潘雅繽

（大慶油田力神泵業(yè)有限公司，黑龍江 大慶 163000）

1 潛油電泵井概述

1.1 潛油電泵設(shè)備的概述

潛油電泵是作為石油開采過程中重要的機(jī)械設(shè)備和裝置，最開始的記錄是1981年從國外引進(jìn)過來，之后便成為我國石油開采行業(yè)中必不可少的設(shè)備。

通過對潛油電泵內(nèi)外裝置的研究和闡述能夠更好地指導(dǎo)潛油電泵井的節(jié)能探討。具體來說，潛油電泵在今天已經(jīng)不再是全部依賴國外的引進(jìn)，隨著中國現(xiàn)代化程度的深化以及石油行業(yè)的迅速發(fā)展，潛油電泵已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更新和換代，實(shí)現(xiàn)了由單一設(shè)備向系統(tǒng)設(shè)備的演進(jìn)發(fā)展。從潛油電泵硬件裝置層面看，潛油電泵主要包括潛油保護(hù)器、潛油分離器、潛油離心泵、潛油電機(jī)、潛油溫控裝置、潛油電纜線、潛油變頻器、潛油變壓器、潛油泄油閥等，這些共同構(gòu)成了潛油電泵的整體系統(tǒng)，尤其是潛油變頻器作為潛油電泵井最為核心的部分直接影響整個(gè)潛油電泵井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是后面需要重點(diǎn)研究和闡述的部分。從潛油電泵的軟件層面看，潛油電泵主要包括潛油電泵程序分析、潛油電泵整體運(yùn)行狀況管控程序、潛油電泵優(yōu)化程序、潛油電泵數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計(jì)程序、潛油電泵系統(tǒng)故障預(yù)警程序等。

總的來說，把潛油電泵運(yùn)用于潛油電泵井中展現(xiàn)了強(qiáng)大的優(yōu)越性和系統(tǒng)性，具體來說主要包括：（1）潛油電泵實(shí)現(xiàn)了大排量石油開采的目的，并且尤其是在低位石油開采過程中更是得心應(yīng)手；（2）潛油電泵具有操作便捷、比較節(jié)能、噪音較少的優(yōu)點(diǎn)；（3）潛油電泵具有強(qiáng)大的功能，能夠解決好腐蝕和節(jié)垢的問題；（4）潛油電泵具有使用時(shí)間長和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，能夠減少石油開采的成本投入，實(shí)現(xiàn)開源節(jié)流；（5）潛油電泵能夠通過運(yùn)用變頻器來適應(yīng)石油開采的深淺，具有很強(qiáng)的靈活性和調(diào)節(jié)度，實(shí)現(xiàn)節(jié)約的目的；（6）潛油電泵能夠很好的適用于水井平臺和斜井，并通過儀器儀表的數(shù)字化監(jiān)控保證石油開采正常運(yùn)行。

1.2 潛油電泵井存在的問題概述

當(dāng)前潛油電泵裝置在潛油電泵井中的應(yīng)用除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還存在一定的問題。通過整合這些問題能夠?yàn)橐胱冾l器推進(jìn)潛油電泵井節(jié)能措施提供幫助。具體來說潛油電泵井存在的問題包括：（1）潛油電泵受到裝置和功率的影響使得能夠潛入的石油開采深度；（2）潛油電泵受到技術(shù)限制和使用便捷一般裝設(shè)在井下面，所以一旦潛油電泵裝置出現(xiàn)問題和故障便很難處理，而裝置修理的成本和費(fèi)用也隨之較高；（3）潛油電泵在長期高溫使用的情況下很容易造成故障、磨損和腐蝕，這些需要在后續(xù)的變頻器使用中來最大限度減少風(fēng)險(xiǎn)；（4）潛油電泵的動力源比較單一，僅僅是依靠電力系統(tǒng)，一旦電力供能出現(xiàn)問題那么便直接造成生產(chǎn)的停滯；（5）潛油電泵運(yùn)轉(zhuǎn)功率較高，消耗比較大，也就是電纜的成本投入和花費(fèi)占比很高，這些都是潛油電泵目前存在的問題。

1.3 潛油電泵井節(jié)能概述

潛油電泵井節(jié)能需要從硬件裝置和軟件提升方面入手，通過對潛油電泵井裝置的維護(hù)實(shí)現(xiàn)潛油電泵井節(jié)能。具體來說：

（1）重點(diǎn)關(guān)注潛油電泵井電纜。潛油電泵井電纜質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到石油開采的效率，承擔(dān)著電力運(yùn)輸?shù)拿浇樽饔?，也會影響潛油電泵井設(shè)備信號的傳輸。但是，由于潛油電泵井開采是一項(xiàng)長期且強(qiáng)度很高的工作，所以會不可避免地造成潛油電泵井電纜的損耗，從而影響潛油電泵井開采效率，這些影響效率大致可以分為化學(xué)因素、溫度因素、機(jī)械因素等。后續(xù)為了提高潛油電泵井開采效率并實(shí)現(xiàn)節(jié)能的舉措需要進(jìn)一步優(yōu)化潛油電泵井電纜的材料使用、定期保養(yǎng)。

