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目前螺杆泵采用的橡胶大部分来自油田行业的橡胶。经过几年持续的研发,贝克休斯前年设计出专用于煤层气的新型橡胶。油田专注于油基,煤层气排采则专注于水基,需要螺杆泵为水基的排采方式定向研发,目前这种水基的橡胶在国内应用还不是很多,但在澳大利亚煤层气田取得了很好的效果。
首先,贝克休斯针对水基开发的橡胶膨胀率很小,第二个特性是煤层气的气液比相当高,排采时需要橡胶有针对气体的稳定性,这种水基的橡胶在面对大量气体时,不存在碎裂和脱胶的现象。
贝克休斯意识到螺杆泵排采需要很宽广的排采范围,从初期的几十方几百方到后期的几方甚至更小。除了宽广的排量适应性,螺杆泵的定子和转子还需要针对每个煤田和每个井有多种的过赢配合选择,去适应不同的条件,进行优化。煤层气开采中需要对井下压力进行精细控制,我们在井下有一体化的解决方案,会结合井下实时监测,将井下压力维持在每天几米的下降范围。国内油管锚的使用并不多见,在澳大利亚有大量的应用,油管锚可以减少螺杆泵在运转时非同心转到造成的震动,保证安全和效率,以及更长的运转寿命。
贝克休斯针对煤粉停井以后沉积在泵上造成卡泵,提供了一个特殊设计的工具,我们称之为“自动换向阀”,其第一个功能是在停井时,将油管中的流体导入到套管中,从而防止其中的煤粉尘沉积到泵头上造成卡泵;第二个功能是,煤层气开采之后大量气体产出有可能出现泵干转而无法抽吸,自动换向阀可以让液体自循环从而避免煤层气排采时干转的现象。
同时,我们结合在北美学习到的经验,在水平井里采取导流罩的方式。将整个机组下入到水平段,在机组上加一个倒置装置,气液流到装置上由于气体天然的特性会继续向井口流动,泵的抽吸作用将水和气层析,水进入泵中。在奥克拉荷马州的五十多口水平井都采用这种方式分离。经过这些年实践后,我们已经有了完整的方案,知道如何计算,如何避免生产中的一些问题,希望下一步能在国内有更多的应用。
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