試論雙潛油電泵井故障分析處理方法及維護(hù)

姚鵬飛

（大慶油田力神泵業(yè)有限公司，黑龍江 大慶 163000）

在當(dāng)前油田生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，潛油電泵的應(yīng)用非常廣泛，該套設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、排量大，因此在油田中經(jīng)常作為穩(wěn)產(chǎn)增效的一種重要手段，逐步成為油田生產(chǎn)開(kāi)采的一種重要方式。潛油電泵在井下面臨著非常復(fù)雜且惡劣的工作環(huán)境，一旦發(fā)生損壞，需要投入高昂的維修費(fèi)用，也會(huì)對(duì)油井正常生產(chǎn)開(kāi)采造成極大的影響。如何才能夠讓潛油電泵機(jī)組盡可能避免出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，有效延長(zhǎng)檢泵周期和使用壽命，是有效提升潛油電泵井利用率的一種重要手段，同時(shí)也是企業(yè)降本增效，提升生產(chǎn)開(kāi)采效益需要面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 雙潛油電泵井生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)

1.1 生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)

雙潛油電泵井通常情況下采取的是如圖1 所示的Y-BLOCK 結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱，此外，罐裝結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱的應(yīng)用也比較廣泛（如圖2）。

圖1 Y-BLOCK 結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱

圖2 罐裝結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱

1.2 不同生產(chǎn)管柱形式特征

Y-BLOCK 結(jié)構(gòu)：（1）與傳統(tǒng)的Y 型結(jié)構(gòu)非常類似，Y-BLOCK 結(jié)構(gòu)通過(guò)鋼絲可以完全開(kāi)展地層測(cè)壓、分層測(cè)試等相關(guān)井下作業(yè)。（2）該結(jié)構(gòu)形式在分割器中放棄法可安裝也可不安裝，可以安裝在井下安全閥下方，與井下安全法相靠近的位置，同時(shí)，也可以安裝在潛油電泵附近，可以充分結(jié)合潛油電泵機(jī)組的整體性能和地層流體性質(zhì)進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。（3）結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)單潛油電泵生產(chǎn)管柱相比，在各類大小修井作業(yè)中可實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用。（4）該結(jié)構(gòu)形式能完全符合潛油電泵一用一備，或者油田進(jìn)入生產(chǎn)開(kāi)采后期階段后根據(jù)液量需求進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)的需求。（5）油田在生產(chǎn)開(kāi)采時(shí)由于具備充足的地層能量，為避免潛油電泵機(jī)組對(duì)油井自噴產(chǎn)生阻力影響，并進(jìn)一步延長(zhǎng)油井的自噴時(shí)間，往往在作業(yè)中需要利用鋼絲將Y 工作筒堵頭打撈起來(lái)，隨著油井的生產(chǎn)開(kāi)采自噴能力逐漸下降的情況下需要轉(zhuǎn)為泵抽，此時(shí)，利用鋼絲作業(yè)在將Y 工作筒堵頭加入即可。

