电潜泵采油系统故障原因及解决策略.pdf

技术研究 60 2023年第9期电潜泵采油系统是一种重要的油田采油工具，可以将石油从井底输送到地面。该系统的正常运行可以保证油田的稳定生产，提高油井的产出，从而增加油田的产值和利润。电潜泵采油系统是一种高压、高温、高速运转的设备，一旦出现故障或事故，将对人员和设备造成严重的伤害和损失，因此，保障电潜泵采油系统的安全稳定运行对于保障人员和设备的安全至关重要，设备高效稳定运行可以节约能源和降低能源消耗，减少对环境的污染，符合可持续发展的要求，设备的维护成本较高，保障其安全稳定运行可以减少故障发生的可能性，降低维护成本和停产损失1。本次研究主要是对电潜泵采油系统故障出现的原因进行深入分析，并提出合理的解决措施，为保障电潜泵采油系统的安全稳定运行奠定基础。1 电潜泵采油系统概述1.1 电潜泵采油系统的工作原理电潜泵采油系统是一种在油井井下使用电潜泵将油井内的原油抽到地面的设备。电潜泵是一种安装在井下的抽油泵，通过电能将原油从井底抽到地面。电潜泵通常由电机、泵体、进油管、出油管、电缆等部分组成，电机通过电缆接受地面控制室的指令，带动泵体旋转，产生吸力将原油从井底吸入泵体，然后通过出油管送至地面，在油井内通常会设置一个隔离器，将油管和水管分离，以防止井底水和原油混合，影响采油效果，在隔离器之下，会设置一个特制的过滤器，用于过滤油中的杂质和固体颗粒，保护电潜泵的正常工作，由于油井的工作状态和地质条件不同，电潜泵采油系统需要通过人工干预来调整，例如需要根据地层情况和油井的产能来调整电潜泵的转速、调整油嘴的大小等，以提高采油效率和减少能耗2。1.2 电潜泵的发展趋势随着油气资源开采技术的不断发展，电潜泵采油系统也在不断更新和发展，为了提高采油效率，电潜泵采油系统需要不断更新和改进技术，例如研究新型电潜泵的结构和材料，提高电潜泵的抽油能力和使用寿命；探索新型油嘴和测量设备，提高油井的生产效率和稳定性，电潜泵采油系统需要通过智能化技术提高设备的自动化水平，例如应用人工智能和物联网技术，实现远程监控和控制电潜泵的状态和运行情况，及时发现故障并进行处理，随着环保意识的不断提高，电潜泵采油系统需要更加注重环保和节能，例如应用节能技术，降低电潜泵的能耗和对环境的影响，应用环保材料，减少电潜泵对环境的污染，电潜泵采油系统需要实现多功能化和集成化，将原油采集、处理、输送等环节有机地结合起来，例如应用新型传感器和控制系统，实现对油井产能、油嘴调整、油井压力等方面的实时监测和控电潜泵采油系统故障原因及解决策略孙格超中海石油（中国）有限公司深圳分公司 广东 深圳 518000摘要：针对电潜泵采油系统故障问题，结合我国电潜泵采油系统的应用情况，首先对电潜泵采油系统故障出现的原因进行深入分析，并提出合理的解决策略，为保障电潜泵采油系统的稳定运行奠定基础。研究表明：引发电潜泵采油系统故障的原因相对较多，需要采取综合性的策略降低故障出现的概率。关键词：电潜泵采油系统 故障原因 井身结构 解决策略 规范操作E l e c t r i c s u b me r s i b l e p u mp o i l p r o d u c t i o n s y s t e m f a i l u r e c a u s e s a n d s o l u t i o n sS u n G e c h a oCNOOC(China)Co.LTD.Shenzhen Branch，Shenzhen 518000Abstract：In response to the problem of faults in the electric submersible pump oil production system，this study combines the application situation of the electric submersible pump oil production system in China.Firstly，an in-depth analysis is conducted on the reasons for the faults in the electric submersible pump oil production system，and