油田中潛油電泵技術(shù)的應(yīng)用分析

高軼超 (大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)有限公司 黑龍江省 大慶市 163311）

一、潛油電泵機(jī)組的組成

潛油電泵機(jī)組屬于人工舉升裝備，由井下部分，地面設(shè)備及輔助設(shè)備三大部分組成。其中井下部分包括潛油離心泵、油氣分離器、保護(hù)器、潛油電機(jī)及井下動(dòng)力電纜；地面設(shè)備包括變壓器及控制柜；輔助設(shè)備一般有井下傳感器、單流閥、泄油閥、專用井口及井口穿越器等。

二、潛油電泵的相關(guān)內(nèi)容

1.潛油電泵的作用

潛油電泵是一種多級(jí)離心泵。潛油電機(jī)將機(jī)械能傳遞給潛油離心泵，帶動(dòng)潛油離心泵中的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，從而將原油從井中抽出輸送到地面的集輸系統(tǒng)中。它是一種十分重要的機(jī)械采油設(shè)備，在國(guó)內(nèi)外油田均有廣泛應(yīng)用。

2.潛油電泵的工作原理

潛油電泵的工作原理與應(yīng)用于地面的普通離心泵基本一致。在使用潛油電泵的過程中，首先應(yīng)該將潛油泵的內(nèi)部填滿液體，然后將其浸沒到被抽取的液體里。當(dāng)啟動(dòng)機(jī)組以后，潛油電機(jī)會(huì)帶動(dòng)潛油泵軸還有泵軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，這樣葉輪的葉片會(huì)使其流道內(nèi)的液體轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)中的液體會(huì)因?yàn)閼T性的緣故通過葉輪葉片的作用流向葉輪的外緣。因?yàn)橐后w流動(dòng)具有連續(xù)性的特點(diǎn)，而對(duì)葉輪吸入口的液體來說，向葉輪外緣流動(dòng)的液體會(huì)有一種吸力，從而使流向葉輪外緣的液體所占的空間被葉輪吸入口的液體填充。在這樣整個(gè)的過程中，葉輪中的液體繞著流葉片，而在繞流運(yùn)動(dòng)的過程中，葉片受液體作用為一升力，反過來葉片是以同樣大小但是方向卻相反的力作用于液體，這個(gè)力主要針對(duì)液體進(jìn)行做功，然后使液體能夠得到能量，從而從葉輪中流出，在這一過程中，液體的壓能以及動(dòng)能都得到了提高。從葉輪中流出的液體會(huì)直接進(jìn)入到導(dǎo)殼的壓出室，然后這一部分液體會(huì)被壓出室收集起來，在一定程度上將液體的流動(dòng)速度放緩，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，繼而將這一部分的導(dǎo)體引入到導(dǎo)殼的吸入室，以此來供下級(jí)葉輪汲取。這樣一來，液體可以逐級(jí)地流經(jīng)泵內(nèi)的所有的葉輪、導(dǎo)殼，每流過一級(jí)，壓能就可以得到一級(jí)提升。最終將一級(jí)一級(jí)的壓能將其加在一起之后，潛油泵的出口的地方就會(huì)獲得增加了的能量，也就是說會(huì)產(chǎn)生一定的揚(yáng)程，繼而可以達(dá)到抽送液體的目的。

3.潛油電泵的特點(diǎn)

潛油電泵是一種多級(jí)離心泵，在使用它時(shí)不僅需要將它安裝在油井中，而且還要求還對(duì)它有一定的要求，就是要將其完全浸沒在井液里。而潛油電泵會(huì)咋一定程度上受到油井套管內(nèi)徑尺寸的影響，以至于其外徑的尺寸會(huì)相對(duì)比較小。出于對(duì)不同油田、不同地區(qū)油井的深淺的不同，所以潛油泵的揚(yáng)程范圍比較大，而就目前而言，經(jīng)常會(huì)用到的潛油泵的揚(yáng)程通常為八百米到三千米之間。通常情況下，5.5inch油井套管的潛油泵的外徑尺寸為86～102mm。而在7inch以上的油井套管的潛油泵的外徑尺寸為130mm以下。另外，由于潛油泵外徑尺寸受限的同時(shí)泵內(nèi)葉輪的直徑也不大，這樣一來，適合5.5inch的油井套管的潛油泵的每一級(jí)的葉輪所產(chǎn)生的揚(yáng)程是3～7m，而7inch以上的揚(yáng)程通常為6～11m。

