魏永祥 劉俊剛 陳敏 關(guān)野 王曉明 步萬(wàn)榮

摘要：在當(dāng)前的發(fā)展中，隨著社會(huì)建設(shè)進(jìn)程的加快，對(duì)能源的消耗與需求同樣在不斷的增加。其中油田是主要的能源產(chǎn)出場(chǎng)所。當(dāng)油田開(kāi)發(fā)力度的不斷加強(qiáng)使其提早進(jìn)入了高含水期，導(dǎo)致采油技術(shù)的展開(kāi)受到了一定的阻礙。隨著電潛泵采油技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，在油田中的采油能力以及采油的排量不斷增大，在高含水期的油田中得到了廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文對(duì)當(dāng)前電潛泵在提液采油中配套技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)深入的研究與分析，通過(guò)現(xiàn)狀的應(yīng)用提出更好的優(yōu)化措施，促進(jìn)電潛泵在油田中的更好使用。

Abstract： In the current development， with the acceleration of the social construction process， the consumption and demand for energy are also increasing. The oil field is the main source of energy production. When the development of oilfields continued to strengthen， it entered the high water-cut period early， which led to certain obstacles to the development of oil recovery technology. With the continuous development and improvement of the electric submersible pump oil production technology， the oil production capacity and the oil production displacement in the oil field are increasing， and it has been widely used in oil fields with high water cut period. Based on this， this paper conducts in-depth research and analysis on the practical application of the supporting technology of current electric submersible pumps in liquid extraction and oil recovery， and proposes better optimization measures through the application of the current situation to promote the better use of electric submersible pumps in oil fields.

關(guān)鍵詞：電潛泵；采油工藝；油田；技術(shù)；應(yīng)用

Key words： electric submersible pump；oil recovery process；oil field；technology；application

中圖分類號(hào)：TE355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）32-0246-02

0 引言

隨著電潛泵技術(shù)在油田提液采油工作中的廣泛使用，在一定程度上促進(jìn)了電潛泵技術(shù)的更好發(fā)展。當(dāng)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入了高含水階段，對(duì)電潛泵采油技術(shù)的要求也在不斷的增加，但是在實(shí)際的提液采油工作中，電潛泵技術(shù)的工作效率較低，且耗能較高，導(dǎo)致實(shí)際采油效益較低。而在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，石油是市場(chǎng)最主要的需求能源之一，電潛泵技術(shù)的更好使用對(duì)石油開(kāi)采工作十分重要。因此需要加強(qiáng)對(duì)電潛泵采油技術(shù)的提高，促進(jìn)電潛泵采油效益的實(shí)際增強(qiáng)，使得油田開(kāi)發(fā)工作的更好發(fā)展，電潛泵體液采油技術(shù)的更好應(yīng)用。

1 電潛泵提液采油技術(shù)的應(yīng)用

1.1 電潛泵采油技術(shù)原理

在當(dāng)前的采油技術(shù)使用中，電潛泵是最為常用的采用技術(shù)。其工作原理主要是在采油過(guò)程中將油管中的離心泵深入至井筒，當(dāng)?shù)孛娴碾娫赐ㄟ^(guò)專用電纜與潛油電機(jī)完成連接之后，使離心泵開(kāi)始旋轉(zhuǎn)工作，將油井井筒中的原油通過(guò)離心力升至地面。電潛泵在使用中極為簡(jiǎn)單，設(shè)備的采油效率較高，且原油的排量較大，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制工作。在油田的開(kāi)發(fā)工作中，電潛泵技術(shù)的使用主要是在高含水階段或者是高產(chǎn)井情況下，當(dāng)油井中的液體含量較大時(shí)，在海上油田的開(kāi)采工作中，由于受到平臺(tái)的面積限制，往往也會(huì)通過(guò)電潛泵技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)提液采油。

