海上油田潜油电泵技术的应用分析

王莉

【摘 要】随着潜油电泵技术的不断发展，其在海上油田开发生产中的应用越来越广泛，为了实现油田产量的稳定性，一般在上油田开采中应用潜油电泵采油技术，以便实现油田的有效开发，确保采油的稳定性。本文介绍了潜油电泵机组的组成、潜油电泵的作用、工作原理、基本参数及使用条件以及生产中常出现的问题，阐述了潜油电泵井系统管理的措施分析。

【关键词】海上油田；潜油电泵；采油技术；应用；管理

一、潜油电泵机组的组成

潜油电泵是井下工作的多级离心泵， 同油管一起下入井内。潜油电泵系统通常由七个主要部分组成：潜油电泵测试装置、潜油电机、保护器、分离器或吸入口、多级离心泵、动力电缆和小扁电缆、变压器、控制屏。与其配套的还有电缆护罩、电缆卡子、单流阀、泄油阀、扶正器、大小头、井囗、采油树、电缆滚筒及支架、电缆导向轮、接线盒等必备的部件。

二、潜油电泵的作用、工作原理、基本参数及使用条件

（一）潜油泵的作用

潜油泵是一种多级离心泵，在油井中潜油电机将机械能传递给潜油泵，潜油泵内的叶轮高速旋转，将原油从井中抽送到地面集油系统。

（二）潜油电泵的工作原理及优点

（1）工作原理

电泵机组通过有序连接，同油管一起下入油井中，地面电源通过变压器、控制柜和电缆将电能输送给井下电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把井液举升至地面。电泵系统工作包括2个流程：①供电流程：地面电源-变压器-控制柜-潜油电缆-潜油电机。②抽油工作流程：分离器-多级离心泵-单流阀-泄流阀-井口-地面管线。

（2）潜油电泵的优点

①适合大排量提液，且操作简单、管理方便；②能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油；③容易处理腐蚀和结蜡；④容易安装井下压力及温度等测试装置，并通过电缆将测试信号传递到地面，进行测量读数；⑤免修期较长，油井生产时效相对比较高。

（三）潜油泵的使用条件

1.潜油电泵机组的防砂

油井出砂是油井生产过程中经常遇到的问题，如果井液含砂量过高，会使潜油泵严重磨损，排量下降，电机负荷增大，严重时会引起卡泵，造成机组损坏。因此，在设计制造上就应着重进行抗砂蚀材料的选择和抗砂蚀结构的设计，使得机组部件硬度高并且耐磨性好。在液体流向上进行结构上设计，使得机组的径向磨损小，抗砂蚀性能高。除此之外，还有与潜油电泵配套的井下防砂技术的使用。

2.潜油电泵机组的防垢

在油田生产油井中，机组长期侵泡在井液中，在高温高压的条件下机组内外会结垢。尤其是在三元复合驱、高含量CO2及高含蜡质胶质的油井中，结垢迅速而严重。由于垢的形成降低了电机的环空散热，堵塞了泵和分离器的流道，造成产液下降，也使得泵的轴功率增大，导致电机烧毁，所以必须进行机组的防垢措施。在生产中，主要的防垢措施是在机组表面涂防垢材料，或者在油井中注入缓蚀防垢剂。这两种措施都能有效的降低机组的垢蚀，延长机组的使用寿命。

3.潜油电泵机组的防腐

各个油田的腐蚀介质是多种多样的，对电泵的影响也不同，主要有腐蚀性介质的影响，H2S的腐蚀，CO2的腐蚀以及海水的腐蚀。因此电泵机组的防腐蚀措施也是不同的，主要有直接采用耐腐蚀材料，采用镀层及采用涂层防腐。根据腐蚀原因不同采取相应的防腐措施。

