淺析潛油電泵設備系統效率的提升

唐穎，馬艷超

（大慶油田裝備制造集團力神泵業公司作業分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著我國對油田的深度開發，涉及的設備種類越來越多樣化，不少設備在油田開發中都發揮著重要的作用，潛油電泵就是其中一種，它具有極強的應用優勢，有著高揚程和大排量的特點，基于潛油電泵的使用特性，在進行應用過程中，我們需要做好相關參數的優化，選擇合適的潛油電泵，如果電泵選擇不合理，那么就有可能導致潛油電泵運行效率不高，出現各種各樣的運行問題，所以要做好對潛油電泵的管理工作。為了潛油電泵能夠更好地應用于油田開發中，我們可以進一步優化其運行效率，保障電泵運行的穩定性。

1 潛油電泵系統效率分析

潛油電泵的組成成分較為復雜，主要包括潛油多級離心泵、油氣分離器、保護器和潛油電機等，不同的設備其應用優勢不同，具有分化性的特點，在潛油電泵運行過程中，這些設備會跟隨電泵進入油管逐漸下潛到井內，推動電泵下潛的動力主要是電能，這些電能主要由上端傳輸到下端。控制柜內部輸出的電壓具有流動性，會經過潛油電纜直達潛油電機中，潛油電機發動過程中，井液壓力會逐漸增高，受潛油泵的作用呈一個上升的趨勢，在葉輪和導殼的作用下完成輸送目的，當達到規定的壓力標準后，井液就會上升到一定的平面高度，在傳輸導線的作用下進入下一個集輸系統。從某種程度上來說，潛油電泵系統運行的過程就相當于能量轉化和傳遞的一個過程，在能量轉化和傳遞的過程中，總有一部分能量是會損失的，采油系統內井液的有效能量是地面輸入系統能量減去系統中各種損失后的能量，潛油電泵井的系統效率為有效能量與系統輸入能量之比。我們可以通過構建能量數學模型進行分析，當機械效率逐漸上升，那么，潛油電泵產生的能耗就越低，相應的系統效率就越高，在揚程固定的情況下，系統效率會隨著下潛深度的降低而提升，主要原因在于所受阻力減小，從整體情況來看，影響潛油電泵設備系統效率的因素是比較多的，單一參數對系統效率的影響是有一定局限性的，我們不能局限于對單一參數的考慮，要綜合分析各個參數對系統效率的影響程度。

2 系統效率低的原因分析

2.1 選井和選泵參數優化設計問題

油田開發過程中涉及的內容比較多，特別是在開展井下工作的時候，我們需要對油井情況進行全面的分析，如果沒有收集到完整的油井資料，那么油井中涉及的參數數據都是需要花費一定時間成本去收集的，包括油井含氣量、含砂量、靜壓、流壓等，這些都是需要專業人員使用設備進行檢測評估的，少了任何一項數據，或者數據收集不完整，都會使得參數優化不夠全面，缺乏時效性，并不能很好地為后期開發方案的制定提供很好的參考依據，有著較大的局限性。從目前的潛油電泵設計情況來看，對于油井方面的規劃主要是根據生產條件和開采需求進行調控的，在各個過程中存在一定的不確定性，主要表現在無法準備掌握油井內部各項參數變化，可能就會導致一系列問題的發生，比如，選泵配泵無法滿足運行需求，不能符合生產標準，運行起來系統效率比較低。

2.2 潛油電泵庫存影響

在油田開發過程中，涉及的油井數量比較多，不同的油井其內部情況不同，采用的生產方式也存在一定的差異性。從油井層面分析來看，更多的可以體現在電泵庫存方面，基于油井數量的多樣化，電泵庫存無法滿足所有的油井都能有對于排量和揚程的電泵，在具體的應用過程中，我們可以對潛油電泵進行全面的分析，通過分析可以發現，潛油電泵的參數都是固定的，我們主要是基于參數變化的基礎上選擇排量和揚程都較為合適的泵，受多方面因素的影響，生產過程中電泵參數與實際預期標準可能會出現較大的誤差，這種誤差是不可逆的，所以會在一定程度上降低系統的運行效率。

