试论双潜油电泵井故障分析处理方法及维护

姚鹏飞

（大庆油田力神泵业有限公司，黑龙江 大庆 163000）

在当前油田生产开采过程中，潜油电泵的应用非常广泛，该套设备整体结构简单、安装方便、排量大，因此在油田中经常作为稳产增效的一种重要手段，逐步成为油田生产开采的一种重要方式。潜油电泵在井下面临着非常复杂且恶劣的工作环境，一旦发生损坏，需要投入高昂的维修费用，也会对油井正常生产开采造成极大的影响。如何才能够让潜油电泵机组尽可能避免出现损坏现象，有效延长检泵周期和使用寿命，是有效提升潜油电泵井利用率的一种重要手段，同时也是企业降本增效，提升生产开采效益需要面临的一个重要问题。

1 双潜油电泵井生产管柱结构

1.1 生产管柱结构

双潜油电泵井通常情况下采取的是如图1 所示的Y-BLOCK 结构双潜油电泵生产管柱，此外，罐装结构双潜油电泵生产管柱的应用也比较广泛（如图2）。

图1 Y-BLOCK 结构双潜油电泵生产管柱

图2 罐装结构双潜油电泵生产管柱

1.2 不同生产管柱形式特征

Y-BLOCK 结构：（1）与传统的Y 型结构非常类似，Y-BLOCK 结构通过钢丝可以完全开展地层测压、分层测试等相关井下作业。（2）该结构形式在分割器中放弃法可安装也可不安装，可以安装在井下安全阀下方，与井下安全法相靠近的位置，同时，也可以安装在潜油电泵附近，可以充分结合潜油电泵机组的整体性能和地层流体性质进行灵活设计。（3）结构形式简单，与传统单潜油电泵生产管柱相比，在各类大小修井作业中可实现灵活应用。（4）该结构形式能完全符合潜油电泵一用一备，或者油田进入生产开采后期阶段后根据液量需求进行灵活设计的需求。（5）油田在生产开采时由于具备充足的地层能量，为避免潜油电泵机组对油井自喷产生阻力影响，并进一步延长油井的自喷时间，往往在作业中需要利用钢丝将Y 工作筒堵头打捞起来，随着油井的生产开采自喷能力逐渐下降的情况下需要转为泵抽，此时，利用钢丝作业在将Y 工作筒堵头加入即可。

罐装结构：（1）该结构形式主要采取的是密闭电泵悬挂结构形式，处于悬挂系统下方的油套环空与上方的油套环空相互隔离，因此，油井伴生气无法通过套管泄放，鉴于这种状况，罐装结构双潜油电泵生产管柱通常情况下应用在气油比相对较低的油井中，而且属于充分保障潜油电泵具备一定抗气蚀和气锁能力。（2）该结构形式采取的是罐装结构、密闭电泵悬挂系统、生产插入密封等设计方式，因此，油气与生产管柱外腔之间可实现完全隔离，从而保障油气与生产套管不会完全接触，油套环空中的完井液具备了较强的防腐蚀能力，因此，生产管柱外壁和套管可得到有效保护。针对部分油井硫化氢含量较高且具备较高腐蚀性的情况下，该结构双潜油电泵生产管柱完全可以使用普通钢材制作套管，不需要额外进行防硫化氢设计，从而使得生产作业成本得到有效控制。（3）该结构模式设计过程中采取的是换向阀结构，当油井停井后，通过液柱压力的作用，油管内企业可通过换向阀部分回流到井底，另一部分返回地层。在回流过程中，潜油电泵由于采取了单向阀保护，因此电泵机组轴承不会受到反向扭矩力的影响。（4）油井生产开采初期往往地层能量相对较高，针对该阶段的油井开采使用罐装结构双潜油电泵生产管柱的过程中，潜油电泵机组不启动的情况下通过换向阀可以实现地层与油管之间的相互连通。鉴于这种状况，油井自喷能力无须采取任何措施即可保障自喷能力，随着油井开采自喷能力下降的情况下，启动潜油电泵即可保障油井正常生产，同时也能有效避免油井长时间停产而造成的浪费，为企业节约了大量生产作业费用。

