潜油电泵系统能耗研究

申迎彬

（1. 西安石油大学，陕西 西安 710065；2. 大庆油田装备制造集团力神泵业公司，黑龙江 大庆 163000）

众所周知，在油气田开发过程中，潜油电泵是最重要的设备之一。该设备具有扬程高、排量大等优点，因此，该设备得到了十分广泛的应用[1-2]。但是如果在使用该设备的过程中，出现了不科学的操作等一系列的问题，都会使得该设备的运行效率降低。对于油气田开发而言，提高潜油电泵的运行效率也是未来发展的重要趋势。目前国内外学者对于设备的性能研究相对较多，但是对效率的研究相对较少，这给油田单位带来了一定的困扰，针对此问题，本次研究结合我国潜油电泵的应用现状，从影响潜油电泵运行效率的相关因素出发，对这些因素出现的原因进行分析，对所造成的后果进行深入研究，最后提出提高潜油电泵运行效率的相关措施。

1 潜油电泵系统效率分析

整个潜油电泵的系统由多个部分组成。例如离心泵、分离器、电机等，这些组成部分的运行效率都会对整个潜油电泵系统的运行效率产生重要的影响，由于潜油电泵的系系统设备处于井下，所采用的能量来源为电能，地面上的控制柜通过输入电压的形式，经过大量的电缆进而到达整个潜油电泵系统内，通过叶轮等部件的工作，进而满足油气开采的重要需求，油气资源可以在相关管线的作用下被提升到地面。由此可见，整个潜油电泵系统的运行十分复杂，工作的过程中主要存在两大过程，分别是能量的转化以及能量的传递，当然在这个过程中必然会存在一定的能量损失[3]。

通过建立数学模型以后发现，当潜油电泵系统的机械运行效率相对较高时，则所产生的机械损耗就相对较低，进而会使得整个系统的运行效率得到一定的提升。当潜油电泵的运行电流相对较低时，则在电缆中产生的电流损失就相对较少，也会使得整个系统的运行效率得到一定的提升。当潜油电泵系统的扬程一定的前提下，潜油电泵所处的井深越低，则系统的效率就越高，当潜油电泵所处的井下深度一定的前提下，如果潜油电泵系统的扬程得到提高，其运行效率也会得到一定的提升[4]。

2 潜油电泵系统能耗研究

2.1 参数设计因素

在应用潜油电泵系统的过程中，需要在收集油气井资料的前提下，合理的选择潜油电泵系统，如果相关资料的搜集并不全面，就会出现选择错误问题，进而会使得潜油电泵的电动系统运行效率受到严重的影响。在另一方面，在应用潜油电泵系统的过程中，需要对某些参数进行人为的设定，如果参数的设定存在一定的缺陷，也会使得整个潜油电泵系统的运行效率产生重要的影响。对于我国的油田单位而言，潜油电泵的选择以及相关参数的设计优化是主要影响系统运行效率的因素，因此相关单位首先必须从这个角度出发，对潜油电泵系统进行合理的选择，并对相关的参数进行合理的优化，进而使得整个系统的运行效率可以得到一定的提升。

2.2 库存因素

在潜油电泵系统的库存里面，不可能有对应所有生产状况的潜油电泵系统。即油田单位的库存里面不可能有所有排量和扬程的潜油电泵系统，因此油田单位很难根据每口油井的实际状况，对潜油电泵系统进行合理的选择，这也是制约潜油电泵系统效率难以提高的重要因素之一。我国的油田单位一般都是根据每口油井的生产状况，尽可能选择扬程及排量相对较为接近的潜油电泵系统，在进行潜油电泵系统选择的过程中，如果出现扬程和排量误差相对较大的问题，则会使得整个系统的运行效率出现严重下降问题。

2.3 结垢因素

在进行原油开采的过程中，由于井底的砂石数量相对较多，这部分砂石会随着原油被开采出地面，在被开采出地面的过程中部分砂石会附着在潜油电泵系统内部，进而使得流道的面积减小，原油在流道内进行流动的阻力不断升高，进而使得系统的效率得到一定的降低。

3 潜油电泵系统降低能耗的措施

为了降低潜油电泵系统的能耗，进而提高整个潜油电泵系统的运行效率，油田单位需要采取以下三个方面的措施。首先在进行原油开发之前，相关单位必须与各个部门相互合作，进而获取整个油井的详细资料选择最合适的潜油电泵。其次，油田单位需要加强油井的管理工作，可以在实验室条件下进行一定的实验，在实验结果的基础上对参数进行设定。最后，在采用潜油电泵系统的过程中，不可避免的会出现结垢问题，我们无法阻止结垢问题的发生，但是可以定期对潜油电泵系统内的砂石进行一定的清理，进而使得整个潜油电泵系统内流道的面积可以得到一定的扩大，这也是提高潜油电泵系统运行效率的重要方法，在进行砂石清理的过程中，油田单位需要制定合理的砂石清理周期，定期对砂石进行清理。在另一方面，油田单位需要尽可能选择压力相对较高、电流相对较低的潜油电泵系统，通过在潜油电泵系统内增设变频措施，使得潜油电泵系统可以根据油井生产的需求进行参数自我设定，进而使得整个潜油电泵系统的运行效率得到全面的提升。

4 结论

通过本次研究可以发现，在整个原油生产过程中，潜油电泵是最重要的设备之一，该设备有多个部分组成，例如离心泵、分离器、电机等，因此影响潜油电泵系统运行效率的相关因素也必然很多，通过控制单一的影响因素很难提高整个系统的运行效率。因此，油田单位需要根据自身的需求，选择合理的措施，对这些因素进行合理的控制，进而使得潜油电泵系统的运行能耗可以得到一定的降低，其运行效率可以得到一定的提升，进而推动油田生产的进一步发展。