王莉

【摘 要】隨著潛油電泵技術(shù)的不斷發(fā)展，其在海上油田開發(fā)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，為了實現(xiàn)油田產(chǎn)量的穩(wěn)定性，一般在上油田開采中應(yīng)用潛油電泵采油技術(shù)，以便實現(xiàn)油田的有效開發(fā)，確保采油的穩(wěn)定性。本文介紹了潛油電泵機組的組成、潛油電泵的作用、工作原理、基本參數(shù)及使用條件以及生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題，闡述了潛油電泵井系統(tǒng)管理的措施分析。

【關(guān)鍵詞】海上油田；潛油電泵；采油技術(shù)；應(yīng)用；管理

一、潛油電泵機組的組成

潛油電泵是井下工作的多級離心泵， 同油管一起下入井內(nèi)。潛油電泵系統(tǒng)通常由七個主要部分組成：潛油電泵測試裝置、潛油電機、保護器、分離器或吸入口、多級離心泵、動力電纜和小扁電纜、變壓器、控制屏。與其配套的還有電纜護罩、電纜卡子、單流閥、泄油閥、扶正器、大小頭、井囗、采油樹、電纜滾筒及支架、電纜導(dǎo)向輪、接線盒等必備的部件。

二、潛油電泵的作用、工作原理、基本參數(shù)及使用條件

（一）潛油泵的作用

潛油泵是一種多級離心泵，在油井中潛油電機將機械能傳遞給潛油泵，潛油泵內(nèi)的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將原油從井中抽送到地面集油系統(tǒng)。

（二）潛油電泵的工作原理及優(yōu)點

（1）工作原理

電泵機組通過有序連接，同油管一起下入油井中，地面電源通過變壓器、控制柜和電纜將電能輸送給井下電機，使電機帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，把井液舉升至地面。電泵系統(tǒng)工作包括2個流程：①供電流程：地面電源-變壓器-控制柜-潛油電纜-潛油電機。②抽油工作流程：分離器-多級離心泵-單流閥-泄流閥-井口-地面管線。

（2）潛油電泵的優(yōu)點

①適合大排量提液，且操作簡單、管理方便；②能夠較好地運用于斜井、水平井以及海上采油；③容易處理腐蝕和結(jié)蠟；④容易安裝井下壓力及溫度等測試裝置，并通過電纜將測試信號傳遞到地面，進行測量讀數(shù)；⑤免修期較長，油井生產(chǎn)時效相對比較高。

（三）潛油泵的使用條件

1.潛油電泵機組的防砂

油井出砂是油井生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，如果井液含砂量過高，會使?jié)撚捅脟乐啬p，排量下降，電機負荷增大，嚴重時會引起卡泵，造成機組損壞。因此，在設(shè)計制造上就應(yīng)著重進行抗砂蝕材料的選擇和抗砂蝕結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得機組部件硬度高并且耐磨性好。在液體流向上進行結(jié)構(gòu)上設(shè)計，使得機組的徑向磨損小，抗砂蝕性能高。除此之外，還有與潛油電泵配套的井下防砂技術(shù)的使用。

2.潛油電泵機組的防垢

在油田生產(chǎn)油井中，機組長期侵泡在井液中，在高溫高壓的條件下機組內(nèi)外會結(jié)垢。尤其是在三元復(fù)合驅(qū)、高含量CO2及高含蠟質(zhì)膠質(zhì)的油井中，結(jié)垢迅速而嚴重。由于垢的形成降低了電機的環(huán)空散熱，堵塞了泵和分離器的流道，造成產(chǎn)液下降，也使得泵的軸功率增大，導(dǎo)致電機燒毀，所以必須進行機組的防垢措施。在生產(chǎn)中，主要的防垢措施是在機組表面涂防垢材料，或者在油井中注入緩蝕防垢劑。這兩種措施都能有效的降低機組的垢蝕，延長機組的使用壽命。

3.潛油電泵機組的防腐

各個油田的腐蝕介質(zhì)是多種多樣的，對電泵的影響也不同，主要有腐蝕性介質(zhì)的影響，H2S的腐蝕，CO2的腐蝕以及海水的腐蝕。因此電泵機組的防腐蝕措施也是不同的，主要有直接采用耐腐蝕材料，采用鍍層及采用涂層防腐。根據(jù)腐蝕原因不同采取相應(yīng)的防腐措施。

三、潛油電泵在生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題

（1）泵不出液或欠載原因分析：①電泵的揚程達不到井況的要求。②發(fā)生氣鎖現(xiàn)象，大多數(shù)是含水較少的油井中。③泵軸斷。④葉輪磨損。⑤管柱泄漏。

