提高螺杆泵系统效率研究
谢文献，付路长,袁杰，郭立谦 伊伟楷

(1.中国石化胜利油田分公司胜利采油厂山东东营 257061  2.胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营 257061)

 摘要:针对螺杆泵选型不合理及参数不匹配等问题致使油井生产能力得不到充分发挥的问题，通过搭建螺杆泵性能浏试试验台，建立不同型号螺杆泵转速与效率、扬程与效率关系的数据库，通过泵型的合理选用并使得螺杆泵工作处于高效率，实现了机械采油的节能降耗。

关键词:螺杆泵系统效率特性曲线计算机测控

近几年来螺杆泵采油技术在石油开发中起到了重要作用，螺杆泵不仅在重油和含砂井中应用，而且在稀油井、大排量井和排水采气中也应用广泛。目前最大下泵深度已达到3000m，最大引隆达到1000m3/d。地面驱动螺杆泵采油系统对于普通油藏及水驱油藏后期高含水开采阶段也表现出才受好的适应性，已成为我国油田主要的机械采油方式之一。

与其它举升系统相比，虽然螺杆泵井系统具有较多的优点，但现场经常出现螺杆泵泵型的选择不合理及其它工作参数不匹配等问题，致使设备和油井生产能力得不到充分得发挥，造成资源的浪费。针对上述情况展开理论及实践研究，以提高地面驱动螺杆泵井的效率为研究目标，通过螺杆泵检测实验台获取目前使用较广泛的泵型基本参数，建立螺杆泵转速与效率及杨程与效率的数据库，并编制出螺杆泵性能测试系统分析软件，计算出适合不同井况
的螺杆泵型号及工作于高泵效区的转速、杨程和效率，对于正确选择螺杆泵提高其工作效率具有重要意义。

1 系统方案设计

按照螺杆泵性能测试要求，螺杆泵在线测试系统由试验台架、传动系统、循环系统、测控系统、实验密封机构和辅助装置等组成。系统按JB/T 8091-1998螺杆泵试验方法和SY/T 5549-2002螺杆抽油泵标准设计，精度等
级达到B级试验精度。被检测螺杆泵由变频器控制变频电机根据设定转速转动，控制方式采用串行通讯。

2 试验台及测控系设计

试验台架由动力传递装置、高压端密封总成、固定和夹紧装置、计算机测控系统等组成。动力传动装置主要为试验螺杆泵提供动力，由电机、减速器、联轴器、扭矩转速仪和万向联轴节装置组成。变频器控制电机的输出转
速，电机输出轴通过联轴器将运动与转矩转速仪传递到转矩转速仪;转矩转速仪通过动密封装置和转子连接器把运动传递到螺杆泵的转子。

试验台测试采用分布式控制系统来实现采集控制功能。工业控制计算机完成信息的显示、变频控制、采样点信息检测、数据输出等功能;采集模块采集现场的实时数据，上位机和下位机之间通过485现场总线实现数据连
接。电动机的运行频率采用日本富士变频器控制，采用标准通讯模式门以数字通讯方式实现。

3 接口软件设计

测控系统检测参数主要有:P出、P入、Q实际、M轴, n轴、T温，需要分析计算的参数有Q理论、H压头、ηT、ηv、N轴。根据这些参数绘制H-Q特性曲线图和ηT、ηv, N轴。根据这些参数绘制H-Q特性曲线图和ηT-Q,N轴-Q
    特性曲线来校核实验泵的使用特性。     
     螺杆泵性能测试软件具有螺杆泵的工况控制、性能测试、数据采集分析、仪表标定、测试数据实时显示、特性曲线绘制、动态曲线滚动显示、输出报表打印、数据存储、历史数据查询等功能，目前已经进行了GLB1200DT16、GLB580DT27等10个型号螺杆泵效率的测试，并进行螺杆泵同转速输出特性、同扬程输出特性进行分析，找出了高泵效区。

4 结束语

通过螺杆泵检测试验台进行多种型号螺杆泵性能测试，分析同压曲线、同转速、泵效率、输出功率等曲线得到如下结论:

1) 随着转速的增加，螺杆泵的效率随之增加，但是增加到到达某一值时，其增加的斜率变小，效率增加变缓。

2 )螺杆泵的效率与扬程密切相关，扬程升高泵的漏失升高，到达一定的程度后漏失量猛增效率下降。

3) 螺杆泵扬程随着泵的转速增加而增高，在同一转速下，螺杆泵的扬程随着其流量的增加而减小;随着流量的减小其扬程增加，但是增加的斜率逐渐降低。

综上所述，研究螺杆泵转速、扬程与效率之间的对应关系，建立不同型号螺杆泵转速与效率、扬程与效率关系的数据库，建立在役螺杆泵数据库，对于合理选用泵型，提高螺杆泵效率，实现油田节能降耗具有重要意义。