1.2 電潛泵采油技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題

當(dāng)電潛泵技術(shù)在采油過(guò)程中被使用時(shí)，因?yàn)橛吞镏械囊后w含量較低或液體的流動(dòng)性等情況會(huì)對(duì)電潛泵的采用工作造成影響。在電潛泵的提液采油技術(shù)使用中，常見(jiàn)的問(wèn)題主要有：電潛泵工作帶不動(dòng)液體上升，電潛泵的電機(jī)工作負(fù)荷過(guò)大導(dǎo)致機(jī)器燒壞以及電潛泵的整體機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行等。其中電潛泵工作沒(méi)有液體的出現(xiàn)是最為關(guān)鍵的問(wèn)題，其主要的產(chǎn)生原因可能是電潛泵的工作軸心斷裂、葉輪磨損嚴(yán)重、電泵運(yùn)行發(fā)生氣鎖以及運(yùn)輸管柱泄漏等；而電潛泵的點(diǎn)擊工作負(fù)荷過(guò)大導(dǎo)致機(jī)器燒壞的原因主要是由于電機(jī)本身的實(shí)際負(fù)載過(guò)大，且油田中的液體含量較低、運(yùn)行時(shí)的電壓過(guò)高等；電潛泵整體機(jī)組過(guò)載的產(chǎn)生原因可能是油田中原油的粘度較大、電機(jī)與所要求參數(shù)不匹配以及電泵出現(xiàn)故障等。

1.3 電潛泵系統(tǒng)優(yōu)化

電潛泵在提液采油技術(shù)應(yīng)用中，受到高氣液比的影響較大，會(huì)出現(xiàn)電潛泵振動(dòng)的情況，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)導(dǎo)致電潛泵發(fā)生欠載停泵的情況，此狀態(tài)下所產(chǎn)生的氣蝕會(huì)對(duì)電潛泵的實(shí)際使用壽命造成影響。因此，在提液采油技術(shù)的應(yīng)用中需要對(duì)電潛泵的沉沒(méi)度加以保證，在共組喲中能夠有效降低電泵中的進(jìn)氣液比。同時(shí)對(duì)電潛泵的絕緣設(shè)備實(shí)際溫度有極為嚴(yán)格的要求，否則溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電潛泵的設(shè)備損壞。因此，在提液采油中對(duì)電潛泵的下方位置溫度的把控極為重要。通常情況下可以通過(guò)油井的井筒溫度做分析對(duì)溫度變化達(dá)到充分的掌握。

2 提高電潛泵采油系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于當(dāng)前采油技術(shù)中對(duì)電潛泵的使用要求逐漸增高，因此對(duì)于技術(shù)的提升需要以其實(shí)際采油系統(tǒng)工作效率的提升為根本目的，在此基礎(chǔ)上保持加強(qiáng)有效功率與輸入功率降低的原則對(duì)其實(shí)際使用進(jìn)行有效的優(yōu)化與改善，其主要的優(yōu)化步驟分為以下方面：

①提液采油準(zhǔn)備工作中需要準(zhǔn)確把握地層壓力、根據(jù)油田特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并根據(jù)實(shí)際地理要求科學(xué)計(jì)算合理確定提液量。②根據(jù)科學(xué)計(jì)算所得的提液量的工作目標(biāo)對(duì)電潛泵的泵吸口壓力進(jìn)行控制參數(shù)的設(shè)計(jì)，并對(duì)電泵的下潛深度進(jìn)行計(jì)算。③根據(jù)提液量的工作目標(biāo)對(duì)實(shí)際的舉升要求進(jìn)行計(jì)算，主要包括對(duì)舉升的有效高度以及油管壓頭下?lián)p失的高度進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對(duì)電潛泵在油井中的壓力影響下應(yīng)該實(shí)際確定的有效揚(yáng)程進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，確保其與目標(biāo)提液量的實(shí)際要求相吻合。④通過(guò)計(jì)算所得的電潛泵所需要的有效揚(yáng)程對(duì)其實(shí)際工作中與之相匹配的電潛泵揚(yáng)程進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定。⑤與泵特性曲線的變化相結(jié)合，對(duì)電潛泵的實(shí)際要求排量進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，選擇適合的電潛泵展開(kāi)工作。⑥對(duì)提液量的工作目標(biāo)實(shí)際所需的舉升功率進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，確保其有效性。⑦對(duì)潛油中所需的電機(jī)功率加以計(jì)算與油井的實(shí)際狀況相結(jié)合，在潛油電機(jī)的整套系列中選擇匹配度最高的電機(jī)功率。

