潛油電泵電機自動注油裝置的研究及應(yīng)用

李國明 張志升 張永坤

摘 要：在勝利油田的中后期開發(fā)階段，潛油電泵已經(jīng)成為一種重要的采油方式，其中潛油電機的性能直接決定著潛油電泵機組工作正常的好壞。在電潛泵采油井作業(yè)時發(fā)現(xiàn)：提出的故障潛油電泵機組中保護器和潛油電機內(nèi)部處于缺少電機油或無電機油狀況，是造成潛油電泵機組出現(xiàn)故障的重要原因。而以往在潛油電泵電機、保護器下井前注油使用的是機械搖泵，通過人工手搖機械注油會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不均勻，注油時間不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣泡，直接造成潛油電泵機組注油質(zhì)量下降，影響機組使用壽命。本文的目的旨在通過闡述潛油電泵電機自動注油裝置的研究及應(yīng)用，尋去解決以上問題的方法，從而達到高質(zhì)量注油，有效延長潛油電泵機組使用壽命。

關(guān)鍵詞：自動注油；潛油電泵；井下作業(yè)；研究；應(yīng)用

1 前言：

勝利油田所轄大部分油田具有斷層多、斷塊小、構(gòu)造復(fù)雜、油水關(guān)系多變、低產(chǎn)、低壓、低滲透等特征，尤其是進入油田開發(fā)后期，大部分區(qū)塊還具有高含水特點，針對這種情況，勝利油田優(yōu)選出區(qū)塊較大、供油能力強、產(chǎn)液量較高、含水高等有利條件的油井，在上世紀90年代中期就開始從美國等地引進潛油電泵，強采排液生產(chǎn)。潛油電泵具有排量大、揚程高、采液強度大的特點，適用于低滲透、高含水油田，因此在油田后期開發(fā)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。到目前，尤其是近十幾年以來，勝利油田油井開采中采用潛油電泵已經(jīng)達到全部開采油井的近30%，成為石油開采的第二大舉升措施。但是從使用效果來看，電泵井的作業(yè)成本比較高，管理難度比較大，如何有效的延長潛油電泵使用壽命，減少作業(yè)成本，已經(jīng)成為目前一個比較突出的問題。

通過長期的跟蹤、觀察和研究，我們在潛油電泵采油井作業(yè)時發(fā)現(xiàn)：提出的故障潛油電泵機組，在打開進行檢修時，潛油電泵保護器和潛油電機內(nèi)部經(jīng)常處于缺少電機油或無電機油狀況，造成機組內(nèi)部磨損嚴重甚至燒壞，經(jīng)過研究對比，我們認定注油質(zhì)量是造成電泵機組出現(xiàn)故障的重要因素之一。以往在潛油電泵電機注油時通常采用的機械搖泵從機油桶中抽出潛油電機油轉(zhuǎn)注進入潛油電泵、電機、保護器。通過人工手搖會導(dǎo)致機械搖泵轉(zhuǎn)速不均勻，注油時間不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣泡，直接造成電機注油質(zhì)量下降、注油不滿，影響電機使用壽命。在冬季還會因天氣寒冷造成潛油電泵機油粘稠，增加注油困難，嚴重影響注油質(zhì)量。

2 潛油電泵電機自動注油裝置的設(shè)計：

由于造成注油質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因，是采用人工手搖注油不能夠保證勻速低量的要求造成的。針對這種現(xiàn)象，設(shè)計一種能夠平穩(wěn)低速注油的設(shè)備，有效解決注油質(zhì)量問題，是目前急需解決的問題。

2.1潛油電泵電機自動注油裝置的結(jié)構(gòu)：

該裝置體積小、易操作，電機密封效果好，操作安全系數(shù)高。主要結(jié)構(gòu)由36伏低壓電機、齒輪泵、電機油恒溫裝置、控制操作系統(tǒng)和電機油箱五部分組成。其中36伏低壓交流電機和齒輪泵是此設(shè)備的動力部分，通過恒定低速的低壓電機帶動齒輪泵，可以達到均勻低量注油的目的；電機油恒溫裝置能夠保證潛油電泵電機注油時電機油的流動性，更好的將潛油電泵、電機、保護器中的氣泡擠出，保證電機油注滿、注足。電機油箱能夠盛裝2桶電機油，基本能夠滿足潛油電泵電機注油需求量。控制操作系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)場工作人員的操作需求。

