管输送到地面，从而起到泵送作用。
技术参数、性能特点及关键技术分析
1．技术参数
判F量：10—150m／d； 扬程：900—2200m；
适用套管：139．7mm(5×英寸)；177.8mm(7英寸) ； 含砂：井液含砂小于3％，最大砂粒直径小于0．1mm； 介质粘度：小于5000mPa．s／(50oC)； 井底温度：小于150oC；
可提供的4极潜油电动机系列有116、143两种，其中116电动机功率系列从6—100kW；总长度在2286—8400mm；直径为116mm；电压290—1436V。143电动机功率系列6—150kW，总长度1690—7063mm；直径143mm；电压360—2670V。
减速器分为138和114两种，其中138规格的适应于177．8mm(7英寸)套管减速比有：i＝4.25：1，i＝9：1，其输出转速为336或160 r／min，长度2900m，直径138mm；114规格的适应于140mm(5×英寸)套管；减速比有：i＝4：1，i＝5：1，i＝9：1，其输出转速为356或285r／min，长度2670mm，直径l14mm。 2．性能特点
(1) 适合于开采粘度高(5000mPa·s)、含固相的流体(固相含量≤3％)，对油井液体使用范围广。 (2) 不易发生气锁(产液中含气量2％—95％，溶解气体积百分比)，均匀连续吸液和排液，还具有
破乳作用。
(3)抽吸连续平稳，对地层不产生压力波动。
(4)适用于直井、斜井(可下入8o／(30m)斜度井中)、水平井也适用于注聚合物油井。 (5)无抽油杆，消除了因杆管磨损带来的损失，节能降耗，与有杆泵相比节能30％—60％。 (6)地面占用空间小，井口无泄漏、无噪声，日常管理简单，且运行成本低，尤其适合海上平台 采油。
(7)与地面驱动螺杆泵相比，它不需要抽油杆传递动力，同时该系统又采用了双万向节配套工艺，保证了动力传递的高效平稳。从根本上解决了地面驱动螺杆泵在稠油开采中的抽油杆断脱以及在深井、斜井中应用时杆管偏磨等问题，泵的扬程范围更大，泵效高，管理费用低。
(8)电动潜油螺杆泵系统配套方面与同类产品相比采用了具有实用新型专利的星型减速器及减速器保护器，该保护器有高载荷的止推轴承，可承受螺杆泵工作时产生的轴向力，使该系统应用于斜井和水平井的开采。
(9)采用变频控制技术，对潜油电动机的启、停具有很好保护作用，同时也对整个系统的高效平稳运行起到了良好的保护和调节作用。 3．关键技术分析
电动潜油螺杆泵需要解决的关键技术在于：如何使潜油电动机和潜油螺杆泵，通过各传动部件及其响应的保护装置，达到相互匹配、相互协调一致的目的，并能实现相对较高的功率传递效率，传递平稳，整个电动潜油螺杆泵机组具有检泵周期长，泵效高的预期。
(1)潜油电动机 为适应螺杆泵的运行，专门设计了4极潜油电动机。它是三相鼠笼式异步电动机，
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电动机分别适合于177．8mm(7英寸)和139．7mm(5×英寸)两种套管。尤其是143四极潜油电动机可以满足现场不同的电压要求，特别适用于海上平台几口井不同功率而需要同一电压的生产需求。它具有良好的绝缘性能，有90、120和150oC 3种耐温等级，满足不同油井井况的需求。
(2)电动机保护器 采用特殊的并联胶囊保护器，具有层层保护的功能，其主要目的是：①起密封作用，可防止井液和水进入潜油电动机内；②起到电动机呼吸补偿作用；③起压力平衡作用；④起承载作用，对电动机的长期可靠平稳运行起到了很好的保护作用。 (3)减速器及其保护器 通过减速器将潜油电动机的输出转速降至螺杆泵需要的转速，并使输出扭矩提高到泵需要的工作扭矩，减速器是单级或双级行星齿轮减速器，减速器保护器为胶囊式保护器，里面充满齿轮油，保证减速器在斜井、水平井中能正常工作。
