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【摘要】本文通过螺杆泵井与抽油机井的对比，从理论原因分析入手，得出螺杆泵井的节能优势；及螺杆泵优化设计软件在机采井节能方面的应用，对比分析了节电效果和经济效益评价。
【关键词】改螺杆泵 普驱螺杆泵 直驱螺杆泵 优化设计 参数优化 节能
1 三种举升方式的能耗及效益评价
为准确评价三种举升方式，我们从能耗状况、一次性投入费用两个方面进行分析。1.1 小排量举升方式的能耗及经济效益对比
小排量举升方式我们界定为满足产液量低于60t/d的井，主要是对比10型机带φ70mm抽油泵、500普通螺杆泵和500直驱螺杆泵。
从能耗对比来看，10型机对比165口井，平均单井日耗电270kwh，平均百米吨液耗电1.01kwh.100 m/t，系统效率22.25%；500型普通螺杆泵对比26口井，平均单井日耗电210kwh，平均百米吨液耗电0.83kwh.100m/ t，系统效率32.71%，与10型机相比，绝对节电率达到22.22%，相对节电率17.82%；500型直驱螺杆泵对比2口井，平均单井日耗电38kwh，平均百米吨液耗电0.67kwh.100 m/t，系统效率40.43%，绝对节电率达到85.93%，相对节电率33.66%。从能耗上看，500直驱螺杆泵节能效果最好，其次是500普通螺杆泵。
从一次性投入来看，10型抽油机投入最大，为29.46万元，500型普通螺杆泵最低，为18.39万元，500直驱螺杆泵因为地面设备费用高，一次性投资略高于普通螺杆泵。从年均综合费用对比来看，10型抽油机与500普通螺杆泵费用相当，500直驱螺杆泵因为节能效果显著，年均消耗费用最低，比同类型螺杆泵降低27.44%。
所以在小排量举升方式的选择上，首选500直驱螺杆泵，但是螺杆泵相对于抽油机井好管理，优先选择。
1.2 中排量举升方式的能耗及经济效益对比
中排量举升方式我们界定为满足产液量在60-120t/d范围的井，主要是对比14型机带φ83mm抽油泵、800普通螺杆泵和100方电泵。
从能耗对比来看，100方电泵对比10口井，平均单井日耗电538kwh，平均百米吨液耗电1.15wh.100t/d；14型机对比40口井，平均单井日耗电417kwh，平均百米吨液耗电1.06kwh.100m/t，与电泵相比，绝对节电率达到22.49%，相对节电率7.83%；800型普通螺杆泵对比30口井，平均单井日耗电302kwh，平均百米吨液耗电0.94kwh.100m/ t，绝对节电率达到43.87%，相对节电率18.26%。因此，800普通螺杆泵节能效果最好，其次是14型抽油机。
从年均消耗费用来看，100方电泵投入最大，为18.71万元，800型普通螺杆泵最低，为13.93万元。
所以在中排量举升方式的选择上，首选800普通螺杆泵，其次选择14型机和100方电泵。
1.3 大排量螺杆泵
大排量举升方式我们界定为满足产液量在120-150t/d范围的井，主要是对比1200普通螺杆泵、600TP900法国螺杆泵和150方电泵。
从能耗对比来看，150方电泵对比10口井，平均单井日耗电723kwh，平均百米吨液耗电1.31kwh.100m/t；1200型普通螺杆泵对比10口井，平均单井日耗电418kwh，平均百米吨液耗电0.79kwh.100m/t，与电泵相比，绝对节电率达到42.19%，相对节电率39.69%；法国螺杆泵对比2口井，平均单井日耗电552kwh，平均百米吨液耗电0.46wh.100m/t，绝对节电率达到23.65%，相对节电率64.89%。因此，150电泵能耗最高。法国螺杆泵节能效果最好。
从一次性投入来看，法国螺杆泵投入最大，为38.97万元，150方电泵其次，为30.69万元，1200型普通螺杆泵最低，为22.73万元。从年均综合费用对比来看，法国600TP900螺杆泵和150电泵费用相当，1200普通螺杆泵年均消耗费用最低，从年均费用上看也符合这一规律。
所以在大排量举升方式的选择上，首选1200普通螺杆泵。而法国螺杆泵虽然节电效果明显，检泵周期长，但投入高，因此，可以优先1200普通螺杆泵考虑。
2 2011年改螺杆泵的措施工作量与节能效果