（2）重點(diǎn)關(guān)注潛油電泵井整體效率。目前潛油電泵井確實(shí)存在供給關(guān)系失調(diào)和使用—產(chǎn)出效率過低的情況，這些都會造成潛油電泵井投入與產(chǎn)出不平衡的問題。具體來說，影響潛油電泵井整體效率的原因包括潛油電泵井電壓、潛油電泵井電機(jī)功率、潛油電泵井葉輪流面等影響因子。后續(xù)，則需要針對性地解決問題來提高潛油電泵井效率。

（3）引入雙潛油電泵井故障分析和排除方法。潛油電泵井問題的出現(xiàn)在很大程度上歸結(jié)于使用方法和指導(dǎo)方法的不當(dāng)。傳統(tǒng)的潛油電泵井方法主要是單潛油電泵井方法，這類方法具有較大的缺陷性，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛油電泵井出現(xiàn)的問題。后面為了提升潛油電泵井的使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的，需要引入雙潛油電泵井故障分析和排除法，做好潛油電泵井平臺的日常維護(hù)和保養(yǎng)。

（4）做好潛油電泵井產(chǎn)能預(yù)測軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)?！霸跐撚碗姳玫倪x擇計(jì)算中，油井產(chǎn)能預(yù)測是一個(gè)很重要的步驟，油井生產(chǎn)能力預(yù)測的準(zhǔn)確性，將直接關(guān)系到潛油電泵選擇的合理性?！睗撚碗姳镁布O(shè)施的維護(hù)與軟件系統(tǒng)的開發(fā)同樣重要。具體來說，在潛油電泵井軟件開發(fā)中需要引入并且借助Visual Basic語言激活潛油電泵井的控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和科學(xué)化的管理。

（5）引入解卡技術(shù)解決潛油電泵井中的卡泵問題。潛油電泵井中常常會出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備使用時(shí)間過長的機(jī)器卡泵、結(jié)蠟、出砂、結(jié)垢等問題，這些問題會大大降低潛油電泵井的生產(chǎn)效率，不利于潛油電泵井的開源節(jié)流。后續(xù)，針對這些問題需要引入解卡技術(shù)提升潛油電泵井的生產(chǎn)效率，包括正/反循環(huán)洗井解卡、調(diào)相序反轉(zhuǎn)解卡、變頻控制調(diào)參解卡、工頻控制啟動解卡等技術(shù)。

（6）多參數(shù)監(jiān)控提升潛油電泵井效率。中國的地質(zhì)條件對于石油開采造成了很大的影響，我國地質(zhì)條件復(fù)雜主要是貧油條為主?；谏鲜龅刭|(zhì)環(huán)境，機(jī)械化的石油開采成為當(dāng)前我國石油開采的主要形式，在此情況下潛油電泵機(jī)械成為主導(dǎo)我國石油開采過程中的主要動力，必須要對潛油電泵機(jī)械以及潛油電泵井下的各種環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，主要包括對各項(xiàng)儀器設(shè)備以及儀器設(shè)備參數(shù)的監(jiān)管，做好事前檢查、事中觀察和事后復(fù)查工作。其中需要重點(diǎn)監(jiān)測潛油電泵井的入口溫度、潛油電泵井的入口壓力、潛油電泵井的電機(jī)溫度、潛油電泵井的出口壓力等，并利用現(xiàn)代化的軟件制作潛油電泵井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測圖表。

2 潛油電泵井的變頻器功能概述

變頻器的技術(shù)特點(diǎn)能夠適用于潛油電泵井的節(jié)能發(fā)展，推進(jìn)潛油電泵井的技術(shù)管理方式創(chuàng)新。

變頻器技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）變頻器主要采用PWM控制方式，主要以正弦波的方式進(jìn)行輸出，于是便形成較為穩(wěn)定的輸出效率和控制效率。

（2）變頻器可以整合多樣化的電路系統(tǒng)且因其較高功率的輸出效果能夠?yàn)槭烷_采提供強(qiáng)大的動力，推動石油開采機(jī)械化的發(fā)展。

（3）變頻器主要采用模塊化設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出結(jié)構(gòu)緊湊和交互性強(qiáng)的特點(diǎn)，成為推動潛油電泵井發(fā)展的重要裝置。

（4）變頻器是屬于直接的高壓輸出，不需要進(jìn)行變壓輸出或者電流轉(zhuǎn)化，具有使用便捷的特點(diǎn)，能夠適用于潛油電泵井的發(fā)展。

（5）變頻器具有極低的dv或者dt輸出，不需要任何額外形式的濾波器。

（6）變頻器具有極強(qiáng)的抗干擾能力，因其主要采用光纖通訊技術(shù)使得變頻器能夠很好地運(yùn)用于潛油電泵井的發(fā)展。

潛油電泵井的變頻器功能闡述：

（1）變頻器能夠減少潛油電泵井和潛油電泵機(jī)器的風(fēng)險(xiǎn)?！皾撚碗姳脵C(jī)組啟動時(shí)產(chǎn)生沖擊電流，機(jī)泵電纜及相關(guān)組件會受到破壞。變頻器可以根據(jù)井下實(shí)際情況及時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)泵生產(chǎn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)軟啟動，使電機(jī)處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài),節(jié)能降耗效果顯著?！笔烷_采行業(yè)也是面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)和危機(jī)的行業(yè)，不管是對人造成的危險(xiǎn)或者是對機(jī)器造成的損耗都是不可避免的。因此，為了有效減少這些風(fēng)險(xiǎn)的概率必須要把變頻器運(yùn)用到石油開采中，使?jié)撚碗姳镁ㄟ^變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的管控和對人的健康防范的監(jiān)控。

