油田高溫電潛泵優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

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關(guān)鍵詞：電潛泵；優(yōu)化；改進(jìn)

電潛泵是一共由多級(jí)離心泵組成組合電泵，它主要通過(guò)生產(chǎn)油管下入井后，在地面上的電源通過(guò)潛油電泵以及用電纜下入傳導(dǎo)至井內(nèi)，再通過(guò)帶動(dòng)井下潛油電機(jī)，電機(jī)催動(dòng)多級(jí)離心泵，通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將油水帶進(jìn)泵筒，完成采收。電潛泵相對(duì)其他采收設(shè)備，有以下幾大特點(diǎn)：一是排量大，可提高單井產(chǎn)液量，保持油井高產(chǎn)；二是產(chǎn)生大量的生產(chǎn)壓差，改善油層出油情況；三是電泵轉(zhuǎn)抽后，降低油層壓力，降低注水壓力，增加吸水量，減緩套管損壞程度，為延長(zhǎng)電潛泵使用周期，減少檢泵頻次，增加經(jīng)濟(jì)效益，被廣泛應(yīng)用于液面較高、供液量大、產(chǎn)量較高的油井生產(chǎn)中。電潛泵工作原理是由多級(jí)葉輪串聯(lián)起來(lái)的離心泵，當(dāng)潛油電機(jī)通過(guò)勢(shì)能帶動(dòng)泵軸的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于葉輪內(nèi)的傳輸介質(zhì)在離心力的催化下，從葉輪中心沿至葉片兩側(cè)，然后達(dá)到葉輪的四周，同時(shí)液體受葉片的傳導(dǎo)作用下，葉輪速度帶來(lái)的承壓勢(shì)能可增加另外幾個(gè)葉輪進(jìn)行下一步的作用，速度勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化成壓力勢(shì)能，最后進(jìn)入下一級(jí)葉輪入口，通過(guò)逐級(jí)逐次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在葉輪的傳導(dǎo)作用下，介質(zhì)的壓能逐級(jí)逐次的增高從而獲得足以克服出口的勢(shì)能，最終打開(kāi)通道阻力，將石油帶至泵筒，滿足采收要求。近年來(lái)隨著大慶油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，綜合含水逐步上升，加之喇嘛甸油田地區(qū)的“三高”特性，有的油藏溫度最高可達(dá)80℃，生產(chǎn)工況隨之變差，眾所周知高排量、高揚(yáng)程伴隨著出現(xiàn)高流速可加大地層出砂，給生產(chǎn)層造成嚴(yán)重的破壞，同時(shí)大量地層砂在高流速的沖擊作用下，對(duì)電潛泵、生產(chǎn)管柱和套管都造成嚴(yán)重的沖擊腐蝕，造成檢泵，使檢泵周期變短。對(duì)于油田生產(chǎn)管理、以降本增效為目的，通過(guò)電潛泵合理優(yōu)化管和組配件的改進(jìn)（排量、揚(yáng)程、電機(jī)功率等），延長(zhǎng)檢泵周期，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)提質(zhì)提效，將起著相當(dāng)重要的作用。但由于喇嘛甸油田現(xiàn)有的特殊性：高流速和大量地層出砂。可對(duì)電潛泵電機(jī)造成嚴(yán)重的腐蝕，某些工況不好的生產(chǎn)井，設(shè)備僅在2年期間就要進(jìn)行維護(hù)，嚴(yán)重的進(jìn)行檢泵換泵，不僅生產(chǎn)部門(mén)要承擔(dān)高額的維護(hù)費(fèi)用，停井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起地層不穩(wěn)，破壞生產(chǎn)層。因此通過(guò)研究通過(guò)以下幾方面對(duì)于電潛泵的優(yōu)化：一是優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于較深的井減少電潛泵的下井；二是減少起停機(jī)時(shí)間造成的產(chǎn)量；三是改進(jìn)電纜及保護(hù)器給電機(jī)加以保護(hù)。

