潛油電泵常見故障分析與提高采收率方法

李東

（大慶油田裝備制造集團集團力神泵業(yè)股份有限公司，黑龍江 大慶 163311）

目前我國大多數(shù)油田在經(jīng)過多年的生產(chǎn)開采后都進入了生產(chǎn)開采后期階段，原油含水率在不斷增加，在此情形下，潛油電泵在原油舉升過程中得到了廣泛應(yīng)用，而且在實際應(yīng)用過程中通過不斷創(chuàng)新、發(fā)展形成了比較成熟的系統(tǒng)，不僅僅是作為一種單一的舉升設(shè)備應(yīng)用，當前，我國各大油田潛油電泵井的數(shù)量已經(jīng)超過了8000口，在機械采油井中的整體占比達到了15%，是目前油田有效提升采收率的一種手段，為油田的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了基本保障。

1 潛油電泵系統(tǒng)構(gòu)成

潛油電泵主要是由硬件部分以及軟件系統(tǒng)組成，多級離心泵、工藝閥組、電機、變壓器、配電柜及相關(guān)輔助器件是主要的硬件組成部分，而系統(tǒng)優(yōu)化、選型程序、井下工況參數(shù)分析程序、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、故障診斷等是主要的軟件組成部分。在實際的應(yīng)用過程中可以結(jié)合實際井深、出液量來合理的選擇泵的揚程、排量以及電機的功率等相關(guān)參數(shù)。

2 潛油電泵系統(tǒng)優(yōu)缺點分析

2．1 優(yōu)點分析

（1）潛油電泵最大的特點就是具備大排量，通常情況下，這種采油方式主要是應(yīng)用在高產(chǎn)液量井中。

（2）利用潛油電泵系統(tǒng)能夠?qū)⑻幱谟途喜康乃?jīng)過轉(zhuǎn)注后注入下部的注水層中。

（3）設(shè)備整體的結(jié)構(gòu)比較緊湊，外觀美觀，實際占用井場的面積比較小，潛油電泵的離心泵以及電機多位于井下，因此，在實際作業(yè)過程中產(chǎn)生的噪音非常小，設(shè)備管理非常便利，操作流程也比較簡單。

（4）潛油電泵在油田開采領(lǐng)域具有十分廣泛的適用性，可以在水平井、斜井以及海洋石油開采中都實現(xiàn)應(yīng)用，而且采油系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果比較明顯。

（5）潛油電泵井在實際作業(yè)的過程中腐蝕以及結(jié)蠟等故障的處理非常便捷。

（6）可以與井下壓力以及溫度測量裝置實現(xiàn)良好的匹配，利用潛油電泵自身的電纜可以將相關(guān)的信號直接傳遞到地面控制部分中。

（7）可以根據(jù)油井實際產(chǎn)量的變化情況實現(xiàn)頻率的合理調(diào)整。

2．2 缺點分析

（1）潛油電泵的電機額定功率會對其實際下入深度產(chǎn)生一定限制作用。另外，泵體下入井下的深度同時還會受到套管尺寸以及井底高溫等狀況的限制。如果設(shè)備本身的功率比較高，而井下環(huán)形空間不足以為電機提供冷卻空間，會對電機本身使用壽命產(chǎn)生巨大影響。

（2）大功率多級潛油電泵在實際應(yīng)用過程中成本投入較高，而電纜是其主要的成本支出項目。如果井下液體的腐蝕性比較大，還需要額外進行防腐蝕和防高溫施工，這樣就會使得設(shè)備成本進一步增加。

（3）潛油電泵在實際運行過程中多級離心泵以及電機都處在井下，一旦發(fā)生故障的情況下，必須將整個管柱全部起出進行修理，在這種情況下，會使得整個設(shè)備的作業(yè)成本進一步增加，而且也會導(dǎo)致采油井出現(xiàn)較長停產(chǎn)時間。

3 潛游電泵系統(tǒng)常見故障及具體原因分析

與其他的機械舉升方式比較比較，潛油電泵在實際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出來非常明顯的優(yōu)勢，但是由于受到井下作業(yè)環(huán)境、制作材料廠以及運行時間等各種因素影響，導(dǎo)致其經(jīng)常出現(xiàn)一些故障。

3．1 潛油電泵欠載或不出液

潛油電泵在實施運行過程中經(jīng)常會因為以下一些因素導(dǎo)致其出現(xiàn)欠載或不出液等故障：（1）潛油電泵井在運行過程中出現(xiàn)了供液的不足，或者是提防沙篩管在實際運行過程中出現(xiàn)堵塞從而導(dǎo)致供液量下降；（2）潛油電泵井下作業(yè)工況產(chǎn)生變化，導(dǎo)致這種揚程不足；（3）如果系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)了油管、沉砂管、泄油閥泄露或者穿刺等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管柱出現(xiàn)漏失現(xiàn)象；（4）如果油井含水率本身比較低，在實地開采過程中非常容易出現(xiàn)氣鎖現(xiàn)象；（5）潛油電泵機組在實際運行過程中分離器和潛油泵軸出現(xiàn)了斷開現(xiàn)象。