(4)双万向节 使潜油螺杆泵保护器轴的同心转动满足潜油螺杆泵偏心往复运动的要求，以保证动力的高效平稳传递。
(5)地面变频控制器 由于螺杆泵的启动转矩较大，变频控制器可以根据负载转矩，使启动转矩提升到最佳值。变频控制器的软启动功能可以根据油井的实际情况设定电动机的启动电压。该启动电压可在电动机的额定电压的20％—90％范围内由操作者调节，在按斜坡启动期间，无线级性地增加到额定电压。同时机组在运行过程中能随时检测电动机的负载情况，自动调整功率输出，从而使电动机始终处在最佳运行状态，对电动机的启、停具有很好的保护作用，在整个调速范围内均有很高的效率，并具有节能效果。
现场应用及经济效益分析
1．稠油井的应用
永8—8井为高稠油、含砂井。该井在使用本公司的电动潜油螺杆泵之前，曾用过地面驱动螺杆泵，由于抽油杆断脱等原因而频繁作业，最后使用抽稠油泵开采，平均检泵周期为4个月，产液28．6m／d，含水70 5％，效果都不理想。该井井液粘度为7700mPa·s／(50℃)，总矿化度高达34347mg／L， 含砂0.18％，采用139．7mm(51/2英寸)套管。于02年4月19日下潜油电动螺杆泵，泵挂深度1900m，至今运转良好。目前生产数据为：产液35．4m／d，产油11．83t／d，比原采油方式平均日增原油3．3t。 这为中高稠度原油、高矿化度油层的接替开采提供了一次性投入费用低、日常维护费用少、经济效益回报率快，且较完善的工艺技术支持。 2．在深斜井中的应用
(1)GD821—双井为深斜井和油层出砂井。该井井液粘度为3251mPa·s／(50℃)，含砂0．1％，井深1496m，最大井斜为33．09。(1421m)，造斜点700m，177．8mm(7英寸)套管。该井是一口新投产井，于02年2月12日下电动潜油螺杆泵机组，机组泵挂深度1200m，至今一直运转正常。目前生产数据为：平均产液29m／d，产油2．75t／d，含水90．5％，电动潜油螺杆泵在该井的成功投产，填补了浅造斜点、大斜度、稠油井机械采油工艺的一项空白，为海上稠油油藏依托人工岛原油开发提供了先进的工艺技术支持。
GD821区块是新开发的区块，油稠最高可达5000mPa·s／(50℃)，电动潜螺杆泵的试用成功，为GD821区块和垦东12及垦东401滩海区块稠油、斜井的开发提供了有力的技术支持。
(2)H5—x15井为大斜度、稠油、出砂严重油井，该井使用电动潜油螺杆泵后，日产液30m／d，产油9．8t／d，这口井成功投产解决了以前抽油机因油稠光杆下不去、杆管偏磨，以及出砂其它工艺设
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备无法正常开采的技术难题。 3．在高拈、出砂油井中的应用
(1)永8—20井属于高粘油井、油层出砂井。该井井液粘度为5000mPa．s／(50℃)，含砂2．5％。原采用抽稠泵开采，生产数据为：产液9m／d，含水30％，平均检泵周期为3个多月，因效果不理想而采用电动潜油螺杆泵。于2002年8月22日下机组并正式投产。扬程1600m，目前产液13．5m／d，平均日增原油3．4t。02年11月已正常运行4个多月，机组运转平稳。电动潜油螺杆泵在该井一次投产成功并正常生产，为高粘油井、出砂油层机械采油工艺提供了先进的技术支持。