3 電潛泵體液采油技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

在現(xiàn)階段的電潛泵提液采油技術(shù)使用中，國(guó)內(nèi)外的技術(shù)使用已經(jīng)逐漸得到完善，當(dāng)下，世界電潛泵的主要生產(chǎn)國(guó)有三個(gè)，分別是中、美、俄。且三國(guó)的年生產(chǎn)總量是世界生產(chǎn)總量四分之三。

其中，就電潛泵的應(yīng)用技術(shù)而言，以美國(guó)電潛泵的生產(chǎn)技術(shù)最為成熟且優(yōu)異。在電潛泵自動(dòng)化與智能化的生產(chǎn)研發(fā)領(lǐng)域中，美國(guó)處于領(lǐng)先地位。而俄羅斯在電潛泵的生產(chǎn)工作中主要注重對(duì)電潛泵工作質(zhì)量的保證，俄羅斯在20世紀(jì)末期與英國(guó)達(dá)成貿(mào)易合作關(guān)系并引入了電潛泵的生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)，促進(jìn)了俄羅斯電潛泵生產(chǎn)與使用技術(shù)的更好發(fā)展，就電潛泵的可靠而言，俄羅斯處于國(guó)際領(lǐng)先地位。對(duì)于中國(guó)而言，雖然電潛泵生產(chǎn)與研發(fā)技術(shù)成形較晚，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的不斷探索與實(shí)驗(yàn)，在成本制造方面，我國(guó)電潛泵的研發(fā)技術(shù)處于國(guó)際市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，且我國(guó)電潛泵的整體價(jià)格較為合理，因此近年來(lái)電潛泵的出口總數(shù)遙遙領(lǐng)先。而在當(dāng)前的提液采油技術(shù)使用中，電潛泵的主要使用技術(shù)分為以下幾種：

3.1 變頻驅(qū)動(dòng)電潛泵

變頻驅(qū)動(dòng)裝置在電潛泵中的使用最早是由美國(guó)Rade公司所研發(fā)。美國(guó)公司在研發(fā)變頻驅(qū)動(dòng)的電潛泵時(shí)將裝置中輸出的電壓與頻率通過(guò)微處理技術(shù)對(duì)其實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與調(diào)整，通過(guò)裝置中系統(tǒng)診斷與關(guān)井保護(hù)功能對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，在裝置中配備了故障記憶、地面故障保護(hù)、高速限制等工作組件，且隨著在實(shí)際中的使用與發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，美國(guó)Centrilifl公司對(duì)變頻控制器進(jìn)行了創(chuàng)新研發(fā)在其中加入了數(shù)字顯示器，有助于讀數(shù)和使用。且在其中加入了對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)的葫蘆，能夠?qū)﹄娏鞯膶?shí)際運(yùn)行狀態(tài)加以探測(cè)，確保系統(tǒng)的探測(cè)功能與關(guān)閉功能的更好運(yùn)作。