罐裝結(jié)構(gòu)：（1）該結(jié)構(gòu)形式主要采取的是密閉電泵懸掛結(jié)構(gòu)形式，處于懸掛系統(tǒng)下方的油套環(huán)空與上方的油套環(huán)空相互隔離，因此，油井伴生氣無(wú)法通過(guò)套管泄放，鑒于這種狀況，罐裝結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱通常情況下應(yīng)用在氣油比相對(duì)較低的油井中，而且屬于充分保障潛油電泵具備一定抗氣蝕和氣鎖能力。（2）該結(jié)構(gòu)形式采取的是罐裝結(jié)構(gòu)、密閉電泵懸掛系統(tǒng)、生產(chǎn)插入密封等設(shè)計(jì)方式，因此，油氣與生產(chǎn)管柱外腔之間可實(shí)現(xiàn)完全隔離，從而保障油氣與生產(chǎn)套管不會(huì)完全接觸，油套環(huán)空中的完井液具備了較強(qiáng)的防腐蝕能力，因此，生產(chǎn)管柱外壁和套管可得到有效保護(hù)。針對(duì)部分油井硫化氫含量較高且具備較高腐蝕性的情況下，該結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱完全可以使用普通鋼材制作套管，不需要額外進(jìn)行防硫化氫設(shè)計(jì)，從而使得生產(chǎn)作業(yè)成本得到有效控制。（3）該結(jié)構(gòu)模式設(shè)計(jì)過(guò)程中采取的是換向閥結(jié)構(gòu)，當(dāng)油井停井后，通過(guò)液柱壓力的作用，油管內(nèi)企業(yè)可通過(guò)換向閥部分回流到井底，另一部分返回地層。在回流過(guò)程中，潛油電泵由于采取了單向閥保護(hù)，因此電泵機(jī)組軸承不會(huì)受到反向扭矩力的影響。（4）油井生產(chǎn)開(kāi)采初期往往地層能量相對(duì)較高，針對(duì)該階段的油井開(kāi)采使用罐裝結(jié)構(gòu)雙潛油電泵生產(chǎn)管柱的過(guò)程中，潛油電泵機(jī)組不啟動(dòng)的情況下通過(guò)換向閥可以實(shí)現(xiàn)地層與油管之間的相互連通。鑒于這種狀況，油井自噴能力無(wú)須采取任何措施即可保障自噴能力，隨著油井開(kāi)采自噴能力下降的情況下，啟動(dòng)潛油電泵即可保障油井正常生產(chǎn)，同時(shí)也能有效避免油井長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)而造成的浪費(fèi)，為企業(yè)節(jié)約了大量生產(chǎn)作業(yè)費(fèi)用。

2 雙潛油電泵常見(jiàn)故障

2.1 雙潛油電泵井過(guò)載或電流偏大

根據(jù)大量生產(chǎn)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，雙潛油電泵井經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)載、電流偏大、欠載、電流偏小、油井不出液等情況。

2.1.1 原因分析

針對(duì)各類故障，首先要從故障表象進(jìn)行分析找出原因。

（1）卡泵。油井在生產(chǎn)過(guò)程中一旦出現(xiàn)酸化、結(jié)垢、出砂的情況下非常容易出現(xiàn)卡泵現(xiàn)象。尤其是在油井停井后再重啟的情況下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡泵而導(dǎo)致過(guò)載。

（2）電機(jī)燒毀。由于電機(jī)保護(hù)器密封存在故障而使得潛油電泵機(jī)組內(nèi)部進(jìn)入井液，或長(zhǎng)時(shí)間處在低排量運(yùn)行狀況下導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)高溫老化等現(xiàn)象，非常容易引發(fā)燒電機(jī)的故障。

（3）電纜短路。電纜在下井過(guò)程中及下井后非常容易出現(xiàn)損傷、腐蝕，或長(zhǎng)時(shí)間使用后出現(xiàn)老化、電流沖擊而導(dǎo)致絕緣失效等問(wèn)題，在此情況下，就容易引發(fā)電纜短路，從而使機(jī)組出現(xiàn)過(guò)載。

如潛油電泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了漏失、流體出砂、葉輪偏磨、流體黏度變化等問(wèn)題的情況下，潛油電泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中非常容易出現(xiàn)電流增大現(xiàn)象，但這一現(xiàn)象通常不會(huì)直接導(dǎo)致快速過(guò)載。

2.1.2 故障處置

在進(jìn)行故障處置的過(guò)程中，首先讓機(jī)組處于空載運(yùn)行或者通過(guò)井口接線盒來(lái)測(cè)試對(duì)地絕緣和三相電阻，由此即可判斷出機(jī)組故障是否發(fā)生在井下。

如果潛油電泵機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了三相不平衡或者對(duì)地絕緣較低的現(xiàn)象，而且機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中電流突然增大，很可能出現(xiàn)了燒電機(jī)或者電纜絕緣出現(xiàn)故障。針對(duì)這種現(xiàn)象，只能通過(guò)修井作業(yè)進(jìn)行檢修。傳統(tǒng)潛油電泵井面臨該現(xiàn)象只能停產(chǎn)，但雙潛油電泵井則可以更換另一臺(tái)潛油電泵繼續(xù)生產(chǎn)，這樣即可保障油井的正常生產(chǎn)作業(yè)。

