潛油螺桿泵智能采油系統(tǒng)的技術(shù)原理和應(yīng)用場(chǎng)景

一、行業(yè)領(lǐng)域介紹或行業(yè)需求

潛油螺桿泵智能采油系統(tǒng)主要應(yīng)用于石油開采行業(yè)。可部分替代國(guó)內(nèi)包括中石油、中石化和中海油在內(nèi)的機(jī)械采油。僅國(guó)內(nèi)開采行業(yè)需求在20000口以上，國(guó)外在5萬口井以上，市場(chǎng)空間非常廣闊。

二、行業(yè)場(chǎng)景實(shí)用需求介紹

該系統(tǒng)針對(duì)深井采油，深度優(yōu)化變頻器控制算法，采用長(zhǎng)距離無編碼器矢量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)潛油電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流的精確控制。潛油電機(jī)采用的是低速永磁同步電機(jī)，具有啟動(dòng)扭矩大，效率高等特點(diǎn)，可直接驅(qū)動(dòng)螺桿泵，無需減速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。后期介入測(cè)溫測(cè)壓裝置和APP遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了智能化操作，為數(shù)字化開采開辟了前瞻性的創(chuàng)新實(shí)踐?？蓮V泛應(yīng)用于水平井、低產(chǎn)井、稠油井、含沙井和斜井，降低單井能耗，節(jié)約開采成本。

三、產(chǎn)品解決方案與技術(shù)原理圖示

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)油井屬于中后期開采，難度逐步加大，各種新工藝新材料不斷涌現(xiàn)，但都沒有解決能耗過高的通病。麥格米特通過伺服控制技術(shù)，采用潛油電機(jī)直驅(qū)加地面智能控制的解決方案，節(jié)電率高于50%，采油量也得到了一定幅度的增長(zhǎng)。

實(shí)例：

孔59-17H3位于某油田，該區(qū)塊油藏埋深接近2000m，電加熱工藝不適用。由于原油粘度大，流動(dòng)性差，導(dǎo)致出水不出油，日產(chǎn)水26m3/d，日產(chǎn)油僅0.3m3/d，含水98%，未見到開采價(jià)值被迫關(guān)閉。

產(chǎn)品解決方案：

1、產(chǎn)液量要求：日產(chǎn)量2～10m3/d、揚(yáng)程達(dá)到2000m。

2、動(dòng)液面預(yù)測(cè)：潛油螺桿泵合理沉沒度一般為300m以上，然后再依據(jù)具體井況等信息，確定允許的最大動(dòng)液面為1700m。

3、潛油螺桿泵選型

（1）理論排量的確定

潛油螺桿泵合理轉(zhuǎn)速為80~250rpm，取平均轉(zhuǎn)速150rpm對(duì)應(yīng)的排量需達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)液量。潛油螺桿泵選擇額定排量轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)為100rpm，轉(zhuǎn)速100rpm情況下的額定排量為：10m3 / ( 150rpm / 100rpm) = 6.67 m3/d/100rpm。螺桿泵理論排量為6.67m3/d/100rpm。

（2）有效舉升高度的計(jì)算

有效舉升高度=泵掛深度+油壓折算壓頭+油管摩阻損失壓頭-泵吸入口壓頭

本案例要求最大揚(yáng)程達(dá)到2000m。

（3）螺桿泵型號(hào)優(yōu)選

根據(jù)上述計(jì)算得到螺桿泵有效舉升高度和理論排量，優(yōu)選螺桿泵型號(hào)為6E2000。其額定排量為5.5 m3/d/100rpm，最大舉升高度為2000m，可滿足本井設(shè)計(jì)需求。螺桿泵性能曲線如下圖：

4、電機(jī)型號(hào)優(yōu)選

根據(jù)最小驅(qū)動(dòng)扭矩130N.m，表7參考潛油永磁同步電機(jī)型號(hào)表，優(yōu)選電機(jī)型號(hào)QYDJPM-380-6.5，額定電壓380Vac，額定電流15A，額定功率為6.5kW，額定輸出扭矩為250N.m，可滿足螺桿泵驅(qū)動(dòng)扭矩要求。

四、產(chǎn)品應(yīng)用效果或解決問題情況

該井于2017年10月施工作業(yè)，用麥格米特系統(tǒng)替代機(jī)械采油系統(tǒng)，日產(chǎn)油3.5m3/d，含水降低至84%，節(jié)能降耗突出，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。詳見下圖：

審核編輯：郭婷