎn)品的生產(chǎn)中。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]采油（氣）井口裝置.中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SY/T 5156-93. </p><p

17、>　　[2]姜繁.公英制連接螺紋標(biāo)準(zhǔn)手冊[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992. </p><p>　　[3]套管和油管規(guī)范(中文).API_Spec_5CT-2005. </p><p>　　[4]環(huán)空測試井口裝置.中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SY/T 5812-1996. </p><p>　　[5]直驅(qū)螺桿泵井偏心測試井口裝置.大慶力神泵業(yè). </