摘要：實現偏心測試功能的“螺桿泵偏心井口”，但是由于設計參考的標準有誤，導致該“螺桿泵偏心井口”存在“偏心距不合理”等設計缺陷，結合油田實際，從技術角度闡述了其設計上的不足，并對偏心油管掛實施了優化設計，提出了具體的改進辦法，為完善“螺桿泵偏心井口”的設計提供了有力的技術支持。

　　關鍵詞：螺桿泵,偏心井口,偏心距

　　機械舉升是目前高含水油田強采的主要手段之一，為了降低開發成本，螺桿泵這種舉升方式的應用規模隨之增大。為了滿足監測井的需要，人們研發了能夠實現偏心測試功能的“螺桿泵偏心井口”，但是在使用中我們發現“螺桿泵偏心井口”在設計上存在“偏心距不合理、出油孔過流面積小和懸掛油管螺紋強度偏低”的設計缺陷，該缺陷的存在給螺桿泵檢測井的正常生產帶來了隱患。

　　一、螺桿泵偏心井口

　　為了實現螺桿泵井的井溫、靜(流)壓、產液剖面、找水等參數的環空測試。人們參照抽油機井偏心井口，研發了“螺桿泵偏心井口”，其結構見圖1。

 

　　(1)偏心測試的工作原理。偏心油管上設計有測試通道，在測試通道上部連接組合式密封測試閥。當螺桿泵井實施環空測試時，僅需將測試儀器通過組合式密封測試閥下入油套環空中，到達目的層后實現測試。在偏心油管掛與旋轉油管掛體之間置有推力球軸承，偏心油管掛(圖2)既承擔著管柱及液柱的軸向載荷又可以使其繞著旋轉油管掛體的軸線旋轉。在對油井進行測試時，若測試儀器不能順利進入通道或測試儀器牽引電纜纏繞油管，可通過旋轉偏心油管掛，配合井下油管旋轉器，就可以解除測試電纜的纏繞問題，從而保證環空測試順利進行。

　　(2)主要技術參數。工作壓力：14.0Mpa;液壓密封試驗壓力：14.0MPa液壓強度試驗壓力：28.0MP;油管頭測試孔公稱通徑：>φ60mm;軸承能承受額定負荷64噸，額定動負荷20.15噸。

　　(3)適用條件。螺桿泵偏心井口僅適用于懸掛2 7/8″油管(外徑73mm);適用套管規范為5 1/2″(外徑140mm);環空下井儀器直徑≤φ28mm，單節剛性長度≤510mm。

　　二、螺桿泵偏心井口的設計缺陷

　　針對部分安裝螺桿泵偏心井口的監測井，在實施找水及產液剖面測試過程中儀器在井口下入困難的實際，我們對目前油田用量較大的兩個廠家的偏心井口產品進行了較為細致的研究，得到了一些認識，偶然間發現了螺桿泵偏心井口的設計缺陷，具體情況見圖3和圖4。

 

　　(1)設計特點。我們應用長1.0m直徑為φ30mm的探棒來初步檢測允許剛性儀器下入的最大長度。探測過程見圖5，通過探測我們發現螺桿泵偏心井口的設計特點：偏心油管掛與加高支架直連，實現了油管掛體積的最大化;主支架采用偏心與加高的做法為測試儀器讓出了工作空間(加高從380增加到660);采用傾斜大直徑的特種組合式密封測試閥將測試儀器導入環空中;作業施工時僅需拆除主支架和可調中心立管。探測結果顯示，景宏與力神兩家公司的產品均能夠滿足剛性儀器下入的最大長度為550mm的要求，其探棒軸線與水平面間的夾角在11～12°之間。

 

　　(2)螺桿泵偏心井口的設計缺陷。為進一步了解螺桿泵偏心井口的設計特點，我們有意對“景宏與力神”兩家公司的產品實施了拆解、測繪(重點是旋轉偏心油管掛)，測繪結果顯示，見圖6。兩家產品的主要尺寸基本相同，且同時出現了以下三點不該出現的共性。兩家產品的油管偏心距均為18mm;偏心油管掛的出油孔均小于φ45mm(力神為φ40mm);油管掛主通道上、下的油管螺紋相同，均為2 7/8″TBG扣。顯然，上述三個共性為明顯的產品缺陷。為了驗證這些缺陷是否為設計失誤，我們在檢索了大量螺桿泵偏心井口的相關資料與專利后，又對上述兩家的技術人員進行了咨詢，調查結果表明，“景宏與力神”兩家公司在設計螺桿泵偏心井口時，均參照了SY/T 5812-1996 《環空測試井口裝置》石油天然氣行業標準，因此可以斷定兩家產品的油管偏心距設計就是18mm。由此可見，油田目前在用的“景宏與力神”兩家公司生產的螺桿泵偏心井口確實存在著設計缺陷，并由此將會出現如下弊端。油管偏心距均為18mm將導致油管節箍與套管內壁發生干涉;偏心油管掛的出油孔小于φ45mm，存在阻流(對高產井)現象;懸掛油管采用2 7/8″TBG扣，其抗拉強度偏低。

　　三、螺桿泵偏心井口設計的完善建議

　　(1)優化設計原則。使測試用單節剛性儀器下入的最大長度提高到600mm;消除干涉與阻流現象;懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，提高其抗拉強度。

　　(2)實現方法。將組合式密封測試閥主軸線與水平面間的夾角設計為10°;對旋轉偏心油管掛實施優化設計，見圖7。

　　(3)優化內容及對比。油管偏心距由18mm改為17mm，消除了油管節箍與套管內壁的干涉;油管掛的出油孔增加為φ50+2×φ25，從φ45對應的1590.431mm2，增加到2945.243 mm2，超過了φ60對應的2827.433mm2，消除了阻流(對高產井)現象;將測試通道直徑優化為φ60mm，將其偏心距增加至62mm;懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，增加其抗拉強度;將組合式密封測試閥主軸線與水平面間的夾角設計為10°。利用上述優化設計結果的三維模擬結果顯示：①測試用單節剛性儀器下入的最大長度從560mm提高到634mm;②消除了干涉與阻流現象;③ 懸掛油管采用2 7/8″UPTBG扣，提高了抗拉強度。

　　四、結束語

　　從技術角度指出了其設計上的不足，我們結合油田實際，對目前在用螺桿泵偏心井口提出優化設計建議，并給出了具體的改進辦法，為完善“螺桿泵偏心井口”的設計提供了有力的技術支持，該設計結果可直接應用到產品的生產中。

　　參考文獻：

　　[1] 羅英俊，萬仁溥.采油技術手冊[M].北京：石油工業出版社，2005.