電潛泵提液采油配套技術的應用

魏永祥 劉俊剛 陳敏 關野 王曉明 步萬榮

摘要：在當前的發展中，隨著社會建設進程的加快，對能源的消耗與需求同樣在不斷的增加。其中油田是主要的能源產出場所。當油田開發力度的不斷加強使其提早進入了高含水期，導致采油技術的展開受到了一定的阻礙。隨著電潛泵采油技術的不斷發展與完善，在油田中的采油能力以及采油的排量不斷增大，在高含水期的油田中得到了廣泛的應用。基于此，本文對當前電潛泵在提液采油中配套技術的實際應用展開深入的研究與分析，通過現狀的應用提出更好的優化措施，促進電潛泵在油田中的更好使用。

Abstract： In the current development， with the acceleration of the social construction process， the consumption and demand for energy are also increasing. The oil field is the main source of energy production. When the development of oilfields continued to strengthen， it entered the high water-cut period early， which led to certain obstacles to the development of oil recovery technology. With the continuous development and improvement of the electric submersible pump oil production technology， the oil production capacity and the oil production displacement in the oil field are increasing， and it has been widely used in oil fields with high water cut period. Based on this， this paper conducts in-depth research and analysis on the practical application of the supporting technology of current electric submersible pumps in liquid extraction and oil recovery， and proposes better optimization measures through the application of the current situation to promote the better use of electric submersible pumps in oil fields.

關鍵詞：電潛泵；采油工藝；油田；技術；應用

Key words： electric submersible pump；oil recovery process；oil field；technology；application

中圖分類號：TE355 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）32-0246-02

0 引言

隨著電潛泵技術在油田提液采油工作中的廣泛使用，在一定程度上促進了電潛泵技術的更好發展。當油田開發進入了高含水階段，對電潛泵采油技術的要求也在不斷的增加，但是在實際的提液采油工作中，電潛泵技術的工作效率較低，且耗能較高，導致實際采油效益較低。而在當前的社會發展中，石油是市場最主要的需求能源之一，電潛泵技術的更好使用對石油開采工作十分重要。因此需要加強對電潛泵采油技術的提高，促進電潛泵采油效益的實際增強，使得油田開發工作的更好發展，電潛泵體液采油技術的更好應用。

1 電潛泵提液采油技術的應用

1.1 電潛泵采油技術原理

在當前的采油技術使用中，電潛泵是最為常用的采用技術。其工作原理主要是在采油過程中將油管中的離心泵深入至井筒，當地面的電源通過專用電纜與潛油電機完成連接之后，使離心泵開始旋轉工作，將油井井筒中的原油通過離心力升至地面。電潛泵在使用中極為簡單，設備的采油效率較高，且原油的排量較大，能夠實現自動化控制工作。在油田的開發工作中，電潛泵技術的使用主要是在高含水階段或者是高產井情況下，當油井中的液體含量較大時，在海上油田的開采工作中，由于受到平臺的面積限制，往往也會通過電潛泵技術的使用實現提液采油。

1.2 電潛泵采油技術常見問題

當電潛泵技術在采油過程中被使用時，因為油田中的液體含量較低或液體的流動性等情況會對電潛泵的采用工作造成影響。在電潛泵的提液采油技術使用中，常見的問題主要有：電潛泵工作帶不動液體上升，電潛泵的電機工作負荷過大導致機器燒壞以及電潛泵的整體機組負荷運行等。其中電潛泵工作沒有液體的出現是最為關鍵的問題，其主要的產生原因可能是電潛泵的工作軸心斷裂、葉輪磨損嚴重、電泵運行發生氣鎖以及運輸管柱泄漏等；而電潛泵的點擊工作負荷過大導致機器燒壞的原因主要是由于電機本身的實際負載過大，且油田中的液體含量較低、運行時的電壓過高等；電潛泵整體機組過載的產生原因可能是油田中原油的粘度較大、電機與所要求參數不匹配以及電泵出現故障等。

1.3 電潛泵系統優化

電潛泵在提液采油技術應用中，受到高氣液比的影響較大，會出現電潛泵振動的情況，嚴重時則會導致電潛泵發生欠載停泵的情況，此狀態下所產生的氣蝕會對電潛泵的實際使用壽命造成影響。因此，在提液采油技術的應用中需要對電潛泵的沉沒度加以保證，在共組喲中能夠有效降低電泵中的進氣液比。同時對電潛泵的絕緣設備實際溫度有極為嚴格的要求，否則溫度過高會導致電潛泵的設備損壞。因此，在提液采油中對電潛泵的下方位置溫度的把控極為重要。通常情況下可以通過油井的井筒溫度做分析對溫度變化達到充分的掌握。

2 提高電潛泵采油系統效率優化設計

由于當前采油技術中對電潛泵的使用要求逐漸增高，因此對于技術的提升需要以其實際采油系統工作效率的提升為根本目的，在此基礎上保持加強有效功率與輸入功率降低的原則對其實際使用進行有效的優化與改善，其主要的優化步驟分為以下方面：