2.3 氣體、黏性液體和出砂結垢影響

在對油井進行操作的過程中，內部會產生大量的氣體，這些氣體會影響排量的輸送，部分排量受氣體的擠壓會降低產液量和泵效，使得系統效率得不到提升。除此之外，在流動液面的驅動測試過程中，受氣體流動會存在一定的干擾影響，這些氣體會導致最終的測試結果出現誤差，影響結果的準確性，無法獲取準確的舉升高度，延伸后果就是系統效率受到影響。還有就是有的油井內部存在的乳化情況比較嚴重，液體在流道內的流通存在較大的阻力，這些阻力就會降低電泵機械效率，使得機械能耗增加，系統運行效率降低。對于出砂和結垢來說，主要影響在于堵塞流道，當流道被堵塞后，潛油電泵就無法正常運行，工作狀態被強制改變，排量和額定揚程受到影響，使得系統效率降低。

3 潛油電泵設備系統效率的提升措施分析

從上面的分析我們可以看出，影響潛油電泵設備系統效率的因素是多方面的，針對多種影響因素，我們要采取合適的管控措施進行解決。油藏部門要做好地面數據監測工作，安裝好地面監測裝置和井下測壓裝置，這些裝置可以對油井內部參數進行全方面的監測，根據動態波動幅度提前整理有效數據，然后再依據數據繪制單井IPR曲線，這種曲線具有可視化的特點，能夠直觀地看出流壓和產液量的變化情況，根據曲線變化選擇合適的排量、揚程和下泵深度，最大程度上契合油井內部參數變化情況，使潛油電能能夠更好地操作運行。在具有的生產過程中，我們要保持一個持續監測的狀態，保證潛油電泵處于一個穩定運行的狀態，使潛油電泵能夠高效率、長周期、高產量的運行。在油井的內部管理中，包括對轉電泵油井和檢泵井的管理，我們需要合理調控油壓和流壓的變化情況，在保證液面深度合理的情況下確定好揚程參數，在配液基礎上選擇大小合理的排量，在具有的生產過程中要保證沉沒度合理，總而言之，要從多個方面優化潛油電泵的運行參數，從而有效提高潛油電泵設備系統系列。

在潛油電泵設備運行過程中，存在很多不可控因素，這些因素在一定程度上影響著潛油電泵設備系統效率，如果想降低設備的摩阻損耗，我們可以選擇高效分離器，高效分離器可以有效降低氣體對潛油電泵的影響，具有較好的應用優勢，對于水平液面的調控，我們可以適當加大入液比例，從而提升潛油電泵的運行效率，還有就是通過應用大流到電泵，使葉輪作用于電泵涂層，在葉輪轉動力的推動下，有效促進潛油電泵設備系統效率的提升。基于葉輪的轉動特性，普通葉輪在轉動的過程中，會有一個抽吸作用，從而形成一個較低的軸面流速，流速的推動會產生一定的摩阻，摩阻的出現會增加系統能耗，降低系統運行效率，而大流道電泵內部面積比較大，可以有效增加流道面積，我們在對葉輪表面進行處理，可以有效緩解降低結垢帶來的影響，結垢減少，摩阻就會降低，從而系統效率就會得到有效的提升。在潛油電泵系統功率的計算中，電纜損耗占據了很大一部分，所以在選擇電機的時候，要對電纜損耗率進行全面的考慮，如果是在同一功率下，不同電機所表現的電流損耗也是有所區別的，功率相同，運行電流會隨著電壓的增加而逐漸降低，相對應的就是電纜能耗降低，電纜能耗降低說明這種電機的節能效果比較好，對于潛油電泵設備系統效率的提升也有一定的作用。在選擇變頻調速裝置的時候，要合理調控裝置的供排關系，變頻調速裝置具有一定的連接性質，能夠與其他裝置相連接從而達到一個連控的目的，比如，與電機進行連接，可以對電價轉速進行控制調節，從而實現對多級離心泵的時效控制，保證潛油電泵運行性能能夠完全匹配于油井的生產能力。

4 結語

隨著我國對油田的深度開發，對潛油電泵的應用也越來越廣泛，提升潛油電泵設備系統效率是非常有必要的。對于潛油電能設備系統效率的提升，我們要從多個方面入手，做好每個環節的對接工作，保證設備運行的穩定性，影響潛油電泵設備系統效率的因素比較多，對于這些不可控因素，我們要采取合適的措施進行控制。