地面驅(qū)動(dòng)單螺桿泵舉升系統(tǒng)作為一種性好、運(yùn)行費(fèi)用低、投資少的人工舉升方法，適用于淺井、稠油井、含砂井和含氣井。但是目前工藝設(shè)計(jì)理論不夠完善，致使油井生產(chǎn)能力得不到充分發(fā)揮，并造成系統(tǒng)資源和能源浪費(fèi)，所以不銹鋼螺桿泵提高該工藝設(shè)計(jì)技術(shù)水平，對其推廣應(yīng)用具有重要意義。
在深入分析單螺桿泵采油機(jī)理和環(huán)空內(nèi)流體流動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，以垂直同軸圓柱環(huán)形空間內(nèi)的螺旋流流場作為抽油桿一油管形成的環(huán)空內(nèi)流體流場的簡化模型，得出了粘性流體螺旋流的速度及排量計(jì)算方法?；谫|(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒原理及井筒徑向傳熱理論，建立了預(yù)測環(huán)空螺旋流壓力溫度分布的綜合數(shù)學(xué)模型。模型中考慮了焦耳一湯姆遜效應(yīng)、井身結(jié)構(gòu)、環(huán)空傳熱介質(zhì)及其物理性質(zhì)沿井深的變化。采用以井口溫度作為未知量的數(shù)值求解方法，通過迭代求解，可以避免因井口溫度參數(shù)輸入不準(zhǔn)引起的計(jì)算誤差，模型求解考慮了因保溫螺桿泵發(fā)熱引起的流體溫升。
地面驅(qū)動(dòng)單螺桿泵舉升系統(tǒng)具有性好、運(yùn)行費(fèi)用低、投資少等優(yōu)勢，適用于淺井、稠油井、含砂井和含氣井等復(fù)雜條件。但是目前工藝設(shè)計(jì)理論不夠完善，致使油井生產(chǎn)能力得不到充分發(fā)揮，并造成系統(tǒng)資源和能源浪費(fèi)，所以提高該工藝設(shè)計(jì)技術(shù)水平，對其推廣應(yīng)用具有重要意義。
3G螺桿泵采油技術(shù)的發(fā)展以及人們觀念的更新，使不銹鋼螺桿泵不僅在重油井和含砂井中應(yīng)用，而且在稀油井、大排量井和排水采氣中了應(yīng)用。三螺桿泵正朝著規(guī)范化、系列化方向發(fā)展，目前泵的大泵掛己達(dá)到3000m(排量為160m，大排量達(dá)到1000m，泵掛為800m)。國內(nèi)在制造、應(yīng)用等方面取得了長足進(jìn)步，但在整體技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面，與上其他石油公司相比，存在著差距，還有一些魚待解決的問題。以往學(xué)者們在分析抽油桿一油管形成的環(huán)形空間內(nèi)流體的流動(dòng)規(guī)律時(shí)，通常將環(huán)空流體的流動(dòng)處理為軸向流動(dòng)。實(shí)際上，由于抽油桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，破壞了環(huán)空流場內(nèi)原有速度和視粘度分布，致使桿管環(huán)空內(nèi)流體的流動(dòng)發(fā)生了變化，故在正常生產(chǎn)過程中，采油系統(tǒng)有相當(dāng)一部分能量(一般為泵總壓力損失的10-30%)要用于克服環(huán)空管內(nèi)油液上升流動(dòng)的摩擦阻力。井筒流體壓降損失預(yù)測不準(zhǔn)，保溫螺桿泵將直接影響設(shè)計(jì)結(jié)果的性。
在節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析的求解過程中，人們一般都把井口溫度作為求解的己知量，將井筒流體溫度分布考慮為線性。而實(shí)際上，井筒流體溫度分布呈非線性，井口溫度受產(chǎn)量的影響，隨著油井產(chǎn)量的增大，流向井口的熱流量增大，引起井口溫度升高。把井口溫度作為求解的已知量，往往因井口溫度估計(jì)不準(zhǔn)而給溫度、壓力預(yù)測帶來較大的誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入。
大慶油田生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，抽油桿柱斷脫失效現(xiàn)象頻繁發(fā)生。通過對抽油桿柱失效部位及形式進(jìn)行分析不難發(fā)現(xiàn)，普通抽油桿接頭的不適應(yīng)性和抽油桿柱組合設(shè)計(jì)不合理是造成桿柱失效的主要原因。因此，有深入分析抽油桿在井筒內(nèi)的力學(xué)行為，合理的抽油桿接頭形式，采用的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)抽油桿柱。地面電機(jī)功率過大，也是導(dǎo)致螺桿泵采油井的長壽命、率等優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮的原因之一。
