全金属锥形螺杆泵采油系统:动态间隙自主调节

发布时间:2026/06/09

在稠油井生产过程中,随着温度、黏度、含水率和产液量变化,定转子之间的配合间隙,也会变得不再匹配当前工况。

间隙偏小,系统运行扭矩容易升高;间隙偏大,泵效容易降低。对于高黏、含水变化明显或热采后期的井来说,定转子的配合间隙直接关系到举升稳定性和泵效表现。

 

一、为什么需要定转子间隙自主调节

传统螺杆泵的定转子配合状态通常在下井前就已经确定。工况发生变化后,泵体很难在井下根据产液状态自主调整。

在稠油热采井中,井筒温度下降后,原油黏度会上升,入泵难度和运行负荷都会增加。在高含水阶段,流体性质又会发生变化,如果仍然使用同一配合间隙,泵效和运行扭矩之间就容易失衡。

 

二、IntelliCPCP®系统的设计逻辑

IntelliCPCP® 系统通过井上升降系统总成和边缘算法,控制锥形转子在定子中的轴向位置,根据当前工况匹配合适的举升间隙。IntelliCPCP® 系统独创的全金属锥形定转子结构,可以把转子的轴向位移转化为定转子径向间隙变化。

  • DynaRL® 旋转升降机构负责转子的上提、下放和轴向位置控制

  • FERROXIS® 全金属锥形螺杆泵依靠锥形定转子结构实现间隙变化

  • Synergix® 智能控制柜负责驱动控制、数据采集、本地与远程监控

系统会实时采集扭矩、轴向载荷、转速、压力和泵效等运行数据,判断当前定转子配合间隙是否匹配井下流体条件。

当运行负荷升高、扭矩增大或泵效变化时,系统可以通过升降机构调整锥形转子的位置:

当产液黏度低,或者含水量高时,流体通过泵腔的阻力降低。系统会主动减小定转子配合间隙,保持泵体的密封状态,增加泵效。

当产液黏度升高时,泵腔内流体阻力增加,系统运行扭矩也会随之上升。系统会主动增大定转子配合间隙,降低运行扭矩。

 

三、具备定转子间隙自主调节的优势

动态间隙自主调节不是把所有井况都调整到同一个状态,而是让系统根据不同井的泵效变化,匹配合适的定转子配合间隙。

  • 在低黏或高含水阶段,减小定转子间隙

  • 在高黏阶段,增大定转子间隙,降低运行扭矩

  • 在工况变化时,减少人为干预

  • 在长期运行中,提高泵效和生产稳定性

该系统可以在以下复杂工况中使用:

  • 产液黏度变化明显的稠油井

  • 热采后期温度下降、运行负荷升高的井

  • 含水率变化较大、泵效变化明显的井

  • 需要通过数据控制减少人工干预的井