reasonable solutions are proposed to ensure the stable operation of the electric submersible pump oil production system，laying the foundation.Keywords：Electric submersible pump oil production system；Cause of the malfunction；Well structure；Solution strategy；Standardized operation 61 技术研究2023年第9期制，以提高采油效率和降低能耗3。2 电潜泵采油系统发生故障的原因分析2.1 井身结构因素电潜泵采油系统发生故障的原因有很多，其中井深结构也是一个重要的影响因素。随着井深的增加，水压力也会随之增加，对电潜泵采油系统的安全运行产生影响。高水压力会增加电潜泵的工作负荷，增加电潜泵的故障率和磨损程度，井深的增加会导致地下温度的升高，高温环境会对电潜泵的电机和电缆等部件造成损坏，缩短其寿命，井深的增加会导致井径和套管直径的减小，这会对电潜泵的选型和安装造成影响，如果选型不当或安装不当，会导致电潜泵的工作负荷过大，加速故障的发生，井深的增加也会导致井筒内壁的磨损加剧，这会对电潜泵的使用寿命和安全稳定运行产生影响4。2.2 油层条件因素油层渗透性越差，油井中的油就越难采出，需要加大电潜泵的工作负荷，加速电潜泵的磨损，增加故障率，油层黏度越高，油的流动性越差，需要更大的能量才能将油从井底抽到地面，这也会加大电潜泵的工作负荷，油井中的含水量越高，电潜泵的工作压力就会越大。油井压力的变化会影响电潜泵的工作负荷和流量，当油井压力下降时，需要更大的功率才能将油从井底抽到地面，这会加大电潜泵的负荷和故障率。2.3 机组因素电潜泵的电机是其核心部件，如果电机发生故障，电潜泵就不能正常运行。电机发生故障的原因可能是电机绕组过热、电缆连接不良或电机受潮等，电潜泵的泵组包括叶轮、导叶等部件，如果泵组出现问题，如叶轮磨损、导叶变形等，影响电潜泵的工作效率和稳定性，电潜泵采油系统需要在隔水环境下运行，如果隔水环境不良，如水中含有大量沙砾、腐蚀性物质等，影响电潜泵的寿命和安全稳定运行。电潜泵采油系统的控制系统包括电缆、电控柜等部件，如果这些部件存在问题，如电缆短路、控制柜进水等，影响电潜泵的安全稳定运行。2.4 操作因素在操作电潜泵采油系统时，如果操作人员缺乏必要的操作技能和知识，或者操作不当，如过度调节水位、操作过程中发生超载等，导致电潜泵的故障，电潜泵采油系统的运行环境需要保持干燥、清洁，如果操作人员没有及时清理泵体、控制柜等部件，或者在恶劣环境下进行操作，影响电潜泵的寿命和稳定性，电潜泵采油系统需要定期进行检修和维护，如果操作人员没有按照要求进行维护，或者没有及时发现和处理故障，电潜泵采油系统的电气部分需要进行定期的检查和维护，如电缆连接不良、接线盒进水等问题，如果操作人员没有及时发现和处理，都会影响电潜泵的正常运行。3 电潜泵采油系统故障问题解决策略3.1 切实掌握采油井基本情况电潜泵采油系统的故障与井深和产能有很大的关系，因此需要对井深和产能进行全面的了解。这些信息可以通过采油工程师、井下操作人员或采油记录来获取，了解油井的地质情况可以帮助确定油井中存在的问题和可能的故障原因。这包括油层的性质、岩石组成、地质构造和水文地质情况等，电潜泵采油系统的故障与电潜泵本身的参数和工作原理密切相关，因此，需要对电潜泵的相关参数和工作原理进行了解，定期检查电潜泵系统的运行状态，包括电潜泵的电气参数、液压参数和机械运行状态等，通过对电潜泵系统的运行状态进行监测和分析，可以及时发现故障并采取相应的措施，建立健全电潜泵维护管理制度，包括定期检查和维护电潜泵系统、及时更换损坏的部件、严格执行维护保养计划等。3.2 强化规范操作制定并严格执行标准操作规程，确保井下操作人员按照规程进行操作，减少人为原因导致的故障和事故，建立健全值班制度，确保设备监测和故障报警系统能够24h不间断监控，发现故障及时报警，建立电潜泵采油系统事故预案，制定应急措施和故障排除步骤，确保在发生故障或事故时能够迅速采取措施，减少损失，制定和完善管理制度，加强对井下操作人员和设备的管理和监督，确保规范操作和设备的正常运行。