潜油电泵常见故障分析与提高采收率方法

李东

（大庆油田装备制造集团集团力神泵业股份有限公司，黑龙江 大庆 163311）

目前我国大多数油田在经过多年的生产开采后都进入了生产开采后期阶段，原油含水率在不断增加，在此情形下，潜油电泵在原油举升过程中得到了广泛应用，而且在实际应用过程中通过不断创新、发展形成了比较成熟的系统，不仅仅是作为一种单一的举升设备应用，当前，我国各大油田潜油电泵井的数量已经超过了8000口，在机械采油井中的整体占比达到了15%，是目前油田有效提升采收率的一种手段，为油田的稳产、高产提供了基本保障。

1 潜油电泵系统构成

潜油电泵主要是由硬件部分以及软件系统组成，多级离心泵、工艺阀组、电机、变压器、配电柜及相关辅助器件是主要的硬件组成部分，而系统优化、选型程序、井下工况参数分析程序、数据统计、故障诊断等是主要的软件组成部分。在实际的应用过程中可以结合实际井深、出液量来合理的选择泵的扬程、排量以及电机的功率等相关参数。

2 潜油电泵系统优缺点分析

2．1 优点分析

（1）潜油电泵最大的特点就是具备大排量，通常情况下，这种采油方式主要是应用在高产液量井中。

（2）利用潜油电泵系统能够将处于油井上部的水经过转注后注入下部的注水层中。

（3）设备整体的结构比较紧凑，外观美观，实际占用井场的面积比较小，潜油电泵的离心泵以及电机多位于井下，因此，在实际作业过程中产生的噪音非常小，设备管理非常便利，操作流程也比较简单。

（4）潜油电泵在油田开采领域具有十分广泛的适用性，可以在水平井、斜井以及海洋石油开采中都实现应用，而且采油系统的实际应用效果比较明显。

（5）潜油电泵井在实际作业的过程中腐蚀以及结蜡等故障的处理非常便捷。

（6）可以与井下压力以及温度测量装置实现良好的匹配，利用潜油电泵自身的电缆可以将相关的信号直接传递到地面控制部分中。

（7）可以根据油井实际产量的变化情况实现频率的合理调整。

2．2 缺点分析

（1）潜油电泵的电机额定功率会对其实际下入深度产生一定限制作用。另外，泵体下入井下的深度同时还会受到套管尺寸以及井底高温等状况的限制。如果设备本身的功率比较高，而井下环形空间不足以为电机提供冷却空间，会对电机本身使用寿命产生巨大影响。

（2）大功率多级潜油电泵在实际应用过程中成本投入较高，而电缆是其主要的成本支出项目。如果井下液体的腐蚀性比较大，还需要额外进行防腐蚀和防高温施工，这样就会使得设备成本进一步增加。

（3）潜油电泵在实际运行过程中多级离心泵以及电机都处在井下，一旦发生故障的情况下，必须将整个管柱全部起出进行修理，在这种情况下，会使得整个设备的作业成本进一步增加，而且也会导致采油井出现较长停产时间。

3 潜游电泵系统常见故障及具体原因分析

与其他的机械举升方式比较比较，潜油电泵在实际应用过程中表现出来非常明显的优势，但是由于受到井下作业环境、制作材料厂以及运行时间等各种因素影响，导致其经常出现一些故障。

3．1 潜油电泵欠载或不出液

潜油电泵在实施运行过程中经常会因为以下一些因素导致其出现欠载或不出液等故障：（1）潜油电泵井在运行过程中出现了供液的不足，或者是提防沙筛管在实际运行过程中出现堵塞从而导致供液量下降；（2）潜油电泵井下作业工况产生变化，导致这种扬程不足；（3）如果系统在运行过程中出现了油管、沉砂管、泄油阀泄露或者穿刺等现象，从而导致管柱出现漏失现象；（4）如果油井含水率本身比较低，在实地开采过程中非常容易出现气锁现象；（5）潜油电泵机组在实际运行过程中分离器和潜油泵轴出现了断开现象。