(2)N4—11井为油稠、含砂井。该井停机前用抽油机生产，因抽油杆断而停机。该井液粘度为2464mPa·s／(50℃)，并且出砂，2002年6月后产液13．5m／d，产油6．8m／d，日增原油2．81，至今运转正常。该井用电动潜油螺杆泵生产后，较好的解决了有杆泵在该井生产过程中抽油杆断脱，频繁作业而影响生产的问题。 4．经济效益
到2002年11月为止，电动潜油螺杆泵已分别在孤东、东辛、现河、滨南和临盘等采油厂推广应用10多井次，经济效益明显。
(1)增加原油产量 对已采用潜油电动螺杆泵生产的特殊井况的油井，与以前采用有杆泵生产进行对比统计，平均日增产原油2．6t，到2002年11月为止累计增产原油680t，原油按800元/ t计，增创经济效益54．4万元。
(2)减少作业费用 对采用潜油电动螺杆泵生产的油井与原采用有杆泵生产进行对比统计，油井的检泵周期提高了1．5—2．5倍，同时提高了油井的开井时率，共减少维护作业6井次，每井次作业费按4万元核算，到2002年11月共节约作业费用24万元。
(3)增加固作业而损失的原油产量 统计10井次共减少维护作业6井次，减少作业增产累计150to创经济效益12万元。
(4)一次性投入低、日常维护费用少 在稠油、斜井、高含砂等疑难井开采中应用电动潜油螺杆泵采油工艺，一次性投入低、日常维护费用少、经济效益回报率快，有较完善的工艺技术支持，具有一定的经济和社会效益。上述3项累计直接创经济效益90．4万元。
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结论及建议
胜利石油管理局无杆采油泵公司研制的电动潜油螺杆泵2002年在胜利油田推广应用，成功用于10
余口井，取得了良好的应用效果。现场应用表明，电动潜油螺杆泵作为一种新型的无杆采油设备，在高粘度稠油、高含砂、斜井和高含气的原油开采中具有独特的优势。它从根本上解决了有杆泵在稠油开采中的抽油杆断脱以及在深井、斜井中应用时杆管偏磨等问题。具有检泵周期长、泵效高、易于管理、节能效果明显等优点。
建议进一步提高减速器的承载能力，研制大排量高扬程螺杆泵，从而扩大电动潜油螺杆泵的应用领域，更好的发挥电动潜油螺杆泵的工艺优势。加快电动潜油螺杆泵配套技术，如电加热技术、热洗井工艺等的研究。2004.1（钻采机械）
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第三章 大排量井下电动潜油螺杆泵研究与应用
摘要 针对螺杆泵举升技术存在的问题，开发研制了一种QYLB800—24C—DQ00l型电动潜油螺杆泵。
它主要由4极潜油电动机、保护器、联泵机构和专用螺杆泵总成组成，地面采用电潜泵现有的配套技术。现场试验证明，用井下电动机经井下传动机械驱动螺杆泵是合理的，井下传动机械的设计制造是成功的。由于它具有低投入和低运行成本优势，对油田开发降低投资和成本具有重要意义，它适合于聚合物驱举升方式，有望成为聚合物驱采油方式的首选技术。
大庆油田自1986年开始引进和研制地面驱动井下单螺杆泵以来，到1999年全油田在水驱、聚合物驱和三元复合驱井上也只应用了200口井左右。制约螺杆泵大规模推广应用的主要原因是检泵周期短，平均检泵周期不到300d。造成螺杆泵检泵周期短的主要原因是：抽油杆易断脱，定子易脱胶，地面设备易漏油，井口运行稳定性差和井下管柱易蜡堵。
针对螺杆泵举升技术存在的问题，大庆油田经过多年的科研攻关和现场试验，仍60m／d以下小排量螺杆泵举升工艺已基本过关。但是地面驱动的大中排量螺杆泵采用普通抽油杆易断脱，采用专用抽油杆虽然抽油杆易断脱问题得到控制，但抽油杆的投资成本上升，能耗也相对较高。尤其是在聚合物驱油井中，抽油杆偏磨严重，检泵周期也很短。普通电潜泵油井遇到聚合物后效率低，能耗大，所以研究排量在仍60m／d以上的电动潜油螺杆泵尤为重要。
