淺談電潛泵機(jī)組的選井選泵

李學(xué)廣

勝利油田石油開(kāi)發(fā)中心，山東 東營(yíng) 257068

1 油井的產(chǎn)能分析與預(yù)測(cè)

電潛泵機(jī)組選井選泵首先要解決的問(wèn)題是油井產(chǎn)能的預(yù)測(cè)。產(chǎn)液能力預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確與否直接影響著所設(shè)計(jì)的電泵井系統(tǒng)的工作性能。預(yù)測(cè)產(chǎn)液能力的方法有IPR曲線(xiàn)法、VOGEL方程、PI方法等，這些方法不僅有各自的特點(diǎn)，也有各自的適用范圍，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)具體選用哪種方法應(yīng)視具體情況而定。具體方法有如下幾點(diǎn)：

1）利用廣義IPR曲線(xiàn)進(jìn)行油井產(chǎn)能分析與預(yù)測(cè)是最普遍的方法；

2）在含水量較高的條件下，采用PI方法進(jìn)行線(xiàn)性預(yù)測(cè)是較理想的方法；

3）含氣條件下，選擇泵吸入口壓力大于等于井液飽和壓力；

4）如果我們對(duì)油井飽和壓力不清楚，要綜合考慮一下產(chǎn)液含水、氣、油比的大小，油井產(chǎn)能需要應(yīng)用無(wú)因次IPR曲線(xiàn)和PI曲線(xiàn)分別求得，然后與該井歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，進(jìn)行必要的加權(quán)修正；

5）我們可以根據(jù)一定周期內(nèi)某油井的采油指數(shù)曲線(xiàn)變化趨勢(shì)，草擬油井今后一段時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能，以便確定合理的電潛泵采油排量。

2 機(jī)組選型優(yōu)化與配套

我們?cè)跈C(jī)組選型優(yōu)化與配套常會(huì)遇到以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）電潛泵的選型與配套

（1）泵軸功率的最好求得方法是根據(jù)選定泵型的排量系列，用對(duì)應(yīng)的單級(jí)葉導(dǎo)輪最大軸功率而不是高效點(diǎn)的單級(jí)軸功率來(lái)求得；

（2）在離心泵的工況區(qū)內(nèi)，離心泵存在一最高效的工作點(diǎn)，此工況區(qū)域構(gòu)成離心泵的有效工況區(qū)。但是在大多數(shù)工況情況下，泵往往在偏離高效工作區(qū)的一定區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定工作。因此，必須要對(duì)此工作區(qū)內(nèi)的排量、軸功率、揚(yáng)程等參數(shù)進(jìn)行綜合分析與驗(yàn)算；

（3）在大多數(shù)情況下，泵軸的承載能力是沒(méi)有問(wèn)題的。在泵排量較大、揚(yáng)程較高的條件下，這時(shí)泵軸需要啟動(dòng)，同時(shí)載荷也會(huì)明顯增加，此時(shí)我們就應(yīng)核算一下泵軸的承載能力；

（4）泵的許用沉沒(méi)度在避免井液分離出過(guò)多自由氣進(jìn)入離心泵的同時(shí)，也可以滿(mǎn)足泵本身的吸高要求。因此，采用小一號(hào)的泵型是離心泵的最佳選擇；

（5）當(dāng)單節(jié)泵殼體長(zhǎng)度顯著不同時(shí)，泵容易振動(dòng)，嚴(yán)重之時(shí)能引起連接螺釘疲勞，導(dǎo)致斷裂，使機(jī)組掉井。所以，要想避免此情況發(fā)生應(yīng)當(dāng)盡可能均勻分配多節(jié)泵殼體號(hào)。

2）附加功率損耗

在較早期的電潛泵機(jī)組選井選泵是不考慮電潛泵的附加功耗的，但是在后來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有較多的小排量和高揚(yáng)程機(jī)組配套始終存在過(guò)載等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)在生產(chǎn)實(shí)踐的分析，此類(lèi)機(jī)組在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，作用在機(jī)組配件上的附加功率損耗與離心泵軸功率相比已經(jīng)占據(jù)較大的比例。

3）潛油電動(dòng)機(jī)配套

之所以在套管內(nèi)徑足夠大的條件下，優(yōu)先采用大直徑潛油電動(dòng)機(jī)，是由于以下3個(gè)原因：（1）滿(mǎn)足功率匹配；（2）保證自身散熱條件；（3）降低潛油電纜的壓降損失。

