申迎彬

（1. 西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065；2. 大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)公司，黑龍江 大慶 163000）

眾所周知，在油氣田開發(fā)過程中，潛油電泵是最重要的設(shè)備之一。該設(shè)備具有揚(yáng)程高、排量大等優(yōu)點(diǎn)，因此，該設(shè)備得到了十分廣泛的應(yīng)用[1-2]。但是如果在使用該設(shè)備的過程中，出現(xiàn)了不科學(xué)的操作等一系列的問題，都會(huì)使得該設(shè)備的運(yùn)行效率降低。對(duì)于油氣田開發(fā)而言，提高潛油電泵的運(yùn)行效率也是未來發(fā)展的重要趨勢(shì)。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于設(shè)備的性能研究相對(duì)較多，但是對(duì)效率的研究相對(duì)較少，這給油田單位帶來了一定的困擾，針對(duì)此問題，本次研究結(jié)合我國潛油電泵的應(yīng)用現(xiàn)狀，從影響潛油電泵運(yùn)行效率的相關(guān)因素出發(fā)，對(duì)這些因素出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，對(duì)所造成的后果進(jìn)行深入研究，最后提出提高潛油電泵運(yùn)行效率的相關(guān)措施。

1 潛油電泵系統(tǒng)效率分析

整個(gè)潛油電泵的系統(tǒng)由多個(gè)部分組成。例如離心泵、分離器、電機(jī)等，這些組成部分的運(yùn)行效率都會(huì)對(duì)整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生重要的影響，由于潛油電泵的系系統(tǒng)設(shè)備處于井下，所采用的能量來源為電能，地面上的控制柜通過輸入電壓的形式，經(jīng)過大量的電纜進(jìn)而到達(dá)整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)，通過葉輪等部件的工作，進(jìn)而滿足油氣開采的重要需求，油氣資源可以在相關(guān)管線的作用下被提升到地面。由此可見，整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行十分復(fù)雜，工作的過程中主要存在兩大過程，分別是能量的轉(zhuǎn)化以及能量的傳遞，當(dāng)然在這個(gè)過程中必然會(huì)存在一定的能量損失[3]。

通過建立數(shù)學(xué)模型以后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)潛油電泵系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)行效率相對(duì)較高時(shí)，則所產(chǎn)生的機(jī)械損耗就相對(duì)較低，進(jìn)而會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到一定的提升。當(dāng)潛油電泵的運(yùn)行電流相對(duì)較低時(shí)，則在電纜中產(chǎn)生的電流損失就相對(duì)較少，也會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到一定的提升。當(dāng)潛油電泵系統(tǒng)的揚(yáng)程一定的前提下，潛油電泵所處的井深越低，則系統(tǒng)的效率就越高，當(dāng)潛油電泵所處的井下深度一定的前提下，如果潛油電泵系統(tǒng)的揚(yáng)程得到提高，其運(yùn)行效率也會(huì)得到一定的提升[4]。

2 潛油電泵系統(tǒng)能耗研究

2.1 參數(shù)設(shè)計(jì)因素

在應(yīng)用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，需要在收集油氣井資料的前提下，合理的選擇潛油電泵系統(tǒng)，如果相關(guān)資料的搜集并不全面，就會(huì)出現(xiàn)選擇錯(cuò)誤問題，進(jìn)而會(huì)使得潛油電泵的電動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行效率受到嚴(yán)重的影響。在另一方面，在應(yīng)用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，需要對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行人為的設(shè)定，如果參數(shù)的設(shè)定存在一定的缺陷，也會(huì)使得整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生重要的影響。對(duì)于我國的油田單位而言，潛油電泵的選擇以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化是主要影響系統(tǒng)運(yùn)行效率的因素，因此相關(guān)單位首先必須從這個(gè)角度出發(fā)，對(duì)潛油電泵系統(tǒng)進(jìn)行合理的選擇，并對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化，進(jìn)而使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率可以得到一定的提升。

2.2 庫存因素

在潛油電泵系統(tǒng)的庫存里面，不可能有對(duì)應(yīng)所有生產(chǎn)狀況的潛油電泵系統(tǒng)。即油田單位的庫存里面不可能有所有排量和揚(yáng)程的潛油電泵系統(tǒng)，因此油田單位很難根據(jù)每口油井的實(shí)際狀況，對(duì)潛油電泵系統(tǒng)進(jìn)行合理的選擇，這也是制約潛油電泵系統(tǒng)效率難以提高的重要因素之一。我國的油田單位一般都是根據(jù)每口油井的生產(chǎn)狀況，盡可能選擇揚(yáng)程及排量相對(duì)較為接近的潛油電泵系統(tǒng)，在進(jìn)行潛油電泵系統(tǒng)選擇的過程中，如果出現(xiàn)揚(yáng)程和排量誤差相對(duì)較大的問題，則會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率出現(xiàn)嚴(yán)重下降問題。

2.3 結(jié)垢因素

在進(jìn)行原油開采的過程中，由于井底的砂石數(shù)量相對(duì)較多，這部分砂石會(huì)隨著原油被開采出地面，在被開采出地面的過程中部分砂石會(huì)附著在潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)部，進(jìn)而使得流道的面積減小，原油在流道內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)的阻力不斷升高，進(jìn)而使得系統(tǒng)的效率得到一定的降低。

3 潛油電泵系統(tǒng)降低能耗的措施

為了降低潛油電泵系統(tǒng)的能耗，進(jìn)而提高整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率，油田單位需要采取以下三個(gè)方面的措施。首先在進(jìn)行原油開發(fā)之前，相關(guān)單位必須與各個(gè)部門相互合作，進(jìn)而獲取整個(gè)油井的詳細(xì)資料選擇最合適的潛油電泵。其次，油田單位需要加強(qiáng)油井的管理工作，可以在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。最后，在采用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢問題，我們無法阻止結(jié)垢問題的發(fā)生，但是可以定期對(duì)潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)的砂石進(jìn)行一定的清理，進(jìn)而使得整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)流道的面積可以得到一定的擴(kuò)大，這也是提高潛油電泵系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要方法，在進(jìn)行砂石清理的過程中，油田單位需要制定合理的砂石清理周期，定期對(duì)砂石進(jìn)行清理。在另一方面，油田單位需要盡可能選擇壓力相對(duì)較高、電流相對(duì)較低的潛油電泵系統(tǒng)，通過在潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)變頻措施，使得潛油電泵系統(tǒng)可以根據(jù)油井生產(chǎn)的需求進(jìn)行參數(shù)自我設(shè)定，進(jìn)而使得整個(gè)潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到全面的提升。

4 結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)原油生產(chǎn)過程中，潛油電泵是最重要的設(shè)備之一，該設(shè)備有多個(gè)部分組成，例如離心泵、分離器、電機(jī)等，因此影響潛油電泵系統(tǒng)運(yùn)行效率的相關(guān)因素也必然很多，通過控制單一的影響因素很難提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，油田單位需要根據(jù)自身的需求，選擇合理的措施，對(duì)這些因素進(jìn)行合理的控制，進(jìn)而使得潛油電泵系統(tǒng)的運(yùn)行能耗可以得到一定的降低，其運(yùn)行效率可以得到一定的提升，進(jìn)而推動(dòng)油田生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。