——国外新型螺杆泵和气举采油配套设备趋势

　　新型螺杆泵

　　（1）用于稠油开采的螺杆泵
　　最近，美国R&M能源系统液流管理部研制出一种用于稠油开采的Moyno井下螺杆泵，见图1-1。该泵采用了转子在定子内旋转形成的推进式密闭腔室设计，液流由泵的吸入端推移至排出端时形成一个密闭腔体，从而实现举升作用。这一设计提供了一个较直的流动通道和稳定、无脉动的液流。转子与定子螺旋式的连续密封保证了液体的连续流动。另外，该设计提供的转子与定子临界压缩比符合最小的液流损失，减少了泵的内部摩擦，使容积效率达到最大值。不同款泵型可处理不同流量、泵深和井况。新型泵仅有一个井下移动部件。较低的能量需求降低了作业成本，其连续的泵排量高达700t/d(5000BFPD日产液桶数)，有效泵深为1829m(6000ft)。该泵可处理重度为5°～45°的API石油。可处理含砂和磨蚀的液流，也适应标准的、小井眼的和特殊类型的井。

　　（2）美国用于处理高温高              
　　美国PCM泵业公司新研发的全金属Vulcain螺杆泵是专为开采稠油而设计的，见图1-2。与其它常规泵相比，该泵在开采高温高粘采液时效率更高、更可靠，也许稠油这次遇到了真正的劲敌。

　　目前每年稠油及和其它非常规油开采量为3.6万亿桶油，占总量的比重越来越大，已超过目前世界未探明油气储量预测值。到2025年，非常规油供给量要占全球原油供给量的20%以上。热力采油，像蒸汽辅助重力泄油和蒸汽吞吐增产等技术，开采稠油的投资较大。该技术是把热能注入油藏，降低稠油粘度，然后使其流入到采油井中。然而，稠油温度高达350℃，用杆式泵和电潜泵等常规泵开采难度较大。

　　与其它泵相比，常规螺杆泵的泵效更高、更耐用，其运行的极限温度低于稠油生产温度，主要是受所用的材料限制。螺杆泵是由钢制转子、泵体、合成橡胶定子组成，橡胶定子使螺杆泵不适用于极高温条件。橡胶定子在极高温条件下极容易老化，并导致普通螺杆泵失效。

　　新型Vulcain型螺杆泵具有全金属专利设计，与普通螺杆泵相比，具有不受超高温限制的优点和适应性。Vulcain螺杆泵还具有较低的沉没生产能力，在较低的井下压力和较高粘度条件下运行良好。

　　Vulcain螺杆泵是PCM公司与油田长达十年的研究合作成果。热力采油过程中，螺杆泵要适应的恶劣井下条件，并要尽可能低成本，使之进行工业化推广。通过合作，新型全金属螺杆泵技术在全世界均受到专利保护。

　　与电潜泵和杆式泵相比，Vulcain螺杆泵具有成本低、维修费用少、占地面积小、安装和操作简易等优点。Vulcain螺杆泵密封设计降低了现场泄漏的危险，适用于完整的地面系统和成套工具。

　　PCM公司的Vulcain螺杆泵已在世界主要非常规油田成功应用，包括加拿大阿尔伯塔省北部的Athabasca油田，全球非常规油田采出井都可以应用此泵。

　　（3）加拿大全金属 螺杆泵（MPCP）
　　加拿大全金属螺杆泵结构简单，操作简易，见图1-3。其主要工作部件为转子和定子。与转子匹配的定子呈双螺旋形，在定子内旋转的转子呈单螺旋形。转子从底部开始快速旋转产生渐进式腔体，把液体从每个腔体内驱替出来，完成泵送。螺杆泵是非脉冲容积泵，在一定的转子速度下，恒量泵送采出液。而常规式橡胶螺杆泵，螺旋形定子由橡胶制成，固定在外部金属管上。全金属螺杆泵的定子是由金属材料制成，能够承受高温作业条件。定子是由3个9ft长的部件焊接在一起，成为一个独立装置。为防止高温和磨损，转子和定子都加了特殊涂层。

　　全金属螺杆泵有如下优点：控制流量简易，安装方便，作业温度范围宽，最高可达350℃，泵送的采出液粘度范围广，扬程低（能在较低的井底压力条件下作业）无剪切、乳状液形成，在较高粘度条件下启动灵活。目前的全金属螺杆泵的设计如下两个特点：使用寿命至少要达到1年，约8000h，能够处理原油中的砂（超过5%）。