研制电动潜油螺杆泵的技术思路和技术关键 1．技术思路
目前世界上井下驱动螺杆泵系统中有两种驱动形式，其中井下液压驱动螺杆泵采油系统设备及工艺复杂，能耗相对较高。井下电动机驱动螺杆泵系统的减速装置磨损严重，寿命较低，特别是轴向减速在?140mm套管中空间受到限制，国内外还没有在?140mm套管中研制出排量在60m／d以上的潜油电动机加减速装置的电动潜油螺杆泵。近几年来，笔者在探索新电动潜油螺杆泵工艺方案中，着重考虑了以下3方面：
(1)尽可能降低潜油电动机的转数，去掉减速装置，以减少工艺技术复杂性；
(2)研制高性能强耐磨螺杆泵橡胶定子，提高螺杆泵整体使用寿命，延长油井检泵周期； (3)降低电动潜油螺杆泵的投资成本和运行成本，最大限度地提高电动潜油螺杆泵举升工艺的经济效益。
2．技术关键
(1)降低电动机转数但其体积不能无限制地增大，必须能满足?140mm套管井下作业工艺的要求而电动机本身成本又不能增加太多；
(2)选用耐高温、高强度、强耐磨的定子橡胶；
(3)如何解决在保证传递扭矩的同时又能满足螺杆偏心摆动，以及较好地解决螺杆轴向载荷的卸载问题；
(4)井下机组耐高温、高压和密封保护问题。新型电动潜油螺杆泵的设计与开发
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1．新结构4极潜油电动机的设计
2001年将井下2极潜油电动机改造为4极潜油电动机，电动机转速由3000r／min降到了1500r／min。2002年又与厂家合作将电动机通过加大滑差转速由1500r／min降低到1350r／min，在相关技术参数不变的情况下，4极潜油电动机由两节制成一节，长度由9.6m降为6.4m，产品造价也由13万/台降为6.3万/台。
2．选用zantmand横胶作定于材料
为了满足螺杆泵的性能要求，需要在橡胶中加人大量的添加剂，以提高校胶的硬度、强度、耐磨性、耐温、耐压、弹性和抗老化等性能。目前用于抽油和输油的螺杆泵都是由丁腊橡胶作定子的，但是，在矿场上应用的螺杆泵的转子转速却都在300r／min以下，丁脂橡胶在高转速下是否能满足高性能、强耐磨性的要求。聚氨酯类橡胶具有较好的耐磨性和较好的弹性，但其易水解性能不能满足抽汲中高含水原油。
经过多次试验和筛选，选出zantmand高分子耐磨橡胶作定子材料。
将耐磨橡胶与丁脂橡胶在室内进行了物理机械性能及室内螺杆泵高速耐磨对比试验，试验结果见表1和表2。
丁脂橡胶在1420r／min转速下运行72h发现压头由原来的8．5MPa下降到5.5MPa，徘量由192m／d下
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降到105m／d，起出转子发现型线部位的镀烙层有脱落，定子冲洗液中带有橡胶粉末。则d定子橡胶在相同条件下连续运行168h徘量和压头都没有变化，证明zantmand橡胶定子的耐磨性能较好。
3．专用联泵机构的设计
研制了专用联泵机构(见图1)，它可保证在传递扭矩时能满足螺杆偏心摆动，同时又能较好地解决螺杆轴向载荷的卸载问题。其原理是：将该泵下入油层顶界，经动力电缆将电能输送给潜油电动机，电动机通过润滑保护器的输出轴和下柔轴驱动螺杆泵旋转，同时该泵的转子带动上柔轴，驱动螺杆泵旋转，此时井液通过下吸入口
及上吸入口混合器进入螺杆泵，由螺杆泵增压后，经过油管将液体输送到地面输油管线。
4．设计专用电动机保护装置
井下机组在远高于地面温度和压力环境下工作，且自身还发热，为此参考井下电动机保护器原
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