——國外新型螺桿泵和氣舉采油配套設備趨勢

　　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。該泵采用了轉子在定子內旋轉形成的推進式密閉腔室設計，液流由泵的吸入端推移至排出端時形成一個密閉腔體，從而實現舉升作用。這一設計提供了一個較直的流動通道和穩定、無脈動的液流。轉子與定子螺旋式的連續密封保證了液體的連續流動。另外，該設計提供的轉子與定子臨界壓縮比符合最小的液流損失，減少了泵的內部摩擦，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成本，其連續的泵排量高達700t/d(5000BFPD日產液桶數)，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泵業公司新研發的全金屬Vulcain螺桿泵是專為開采稠油而設計的，見圖1-2。與其它常規泵相比，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測值。到2025年，非常規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等技術，開采稠油的投資較大。該技術是把熱能注入油藏，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泵開采難度較大。

　　與其它泵相比，常規螺桿泵的泵效更高、更耐用，其運行的極限溫度低于稠油生產溫度，主要是受所用的材料限制。螺桿泵是由鋼制轉子、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，并導致普通螺桿泵失效。

　　新型Vulcain型螺桿泵具有全金屬專利設計，與普通螺桿泵相比，具有不受超高溫限制的優點和適應性。Vulcain螺桿泵還具有較低的沉沒生產能力，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，螺桿泵要適應的惡劣井下條件，并要盡可能低成本，使之進行工業化推廣。通過合作，新型全金屬螺桿泵技術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點。Vulcain螺桿泵密封設計降低了現場泄漏的危險，適用于完整的地面系統和成套工具。

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

　　（3）加拿大全金屬 螺桿泵（MPCP）
　　加拿大全金屬螺桿泵結構簡單，操作簡易，見圖1-3。其主要工作部件為轉子和定子。與轉子匹配的定子呈雙螺旋形，在定子內旋轉的轉子呈單螺旋形。轉子從底部開始快速旋轉產生漸進式腔體，把液體從每個腔體內驅替出來，完成泵送。螺桿泵是非脈沖容積泵，在一定的轉子速度下，恒量泵送采出液。而常規式橡膠螺桿泵，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，轉子和定子都加了特殊涂層。

　　全金屬螺桿泵有如下優點：控制流量簡易，安裝方便，作業溫度范圍寬，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）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%）。