就目前的使用狀況來說，通常使用的潛油電泵的葉輪級(jí)數(shù)為150～450級(jí)，適用于5.5inch油井套管的潛油泵的排量是30～700立方米／天，其效率在40%～60%之間；適用于7inch油井套管的潛油泵排量是200～1200立方米／天，其效率在55%～74%之間。

三、不同情況對(duì)潛油電泵機(jī)組的防護(hù)與應(yīng)用

1.潛油電泵機(jī)組的防砂

在油井進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，通常會(huì)遇到這樣的問題：油井出砂。如果井液中的砂過多，這樣就會(huì)嚴(yán)重磨損潛油泵從而導(dǎo)致排量的減少、電機(jī)負(fù)荷增大，甚至更嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)卡泵的現(xiàn)象，從而損壞了機(jī)組。正是因?yàn)檫@樣，在進(jìn)行設(shè)計(jì)制造時(shí)應(yīng)該選取一些抗砂蝕的材料以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這樣不僅可以提高機(jī)組部件的硬度而且還可以提高其耐磨性。

2.潛油電泵機(jī)組的防垢

在油田生產(chǎn)油井的過程中，很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)其機(jī)組都是浸泡在井液里，而在高溫高壓的影響下機(jī)組會(huì)結(jié)垢。這樣的情況出現(xiàn)，就需要對(duì)其情況采取措施，而主要的措施一方面就是將機(jī)組的表面涂上可以防垢的材料，而另一方面就是將緩蝕防垢劑注入到油井中。這兩種比較主要的措施可以在一定程度上降低潛油電泵機(jī)組被垢蝕的幾率，繼而也就延長(zhǎng)了一些機(jī)組的使用壽命。

3.潛油電泵機(jī)組的防腐

由于每一個(gè)油田的腐蝕介質(zhì)都是有所不同的，所以對(duì)電泵產(chǎn)生的影響也有所不同。因此，我們要根據(jù)具體的腐蝕原因采取一定的措施防止?jié)撚碗姳脵C(jī)組受到腐蝕。

四、潛油電泵井系統(tǒng)管理

潛油電泵采油作為一種系統(tǒng)的工藝技術(shù)，對(duì)它進(jìn)行管理時(shí)可以采用系統(tǒng)工程的方法。對(duì)潛油電泵進(jìn)行系統(tǒng)工程的管理就是要將與潛油電泵采油相關(guān)的每一個(gè)環(huán)節(jié)組織起來，協(xié)調(diào)配合好系統(tǒng)和局部的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的優(yōu)化。在對(duì)油田進(jìn)行使用的過程中可以看出，影響潛油電泵使用壽命的因素主要有三個(gè)：第一，潛油電泵設(shè)備在生產(chǎn)制造方面的質(zhì)量問題；第二，潛油電泵在施工方面的質(zhì)量問題；第三，潛油電泵井在日常管理中遇到的問題。如果可以井這三個(gè)方面的工作做得很好，除了可以延長(zhǎng)潛油電泵的使用壽命之外，還可以在一定程度上降低成本，確保油田能夠穩(wěn)定地進(jìn)行生產(chǎn)。

總而言之，我國(guó)的潛油電泵已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但是依然還是有許多的問題存在或出現(xiàn)。因此，需要把握潛油電泵的主要特點(diǎn)，需要根據(jù)不同的情況采取不同的、恰當(dāng)?shù)拇胧?，適當(dāng)?shù)膶?duì)潛油電泵機(jī)組進(jìn)行防護(hù)，從而保證油田生產(chǎn)的穩(wěn)定性，使得油田中潛油電泵技術(shù)得到不斷地進(jìn)步與發(fā)展。

[1]王方偉.淺海油田電潛泵工況分析研究[D].中國(guó)石油大學(xué)2010.

[2]錢欽,薛晶,鄭勇,廖文山.提高電潛泵采油系統(tǒng)效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)).2006(04).

[3]朱軍.往復(fù)式潛油電泵采油系統(tǒng)及其配套井下工具的研究與討論[J].內(nèi)江科技.2006(08).

[4]焦陽(yáng),趙玉珍,馮恒柱,年喜.潛油電泵系統(tǒng)中各部件的選擇[J].職業(yè)技術(shù).2011(03).

[5]張全勝.潛油電泵系統(tǒng)的故障樹分析[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械.2008(04).