稠油热采的人工举升方向,SAGD和CSS是目前主流的两种模式。这两类项目的共同特点是:高温、高粘度、高含砂,而且随着开发深度增加,工况条件越来越苛刻。
传统杆式泵阀球启闭有延迟,高粘度介质中这个延迟更严重,导致泵效下降;杆柱缓下,在深井里更突出;遇到出砂工况,阀球和阀座磨损加快,修井频繁。在CSS或SAGD末期,更需要频繁注采切换,导致举升成本增加。
HXBS推出的IntelliCPCP®全金属锥形螺杆泵采油系统,是专门针对上述痛点做出的解决方案。
一、螺杆泵在稠油开采中的优势
螺杆泵(PCP)采用连续容积举升原理,与往复式杆式泵有本质区别。
介质输出是持续的、无脉动的,不存在阀球开关造成的泵效间歇,举升高粘度介质时表现稳定。
螺旋流道对游离气和砂粒的容忍度也远高于球阀结构,气锁和砂堵的发生概率低。
图片来源:https://www.oilriver.net/RU/product-pumping%20units-Progressive%20cavity%20pump%20PCP.htm
二、IntelliCPCP®全金属锥形结构的技术要点
普通螺杆泵大多采用橡胶定子,高温下容易膨胀失效。IntelliCPCP®的核心创新是把定转子做成全合金钢材质,并且采用锥形几何结构,使定转子配合间隙可以主动调节。
锥形结构的设计带来几个直接好处:
磨损导致间隙增大时,可以自动减小定转子间隙,维持泵效;遇到砂堵风险时,反向增大间隙让砂粒通过,避免卡泵。
全合金钢材质的耐温上限达到380°C,足以覆盖CSS和SAGD作业中极端的井底温度。
介质适应性方面,最高可举升20,000 mPa·s(@50°C)的介质,比普通杆式泵高约4倍。
注采一体化方面,定转子全金属结构配合THERMOLOCK®井口密封,在不动管柱的前提下就能完成注汽和采油的切换,降低了举升的成本。
三、与传统杆式泵的核心指标对比
核心评估指标 | 杆式泵/管式泵 | 全金属锥形螺杆泵系统 |
最高井底耐温 | 380 °C | 380 °C |
介质粘度 | ≤5,000 mPa·s@50°C | ≤20,000 mPa·s@50°C |
运行机制 | 往复式间歇举升 | 旋转式连续举升 |
间隙控制 | 固定间隙 | 动态可调 |
注采工艺 | 部分需要起下管柱注采转换 | 不动管柱注采一体 |
四、现场数据与适用工况
该系统在项目中的应用数据:
最高检泵周期(MTBF)突破50个月;
系统整体效率提升 20%–25%;
单井年化原油增产达数百吨,并改善了油汽比 (OSR)。
该系统可以在以下复杂工况中使用:
井底温度超过150~180℃(橡胶定子正常工作温度上限);
介质粘度在≤20000 mPa·s@50°C区间;
大斜度或水平井,杆管偏磨风险较大;
高出砂、高结垢工况,或频繁切换注汽与采油模式。