電潛泵提液采油配套技術(shù)的應(yīng)用

魏永祥 劉俊剛 陳敏 關(guān)野 王曉明 步萬榮

摘要：在當(dāng)前的發(fā)展中，隨著社會建設(shè)進(jìn)程的加快，對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)出場所。當(dāng)油田開發(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?，本文對當(dāng)前電潛泵在提液采油中配套技術(shù)的實際應(yīng)用展開深入的研究與分析，通過現(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：TE355 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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)油田開發(fā)進(jìn)入了高含水階段，對電潛泵采油技術(shù)的要求也在不斷的增加，但是在實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)致實際采油效益較低。而在當(dāng)前的社會發(fā)展中，石油是市場最主要的需求能源之一，電潛泵技術(shù)的更好使用對石油開采工作十分重要。因此需要加強(qiáng)對電潛泵采油技術(shù)的提高，促進(jìn)電潛泵采油效益的實際增強(qiáng)，使得油田開發(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程中將油管中的離心泵深入至井筒，當(dāng)?shù)孛娴碾娫赐ㄟ^專用電纜與潛油電機(jī)完成連接之后，使離心泵開始旋轉(zhuǎn)工作，將油井井筒中的原油通過離心力升至地面。電潛泵在使用中極為簡單，設(shè)備的采油效率較高，且原油的排量較大，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制工作。在油田的開發(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，在海上油田的開采工作中，由于受到平臺的面積限制，往往也會通過電潛泵技術(shù)的使用實現(xiàn)提液采油。

1.2 電潛泵采油技術(shù)常見問題

當(dāng)電潛泵技術(shù)在采油過程中被使用時，因為油田中的液體含量較低或液體的流動性等情況會對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，常見的問題主要有：電潛泵工作帶不動液體上升，電潛泵的電機(jī)工作負(fù)荷過大導(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。其中電潛泵工作沒有液體的出現(xiàn)是最為關(guān)鍵的問題，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；而電潛泵的點擊工作負(fù)荷過大導(dǎo)致機(jī)器燒壞的原因主要是由于電機(jī)本身的實際負(fù)載過大，且油田中的液體含量較低、運(yùn)行時的電壓過高等；電潛泵整體機(jī)組過載的產(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，會出現(xiàn)電潛泵振動的情況，嚴(yán)重時則會導(dǎo)致電潛泵發(fā)生欠載停泵的情況，此狀態(tài)下所產(chǎn)生的氣蝕會對電潛泵的實際使用壽命造成影響。因此，在提液采油技術(shù)的應(yīng)用中需要對電潛泵的沉沒度加以保證，在共組喲中能夠有效降低電泵中的進(jìn)氣液比。同時對電潛泵的絕緣設(shè)備實際溫度有極為嚴(yán)格的要求，否則溫度過高會導(dǎo)致電潛泵的設(shè)備損壞。因此，在提液采油中對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油井的井筒溫度做分析對溫度變化達(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

由于當(dāng)前采油技術(shù)中對電潛泵的使用要求逐漸增高，因此對于技術(shù)的提升需要以其實際采油系統(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其實際使用進(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)油田特點進(jìn)行開發(fā)，并根據(jù)實際地理要求科學(xué)計算合理確定提液量。②根據(jù)科學(xué)計算所得的提液量的工作目標(biāo)對電潛泵的泵吸口壓力進(jìn)行控制參數(shù)的設(shè)計，并對電泵的下潛深度進(jìn)行計算。③根據(jù)提液量的工作目標(biāo)對實際的舉升要求進(jìn)行計算，主要包括對舉升的有效高度以及油管壓頭下?lián)p失的高度進(jìn)行計算，同時對電潛泵在油井中的壓力影響下應(yīng)該實際確定的有效揚(yáng)程進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，確保其與目標(biāo)提液量的實際要求相吻合。④通過計算所得的電潛泵所需要的有效揚(yáng)程對其實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，對電潛泵的實際要求排量進(jìn)行精準(zhǔn)計算，選擇適合的電潛泵展開工作。⑥對提液量的工作目標(biāo)實際所需的舉升功率進(jìn)行精準(zhǔn)計算，確保其有效性。⑦對潛油中所需的電機(jī)功率加以計算與油井的實際狀況相結(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)國有三個，分別是中、美、俄。且三國的年生產(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，以美國電潛泵的生產(chǎn)技術(shù)最為成熟且優(yōu)異。在電潛泵自動化與智能化的生產(chǎn)研發(fā)領(lǐng)域中，美國處于領(lǐng)先地位。而俄羅斯在電潛泵的生產(chǎn)工作中主要注重對電潛泵工作質(zhì)量的保證，俄羅斯在20世紀(jì)末期與英國達(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，俄羅斯處于國際領(lǐng)先地位。對于中國而言，雖然電潛泵生產(chǎn)與研發(fā)技術(shù)成形較晚，但經(jīng)過長時間的不斷探索與實驗，在成本制造方面，我國電潛泵的研發(fā)技術(shù)處于國際市場的領(lǐng)先地位，且我國電潛泵的整體價格較為合理，因此近年來電潛泵的出口總數(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)動電潛泵

變頻驅(qū)動裝置在電潛泵中的使用最早是由美國Rade公司所研發(fā)。美國公司在研發(fā)變頻驅(qū)動的電潛泵時將裝置中輸出的電壓與頻率通過微處理技術(shù)對其實現(xiàn)監(jiān)控與調(diào)整，通過裝置中系統(tǒng)診斷與關(guān)井保護(hù)功能對其進(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，且隨著在實際中的使用與發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。同時，美國Centrilifl公司對變頻控制器進(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。且在其中加入了對電流進(jìn)行檢測的葫蘆，能夠?qū)﹄娏鞯膶嶋H運(yùn)行狀態(tài)加以探測，確保系統(tǒng)的探測功能與關(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，通過節(jié)能技術(shù)的加入實現(xiàn)對油田的環(huán)保開發(fā)，節(jié)能隔膜電潛泵的研發(fā)是在電潛泵技術(shù)的使用中的重要創(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)國家。其所生產(chǎn)的隔膜電潛泵在油田的開發(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，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)量較低會同時加大開采成本，且能源消耗量的不斷增加對成本造成了極大的壓力，通過節(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，對于該設(shè)備技術(shù)的設(shè)計理念并沒有得到極大的重視，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)計與研發(fā)中，加入高壓強(qiáng)、大功率的設(shè)計理念，形成高容積氣體分離器會使得整體的設(shè)備呈現(xiàn)出十分笨重的感覺，且在電潛泵的實際工作中會與設(shè)備的本身存在不兼容的情況。經(jīng)過一段時間的完善與發(fā)展，此情況得到了有效的完善，對其進(jìn)行了深入的設(shè)計整改。經(jīng)過整改之后，高容積氣體分離器的主要工作原理是以高流速為前提實行限流的方式，對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，通過不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化使得電潛泵的功率實現(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。在油井開發(fā)中，當(dāng)井筒有所偏差或者井眼過深無法通過常規(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

綜上所述，在近年來的油田開發(fā)工作中，雖然我國電潛泵技術(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)前電潛泵在油田開發(fā)中的主要問題。與國際領(lǐng)先技術(shù)相比，我國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，但是對于采油的質(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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