2011年该区共实施抽油机转螺杆泵37口井。
2.1 抽转螺
针对能耗高、机型老化、故障率高及家属区的抽油机井，进行了转螺杆泵井生产，转螺应用37口井，转螺后，装机功率降低14.7kW，产液增加16t/d，动液面上升187m，系统效率提高3.74%，消耗功率下降2.29kW，百米吨液耗电降低0.1kWh.100/ t。平均单井日节电55kWh，绝对节电率16.98%，相对节电率10.13%。37口井年可节电72.28×104kWh。
2.2 直驱式螺杆泵地面驱动系统
直驱式螺杆泵驱动系统采用专用电机，电机结构为空心轴，系统配有专用控制器，像变频器一样进行转速控制。它简化原机械式螺杆泵地面上的驱动部分，无需减速箱和皮带传动装置，杜绝了皮带轮飞出伤人不安全隐患，同时减少了皮带和减速器的机械噪声（适用于居民区内的油井），减少了地面驱动生产维护费用，减轻了采油工人的操作管理劳动强度，同时由于消除了皮带和减速器功率损耗，节约电力，提高螺杆泵系统效率。
3 结论及认识
（1）从小排量举升方式能耗对比来看，500直驱螺杆泵节能效果最好，其次是500普通螺杆泵，能耗最高的是10型抽油机。
（2）从中排量举升方式能耗对比来看，800普通螺杆泵节能效果最好，相对于抽油机绝对节电率43.87%，相对于电泵相对节电率18.26%。其次是100电泵和14型抽油机。
（3）从大排量举升方式能耗对比来看，150电泵能耗最高。法国螺杆泵节能效果最好，其次是1200普通螺杆泵。从一次性投入来看，法国螺杆泵投入最大，150方电泵其次，1200型普通螺杆泵最低。从年均综合费用对比来看，法国600TP900螺杆泵和150电泵费用相当，1200普通螺杆泵年均消耗费用最低。所以在大排量举升方式的选择上，首选1200普通螺杆泵。
（4）螺杆泵优化设计软件以螺杆泵产量和泵效作为优化目标，优化螺杆泵采油系统工作参数。在抽改螺、电改螺工艺施工设计过程中，可以进一步提高螺杆泵井的系统效率。从现场应用情况来看，措施井平均单井提高系统效率3.6%，日节电25kWh，有较好的节能降耗效果。
参考文献
[1] 韩国有.采油螺杆泵举升性能检测技术[M].哈尔滨： 哈尔滨工程大学出版社，2011
[2] 吉效科.油田设备螺杆泵管理[M].北京： 中国石化出版社，2010
【关键词】改螺杆泵 普驱螺杆泵 直驱螺杆泵 优化设计 参数优化 节能
1 三种举升方式的能耗及效益评价
为准确评价三种举升方式，我们从能耗状况、一次性投入费用两个方面进行分析。1.1 小排量举升方式的能耗及经济效益对比
小排量举升方式我们界定为满足产液量低于60t/d的井，主要是对比10型机带φ70mm抽油泵、500普通螺杆泵和500直驱螺杆泵。
从能耗对比来看，10型机对比165口井，平均单井日耗电270kwh，平均百米吨液耗电1.01kwh.100 m/t，系统效率22.25%；500型普通螺杆泵对比26口井，平均单井日耗电210kwh，平均百米吨液耗电0.83kwh.100m/ t，系统效率32.71%，与10型机相比，绝对节电率达到22.22%，相对节电率17.82%；500型直驱螺杆泵对比2口井，平均单井日耗电38kwh，平均百米吨液耗电0.67kwh.100 m/t，系统效率40.43%，绝对节电率达到85.93%，相对节电率33.66%。从能耗上看，500直驱螺杆泵节能效果最好，其次是500普通螺杆泵。
从一次性投入来看，10型抽油机投入最大，为29.46万元，500型普通螺杆泵最低，为18.39万元，500直驱螺杆泵因为地面设备费用高，一次性投资略高于普通螺杆泵。从年均综合费用对比来看，10型抽油机与500普通螺杆泵费用相当，500直驱螺杆泵因为节能效果显著，年均消耗费用最低，比同类型螺杆泵降低27.44%。
所以在小排量举升方式的选择上，首选500直驱螺杆泵，但是螺杆泵相对于抽油机井好管理，优先选择。
1.2 中排量举升方式的能耗及经济效益对比
中排量举升方式我们界定为满足产液量在60-120t/d范围的井，主要是对比14型机带φ83mm抽油泵、800普通螺杆泵和100方电泵。
