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应用在Kulin水平井的电潜螺杆泵(ESPCP)
 
慧聪网   2005年11月28日11时16分   信息来源:石油科技网    

    电潜螺杆泵(ESPCP)是螺杆泵(PCP)和电潜泵(ESP)的组合,是一种非常适用于水平井的井下流体提升系统,属于无杆泵系统,避免了管、杆摩擦损耗。螺杆泵能耐受地层出砂。Kulin水平井项目于2002年初开始,2003年12月完成,第一口水平井是Kulin082(KL082),第二口是Kulin083(KL083),完井后采用电潜螺杆泵进行人工举升。KL082初始日产液708bbl,日产油531bbl,含水率25%;KL083日产液518bbl,日产油394bbl,含水率24%。鉴于相邻的Duri油田有不固结砂,严重的出砂大大降低了有杆泵泵效,而水平井采用裸眼预制筛管完井难以控制出砂,因此Kulin水平井采用耐受地层出砂的无杆泵进行人工举升。因为螺杆泵不能用于水平井,电潜泵不能应对出砂,因此最终选用了电潜螺杆泵。

    Kulin水平井所用的电潜螺杆泵均安装在95/8in生产套管中,且井斜率低于2°/100ft的直井段。螺杆泵中的定子橡胶工作温度范围为135~150oF,低于橡胶的耐温极限。流量和泵效通过地面变速驱动(VSD)控制。这两口水平井产量比同区直井平均产量高2.5~3.5倍。

    1.电潜螺杆泵的设计

    电潜螺杆泵采用电潜泵作为井下驱动系统。螺杆泵是转子在定子中心旋转,随着转子转动泵送流体。转子由不锈钢制成,表面镀铬防蚀。厂商可以根据井底温度提供不同耐温极限的定子橡胶。现有产品可以耐受的最大温度为95℃(203℉)、105℃(221℉)、135℃(275℉)、和150℃(302℉)。由于井底温度在65.6℃左右,因此选择了耐温95℃(203℉)的产品。此外,还要考虑橡胶是否与产出液中的芳香烃配伍。同时,螺杆泵启动运行所需的功率、套管尺寸、井底温度决定了电潜泵马达尺寸。齿轮减速器的主要作用是提供螺杆泵所需的速度和扭矩。密封部分能防止井底流体进入减速器和马达。柔性轴能将密封轴的转动转化为螺杆泵所需的扭矩。

    2.电潜螺杆泵的安装

    电潜螺杆泵设计安装的极限是井斜率最大为15°/100ft的直井段。KL082井的电潜螺杆泵安装在井深1440ft、真垂深度1267ft、倾角64°、井斜率1.6°/100ft的位置。KL083井安装在井深1014ft、真垂深度891ft、倾角58°、井斜率1.5°/100ft的位置,使用31/2in油管安装。同时,在泵上部90ft处安装31/2in的控制阀和混流阀,安装电缆保护器防止电缆和套管摩擦。安装的两部电潜泵马达实际转速为2333rpm,齿轮减速器传动比9:1,泵速259rpm,螺杆泵流量881bbl/d。

    3.现场应用

    KL082井电潜螺杆泵工作800天,平均泵效66%,未发现任何失效迹象,只是运行初期发现一些问题,原因可能是进液口堵塞,通过马达反转反冲洗顺利排除后,转入正常生产。KL083井电潜螺杆泵工作450天,平均泵效56%,未发生泵失效导致停机的问题。

    4.结论

    (1)电潜螺杆泵是电潜泵和螺杆泵的组合,具有很多适用于水平井的特点:a.即使对固相含量高的粘稠流体也有很高的生产效率;b.无杆泵系统消除了摩擦损耗;c.没有盘根盒,避免了地面漏油;d.扭矩高;e.可以通过马达反转进行反冲洗。

    (2)Kulin水平井电潜螺杆泵平均泵效为56%~66%,形成鲜明对比的是Duri水平井有杆泵泵效低于30%。

    (3)电潜螺杆泵工作寿命长,这在KL082井和KL083井的生产中得到了充分体现。截至2004年6月,KL082井稳定工作超过800天,KL083井超过450天。

 
 
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