1電潛泵設(shè)計(jì)及管理優(yōu)化措施

（1）依據(jù)不同井況對(duì)不同深度的電潛泵機(jī)型進(jìn)行選擇，對(duì)不同生產(chǎn)井，選用不同型號(hào)、不同類型的電潛泵是關(guān)系電潛泵機(jī)組運(yùn)行壽命的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。針對(duì)大慶油田每個(gè)區(qū)塊的井況都不相同的特點(diǎn)，要求不同電潛泵的動(dòng)態(tài)舉升適應(yīng)范圍應(yīng)較為廣泛，為找到適應(yīng)不同油井在不同時(shí)期和不同工況(產(chǎn)液量高低，含水量高低，井液伴隨腐蝕性液體，地層表面出砂狀況，歷次措施性作業(yè)等）下的生產(chǎn)，電潛泵設(shè)計(jì)人員給出并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的不同工況，不同類型的最佳的電潛泵型號(hào)。（2）把控電潛泵的安裝關(guān)，電潛泵的組裝及下井的穩(wěn)定性是保證電潛泵運(yùn)行壽命的另一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。這就要求電潛泵的廠家必須擁有一支穩(wěn)定、專業(yè)且技術(shù)過(guò)硬現(xiàn)場(chǎng)安裝隊(duì)伍；在安裝前，嚴(yán)格執(zhí)行取泵、換泵要求，在安裝時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行下泵及配套工具程序，一旦出現(xiàn)特殊的情況可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員指令進(jìn)行下一步操作等。（3）實(shí)現(xiàn)電潛泵的關(guān)停啟機(jī)時(shí)間最大優(yōu)化電潛泵的啟機(jī)與關(guān)停是起到延長(zhǎng)電潛泵運(yùn)行壽命重要作用。它要求相關(guān)人員通過(guò)密切，順利的配合下，共同完成電潛泵啟動(dòng)與停止。為達(dá)到這一目標(biāo)，不僅要求對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，還優(yōu)化完善了電潛泵的啟動(dòng)與停機(jī)程序，從程序的優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)電潛泵的軟起動(dòng)，避免常規(guī)硬啟動(dòng)帶來(lái)的引發(fā)保護(hù)器失效最終使電潛泵燒壞的問(wèn)題。（4）及時(shí)反饋電潛泵及油井運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，優(yōu)化油井生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，做到每個(gè)系統(tǒng)反饋出的動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)及時(shí)調(diào)整，就會(huì)避免整個(gè)系統(tǒng)的不安全運(yùn)行。為了保證整個(gè)電潛泵機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，存在諸多問(wèn)題分析，例如電潛泵整個(gè)機(jī)組每天的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及分析，保護(hù)器的有效性，電纜的傳導(dǎo)性。都可以通過(guò)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)反饋至管理部門(mén)，及時(shí)調(diào)整，延長(zhǎng)電潛泵使用壽命。（5）電潛泵的故障排查及維護(hù)，一旦某口井不能正常生產(chǎn)或電潛泵不能正常工作，就要通過(guò)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)反饋的情況分析故障因素，結(jié)合完井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和油藏從地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備一直到井底機(jī)組設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)地排查，并通過(guò)技術(shù)人員給出分析成因，采取相應(yīng)處理措施，直至電潛泵恢復(fù)生產(chǎn)，滿足使用周期。（6）對(duì)電潛泵廠家采取競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，為延長(zhǎng)電潛泵使用周期、提高電潛泵廠家的服務(wù)水平和督促產(chǎn)品質(zhì)量，要針對(duì)不同年限以招投標(biāo)形式與電潛泵廠家簽訂供貨合同。加入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制考核，以達(dá)到電潛泵廠家提供更優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和更好的服務(wù)，同時(shí)對(duì)于質(zhì)量存在問(wèn)題，使用周期較短進(jìn)行掛牌并返廠改進(jìn)，改進(jìn)后再重新進(jìn)入啟用，如依舊無(wú)法滿足使用，則將所有在用設(shè)備退回處理。

2電潛泵組件的升級(jí)、改造

對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題生產(chǎn)井進(jìn)行檢泵，針對(duì)檢泵的檢查結(jié)果逐一排查，如因電潛泵機(jī)組問(wèn)題，則拆解泵體，通過(guò)對(duì)電機(jī)檢測(cè)和對(duì)保護(hù)器失效的溯源，最終根據(jù)驗(yàn)泵所得結(jié)論，結(jié)合油藏特點(diǎn)以及每口井的井深結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)電潛泵從電機(jī)到選材用料各方面都做優(yōu)化升級(jí)。（1）電潛泵外體材料的升級(jí)電潛泵外體電鍍的表皮材料本身對(duì)電潛泵是具有保護(hù)作用的。如外殼材質(zhì)受到井液腐蝕則會(huì)造成擊穿，井底液將直接進(jìn)入電潛泵，會(huì)立即引起電潛泵短路。通過(guò)對(duì)2019年100井次的電潛泵拆解分析，發(fā)現(xiàn)30%的電潛泵燒泵，因電潛泵在井下復(fù)雜的工況下造成，在高流速、高含水的井液沖擊腐蝕作用下造成擊穿。為此我們對(duì)電潛泵外殼材料進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，外體表面鍍了一層高強(qiáng)度API耐腐蝕涂層，效果顯著。（2）電機(jī)保護(hù)器的改造通過(guò)對(duì)失效的電機(jī)保護(hù)器和電機(jī)體進(jìn)行拆分，15%電機(jī)燒壞的主要原因是電機(jī)保護(hù)器內(nèi)的膠皮受井液及井內(nèi)砂嚴(yán)重腐蝕，最終破裂和剝落，井液從剝落處進(jìn)而進(jìn)入電機(jī)，最終導(dǎo)致電機(jī)的絕緣處失效，電機(jī)絕緣能力下降最后保護(hù)器損壞。為此提出了在膠皮前端部安裝一塊方型金屬阻隔板，既防止孔隙被堵又防止膠皮過(guò)度膨脹而剝落，可以對(duì)延長(zhǎng)電潛泵壽命起到有力幫助。

3改善后效果分析

對(duì)改進(jìn)后20井次的潛油電泵對(duì)比分析，無(wú)論從管理優(yōu)化，產(chǎn)品的升級(jí)、優(yōu)化都得到了良好的改觀。特別是改變了外殼材料后，腐蝕效果大大降低，節(jié)約了作業(yè)工序費(fèi)用和勞務(wù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了電潛泵的使用周期，解決了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，檢泵率降低20%。

4結(jié)論

通過(guò)對(duì)電潛泵管理的提升以及對(duì)電潛泵機(jī)組的改進(jìn)，在滿足油藏不斷增加產(chǎn)量所需求的同時(shí)，延長(zhǎng)電潛泵使用壽命，年檢泵率逐年下降，改造后的效果十分顯著。

參考文獻(xiàn)

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[2]杜河泉,徐應(yīng)波,陳瑜.西江油田高溫大排量電泵設(shè)計(jì)改進(jìn)及優(yōu)化管理技術(shù)[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào).

作者：于寶昌 單位：大慶油田第六采油廠作業(yè)大隊(duì)