（2）變頻器能夠推動潛油電泵井節(jié)能的發(fā)展。當(dāng)前潛油電泵井各種事故的發(fā)生不僅僅是對人的安全造成威脅，更是會提高潛油電泵井的運(yùn)行成本和管理成本。為了減少潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的不必要投入和開支以達(dá)到開源節(jié)流的目的和效果，后續(xù)則需要引入變頻器來推動潛油電泵井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻器運(yùn)用潛油電泵井的原理在于變頻器不僅能夠?qū)崟r(shí)的反映潛油電泵井中的生產(chǎn)運(yùn)作情況，更能對潛油電泵井中存在問題通過變頻器中的數(shù)值反映出來，通過對潛油電泵井生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)泵組的軟啟動，從而高效便捷地管理潛油電泵井。

（3）變頻器在潛油電泵井的使用已經(jīng)成為趨勢。變頻器在潛油電泵井中使用必須要注重二者的契合，一方面是要明確變頻器的功能及變頻器的原理、變頻器的類別、變頻器的特征等，為后續(xù)優(yōu)化潛油電泵井中的變頻器選擇提供基礎(chǔ)。另一方面，要明確潛油電泵井的工藝流程，從而優(yōu)化變頻器的使用?？偟膩碚f，要在潛油電泵井不斷的調(diào)查和研究過程中明確變頻器的參數(shù)，通過變頻調(diào)試實(shí)現(xiàn)對潛油電泵井的精準(zhǔn)、便捷管理，提高潛油電泵井的節(jié)能效率。

3 變頻器應(yīng)用于潛油電泵井的節(jié)能探討

變頻器運(yùn)用于潛油電泵井的節(jié)能舉措需要以潛油電泵井面臨的問題為基礎(chǔ)，通過對石油開采中的硬件機(jī)組管理和軟件系統(tǒng)管控來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。具體來說要從以下方面進(jìn)行。

3.1 通過變頻器減少潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)成風(fēng)險(xiǎn)節(jié)能的目的

潛油電泵井深度達(dá)地下2000m以下，而潛油電泵機(jī)組在長期的運(yùn)作中必然會出現(xiàn)機(jī)器損耗和管理不科學(xué)引發(fā)的潛油電泵井運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。為了減少潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)中的硬件損耗和系統(tǒng)不完善引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)需要通過變頻器在潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)中的管理來最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。總的來說，達(dá)成潛油電泵井節(jié)能的目的不僅僅要從機(jī)器設(shè)備投入方面入手，更需要以風(fēng)險(xiǎn)防范為著力點(diǎn)，通過減少風(fēng)險(xiǎn)成本來完成潛油電泵井節(jié)能的目的。

3.2 通過變頻器調(diào)節(jié)潛油電泵井運(yùn)作，達(dá)到節(jié)約機(jī)器維修的成本目的

傳統(tǒng)的潛油電泵井管理主要還是采用單一和粗放的機(jī)組管理模式，造成潛油電泵井運(yùn)行過程中機(jī)器損耗高、管理失范、耗電量大的問題，出現(xiàn)“大馬拉小車”的問題。但是，受到地形的限制以及石油開采過程中技術(shù)更新的影響，傳統(tǒng)的潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)模式已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)前潛油電泵井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成石油開采成本投入過高。在此基礎(chǔ)上，要通過引入變頻器來調(diào)節(jié)潛油電泵井的合理運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對潛油電泵井的精確管理。

3.3 通過變頻器提高潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)的適用性能，達(dá)到節(jié)約作業(yè)費(fèi)用的目的

潛油電泵井中引入變頻器能夠極大地提升潛油電泵的使用范圍，通過變頻器調(diào)速裝置潛油電泵的性能得到大大提升，這樣不管是從技術(shù)更新還是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)方面都大大降低了成本的投入，減少了浪費(fèi)。

3.4 通過變頻器提高潛油電泵井運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，達(dá)到對不穩(wěn)定作業(yè)成本控制

潛油電泵井的變頻控制成功實(shí)現(xiàn)了控制方式的改變，由原來的不穩(wěn)定控制方式轉(zhuǎn)為恒壓控制的穩(wěn)定控制方式。在此之下，潛油電泵井的運(yùn)轉(zhuǎn)變得更加穩(wěn)定和易控，這樣就大大降低了對潛油電泵井的風(fēng)險(xiǎn)投入成本。