2.2 潛油電泵電機自動注油裝置的原理：

使用原理是利用36伏低壓電機帶動齒輪泵均勻轉(zhuǎn)動，將注油裝置油箱中的電機油從油箱中緩慢勻速的吸出，均勻的注入潛油電泵機組中，并勻速的將潛油電泵機組中的氣體擠出，從而達到無氣泡、氣柱，高質(zhì)量注滿注足電機油的目的。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)：

（1）裝置規(guī)格：45cm×50cm×40cm

（2）注油管線規(guī)格：D17mm×6m，耐壓負荷10Mpa.

（3）儲油箱容積：40L

（4）電源線：長度2m，采用防爆插頭

（5）適用環(huán)境溫度：-20℃～50℃

（6）交流電機：功率0.07KW，電壓交流36V，轉(zhuǎn)速65r/min

（7）齒輪泵注油速度：0.7L/min

3 潛油電泵電機自動注油裝置性能評價

（1）裝置采用全封閉結(jié)構(gòu)，密封性能強，不會造成電機油的污染；（2）恒定低速電機帶動全密封的齒輪泵工作，設(shè)備運行中自身不會產(chǎn)生氣泡，注油均勻可靠；（3）設(shè)備使用36伏交流低壓電帶動電機、齒輪泵，無需人工機械注油，大量減輕現(xiàn)場操作人員勞動強度，同時提高安全系數(shù)；（4）設(shè)備自帶恒溫裝置，能夠保證電機油的流動性，從而更有效的保證注油質(zhì)量，受環(huán)境影影響小。

4 現(xiàn)場試驗及改進：

此裝置自2008年下半年開始收集相關(guān)資料，進行相關(guān)研究設(shè)計。開始使用手動注油箱進行改進，改進后的注油裝置密封效果比較理想，但流量不好控制，儲油箱的容積較小，現(xiàn)場使用不方便。2009年1月，通過對工具的綜合研究和重新設(shè)計，并在實驗室進行了相關(guān)模擬實驗，效果比較理想。在進一步的現(xiàn)場試驗中發(fā)現(xiàn)，進行試驗的電泵作業(yè)隊現(xiàn)場使用的低壓電源為36V交流電，針對這一情況，我們對全大隊的電泵施工隊進行了全面摸底，確定現(xiàn)場使用全部為36V交流電。據(jù)此，我們對注油裝置進行了重新設(shè)計，將自動注油裝置的電機設(shè)計為36V交流電，并經(jīng)過多次實驗室和現(xiàn)場試驗，于2009年2月15日，在STT142-36井現(xiàn)場進行正式試驗，一次成功。通過對20井次的現(xiàn)場試驗，效果均為理想，通過了相關(guān)部門的驗收，正式投入使用。

5 效益和推廣價值

2009年3月至8月，電泵井施工使用此裝置200余口，使用效果非常理想，沒有再發(fā)生因注油問題躺井現(xiàn)象，不僅能夠有效提高生產(chǎn)時效，減輕職工的勞動強度，而且還大大縮短施工周期，延長潛油電泵電機使用壽命，大量節(jié)約生產(chǎn)成本。

6 結(jié)論

（1）使用潛油電泵電機自動注油裝置進行電泵注油施工，能夠有效的保證注油質(zhì)量，減輕職工勞動強度，延長電泵井生產(chǎn)周期。

（2）冬季電機油加溫速度較慢，準備尋找更好的方式進行加溫，提高施工速度。

參考文獻：

《GB-T16750.2-1997》潛油電泵技術(shù)條件

《GB-T1650.3-1997》潛油電泵試驗方法和驗收規(guī)則

《GBT 16750[1].1-1997》潛油電泵機組 型式、基本參數(shù)和連接尺寸

《井下作業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)手冊》石油工業(yè)出版社2000年1月出版

《采油工（石油工人崗位知識讀本）》石油工業(yè)出版社2007年12月出版

《現(xiàn)代石油修井工程綜合新技術(shù)指導(dǎo)手冊》石油工業(yè)出版社2009年2月出版

《潛油電泵技術(shù)服務(wù)手冊》北京.石油工業(yè)出版社2004年出版