3.2 節(jié)能隔膜電潛泵

隨著資源消耗量的不斷增大，在當(dāng)前的能源開(kāi)發(fā)工作中一直提倡節(jié)能環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。在提液采油工作中同樣如此，電潛泵技術(shù)的使用應(yīng)該是以環(huán)保為主要的工作原理，通過(guò)節(jié)能技術(shù)的加入實(shí)現(xiàn)對(duì)油田的環(huán)保開(kāi)發(fā)，節(jié)能隔膜電潛泵的研發(fā)是在電潛泵技術(shù)的使用中的重要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展。俄羅斯是電潛泵環(huán)保節(jié)能使用技術(shù)的首要研發(fā)國(guó)家。其所生產(chǎn)的隔膜電潛泵在油田的開(kāi)發(fā)與提液工作中得到了極好的應(yīng)用，且在產(chǎn)能較低的油田與油井中較常使用，該電潛泵的研發(fā)具備了環(huán)保節(jié)能的工作特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)低排量高效的工作目標(biāo)，由于油井產(chǎn)能與產(chǎn)量較低會(huì)同時(shí)加大開(kāi)采成本，且能源消耗量的不斷增加對(duì)成本造成了極大的壓力，通過(guò)節(jié)能隔膜電潛泵技術(shù)的使用能夠使得提液采油的成本在一定程度上得到有效的控制。

3.3 高容積氣體分離器電潛泵

對(duì)于低產(chǎn)能與低產(chǎn)量的油田而言，提高其電潛泵在工作中的實(shí)際采油量是極為重要的，且高容積氣體分離器的制造與研發(fā)目的就是以此為目標(biāo)。但是在高容積氣體分離器的初期研發(fā)與制造階段，對(duì)于該設(shè)備技術(shù)的設(shè)計(jì)理念并沒(méi)有得到極大的重視，導(dǎo)致在前期的研發(fā)與制造工作階段造成了電潛泵的技術(shù)受到限制，在此類電潛泵的設(shè)計(jì)與研發(fā)中，加入高壓強(qiáng)、大功率的設(shè)計(jì)理念，形成高容積氣體分離器會(huì)使得整體的設(shè)備呈現(xiàn)出十分笨重的感覺(jué)，且在電潛泵的實(shí)際工作中會(huì)與設(shè)備的本身存在不兼容的情況。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的完善與發(fā)展，此情況得到了有效的完善，對(duì)其進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì)整改。經(jīng)過(guò)整改之后，高容積氣體分離器的主要工作原理是以高流速為前提實(shí)行限流的方式，對(duì)電潛泵與高容積氣體分離器之間的兼容性加以改善，且整體的設(shè)備體積得到了優(yōu)化，此后，高容積氣體分離器在電潛泵的技術(shù)使用中得到了極好的應(yīng)用，通過(guò)不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化使得電潛泵的功率實(shí)現(xiàn)了有效的控制與優(yōu)化，這也是高容積氣體分離器在提液采油工作中得到了極力推廣的主要原因之一。

3.4 代替桿式泵的電潛泵

電潛泵的容積變小能夠使其在設(shè)備中的葉片設(shè)計(jì)更大且更加可靠，能夠防止出現(xiàn)止推環(huán)面積，且在高泵效的工作原理下使得操作范圍更小。在油井開(kāi)發(fā)中，當(dāng)井筒有所偏差或者井眼過(guò)深無(wú)法通過(guò)常規(guī)的桿式泵進(jìn)行工作則可以采用小體積的電潛泵。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在近年來(lái)的油田開(kāi)發(fā)工作中，雖然我國(guó)電潛泵技術(shù)在提液采油中得到了極大的提高，且發(fā)展速度不斷加快，但是有自主研發(fā)造成技術(shù)的使用與優(yōu)化存在一定的不足，是當(dāng)前電潛泵在油田開(kāi)發(fā)中的主要問(wèn)題。與國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)相比，我國(guó)電潛泵提液采油配套技術(shù)的應(yīng)用仍然缺少工作優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于采油的質(zhì)量與采油技術(shù)的使用得到了極大的保障，使得電潛泵技術(shù)在使用中能夠得到了更好的優(yōu)化與發(fā)展。

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