2 双潜油电泵常见故障

2.1 双潜油电泵井过载或电流偏大

根据大量生产实践可以发现，双潜油电泵井经常会出现过载、电流偏大、欠载、电流偏小、油井不出液等情况。

2.1.1 原因分析

针对各类故障，首先要从故障表象进行分析找出原因。

（1）卡泵。油井在生产过程中一旦出现酸化、结垢、出砂的情况下非常容易出现卡泵现象。尤其是在油井停井后再重启的情况下，经常会出现卡泵而导致过载。

（2）电机烧毁。由于电机保护器密封存在故障而使得潜油电泵机组内部进入井液，或长时间处在低排量运行状况下导致电机出现高温老化等现象，非常容易引发烧电机的故障。

（3）电缆短路。电缆在下井过程中及下井后非常容易出现损伤、腐蚀，或长时间使用后出现老化、电流冲击而导致绝缘失效等问题，在此情况下，就容易引发电缆短路，从而使机组出现过载。

如潜油电泵机组在运行过程中出现了漏失、流体出砂、叶轮偏磨、流体黏度变化等问题的情况下，潜油电泵机组在运行过程中非常容易出现电流增大现象，但这一现象通常不会直接导致快速过载。

2.1.2 故障处置

在进行故障处置的过程中，首先让机组处于空载运行或者通过井口接线盒来测试对地绝缘和三相电阻，由此即可判断出机组故障是否发生在井下。

如果潜油电泵机组在运行过程中出现了三相不平衡或者对地绝缘较低的现象，而且机组运行过程中电流突然增大，很可能出现了烧电机或者电缆绝缘出现故障。针对这种现象，只能通过修井作业进行检修。传统潜油电泵井面临该现象只能停产，但双潜油电泵井则可以更换另一台潜油电泵继续生产，这样即可保障油井的正常生产作业。

如果机组对低绝缘良好、三相平衡，但运行过程中突然出现电流增大或出现过载。或者在过载前出现电流大幅度升高、剧烈波动现象，很可能是因为井下存在结垢、出砂问题，根据故障表现可判断该机组很可能出现了卡泵故障。对于这种故障有以下几种解决方法，首先，可通过正反转解卡，或通过固定频率冲击解卡，还可通过循环洗井的方法进行解卡，此时，另一台潜油电泵可继续执行生产任务，而且通过另一台潜油电泵运行状况可对故障结论进行验证。

2.2 欠载或电流偏小

2.2.1 原因分析

（1）供液不足。地层能量下降、泵排量与地层供应能力不匹配、泵挂过高等原因都是导致电流过小或出现欠载现象的主要原因。

（2）泵气蚀气锁。该类故障出现后，主要存在电流呈现上下波动或下降，油井出现产液量下降甚至不出液，严重情况下甚至会导致欠载而停机。

（3）断轴。在断轴故障发生前，各类运行参数基本正常，出现故障的一瞬间电流会快速下降，油井产液也会明显下降甚至出现不出液现象，严重情况下会导致现在停机。

2.2.2 处置措施

首先，需要对电流变化曲线进行认真观察，明确判断出电流是缓慢下降还是瞬间快速下降，同时，要对油井的产液状况变化进行再次确认，另外，还需要对井下压力计以及进出口压力情况进行详细观察。如果电流出现快速下降，油井产液量下降明显甚至出现不出液的问题，出口压力快速下降或者与进口压力保持一致，则可以判断潜油电泵机组出现了断轴或部分断轴，此时进行更换即可。

在出现故障前，出现电流长时间波动现象，而且套管压力相对偏高，很可能是气蚀所导致。针对这种情况可以将潜油电泵机组停机一段时间后再详细观察期运行情况。

油管出现了结蜡堵塞、油嘴堵塞等现象后导致出液不通畅，会出现电流逐步下降的现象，针对电流和产液变化历史曲线进行详细观察，同时充分结合憋压验漏实验的方式即可详细判断故障类型。

3 结语

总而言之，在针对双潜油电泵井故障进行分析的过程中，不仅需要充分结合故障现象进行分析，同时，也要对引发故障的地层、泵体、生产管柱、流体等各类因素进行综合考虑，这样才能真正找出故障的原因，并采取针对性的措施进行处置，从而保证油井正常生产作业。