[00136629]潛油螺桿泵采油系統設計與監控技術研究

潛油螺桿泵采油技術與目前廣泛采用的柱塞式抽油機、潛油離心泵和地面電機驅動螺桿泵等采油技術相比，具有低耗、高效的優點，適宜于海上平臺、沼澤地區、斜井、水平井采油作業；尤其適宜于高粘度、高含砂量原油的開采作業；兼備占地面積小、地面污染量小、設備制造成本低、維護費用低的特點。主要創新點：(1)將零齒差內嚙合齒輪副與球面副組合形成新型傳動機構，可以高效傳遞軸向力、扭矩和輸出軸相對于輸入軸的行星偏轉運動；(2)在高溫高壓環境下，對聯軸體中的推力軸承、減速器、電機實現一次性潤滑，并達到防砂期為一年的密封效果；(3)構造出系統運行環境監測和螺桿泵運行速度調控體系，有效地保障螺桿泵正常運轉，并形成原油滲透率、螺桿泵轉速與壽命三者的最優匹配模型，以期達到最佳經濟使用效果；(4)在尺寸限定范圍內，提出氧化鋯陶瓷推力軸承的材料配方和結構設計，使其在12噸的軸向壓力下連續穩定運轉一年以上，為進一步加大下潛深度做好了技術準備；(5)改變油流路徑，在提高系統效率的同時防止系統內的泥沙沉積，有效地延長了系統的使用壽命。項目的研究由于受到原油高溫、高壓、高含蠟、含砂量以及確保長時間連續穩定運轉等諸多因素的制約，大量機械設計有悖于常規，除了在結構設計方面有創新外，在零件的抗磨性能研究、潤滑材料研究、密封方法和材料研究、嚙合原理研究、可靠性研究等方面也都有重要突破。采油系統性能指標：1．承受井底壓力：16MPa；2．適應井底溫度：120℃；3．適應原油粘度：3500mPa﹒s（50℃）4．適應含砂量：5%，砂粒直徑≤0.1mm；5．泵的最大排量：60m3/d；6．效率：77%（Max.）7．下井深度：1500m；8．系統連續工作時間：19個月（Max.）。潛油螺桿泵采油系統在大慶、遼河、大港、勝利、克拉瑪依等油田有廣闊的市場，尤其在海上平臺作業，更能發揮其獨特作用。