（2）機組運行中的過載原因分析：①電機匹配不合理。②井液比重、粘度過高。③工作點偏移。④泵卡及止推軸承的損壞或泵的機械故障。

（3）電機燒原因分析：①電機長期過載運行。②電源電壓過高或過低。③電機保護器油泄漏。④電機表面的液體流速過低。

四、潛油電泵井系統(tǒng)管理的措施分析

潛油電泵采油是一項系統(tǒng)的工藝技術(shù)，它的使用包括了潛油電泵井的設(shè)計、電泵各部件的制造、選井選泵、施工，投產(chǎn)、維護等過程，可以按照系統(tǒng)工程的方法進行管理。從油田使用中看出，電泵運行壽命主要由三個方面構(gòu)成：一是潛油電泵設(shè)備的生產(chǎn)制造質(zhì)量；二是潛油電泵的施工質(zhì)量；三是油田潛油電泵井日常管理。只有這三個方面做到位了，不僅能延長潛油電泵的運行壽命，降低成本，而且還能保證油田生產(chǎn)的穩(wěn)定。

（一）潛油電泵系統(tǒng)管理的建立及主要內(nèi)容

潛油電泵系統(tǒng)工程管理是將潛油電泵采油過程中的方案設(shè)計、選泵、施工、運行管理、資料錄取等各個環(huán)節(jié)有機的組織起來，使系統(tǒng)與局部之間協(xié)調(diào)配合好，實現(xiàn)系統(tǒng)整體綜合最優(yōu)化。

潛油電泵系統(tǒng)工程可分為6個子系統(tǒng)，其分別為：

（1）油井工程設(shè)計；（2）選泵設(shè)計；（3）作業(yè)施工；（4）潛油電泵井投產(chǎn)；（5）潛油電泵井管理；（6）總結(jié)分析。這幾個子系統(tǒng)相互聯(lián)系，相互制約每一個都對整體起著至關(guān)重要的作用，所以都不能疏忽。

（二）潛油電泵的生產(chǎn)分析

潛油電泵井的生產(chǎn)分析包括以下幾個方面：

（1）油井的工作制度及生產(chǎn)壓差是否合理，油井產(chǎn)能和泵的額定流量是否匹配，油井系統(tǒng)效率的高低，生產(chǎn)是否平穩(wěn)并能夠發(fā)揮各油層的作用；

（2）油井的產(chǎn)能有無變化，即在潛油電泵抽油以后，采油指數(shù)的變化情況，找出變化原因，消除不利因素；

（3）井下機組的工作狀況、產(chǎn)量是否正常；

（4）采用潛油電泵抽油前后的效果分析。

（三）潛油電泵運行電流卡片分析及故障處理

每口電泵井的現(xiàn)場都設(shè)有運轉(zhuǎn)記錄卡片，寫明井號、電泵機組生產(chǎn)廠家及型號、揚程、額定功率、額定電壓、額定電流、泵掛深度、施工日期和投產(chǎn)時間等信息。

（1）正常運行的電流卡片。正常情況下電流記錄儀所畫出的是一條光滑對稱的曲線，說明潛油電泵的選擇和設(shè)計是合理的，設(shè)計功率和實際功率基本相等。

（2）受氣體影響的電流卡片。說明潛油電泵的選擇基本符合要求，但是井中含有大量或一定量的氣體，電流波動是由于原油脫氣進泵所引起的，這種情況將會降低總的產(chǎn)量，需要采取灌水及其它有效措施解決。

（3）欠載的電流卡片。這種情況第一是井液密度過低或產(chǎn)量過少，不足以使機組運行電流值高于欠載電流整定值以上導(dǎo)致停機；第二是延時再啟動系統(tǒng)或欠載保護裝置損壞；第三是由于泵軸斷或花鍵脫離。第一種原因需要重新選泵更換合適的機組，第二種原因需由專業(yè)人員進行處理，第三種情況就需要作業(yè)檢查更換機組。

（4）過載的電流卡片。機組在運行中電流高于過載電流整定值，機組就會過載停機。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時應(yīng)及時檢查，分析過載前的電流卡片形狀及現(xiàn)場核實電系統(tǒng)絕緣，綜合判斷機組過載是由于井液中的雜質(zhì)造成卡泵后過載，還是電機原因或電纜絕緣下降造成的過載，并采取相應(yīng)對策。

五、結(jié)束語

海上油田采油方式主要以電泵井生產(chǎn)為主，電泵井占油井總數(shù)的 95.3%。潛油電泵作為重要的機械采油設(shè)備在海上油田得到了廣泛應(yīng)用。目前在品種規(guī)格、機組關(guān)鍵部件等方面的設(shè)計制造及工藝與國外先進水平相比還有部分差距。為滿足石油行業(yè)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的需要，建議國內(nèi)制造商在不斷跟蹤、消化、吸收國外電潛泵采油前沿技術(shù)的基礎(chǔ)上，主要圍繞探索適應(yīng)惡劣工況的新型電潛泵、實時監(jiān)測和智能控制、優(yōu)化服務(wù)、經(jīng)濟開采、滿足特殊井的舉升需要等方面開展技術(shù)攻關(guān)。

【參考文獻】

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