人工举升是在地层的天然能量不足以维持自喷生产或者虽然可以自喷生产，但是产量达不到要求时，在井筒中下入机械设备对流体做功，使流体能流到地面的工艺流程。

目前在油气田开发中常用的举升方式有：有杆泵采油和无杆泵采油，有杆泵细分为游梁式抽油机和螺杆泵，无杆泵采油分为电潜泵举升、水力活塞泵采油和水力射流泵采油等。

以下将对抽油机、螺杆泵以及电潜泵的优缺点、适用条件、应用现状进行对比。

一、工作原理对比

1.抽油机

有杆泵采油是以地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体的举升方式。

抽油机是最常见的有杆泵采油，它的悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。

工作原理：动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。

2.螺杆泵

地面驱动螺杆泵是以井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵的采油方式。

工作原理：流体沿着螺杆泵的全长，在转子外表面与定子橡胶衬套内表面间形成多个密封腔室。随着转子的转动，在吸入端转子与定子橡胶衬套内表面间会不断形成密封腔室，并向排出端推移，最后在排出端消失，油液在吸入端压差的作用下被吸入，并由吸入端推挤到排出端，压力不断升高，流量非常均匀。

螺杆泵工作的过程本质上也就是密封腔室不断形成、推移和消失的过程。

3.电潜泵

电潜泵地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。

电潜泵采油装置主要由三部分组成：由潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵组成的井下机组部分、电力传输部分以及由控制屏、变压器和接线盒组成的地面控制部分。

工作原理：电机带动泵轴上的叶轮告诉旋转时，叶轮内液体的每一质点受离心力作用，从叶轮中心沿叶片间的流道被甩向叶轮四周，液体压力和速度同时增加，经过导流道被引向上一级叶轮，这样逐级经过所有的叶轮，使液体能逐级增加，最后获得一定的压头，将流体举升至地面。

有杆泵采油与无杆泵采油的主要区别在于动力传递方式不同。有杆泵采油是利用从地面下入井内的抽油杆作为传递地面动力的手段，带动井下抽油泵，将原油抽至地面；而无杆泵采油是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组把原油抽至地面。

二、主要优缺点对比

1.抽油机

主要优点：

（1）设备简单，安装和拆卸步骤比螺杆泵和电潜泵少；

（2）结构牢固；

（3）性能可靠，使用寿命长；

（4）管理经验比较完善。

主要缺点：

（1）设备笨重，不便于在油田生产中拆装和运移；

（2）仅适用于浅井、中深井；

（3）占地空间大，对于斜井、海上油井开采困难；

（4）对砂、蜡、盐、水、稠油的适应性差。

2.螺杆泵

主要优点：

（1）一次性投资少。与电动潜油泵和游梁式抽油机相比，螺杆泵的结构简单，一次性投资最低；

（2）泵效高，排量大，节能，维护费用低。螺杆泵工作时负载稳定，机械损失小，泵效可达90%，系统效率高可达50%以上。设备结构简单、体积小，维护方便；

（3）适合稠油开采。一般说来，螺杆泵适合于粘度为8000mPa.s以下的原油开采，因此多数稠油井都可应用；

（4）适应高含砂井。理论上，螺杆泵可输送含砂量达80%的砂浆，在原油中含砂量达40%的情况下也可正常生产；

（5）适应高含气井。螺杆泵不会发生气锁，因此较适合于油气混输；

（6）占地面积小，安装方便。适合于海上油田丛式井组和水平井；

（7）允许井口有较高回压，可控制在1.5MPa以内或更高，对边远井集输有利；

（8）发动机或电动机停转时，砂沉积在泵的上部，有更大的可能恢复工作。

主要缺点：

（1）定子由橡胶制造，容易损坏，因此检泵次数多；

（2）泵需要流体润滑；

（3）定子的橡胶不耐高温，不适合在注蒸汽井中应用；

（4）不适当操作会造成泵损坏；

（5）总压头较小，扭矩大，杆断脱率较高，井下工作量大；

（6）抽油杆与之间磨损碰撞，易造成抽油杆和有关的损坏

3.电潜泵

主要优点：

（1）排量大；

（2）操作简单，管理方便；

（3）能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油；

（4）在防蜡方面有一定的作用。

主要缺点：

（1）下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的；

（2）比较昂贵，初期投资高；

（3）作业费用高和停产时间过长；

（4）电机、电缆易出现故障；

（5）日常维护要求高。

三、适用条件及应用现状对比

1.抽油机应用：

抽油机采油是目前我国最广泛应用的采油方式，大约有60%以上的油井采油采用该举升方式。

随着下泵深度和排液量的不断增加，经常出现稠油、高粘、多砂、水淹和强腐蚀等情况，因此采油工艺对抽油机提出了长冲程、低冲次、大泵深抽的要求。国内外研制了许多不同类型的无游梁式抽油机，国内正在使用的无游梁式抽油机主要有链条式抽油机、增距式厂冲程抽油机、宽带式抽油机等。

2.螺杆泵应用：

应用范围：

（1）扬程可达到1800m；

（2）排量可达到240m3/d，下泵深度800m；

（3）油品性质：稠油、含砂、高含水、聚驱采油井等；

（4）井温可达到120℃；

（5）直井或斜度不大于30度的斜井。

螺杆泵有着广泛的应用前景，它可以再世界上大多数稠油油田以及复杂工况井进行正常工作。螺杆泵作为一种机械采油设备，它具有其它抽油设备所不能替代的优越性，国内在制造、应用等方面都取得了长足的进步，井下泵已基本形成系列化。

目前，吉林油田、辽河油田、冀东油田和华北油田均在重油井上采用螺杆泵冷采，经过几年的矿场实践都取得了较好的效果，使螺杆泵成为重油井开采的主要举升手段。

3.电潜泵应用：

由于电潜泵具有排量大，地面设备及向井下传递能量的方式简单，常作为高产油井和中高含水期为提高产液量以维持原油产量的一种人工举升方法。

近几年来投入开发的主要油田或断块相继进入高含水期，电潜泵井数不断增加。

根据油井产能正确地确定下泵深度和选择电泵以获得最佳效益以及全面掌握电泵井生产时井下机组的工况、判断分析故障原因等是挖掘油井潜力，保证设备有效工作，延长检泵周期，是目前油田生产中提高电潜泵井生产管理技术水平的重要课题。下载本文