——國外新型螺桿泵和氣舉采油配套設(shè)備趨勢

　　新型螺桿泵

　　（1）用于稠油開采的螺桿泵
　　最近，美國R&M能源系統(tǒng)液流管理部研制出一種用于稠油開采的Moyno井下螺桿泵，見圖1-1。該泵采用了轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成的推進式密閉腔室設(shè)計，液流由泵的吸入端推移至排出端時形成一個密閉腔體，從而實現(xiàn)舉升作用。這一設(shè)計提供了一個較直的流動通道和穩(wěn)定、無脈動的液流。轉(zhuǎn)子與定子螺旋式的連續(xù)密封保證了液體的連續(xù)流動。另外，該設(shè)計提供的轉(zhuǎn)子與定子臨界壓縮比符合最小的液流損失，減少了泵的內(nèi)部摩擦，使容積效率達到最大值。不同款泵型可處理不同流量、泵深和井況。新型泵僅有一個井下移動部件。較低的能量需求降低了作業(yè)成本，其連續(xù)的泵排量高達700t/d(5000BFPD日產(chǎn)液桶數(shù))，有效泵深為1829m(6000ft)。該泵可處理重度為5°～45°的API石油。可處理含砂和磨蝕的液流，也適應(yīng)標準的、小井眼的和特殊類型的井。

　　（2）美國用于處理高溫高              
　　美國PCM泵業(yè)公司新研發(fā)的全金屬Vulcain螺桿泵是專為開采稠油而設(shè)計的，見圖1-2。與其它常規(guī)泵相比，該泵在開采高溫高粘采液時效率更高、更可靠，也許稠油這次遇到了真正的勁敵。

　　目前每年稠油及和其它非常規(guī)油開采量為3.6萬億桶油，占總量的比重越來越大，已超過目前世界未探明油氣儲量預(yù)測值。到2025年，非常規(guī)油供給量要占全球原油供給量的20%以上。熱力采油，像蒸汽輔助重力泄油和蒸汽吞吐增產(chǎn)等技術(shù)，開采稠油的投資較大。該技術(shù)是把熱能注入油藏，降低稠油粘度，然后使其流入到采油井中。然而，稠油溫度高達350℃，用桿式泵和電潛泵等常規(guī)泵開采難度較大。

　　與其它泵相比，常規(guī)螺桿泵的泵效更高、更耐用，其運行的極限溫度低于稠油生產(chǎn)溫度，主要是受所用的材料限制。螺桿泵是由鋼制轉(zhuǎn)子、泵體、合成橡膠定子組成，橡膠定子使螺桿泵不適用于極高溫條件。橡膠定子在極高溫條件下極容易老化，并導(dǎo)致普通螺桿泵失效。

　　新型Vulcain型螺桿泵具有全金屬專利設(shè)計，與普通螺桿泵相比，具有不受超高溫限制的優(yōu)點和適應(yīng)性。Vulcain螺桿泵還具有較低的沉沒生產(chǎn)能力，在較低的井下壓力和較高粘度條件下運行良好。

　　Vulcain螺桿泵是PCM公司與油田長達十年的研究合作成果。熱力采油過程中，螺桿泵要適應(yīng)的惡劣井下條件，并要盡可能低成本，使之進行工業(yè)化推廣。通過合作，新型全金屬螺桿泵技術(shù)在全世界均受到專利保護。

　　與電潛泵和桿式泵相比，Vulcain螺桿泵具有成本低、維修費用少、占地面積小、安裝和操作簡易等優(yōu)點。Vulcain螺桿泵密封設(shè)計降低了現(xiàn)場泄漏的危險，適用于完整的地面系統(tǒng)和成套工具。

　　PCM公司的Vulcain螺桿泵已在世界主要非常規(guī)油田成功應(yīng)用，包括加拿大阿爾伯塔省北部的Athabasca油田，全球非常規(guī)油田采出井都可以應(yīng)用此泵。

　　（3）加拿大全金屬 螺桿泵（MPCP）
　　加拿大全金屬螺桿泵結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，見圖1-3。其主要工作部件為轉(zhuǎn)子和定子。與轉(zhuǎn)子匹配的定子呈雙螺旋形，在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子呈單螺旋形。轉(zhuǎn)子從底部開始快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生漸進式腔體，把液體從每個腔體內(nèi)驅(qū)替出來，完成泵送。螺桿泵是非脈沖容積泵，在一定的轉(zhuǎn)子速度下，恒量泵送采出液。而常規(guī)式橡膠螺桿泵，螺旋形定子由橡膠制成，固定在外部金屬管上。全金屬螺桿泵的定子是由金屬材料制成，能夠承受高溫作業(yè)條件。定子是由3個9ft長的部件焊接在一起，成為一個獨立裝置。為防止高溫和磨損，轉(zhuǎn)子和定子都加了特殊涂層。

　　全金屬螺桿泵有如下優(yōu)點：控制流量簡易，安裝方便，作業(yè)溫度范圍寬，最高可達350℃，泵送的采出液粘度范圍廣，揚程低（能在較低的井底壓力條件下作業(yè)）無剪切、乳狀液形成，在較高粘度條件下啟動靈活。目前的全金屬螺桿泵的設(shè)計如下兩個特點：使用壽命至少要達到1年，約8000h，能夠處理原油中的砂（超過5%）。