探析电潜泵(ESP)采油技术新进展

马瑞山

（1.西安石油大学，陕西 西安 710065；2.延长油田吴起采油厂，陕西 延安 716000）

一、电潜泵采油技术概述

电潜泵(ESP)的全称为电动潜油离心泵，Electrical submersible pump，简称为电潜泵或者电泵，电潜泵是通过电动机以及多级的离心泵进入到采油井的石油液面下进行抽油的举升设备，电潜泵的工作原理在于，地面的电源通过一系列的设备如变压器、控制屏以及电缆将电能输送到井下的电机中，通过电机带动了多级离心泵的叶轮转动，从而将电能转换为机械能，同时将采油井中的井液提升到了地面。

电潜泵的采油设备结构较为简单，同时具有较高的效率和较大的排量，具有自动化程度较高等特点，在非自喷高产井、高含水井以及海上的油田等采油井中得到了广泛的应用，是石油开采过程中后期开采的主要方式和手段。根据实际的资料显示，电潜泵平均的产液量是传统泵的2倍以上。

二、国内外电潜泵发展状况

电潜泵采油技术发展中，各国的发展水平都不一致，美国是电潜泵采油技术水平最高的国家，而前苏联则是产量最大的国家，大约有56%的石油产量来自于电潜泵。国外的电潜泵呈现出大排量、大功率以及较高的可靠性和较高的耐高温和高压的发展趋势。同时也向着自动化、智能化以及遥控检测的方向发展，从而有效提高了电潜泵的适用范围和适用的时间，从而有效降低了生产的成本。

上世纪90年代，我国从美国引进了电潜泵整机以及散件等设备，并在各大油田实现了推广，具有良好的使用效果，为各大油田的中期和后期的开采创造了良好的技术环境。以大庆油田为例，大庆油田电潜泵采油井占据了机械采油井总数大约10%，而井液的产出量占据总体产液量的30%左右，成为了油田保证石油产量和石油质量的主要方式之一。经过一段时间的发展，我国国内也已经出现了十余家电潜泵的生产企业，电潜泵的产品批量出口到了俄罗斯。随着相关技术的发展，电潜泵的采油技术也随之不断更新和发展。

三、电潜泵采油技术的进展

随着电潜泵采油技术的持续研究和发展，新材料和新工艺也得到了持续的发展，能够解决专项问题，满足不同程度需要的电潜泵和工具实现了一定的发展，不仅提高了电潜泵的使用范围，同时也有效延长了电潜泵的使用时间和寿命，在很大程度上降低了油井开采的举升成本，电潜泵的采油技术实现了持续的完善和提高。

1变频驱动电潜泵

美国Reda以及Centrilift公司提出了对变频驱动装置改善的方式，Reda公司所设计的新变频装置，其输出的电压以及频率通过微处理机进行调整和监控，相应的变频装置和系统具有关井保护以及高速限制等标准化的组件，而Centrilift公司则通过改进新的变频器实现了数字显示器的安装和使用，从而便于数据的读取和数据的使用，同时通过增加电流的不平衡探测回路，从而提高了系统的探测性能和关闭的能力。

2代替杆式泵的电潜泵

WOOD GROUP公司研究出了一种新式的，能代替杆式泵的小容积的电潜泵技术，这种新型的电潜泵的效率更高，其叶片设计也更为宽大，同时具有更为可靠的止推环的面积以及更小的操作范围，对于井筒偏差或者井眼过深的状况，采用常规的杆式泵无法长时间运转开采，由此采用体积较小的新型的电潜泵。当前，这种代替杆式泵的电潜泵实现了每天80-280桶的小范围操作，此外，新型的电潜泵的操作费用也已接近杆式泵。

3节能隔膜电潜泵

俄罗斯伊热夫斯克电动机械厂通过研究，研制出了用于低产石油井的UEDN5型隔膜电潜泵，这种研制出来的电潜泵具有其中型号，所有型号的电潜泵装置都具有同样的规格。隔膜电潜泵用于低排量以及高效率泵的开发，同时还具有电潜泵无抽油杆的特征。俄罗斯石油公司通过是低产井中使用隔膜电潜泵，得到了较好的使用效果。

4耐H2S的电潜泵

ODI公司通过研制开发出了能使用在高H2S采油井的电潜泵。采油井中的H2S气体一般通过弹性材料或者密封处渗入，从而引发了电机的早期损坏。可使用专门的密封腔式波纹管阻挡H2S的渗透。这种密封室装设有两个弹性材料的腔室以及一个吸收H2S气体的净化腔室。通过密封室的波纹管渗入的H2S气体将被净化器吸收，由此进入电机的H2S总量明显减少，在一定程度上防止了H2S对电机的侵蚀，由此提高了电机的使用寿命。

5高容积气体分离器电潜泵

最近，美国的Centrilift公司新推出了GasMster，高容积井下气体分离器，用于实现气体的分离从而有效提高了电潜泵的石油采出量。新的分离器的设计有效提高了经过分离器到电潜泵的总体速度，同时相对与标准的电潜泵气体分析器而言具有更好的气体分离的效率。Centrilift公司的工程师确定了高气体容积以及在高流速下实现节流叶轮的设计，而传统的分离器设计无法提供充分的附加压力以克服压头的损失。这种气体分离器可按照不通的需求进行个性化的定制，从而满足不同程度的磨损级别，适应特殊的油井开采环境。

[1]刘竟成，李颖川，陈征，范晓峰.电潜泵(ESP)采油技术新进展 [J].科技信息 (科学教研)，2008，(13).

[2]伊向艺，卢渊，马红梅.吐哈油田气举采油适应性分析[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2004，(06).

[3]吕金萍，焦培林，蔡新明.低产油井的节能优化控制系统研究 [J].仪器仪表用户，2007，(05).

[4]位云生，胡永全，吕永国，张俊良.水力裂缝设计对凝析气藏产能的影响[J].断块油气田，2006，(01).

[5]高国良，朱友珠，于涛.潜油电泵高效油气分离的验证与试验[J]断块油气田，2006，(02).