3．2 潛油電泵過載故障

潛油電泵在實施運行過程中經(jīng)常會因為以下一些因素導(dǎo)致其出現(xiàn)過載故障：（1）如果電機在實際運行過程中滲入了井液會導(dǎo)致出現(xiàn)過載，潛油電機的電纜頭部密封存在問題，或者是電機殼體本身因為腐蝕遭到破壞就容易導(dǎo)致井液滲透到電機中；（2）機組在實際運行過程中突然出現(xiàn)了系統(tǒng)保護器失效現(xiàn)象；（3）采油井井下液體的粘度、密度等相關(guān)的參數(shù)超出了預(yù)測值；（4）潛油電機在啟停的瞬間出現(xiàn)了大電流，或者是整個供電系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生了巨大波動，都會導(dǎo)致電纜絕緣層被擊穿或者是造成電纜絕緣層老化。

4 調(diào)整潛油電泵系統(tǒng)參數(shù)，提升油井采收率

4．1 及時排放電動井套管內(nèi)氣體，確定合理套壓值

潛油電泵在實際應(yīng)用過程中能夠有效提升油井產(chǎn)量，從而使得地層內(nèi)的流體流速增加，進一步導(dǎo)致地球壓力出現(xiàn)明顯下降，油液會在地層中達到飽和蒸汽壓，在這種情況下，會使得地層流體中的氣體脫離出來形成游離氣體，與此同時，在井下壓力的作用下有一部分氣體會溶解在井液中，當進入潛油電泵內(nèi)部的具體達到一定比例的時候，會使得整個系統(tǒng)欠載停機的風險進一步增加。因此，在井液進入泵體內(nèi)部之前必須對其進行脫氣處理，但是，當進入泵體內(nèi)部氣體含量超過分離器的氣體處理能力的時候，會使得整個系統(tǒng)舉升效率下降，嚴重的情況下會產(chǎn)生汽蝕，從而對泵的使用壽命產(chǎn)生嚴重影響。因此，在潛油電動井實際的作業(yè)過程中必須要將套管內(nèi)多余的氣體進行及時排放，這樣才能充分保證井下的氣液比以及井液密度能夠始終處在理想范圍內(nèi)，不僅能夠有效提升潛油電泵系統(tǒng)的運行效率，進一步提升油井產(chǎn)量，同時也能夠讓整個電泵系統(tǒng)的使用壽命得到有效延長，最大程度降低潛油電泵井的采油成本。

在實際采油作業(yè)過程中，油井的套壓值會對潛油電泵井的采收率以及產(chǎn)量形成巨大影響。井下地層條件非常復(fù)雜，不同的油井井下地層壓力及溫度都存在較大差別，原油含水率、飽和壓力以及產(chǎn)液量出現(xiàn)變化都會導(dǎo)致油井套壓值標準設(shè)備困難。鑒于此，在實際應(yīng)用過程中，潛油電動井的套壓值并不是固定的，要根據(jù)實際生產(chǎn)條件的狀況進行合理的調(diào)整。在實際作業(yè)過程中，通常情況下都會利用多次的現(xiàn)場試驗來最終確定出精確的潛油電泵井套壓值。在針對套壓值進行穩(wěn)定的過程中，首先要針對采油井當前的運行工況、套壓值、產(chǎn)液量等相關(guān)參數(shù)進行精確記錄，并實現(xiàn)對套壓放氣閥的有效調(diào)節(jié)。與此同時，將不同套壓值所對應(yīng)的產(chǎn)液量進行精確記錄，充分結(jié)合現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，詳細地繪制出產(chǎn)液量隨套壓變化的關(guān)系曲線，采油井在實際的生產(chǎn)作業(yè)過程中可以充分結(jié)合該曲線來最終確定出合理的套壓值。

4．2 分析潛油電泵電流卡

針對每口潛油電泵井，要指派專人對運轉(zhuǎn)記錄卡片進行及時填寫。運轉(zhuǎn)記錄卡片要將油井編號、電泵系統(tǒng)生產(chǎn)廠商、型號、泵掛深度、投產(chǎn)時間等相關(guān)參數(shù)都記錄在內(nèi)。而電流卡片通常情況下是通過電流記錄儀來進行自動繪制，電流卡片主要是呈現(xiàn)出光滑的曲線，通過電流卡片能夠充分反映出潛油電泵系統(tǒng)完全滿足當前采油井的生產(chǎn)開采需求。潛油電泵系統(tǒng)在實際運行過程中，實際運行功率往往不會超過額定功率，而且電流值通常情況下都是在設(shè)計范圍內(nèi)進行波動，與額定電流值比較接近。如果系統(tǒng)在實際運行過程中，實際電流值超過了機組所設(shè)置的極限值，或者是保護器產(chǎn)生作用使得整個系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)現(xiàn)象，針對這種情況，應(yīng)該充分結(jié)合實際的運行工況參數(shù)以及作業(yè)環(huán)境，對出現(xiàn)電流異常狀況的具體原因進行深入分析，并采取有針對性的措施進行故障處理，這樣才能充分保證快速恢復(fù)生產(chǎn)。

5 結(jié)語

潛油電泵系統(tǒng)在我國油田生產(chǎn)開采過程中的應(yīng)用具有非常明顯的優(yōu)勢，而且近幾年來，潛油電泵井的數(shù)量在逐步增加。我國在潛油電泵的研發(fā)、設(shè)計以及制造等各個方面都實現(xiàn)了快速發(fā)展，潛油電泵研發(fā)技術(shù)，目前已經(jīng)處在了世界前列，而將其與變頻節(jié)能技術(shù)進行有效結(jié)合后，有效地提升了采油井的生產(chǎn)作業(yè)效率，而且也使得采油作業(yè)成本得到了有效控制，在潛油電泵機組實際運行過程中，要及時針對其故障形式進行深入分析，這樣才能保障其實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。