油田中潛油電泵技術的應用分析

高軼超 (大慶油田裝備制造集團力神泵業有限公司 黑龍江省 大慶市 163311）

一、潛油電泵機組的組成

潛油電泵機組屬于人工舉升裝備，由井下部分，地面設備及輔助設備三大部分組成。其中井下部分包括潛油離心泵、油氣分離器、保護器、潛油電機及井下動力電纜；地面設備包括變壓器及控制柜；輔助設備一般有井下傳感器、單流閥、泄油閥、專用井口及井口穿越器等。

二、潛油電泵的相關內容

1.潛油電泵的作用

潛油電泵是一種多級離心泵。潛油電機將機械能傳遞給潛油離心泵，帶動潛油離心泵中的葉輪高速旋轉，從而將原油從井中抽出輸送到地面的集輸系統中。它是一種十分重要的機械采油設備，在國內外油田均有廣泛應用。

2.潛油電泵的工作原理

潛油電泵的工作原理與應用于地面的普通離心泵基本一致。在使用潛油電泵的過程中，首先應該將潛油泵的內部填滿液體，然后將其浸沒到被抽取的液體里。當啟動機組以后，潛油電機會帶動潛油泵軸還有泵軸上的葉輪高速旋轉，這樣葉輪的葉片會使其流道內的液體轉動，而轉動中的液體會因為慣性的緣故通過葉輪葉片的作用流向葉輪的外緣。因為液體流動具有連續性的特點，而對葉輪吸入口的液體來說，向葉輪外緣流動的液體會有一種吸力，從而使流向葉輪外緣的液體所占的空間被葉輪吸入口的液體填充。在這樣整個的過程中，葉輪中的液體繞著流葉片，而在繞流運動的過程中，葉片受液體作用為一升力，反過來葉片是以同樣大小但是方向卻相反的力作用于液體，這個力主要針對液體進行做功，然后使液體能夠得到能量，從而從葉輪中流出，在這一過程中，液體的壓能以及動能都得到了提高。從葉輪中流出的液體會直接進入到導殼的壓出室，然后這一部分液體會被壓出室收集起來，在一定程度上將液體的流動速度放緩，把動能轉化為壓能，繼而將這一部分的導體引入到導殼的吸入室，以此來供下級葉輪汲取。這樣一來，液體可以逐級地流經泵內的所有的葉輪、導殼，每流過一級，壓能就可以得到一級提升。最終將一級一級的壓能將其加在一起之后，潛油泵的出口的地方就會獲得增加了的能量，也就是說會產生一定的揚程，繼而可以達到抽送液體的目的。

3.潛油電泵的特點

潛油電泵是一種多級離心泵，在使用它時不僅需要將它安裝在油井中，而且還要求還對它有一定的要求，就是要將其完全浸沒在井液里。而潛油電泵會咋一定程度上受到油井套管內徑尺寸的影響，以至于其外徑的尺寸會相對比較小。出于對不同油田、不同地區油井的深淺的不同，所以潛油泵的揚程范圍比較大，而就目前而言，經常會用到的潛油泵的揚程通常為八百米到三千米之間。通常情況下，5.5inch油井套管的潛油泵的外徑尺寸為86～102mm。而在7inch以上的油井套管的潛油泵的外徑尺寸為130mm以下。另外，由于潛油泵外徑尺寸受限的同時泵內葉輪的直徑也不大，這樣一來，適合5.5inch的油井套管的潛油泵的每一級的葉輪所產生的揚程是3～7m，而7inch以上的揚程通常為6～11m。

就目前的使用狀況來說，通常使用的潛油電泵的葉輪級數為150～450級，適用于5.5inch油井套管的潛油泵的排量是30～700立方米／天，其效率在40%～60%之間；適用于7inch油井套管的潛油泵排量是200～1200立方米／天，其效率在55%～74%之間。

三、不同情況對潛油電泵機組的防護與應用

1.潛油電泵機組的防砂

在油井進行生產的過程中，通常會遇到這樣的問題：油井出砂。如果井液中的砂過多，這樣就會嚴重磨損潛油泵從而導致排量的減少、電機負荷增大，甚至更嚴重的會出現卡泵的現象，從而損壞了機組。正是因為這樣，在進行設計制造時應該選取一些抗砂蝕的材料以及結構的設計，這樣不僅可以提高機組部件的硬度而且還可以提高其耐磨性。

2.潛油電泵機組的防垢

在油田生產油井的過程中，很長的一段時間內其機組都是浸泡在井液里，而在高溫高壓的影響下機組會結垢。這樣的情況出現，就需要對其情況采取措施，而主要的措施一方面就是將機組的表面涂上可以防垢的材料，而另一方面就是將緩蝕防垢劑注入到油井中。這兩種比較主要的措施可以在一定程度上降低潛油電泵機組被垢蝕的幾率，繼而也就延長了一些機組的使用壽命。

3.潛油電泵機組的防腐

由于每一個油田的腐蝕介質都是有所不同的，所以對電泵產生的影響也有所不同。因此，我們要根據具體的腐蝕原因采取一定的措施防止潛油電泵機組受到腐蝕。

四、潛油電泵井系統管理

潛油電泵采油作為一種系統的工藝技術，對它進行管理時可以采用系統工程的方法。對潛油電泵進行系統工程的管理就是要將與潛油電泵采油相關的每一個環節組織起來，協調配合好系統和局部的關系，從而實現系統整體的優化。在對油田進行使用的過程中可以看出，影響潛油電泵使用壽命的因素主要有三個：第一，潛油電泵設備在生產制造方面的質量問題；第二，潛油電泵在施工方面的質量問題；第三，潛油電泵井在日常管理中遇到的問題。如果可以井這三個方面的工作做得很好，除了可以延長潛油電泵的使用壽命之外，還可以在一定程度上降低成本，確保油田能夠穩定地進行生產。

總而言之，我國的潛油電泵已經實現了國產化，但是依然還是有許多的問題存在或出現。因此，需要把握潛油電泵的主要特點，需要根據不同的情況采取不同的、恰當的措施，適當的對潛油電泵機組進行防護，從而保證油田生產的穩定性，使得油田中潛油電泵技術得到不斷地進步與發展。

[1]王方偉.淺海油田電潛泵工況分析研究[D].中國石油大學2010.

[2]錢欽,薛晶,鄭勇,廖文山.提高電潛泵采油系統效率的優化設計[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報).2006(04).

[3]朱軍.往復式潛油電泵采油系統及其配套井下工具的研究與討論[J].內江科技.2006(08).

[4]焦陽,趙玉珍,馮恒柱,年喜.潛油電泵系統中各部件的選擇[J].職業技術.2011(03).

[5]張全勝.潛油電泵系統的故障樹分析[J].石油礦場機械.2008(04).