潜油螺杆泵智能采油系统的技术原理和应用场景

一、行业领域介绍或行业需求

潜油螺杆泵智能采油系统主要应用于石油开采行业。可部分替代国内包括中石油、中石化和中海油在内的机械采油。仅国内开采行业需求在20000口以上，国外在5万口井以上，市场空间非常广阔。

二、行业场景实用需求介绍

该系统针对深井采油，深度优化变频器控制算法，采用长距离无编码器矢量控制技术，实现了对潜油电机转速和电流的精确控制。潜油电机采用的是低速永磁同步电机，具有启动扭矩大，效率高等特点，可直接驱动螺杆泵，无需减速器，结构简单，安全可靠。后期介入测温测压装置和APP远程控制，实现了智能化操作，为数字化开采开辟了前瞻性的创新实践。可广泛应用于水平井、低产井、稠油井、含沙井和斜井，降低单井能耗，节约开采成本。

三、产品解决方案与技术原理图示

目前国内大多数油井属于中后期开采，难度逐步加大，各种新工艺新材料不断涌现，但都没有解决能耗过高的通病。麦格米特通过伺服控制技术，采用潜油电机直驱加地面智能控制的解决方案，节电率高于50%，采油量也得到了一定幅度的增长。

实例：

孔59-17H3位于某油田，该区块油藏埋深接近2000m，电加热工艺不适用。由于原油粘度大，流动性差，导致出水不出油，日产水26m³/d，日产油仅0.3m³/d，含水98%，未见到开采价值被迫关闭。

产品解决方案：

1、产液量要求：日产量2～10m3/d、扬程达到2000m。

2、动液面预测：潜油螺杆泵合理沉没度一般为300m以上，然后再依据具体井况等信息，确定允许的最大动液面为1700m。

3、潜油螺杆泵选型

（1）理论排量的确定

潜油螺杆泵合理转速为80~250rpm，取平均转速150rpm对应的排量需达到目标产液量。潜油螺杆泵选择额定排量转速标准为100rpm，转速100rpm情况下的额定排量为：10m3 / ( 150rpm / 100rpm) = 6.67 m3/d/100rpm。螺杆泵理论排量为6.67m3/d/100rpm。

（2）有效举升高度的计算

有效举升高度=泵挂深度+油压折算压头+油管摩阻损失压头-泵吸入口压头

本案例要求最大扬程达到2000m。

（3）螺杆泵型号优选

根据上述计算得到螺杆泵有效举升高度和理论排量，优选螺杆泵型号为6E2000。其额定排量为5.5 m3/d/100rpm，最大举升高度为2000m，可满足本井设计需求。螺杆泵性能曲线如下图：

4、电机型号优选

根据最小驱动扭矩130N.m，表7参考潜油永磁同步电机型号表，优选电机型号QYDJPM-380-6.5，额定电压380Vac，额定电流15A，额定功率为6.5kW，额定输出扭矩为250N.m，可满足螺杆泵驱动扭矩要求。

四、产品应用效果或解决问题情况

该井于2017年10月施工作业，用麦格米特系统替代机械采油系统，日产油3.5m³/d，含水降低至84%，节能降耗突出，取得了良好的经济效益。详见下图：

审核编辑：郭婷