①提液采油準備工作中需要準確把握地層壓力、根據油田特點進行開發，并根據實際地理要求科學計算合理確定提液量。②根據科學計算所得的提液量的工作目標對電潛泵的泵吸口壓力進行控制參數的設計，并對電泵的下潛深度進行計算。③根據提液量的工作目標對實際的舉升要求進行計算，主要包括對舉升的有效高度以及油管壓頭下損失的高度進行計算，同時對電潛泵在油井中的壓力影響下應該實際確定的有效揚程進行準確的計算，確保其與目標提液量的實際要求相吻合。④通過計算所得的電潛泵所需要的有效揚程對其實際工作中與之相匹配的電潛泵揚程進行準確設定。⑤與泵特性曲線的變化相結合，對電潛泵的實際要求排量進行精準計算，選擇適合的電潛泵展開工作。⑥對提液量的工作目標實際所需的舉升功率進行精準計算，確保其有效性。⑦對潛油中所需的電機功率加以計算與油井的實際狀況相結合，在潛油電機的整套系列中選擇匹配度最高的電機功率。

3 電潛泵體液采油技術的應用與發展

在現階段的電潛泵提液采油技術使用中，國內外的技術使用已經逐漸得到完善，當下，世界電潛泵的主要生產國有三個，分別是中、美、俄。且三國的年生產總量是世界生產總量四分之三。

其中，就電潛泵的應用技術而言，以美國電潛泵的生產技術最為成熟且優異。在電潛泵自動化與智能化的生產研發領域中，美國處于領先地位。而俄羅斯在電潛泵的生產工作中主要注重對電潛泵工作質量的保證，俄羅斯在20世紀末期與英國達成貿易合作關系并引入了電潛泵的生產研發技術，促進了俄羅斯電潛泵生產與使用技術的更好發展，就電潛泵的可靠而言，俄羅斯處于國際領先地位。對于中國而言，雖然電潛泵生產與研發技術成形較晚，但經過長時間的不斷探索與實驗，在成本制造方面，我國電潛泵的研發技術處于國際市場的領先地位，且我國電潛泵的整體價格較為合理，因此近年來電潛泵的出口總數遙遙領先。而在當前的提液采油技術使用中，電潛泵的主要使用技術分為以下幾種：

3.1 變頻驅動電潛泵

變頻驅動裝置在電潛泵中的使用最早是由美國Rade公司所研發。美國公司在研發變頻驅動的電潛泵時將裝置中輸出的電壓與頻率通過微處理技術對其實現監控與調整，通過裝置中系統診斷與關井保護功能對其進行了優化，在裝置中配備了故障記憶、地面故障保護、高速限制等工作組件，且隨著在實際中的使用與發展已經實現了標準化。同時，美國Centrilifl公司對變頻控制器進行了創新研發在其中加入了數字顯示器，有助于讀數和使用。且在其中加入了對電流進行檢測的葫蘆，能夠對電流的實際運行狀態加以探測，確保系統的探測功能與關閉功能的更好運作。

3.2 節能隔膜電潛泵

隨著資源消耗量的不斷增大，在當前的能源開發工作中一直提倡節能環保與可持續發展。在提液采油工作中同樣如此，電潛泵技術的使用應該是以環保為主要的工作原理，通過節能技術的加入實現對油田的環保開發，節能隔膜電潛泵的研發是在電潛泵技術的使用中的重要創新發展。俄羅斯是電潛泵環保節能使用技術的首要研發國家。其所生產的隔膜電潛泵在油田的開發與提液工作中得到了極好的應用，且在產能較低的油田與油井中較常使用，該電潛泵的研發具備了環保節能的工作特點，能夠實現低排量高效的工作目標，由于油井產能與產量較低會同時加大開采成本，且能源消耗量的不斷增加對成本造成了極大的壓力，通過節能隔膜電潛泵技術的使用能夠使得提液采油的成本在一定程度上得到有效的控制。

3.3 高容積氣體分離器電潛泵

對于低產能與低產量的油田而言，提高其電潛泵在工作中的實際采油量是極為重要的，且高容積氣體分離器的制造與研發目的就是以此為目標。但是在高容積氣體分離器的初期研發與制造階段，對于該設備技術的設計理念并沒有得到極大的重視，導致在前期的研發與制造工作階段造成了電潛泵的技術受到限制，在此類電潛泵的設計與研發中，加入高壓強、大功率的設計理念，形成高容積氣體分離器會使得整體的設備呈現出十分笨重的感覺，且在電潛泵的實際工作中會與設備的本身存在不兼容的情況。經過一段時間的完善與發展，此情況得到了有效的完善，對其進行了深入的設計整改。經過整改之后，高容積氣體分離器的主要工作原理是以高流速為前提實行限流的方式，對電潛泵與高容積氣體分離器之間的兼容性加以改善，且整體的設備體積得到了優化，此后，高容積氣體分離器在電潛泵的技術使用中得到了極好的應用，通過不斷的創新與優化使得電潛泵的功率實現了有效的控制與優化，這也是高容積氣體分離器在提液采油工作中得到了極力推廣的主要原因之一。

3.4 代替桿式泵的電潛泵

電潛泵的容積變小能夠使其在設備中的葉片設計更大且更加可靠，能夠防止出現止推環面積，且在高泵效的工作原理下使得操作范圍更小。在油井開發中，當井筒有所偏差或者井眼過深無法通過常規的桿式泵進行工作則可以采用小體積的電潛泵。

4 結束語

綜上所述，在近年來的油田開發工作中，雖然我國電潛泵技術在提液采油中得到了極大的提高，且發展速度不斷加快，但是有自主研發造成技術的使用與優化存在一定的不足，是當前電潛泵在油田開發中的主要問題。與國際領先技術相比，我國電潛泵提液采油配套技術的應用仍然缺少工作優勢，但是對于采油的質量與采油技術的使用得到了極大的保障，使得電潛泵技術在使用中能夠得到了更好的優化與發展。

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