3．2 潜油电泵过载故障

潜油电泵在实施运行过程中经常会因为以下一些因素导致其出现过载故障：（1）如果电机在实际运行过程中渗入了井液会导致出现过载，潜油电机的电缆头部密封存在问题，或者是电机壳体本身因为腐蚀遭到破坏就容易导致井液渗透到电机中；（2）机组在实际运行过程中突然出现了系统保护器失效现象；（3）采油井井下液体的粘度、密度等相关的参数超出了预测值；（4）潜油电机在启停的瞬间出现了大电流，或者是整个供电系统的电压产生了巨大波动，都会导致电缆绝缘层被击穿或者是造成电缆绝缘层老化。

4 调整潜油电泵系统参数，提升油井采收率

4．1 及时排放电动井套管内气体，确定合理套压值

潜油电泵在实际应用过程中能够有效提升油井产量，从而使得地层内的流体流速增加，进一步导致地球压力出现明显下降，油液会在地层中达到饱和蒸汽压，在这种情况下，会使得地层流体中的气体脱离出来形成游离气体，与此同时，在井下压力的作用下有一部分气体会溶解在井液中，当进入潜油电泵内部的具体达到一定比例的时候，会使得整个系统欠载停机的风险进一步增加。因此，在井液进入泵体内部之前必须对其进行脱气处理，但是，当进入泵体内部气体含量超过分离器的气体处理能力的时候，会使得整个系统举升效率下降，严重的情况下会产生汽蚀，从而对泵的使用寿命产生严重影响。因此，在潜油电动井实际的作业过程中必须要将套管内多余的气体进行及时排放，这样才能充分保证井下的气液比以及井液密度能够始终处在理想范围内，不仅能够有效提升潜油电泵系统的运行效率，进一步提升油井产量，同时也能够让整个电泵系统的使用寿命得到有效延长，最大程度降低潜油电泵井的采油成本。

在实际采油作业过程中，油井的套压值会对潜油电泵井的采收率以及产量形成巨大影响。井下地层条件非常复杂，不同的油井井下地层压力及温度都存在较大差别，原油含水率、饱和压力以及产液量出现变化都会导致油井套压值标准设备困难。鉴于此，在实际应用过程中，潜油电动井的套压值并不是固定的，要根据实际生产条件的状况进行合理的调整。在实际作业过程中，通常情况下都会利用多次的现场试验来最终确定出精确的潜油电泵井套压值。在针对套压值进行稳定的过程中，首先要针对采油井当前的运行工况、套压值、产液量等相关参数进行精确记录，并实现对套压放气阀的有效调节。与此同时，将不同套压值所对应的产液量进行精确记录，充分结合现场试验数据，详细地绘制出产液量随套压变化的关系曲线，采油井在实际的生产作业过程中可以充分结合该曲线来最终确定出合理的套压值。

4．2 分析潜油电泵电流卡

针对每口潜油电泵井，要指派专人对运转记录卡片进行及时填写。运转记录卡片要将油井编号、电泵系统生产厂商、型号、泵挂深度、投产时间等相关参数都记录在内。而电流卡片通常情况下是通过电流记录仪来进行自动绘制，电流卡片主要是呈现出光滑的曲线，通过电流卡片能够充分反映出潜油电泵系统完全满足当前采油井的生产开采需求。潜油电泵系统在实际运行过程中，实际运行功率往往不会超过额定功率，而且电流值通常情况下都是在设计范围内进行波动，与额定电流值比较接近。如果系统在实际运行过程中，实际电流值超过了机组所设置的极限值，或者是保护器产生作用使得整个系统停止运转现象，针对这种情况，应该充分结合实际的运行工况参数以及作业环境，对出现电流异常状况的具体原因进行深入分析，并采取有针对性的措施进行故障处理，这样才能充分保证快速恢复生产。

5 结语

潜油电泵系统在我国油田生产开采过程中的应用具有非常明显的优势，而且近几年来，潜油电泵井的数量在逐步增加。我国在潜油电泵的研发、设计以及制造等各个方面都实现了快速发展，潜油电泵研发技术，目前已经处在了世界前列，而将其与变频节能技术进行有效结合后，有效地提升了采油井的生产作业效率，而且也使得采油作业成本得到了有效控制，在潜油电泵机组实际运行过程中，要及时针对其故障形式进行深入分析，这样才能保障其实现正常运转。