如果機(jī)組對(duì)低絕緣良好、三相平衡，但運(yùn)行過(guò)程中突然出現(xiàn)電流增大或出現(xiàn)過(guò)載?；蛘咴谶^(guò)載前出現(xiàn)電流大幅度升高、劇烈波動(dòng)現(xiàn)象，很可能是因?yàn)榫麓嬖诮Y(jié)垢、出砂問(wèn)題，根據(jù)故障表現(xiàn)可判斷該機(jī)組很可能出現(xiàn)了卡泵故障。對(duì)于這種故障有以下幾種解決方法，首先，可通過(guò)正反轉(zhuǎn)解卡，或通過(guò)固定頻率沖擊解卡，還可通過(guò)循環(huán)洗井的方法進(jìn)行解卡，此時(shí)，另一臺(tái)潛油電泵可繼續(xù)執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，而且通過(guò)另一臺(tái)潛油電泵運(yùn)行狀況可對(duì)故障結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2 欠載或電流偏小

2.2.1 原因分析

（1）供液不足。地層能量下降、泵排量與地層供應(yīng)能力不匹配、泵掛過(guò)高等原因都是導(dǎo)致電流過(guò)小或出現(xiàn)欠載現(xiàn)象的主要原因。

（2）泵氣蝕氣鎖。該類故障出現(xiàn)后，主要存在電流呈現(xiàn)上下波動(dòng)或下降，油井出現(xiàn)產(chǎn)液量下降甚至不出液，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致欠載而停機(jī)。

（3）斷軸。在斷軸故障發(fā)生前，各類運(yùn)行參數(shù)基本正常，出現(xiàn)故障的一瞬間電流會(huì)快速下降，油井產(chǎn)液也會(huì)明顯下降甚至出現(xiàn)不出液現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)在停機(jī)。

2.2.2 處置措施

首先，需要對(duì)電流變化曲線進(jìn)行認(rèn)真觀察，明確判斷出電流是緩慢下降還是瞬間快速下降，同時(shí)，要對(duì)油井的產(chǎn)液狀況變化進(jìn)行再次確認(rèn)，另外，還需要對(duì)井下壓力計(jì)以及進(jìn)出口壓力情況進(jìn)行詳細(xì)觀察。如果電流出現(xiàn)快速下降，油井產(chǎn)液量下降明顯甚至出現(xiàn)不出液的問(wèn)題，出口壓力快速下降或者與進(jìn)口壓力保持一致，則可以判斷潛油電泵機(jī)組出現(xiàn)了斷軸或部分?jǐn)噍S，此時(shí)進(jìn)行更換即可。

在出現(xiàn)故障前，出現(xiàn)電流長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)現(xiàn)象，而且套管壓力相對(duì)偏高，很可能是氣蝕所導(dǎo)致。針對(duì)這種情況可以將潛油電泵機(jī)組停機(jī)一段時(shí)間后再詳細(xì)觀察期運(yùn)行情況。

油管出現(xiàn)了結(jié)蠟堵塞、油嘴堵塞等現(xiàn)象后導(dǎo)致出液不通暢，會(huì)出現(xiàn)電流逐步下降的現(xiàn)象，針對(duì)電流和產(chǎn)液變化歷史曲線進(jìn)行詳細(xì)觀察，同時(shí)充分結(jié)合憋壓驗(yàn)漏實(shí)驗(yàn)的方式即可詳細(xì)判斷故障類型。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在針對(duì)雙潛油電泵井故障進(jìn)行分析的過(guò)程中，不僅需要充分結(jié)合故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，同時(shí)，也要對(duì)引發(fā)故障的地層、泵體、生產(chǎn)管柱、流體等各類因素進(jìn)行綜合考慮，這樣才能真正找出故障的原因，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處置，從而保證油井正常生產(chǎn)作業(yè)。