螺杆泵(螺杆真空泵原理)作为机械采油设备具有其它抽油设备所不能替代的优越性,如适用于稠油,含砂和高含气井的开采,以及体积小,无污染,能耗低等[1]。但螺杆泵在实际应用中,减速器输出轴下端易漏油,笔者针对此问题,提出了减速器输出轴下端密封的新设计方案。
原密封结构及应用情况地面驱动螺杆泵由电动机带动减速器,减速器坐在井口上,其上有空心输出轴,光杆穿过空心输出轴,并在上端用卡子与空心输出轴固定在一起,这样,空心输出轴就可通过抽油杆带动井下螺杆泵把油举升到地面。减速器空心输出轴下端的密封为皮碗密封,由于减速器不停地运转,特别在夏天,箱内温度较高,易引起皮碗密封效果不好而漏油。
一旦出现漏油,一方面由于光杆穿过空心输出轴,不能象其它常规设备那样卸下端盖就可更换油封,必须用吊车等设备把减速器从井口吊下来维修;另一方面,该处密封在减速器的最下部,如不及时维修,箱内的润滑油会漏净而使轴承和齿轮烧坏。图1为减速器空心输出轴下端皮碗密封结构示意图。
图1皮碗密封结构示意图1空心输出轴;2减速器外壳;3端盖;4皮碗生产实践证明,螺杆泵井地面设备的维修主要是解决减速器漏油问题。1998年,大庆石油管理局第四采油厂共有螺杆泵井6口,因输出轴下端漏油问题就更换了6次减速器,其中杏3-31-607井更换3次,杏3-40-609井更换两次,杏4-21-613井更换一次。
1999年5月,笔者逐一检查正在运行的9口螺杆泵井,发现有5口井不同程度地存显的增油效果,有少数井效果不理想,其原因是多方面的,主要有以下几点:
(1)对地质情况分析不透,射孔段无油层;
(2)工作介质选择不当,射孔时对地层造成了进一步伤害;
(3)工艺设计不合理,施工操作不当,射孔不完全,甚至没有射出孔。
如果能解决上述问题,喷射射孔的效果将会明显提高。
结论与建议水力喷射射孔技术是一项很有发展潜力的技术,要在我国全面推广应用,充分发挥其作用尚需在以下几方面做大量工作。
(1)三孔固定式射孔工具虽然结构简单可靠,但由于缺乏试验手段,对其结构的合理性缺少验证,特别是对套管的破坏情况有待探明。今后要尽力完善试验设施,在科学试验的基础上改进工具结构,优化设计,使其既能快速切割岩石又能保护套管。
(2)从理论分析和国外经验看,选用与地层配伍性好,粘度低的轻质工作液有利于提高切割速度,不污染地层,价格也较便宜。因此,今后应在充分做好四敏试验和切割试验的基础上,合理选用工作介质,做到不污染地层,提高射孔速度,降低施工成本。
(3)工作参数是决定切割速度和效率的重要因素,目前尚无这方面的经验,今后要针对不同的地层和井况,结合工作介质的性质,在试验的基础上优化选择工作参数,以提高切割速度和效率。
(4)若对井况研究不透,就不能合理选择射孔井段,也就射不到含油层。为此必须认真研究分析射孔井井况及射孔段,以确定最佳射孔部位。