针对ESPCP系统运行中出现的问题并指出了相应的解决措施,这可以在某种程度上提高系统的性,延长使用寿命,有利于系统的推广应用,但这还不能适应未来石油工业的发展要求。综合石油开采技术的发展状况,ESPCP系统的设计技术还应该在以下几个方面继续加大科技攻关力度。
1、缩小井下机组的径向投影尺寸
以前的ESPCP系统仅是应用在外径尺寸是140mm的井中。在我国,为了节省钻井和采油成本,有很多油井的内径尺寸是139.7mm,这就要求ESPCP系统井下机组的大外径控制在108mm以内。这方面的技术难度主要反映在减速器设计上,目前已经有单位试图从摆线针轮减速器、进动式减速器入手解决这个问题,但是试验阶段发现发热量过大,无法投入正常应用,究竟是结构设计不合理还是制造误差所致,现在还没有定论,但从文献《电动潜油并联螺杆泵采油系统》,《井下螺杆泵用减速器的类型选择与基于CADDS系统的虚拟设计 》中可见,目前应用面比较广、比较的还是行星减速器。
2、加大下井
扩展ESPCP系统应用面的个要求就是加大井下机组的下潜,提高净扬程,其关键问题是提高系统的耐热性能和轴向承载能力。如果采用的ESPCP系统结构形式是串联的,目前轴向推力轴承的结构和材料都受到限制,需要进行大幅度的改进或结构创新设计。并联机组虽然结构复杂,性暂时还不如串联的理想,但是从原理上讲,它可以从内部抵消螺杆高粘度泵转子传递到减速器(或联轴器)的轴向推力,当下潜超过2000m时,其作用与地位几乎难以取代。
3、提高日排量
虽然ESPCP系统在高产油井作业与柱塞式抽油机或潜油离心泵相比在排量上不占优势,但由于它同比采油量能耗低,设备耗材量低等固有优点,符合产业政策只要在寿命许用范围内,将螺杆高粘度泵转子直径、运动偏心量,转速提上来,进而提高日排液量,这对扩大ESPCP系统在我国各大油田的应用有益。
4、建立ESPCP系统的远程智能控制网
目前,测井的常规手段是采用声波测定器进行环空动液面测定,这是一种非连续性定时测量方式,无法实时掌握井下供液量。为的技术是将压力传感器、温度传感器置于井下机组的关键部位,配合地面仪器综合采集泵的输入端压力、泵两端的相对压差、油温、粘度等信息,通过网络传递到总控制室,由主机对电机的转速进行在线实时控制。一方面,油井的供液能力与泵的排液能力达到供排平衡状态,“烧泵”现象发生;另一方面对螺杆高粘度泵转子的转速进行优调控,根据转子的截面直径、运动偏心、定子导程、泵的级数、转定子配合过盈量优化出合理的转子工作转速,地延长泵的使用寿命。
5、建立ESPCP系统CAD/CAPP软件包
我国各大油田甚至同一油田不同区块的工况环境和原油物性差异很大,为了地提高ESPSP系统的使用寿命,在不同条件下,系统中各个部件的结构参数和工作参数都应有所不同,这突出反应在螺杆高粘度泵上。例如,螺杆泵定子衬套的粘接、橡胶的硫化、定子转子接触副表面、结构尺寸精度与线形精度等对螺杆泵输出特性的影响规律及影响程度均不同。不同的井况,就应该采用不同的材料配方和不同的工艺制造。下一步,先要通过实践或总结的实验结果建立优寿命与影响因素综合关系模型,完善产品数据管理系统(CPDMS),在此基础上构造ESPCP系统的CAD/LAPP软件包,使设计与制造的速度与大幅度提高,地适应市场需求。