潛油電泵系統(tǒng)能耗研究

申迎彬

（1. 西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065；2. 大慶油田裝備制造集團力神泵業(yè)公司，黑龍江 大慶 163000）

眾所周知，在油氣田開發(fā)過程中，潛油電泵是最重要的設(shè)備之一。該設(shè)備具有揚程高、排量大等優(yōu)點，因此，該設(shè)備得到了十分廣泛的應(yīng)用[1-2]。但是如果在使用該設(shè)備的過程中，出現(xiàn)了不科學(xué)的操作等一系列的問題，都會使得該設(shè)備的運行效率降低。對于油氣田開發(fā)而言，提高潛油電泵的運行效率也是未來發(fā)展的重要趨勢。目前國內(nèi)外學(xué)者對于設(shè)備的性能研究相對較多，但是對效率的研究相對較少，這給油田單位帶來了一定的困擾，針對此問題，本次研究結(jié)合我國潛油電泵的應(yīng)用現(xiàn)狀，從影響潛油電泵運行效率的相關(guān)因素出發(fā)，對這些因素出現(xiàn)的原因進行分析，對所造成的后果進行深入研究，最后提出提高潛油電泵運行效率的相關(guān)措施。

1 潛油電泵系統(tǒng)效率分析

整個潛油電泵的系統(tǒng)由多個部分組成。例如離心泵、分離器、電機等，這些組成部分的運行效率都會對整個潛油電泵系統(tǒng)的運行效率產(chǎn)生重要的影響，由于潛油電泵的系系統(tǒng)設(shè)備處于井下，所采用的能量來源為電能，地面上的控制柜通過輸入電壓的形式，經(jīng)過大量的電纜進而到達整個潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)，通過葉輪等部件的工作，進而滿足油氣開采的重要需求，油氣資源可以在相關(guān)管線的作用下被提升到地面。由此可見，整個潛油電泵系統(tǒng)的運行十分復(fù)雜，工作的過程中主要存在兩大過程，分別是能量的轉(zhuǎn)化以及能量的傳遞，當然在這個過程中必然會存在一定的能量損失[3]。

通過建立數(shù)學(xué)模型以后發(fā)現(xiàn)，當潛油電泵系統(tǒng)的機械運行效率相對較高時，則所產(chǎn)生的機械損耗就相對較低，進而會使得整個系統(tǒng)的運行效率得到一定的提升。當潛油電泵的運行電流相對較低時，則在電纜中產(chǎn)生的電流損失就相對較少，也會使得整個系統(tǒng)的運行效率得到一定的提升。當潛油電泵系統(tǒng)的揚程一定的前提下，潛油電泵所處的井深越低，則系統(tǒng)的效率就越高，當潛油電泵所處的井下深度一定的前提下，如果潛油電泵系統(tǒng)的揚程得到提高，其運行效率也會得到一定的提升[4]。

2 潛油電泵系統(tǒng)能耗研究

2.1 參數(shù)設(shè)計因素

在應(yīng)用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，需要在收集油氣井資料的前提下，合理的選擇潛油電泵系統(tǒng)，如果相關(guān)資料的搜集并不全面，就會出現(xiàn)選擇錯誤問題，進而會使得潛油電泵的電動系統(tǒng)運行效率受到嚴重的影響。在另一方面，在應(yīng)用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，需要對某些參數(shù)進行人為的設(shè)定，如果參數(shù)的設(shè)定存在一定的缺陷，也會使得整個潛油電泵系統(tǒng)的運行效率產(chǎn)生重要的影響。對于我國的油田單位而言，潛油電泵的選擇以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)計優(yōu)化是主要影響系統(tǒng)運行效率的因素，因此相關(guān)單位首先必須從這個角度出發(fā)，對潛油電泵系統(tǒng)進行合理的選擇，并對相關(guān)的參數(shù)進行合理的優(yōu)化，進而使得整個系統(tǒng)的運行效率可以得到一定的提升。

2.2 庫存因素

在潛油電泵系統(tǒng)的庫存里面，不可能有對應(yīng)所有生產(chǎn)狀況的潛油電泵系統(tǒng)。即油田單位的庫存里面不可能有所有排量和揚程的潛油電泵系統(tǒng)，因此油田單位很難根據(jù)每口油井的實際狀況，對潛油電泵系統(tǒng)進行合理的選擇，這也是制約潛油電泵系統(tǒng)效率難以提高的重要因素之一。我國的油田單位一般都是根據(jù)每口油井的生產(chǎn)狀況，盡可能選擇揚程及排量相對較為接近的潛油電泵系統(tǒng)，在進行潛油電泵系統(tǒng)選擇的過程中，如果出現(xiàn)揚程和排量誤差相對較大的問題，則會使得整個系統(tǒng)的運行效率出現(xiàn)嚴重下降問題。

2.3 結(jié)垢因素

在進行原油開采的過程中，由于井底的砂石數(shù)量相對較多，這部分砂石會隨著原油被開采出地面，在被開采出地面的過程中部分砂石會附著在潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)部，進而使得流道的面積減小，原油在流道內(nèi)進行流動的阻力不斷升高，進而使得系統(tǒng)的效率得到一定的降低。

3 潛油電泵系統(tǒng)降低能耗的措施

為了降低潛油電泵系統(tǒng)的能耗，進而提高整個潛油電泵系統(tǒng)的運行效率，油田單位需要采取以下三個方面的措施。首先在進行原油開發(fā)之前，相關(guān)單位必須與各個部門相互合作，進而獲取整個油井的詳細資料選擇最合適的潛油電泵。其次，油田單位需要加強油井的管理工作，可以在實驗室條件下進行一定的實驗，在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上對參數(shù)進行設(shè)定。最后，在采用潛油電泵系統(tǒng)的過程中，不可避免的會出現(xiàn)結(jié)垢問題，我們無法阻止結(jié)垢問題的發(fā)生，但是可以定期對潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)的砂石進行一定的清理，進而使得整個潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)流道的面積可以得到一定的擴大，這也是提高潛油電泵系統(tǒng)運行效率的重要方法，在進行砂石清理的過程中，油田單位需要制定合理的砂石清理周期，定期對砂石進行清理。在另一方面，油田單位需要盡可能選擇壓力相對較高、電流相對較低的潛油電泵系統(tǒng)，通過在潛油電泵系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)變頻措施，使得潛油電泵系統(tǒng)可以根據(jù)油井生產(chǎn)的需求進行參數(shù)自我設(shè)定，進而使得整個潛油電泵系統(tǒng)的運行效率得到全面的提升。

4 結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，在整個原油生產(chǎn)過程中，潛油電泵是最重要的設(shè)備之一，該設(shè)備有多個部分組成，例如離心泵、分離器、電機等，因此影響潛油電泵系統(tǒng)運行效率的相關(guān)因素也必然很多，通過控制單一的影響因素很難提高整個系統(tǒng)的運行效率。因此，油田單位需要根據(jù)自身的需求，選擇合理的措施，對這些因素進行合理的控制，進而使得潛油電泵系統(tǒng)的運行能耗可以得到一定的降低，其運行效率可以得到一定的提升，進而推動油田生產(chǎn)的進一步發(fā)展。