4）動(dòng)力電纜選擇

在日常生產(chǎn)中動(dòng)力電纜的選擇需要考慮以下幾個(gè)因素：

（1）保證降損后的電纜電壓不能影響潛油電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電壓；

（2）保證電纜與電纜套管間要有足夠的間隙；

（3）確保動(dòng)力電纜的絕緣達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。

3 油井高溫問(wèn)題

在日常的生產(chǎn)工作中常規(guī)電動(dòng)機(jī)允許最高工作溫度為105～115℃，井下電力傳遞絕緣性能和電潛泵機(jī)組運(yùn)動(dòng)副熱效應(yīng)，使我們?cè)谶x井選泵時(shí)，在采用具有特殊性能的高溫潛油電動(dòng)機(jī)的同時(shí)，對(duì)電纜和潛油電動(dòng)機(jī)的規(guī)格和尺寸的選取也有特殊的要求。

3.1 電動(dòng)機(jī)選取

相同尺寸規(guī)格和下線(xiàn)方式的潛油電動(dòng)機(jī)的使用功率，是有潛油電動(dòng)機(jī)的工作溫度決定的。而潛油電動(dòng)機(jī)的工作溫度由潛油電動(dòng)機(jī)表面流體的散熱效率、電動(dòng)機(jī)安裝位置的井筒溫度、電動(dòng)機(jī)發(fā)熱損耗來(lái)決定的。

3.2 潛油電纜的選取

通常情況下，普通的潛油電纜具有10年使用壽命，當(dāng)溫度每升高10℃，電纜使用壽命也會(huì)隨之降低一半，所以在高溫井電潛泵機(jī)組配套時(shí)，宜采用大電纜。

4 油井含砂、含氣、機(jī)組變頻變速

在含砂油井電潛泵選井選泵過(guò)程中，我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得砂粒度、石英砂含量、井液含砂量、酸溶性、砂粒幾何特性等數(shù)據(jù)。如果試驗(yàn)中上述數(shù)據(jù)不全，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮是否下防砂電潛泵。

在選井選泵時(shí)，需考慮加裝氣體分離器，因?yàn)樵跐撚碗x心泵吸入口處，當(dāng)自由氣與產(chǎn)液的體積比達(dá)8%～10%時(shí)，泵的工作性能就開(kāi)始惡化。

進(jìn)行機(jī)組變頻匹配選型時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循下列原則：

1）離心泵的額定排量參數(shù)必須介于最小頻率和最大頻率各自對(duì)應(yīng)的排量值之間；

2）變頻機(jī)組電動(dòng)機(jī)選取應(yīng)遵循前述高溫電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選取原則。

5 電潛泵抽油井系統(tǒng)效率

電潛泵抽油井的系統(tǒng)工作效率直接關(guān)系著所提煉油的質(zhì)量和數(shù)量，與油田的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。所以我們?cè)谶x井選泵時(shí)必須要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來(lái)提高離心泵的水力功率或者降低電動(dòng)機(jī)的輸入電功率，最終達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。所以，在給定揚(yáng)程和排量條件下，以系統(tǒng)效率為優(yōu)化目標(biāo)，可以通過(guò)以下兩種方法進(jìn)行電潛泵機(jī)組優(yōu)化。

1）要對(duì)不同類(lèi)型的潛油電動(dòng)機(jī)和離心泵進(jìn)行優(yōu)化組合，從中選擇最佳組合，達(dá)到優(yōu)化的最終目的——提高經(jīng)濟(jì)效益；

2）采用變頻技術(shù)，對(duì)給定機(jī)組進(jìn)行工作參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化。

6 結(jié)論

1）保證電潛泵抽油井高效生產(chǎn)、機(jī)組處于最佳運(yùn)行狀態(tài)的前提工作是電潛泵選井選泵工作一定要做到位，早日常的生產(chǎn)過(guò)程中，我們的現(xiàn)場(chǎng)操作人員一定要了解這些常規(guī)知識(shí)，靈活掌握正確的選井選泵方式；

2）在本文中我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)并提出了在電潛泵選井選泵過(guò)程中一些被忽視的問(wèn)題，同時(shí)也給出了相應(yīng)的處理方法和數(shù)據(jù)，為日后的選泵選井提供參考；

3）建議我們的技術(shù)人員要在日常的生產(chǎn)中要積極的發(fā)現(xiàn)和整理電潛泵機(jī)組選井、選泵過(guò)程中的相關(guān)信息和問(wèn)題，以此來(lái)完善選井選泵方法，提高選井選泵水平，確保電潛泵機(jī)組高效、穩(wěn)定地工作。最終達(dá)到理想中的經(jīng)濟(jì)效益。