3.3 合理选择电潜泵不同的井深和产能需要不同型号的电潜泵，选择不当会导致电潜泵过载或者负载不足，从而引发故障，因此，需要根据井深和产能选择适当的电潜泵型号。在选择电潜泵时需要考虑其质量和性能，选择质量优良、性能稳定的电潜泵，能够有效减少故障发生的可能性，在选择电潜泵时需要考虑其安装和维护的便捷性，选择安装方便、维护简单的电潜泵，能够减少维护成本和工作量，提高设备的可靠性，油井的水文地质情况会影响电潜泵的使用效果，因此需要根据油井的水文地质情况选择适当的电潜泵型号和参数，以技术研究 62 2023年第9期确保其稳定运行。电潜泵采油系统需要大量的电力支持，因此在选择电潜泵时需要根据井口电力条件选择适当的电潜泵型号和电机功率，在选择电潜泵时需要考虑使用环境和应用要求，例如温度、压力、介质等，以选择适当的电潜泵型号和材料，以确保其在特定环境下的稳定运行。3.4 安装可调油嘴可调油嘴的种类繁多，需要根据电潜泵的实际情况选择适当的可调油嘴型号和规格，安装可调油嘴后需要根据油井的实际情况进行调整，例如根据油井的产能和井深进行油嘴的调整，以保证油嘴的最佳效果，可调油嘴需要定期进行清洗和维护，以确保其正常运行。同时，也需要定期检查可调油嘴的连接和密封情况，以避免出现泄漏等故障，定期监控油嘴的运行状态，例如调整油嘴的开度和调整后的油井产能是否达到预期效果等，以及时发现问题并进行调整和维护，对操作人员进行培训，使其了解可调油嘴的使用方法和注意事项，以确保其正确使用和维护可调油嘴，避免故障发生。3.5 加大新型电缆的使用比重选择质量可靠的新型电缆，新型电缆具有较高的绝缘性能、耐磨损性能和抗拉强度等特点，以保证其长期可靠运行，对于老化电缆需要定期更换，避免电缆老化损坏导致故障发生。同时也需要注意妥善保管和维护新型电缆，加强电缆布线管理，合理规划电缆线路，减少电缆的弯曲和摆动，避免电缆受到机械损伤，对电缆连接头需要定期检查，保证连接头的稳固可靠，避免连接松动或脱落，采用新型电缆接头，具有防水、防尘、抗压、抗震等性能，提高了电缆连接的可靠性和耐久性。3.6 安装测压装置测压装置应安装在油井井口或泵下部，以便于监测油井压力变化情况，及时调整电潜泵的工作状态，测量压力时需要关注的参数包括油井动态压力、油井静态压力、油井底部压力、油井注入水压力等，选择稳定性高、精度高、耐用性强的测压装置，并进行日常的维护和检修，测量到的压力数据需要及时处理和分析，对于异常数据需要进行排除和修正，并制定相应的调整方案，建立电潜泵采油系统压力监测预警机制，及时发现并处理异常情况，避免出现事故。3.7 强化操作人员培训确保操作人员了解电潜泵采油系统的基本原理和操作流程，以及各个部件的功能和作用，组织实际操作演练，使操作人员熟悉设备的操作流程，掌握正确的操作方法和注意事项，强调安全生产意识，教育操作人员遵守操作规程和安全操作标准，提高安全意识，培训操作人员对故障进行初步排查和处理，提高他们的应急处理能力，确保在设备故障时能够及时处理，定期组织培训和考核，检查操作人员的掌握情况，及时发现和纠正问题。通过培训，提高操作人员对电潜泵采油系统的了解和认识，增强操作技能和应急处理能力，从而有效地减少设备故障和事故发生的可能性。4 结束语综上所述，在开展采油作业的过程中，电潜泵采油系统属于非常重要的设备，在电潜泵采油系统运行的过程中出现故障问题的原因相对较多，故障问题的出现不但会影响采油作业的生产效率，还可能引发多种类型的风险问题，因此，需要对电潜泵采油系统故障问题进行深入分析，并采取针对性的解决措施，为保障电潜泵采油系统的安全稳定运行奠定基础。参考文献1 吴锦亮.电潜泵采油系统电气故障发生原因及改进措施 J.天津科技，2023，50（3）：98-100；104.2 赵杰.电潜泵故障诊断技术研究现状及发展探析 J.石化技术，2021，28（5）：61-62.3 王庆龙，魏舒，李凌宇，等.电潜泵采油系统故障原因及解决策略探讨 J.中国石油和化工标准与质量，2021，41（7）：23-24.4 董社霞，孙宝泉，季公明.电潜泵采油系统故障原因及改进措施 J.石油机械，1998（10）：27-29；57-58.作者简介孙格超（1971），男，工程师，主要从事海上油田石油开采及井下作业工作。