从能耗对比来看，100方电泵对比10口井，平均单井日耗电538kwh，平均百米吨液耗电1.15wh.100t/d；14型机对比40口井，平均单井日耗电417kwh，平均百米吨液耗电1.06kwh.100m/t，与电泵相比，绝对节电率达到22.49%，相对节电率7.83%；800型普通螺杆泵对比30口井，平均单井日耗电302kwh，平均百米吨液耗电0.94kwh.100m/ t，绝对节电率达到43.87%，相对节电率18.26%。因此，800普通螺杆泵节能效果最好，其次是14型抽油机。
从年均消耗费用来看，100方电泵投入最大，为18.71万元，800型普通螺杆泵最低，为13.93万元。
所以在中排量举升方式的选择上，首选800普通螺杆泵，其次选择14型机和100方电泵。
1.3 大排量螺杆泵
大排量举升方式我们界定为满足产液量在120-150t/d范围的井，主要是对比1200普通螺杆泵、600TP900法国螺杆泵和150方电泵。
从能耗对比来看，150方电泵对比10口井，平均单井日耗电723kwh，平均百米吨液耗电1.31kwh.100m/t；1200型普通螺杆泵对比10口井，平均单井日耗电418kwh，平均百米吨液耗电0.79kwh.100m/t，与电泵相比，绝对节电率达到42.19%，相对节电率39.69%；法国螺杆泵对比2口井，平均单井日耗电552kwh，平均百米吨液耗电0.46wh.100m/t，绝对节电率达到23.65%，相对节电率64.89%。因此，150电泵能耗最高。法国螺杆泵节能效果最好。
从一次性投入来看，法国螺杆泵投入最大，为38.97万元，150方电泵其次，为30.69万元，1200型普通螺杆泵最低，为22.73万元。从年均综合费用对比来看，法国600TP900螺杆泵和150电泵费用相当，1200普通螺杆泵年均消耗费用最低，从年均费用上看也符合这一规律。
所以在大排量举升方式的选择上，首选1200普通螺杆泵。而法国螺杆泵虽然节电效果明显，检泵周期长，但投入高，因此，可以优先1200普通螺杆泵考虑。
2 2011年改螺杆泵的措施工作量与节能效果
2011年该区共实施抽油机转螺杆泵37口井。
2.1 抽转螺
针对能耗高、机型老化、故障率高及家属区的抽油机井，进行了转螺杆泵井生产，转螺应用37口井，转螺后，装机功率降低14.7kW，产液增加16t/d，动液面上升187m，系统效率提高3.74%，消耗功率下降2.29kW，百米吨液耗电降低0.1kWh.100/ t。平均单井日节电55kWh，绝对节电率16.98%，相对节电率10.13%。37口井年可节电72.28×104kWh。
2.2 直驱式螺杆泵地面驱动系统
直驱式螺杆泵驱动系统采用专用电机，电机结构为空心轴，系统配有专用控制器，像变频器一样进行转速控制。它简化原机械式螺杆泵地面上的驱动部分，无需减速箱和皮带传动装置，杜绝了皮带轮飞出伤人不安全隐患，同时减少了皮带和减速器的机械噪声（适用于居民区内的油井），减少了地面驱动生产维护费用，减轻了采油工人的操作管理劳动强度，同时由于消除了皮带和减速器功率损耗，节约电力，提高螺杆泵系统效率。
3 结论及认识
（1）从小排量举升方式能耗对比来看，500直驱螺杆泵节能效果最好，其次是500普通螺杆泵，能耗最高的是10型抽油机。
（2）从中排量举升方式能耗对比来看，800普通螺杆泵节能效果最好，相对于抽油机绝对节电率43.87%，相对于电泵相对节电率18.26%。其次是100电泵和14型抽油机。
（3）从大排量举升方式能耗对比来看，150电泵能耗最高。法国螺杆泵节能效果最好，其次是1200普通螺杆泵。从一次性投入来看，法国螺杆泵投入最大，150方电泵其次，1200型普通螺杆泵最低。从年均综合费用对比来看，法国600TP900螺杆泵和150电泵费用相当，1200普通螺杆泵年均消耗费用最低。所以在大排量举升方式的选择上，首选1200普通螺杆泵。
（4）螺杆泵优化设计软件以螺杆泵产量和泵效作为优化目标，优化螺杆泵采油系统工作参数。在抽改螺、电改螺工艺施工设计过程中，可以进一步提高螺杆泵井的系统效率。从现场应用情况来看，措施井平均单井提高系统效率3.6%，日节电25kWh，有较好的节能降耗效果。
参考文献
[1] 韩国有.采油螺杆泵举升性能检测技术[M].哈尔滨： 哈尔滨工程大学出版社，2011
[2] 吉效科.油田设备螺杆泵管理[M].北京： 中国石化出版社，2010