三、潜油电泵在生产中常出现的问题

（1）泵不出液或欠载原因分析：①电泵的扬程达不到井况的要求。②发生气锁现象，大多数是含水较少的油井中。③泵轴断。④叶轮磨损。⑤管柱泄漏。

（2）机组运行中的过载原因分析：①电机匹配不合理。②井液比重、粘度过高。③工作点偏移。④泵卡及止推轴承的损坏或泵的机械故障。

（3）电机烧原因分析：①电机长期过载运行。②电源电压过高或过低。③电机保护器油泄漏。④电机表面的液体流速过低。

四、潜油电泵井系统管理的措施分析

潜油电泵采油是一项系统的工艺技术，它的使用包括了潜油电泵井的设计、电泵各部件的制造、选井选泵、施工，投产、维护等过程，可以按照系统工程的方法进行管理。从油田使用中看出，电泵运行寿命主要由三个方面构成：一是潜油电泵设备的生产制造质量；二是潜油电泵的施工质量；三是油田潜油电泵井日常管理。只有这三个方面做到位了，不仅能延长潜油电泵的运行寿命，降低成本，而且还能保证油田生产的稳定。

（一）潜油电泵系统管理的建立及主要内容

潜油电泵系统工程管理是将潜油电泵采油过程中的方案设计、选泵、施工、运行管理、资料录取等各个环节有机的组织起来，使系统与局部之间协调配合好，实现系统整体综合最优化。

潜油电泵系统工程可分为6个子系统，其分别为：

（1）油井工程设计；（2）选泵设计；（3）作业施工；（4）潜油电泵井投产；（5）潜油电泵井管理；（6）总结分析。这几个子系统相互联系，相互制约每一个都对整体起着至关重要的作用，所以都不能疏忽。

（二）潜油电泵的生产分析

潜油电泵井的生产分析包括以下几个方面：

（1）油井的工作制度及生产压差是否合理，油井产能和泵的额定流量是否匹配，油井系统效率的高低，生产是否平稳并能够发挥各油层的作用；

（2）油井的产能有无变化，即在潜油电泵抽油以后，采油指数的变化情况，找出变化原因，消除不利因素；

（3）井下机组的工作状况、产量是否正常；

（4）采用潜油电泵抽油前后的效果分析。

（三）潜油电泵运行电流卡片分析及故障处理

每口电泵井的现场都设有运转记录卡片，写明井号、電泵机组生产厂家及型号、扬程、额定功率、额定电压、额定电流、泵挂深度、施工日期和投产时间等信息。

（1）正常运行的电流卡片。正常情况下电流记录仪所画出的是一条光滑对称的曲线，说明潜油电泵的选择和设计是合理的，设计功率和实际功率基本相等。

（2）受气体影响的电流卡片。说明潜油电泵的选择基本符合要求，但是井中含有大量或一定量的气体，电流波动是由于原油脱气进泵所引起的，这种情况将会降低总的产量，需要采取灌水及其它有效措施解决。

（3）欠载的电流卡片。这种情况第一是井液密度过低或产量过少，不足以使机组运行电流值高于欠载电流整定值以上导致停机；第二是延时再启动系统或欠载保护装置损坏；第三是由于泵轴断或花键脱离。第一种原因需要重新选泵更换合适的机组，第二种原因需由专业人员进行处理，第三种情况就需要作业检查更换机组。

（4）过载的电流卡片。机组在运行中电流高于过载电流整定值，机组就会过载停机。出现这种现象时应及时检查，分析过载前的电流卡片形状及现场核实电系统绝缘，综合判断机组过载是由于井液中的杂质造成卡泵后过载，还是电机原因或电缆绝缘下降造成的过载，并采取相应对策。

五、结束语

海上油田采油方式主要以电泵井生产为主，电泵井占油井总数的 95.3%。潜油电泵作为重要的机械采油设备在海上油田得到了广泛应用。目前在品种规格、机组关键部件等方面的设计制造及工艺与国外先进水平相比还有部分差距。为满足石油行业大规模工业应用的需要，建议国内制造商在不断跟踪、消化、吸收国外电潜泵采油前沿技术的基础上，主要围绕探索适应恶劣工况的新型电潜泵、实时监测和智能控制、优化服务、经济开采、满足特殊井的举升需要等方面开展技术攻关。

【参考文献】

[1]周明卿，祝俊峰.低渗透油藏喷射泵电潜泵组合深抽工艺研究及应用[J].石油钻采工艺，2011（4）：39-42

[2]梅思杰，邵永实.潜油电泵技术（上下册），2004.7