采油機(jī)械中的電動(dòng)潛油泵機(jī)組

■ 高粱紅

石油開(kāi)采有兩種基本的方法，一是依靠天然或者人工注水、注氣補(bǔ)充能量的方法自噴生產(chǎn)，二是在不能自噴的采油井使用機(jī)械舉升。目前，在世界各油田應(yīng)用最廣泛的是后者，大約90%的采油井通過(guò)安裝采油機(jī)械生產(chǎn)石油。由于多數(shù)采油機(jī)械分成地面和井內(nèi)兩部分，通常人們只能看到安裝在地面上的設(shè)備，難得一見(jiàn)隱沒(méi)在井筒里的抽油泵。

采油用的抽油泵是一個(gè)品種多樣化的家族，大致分為兩大類，需要使用抽油桿傳遞驅(qū)動(dòng)力的叫做有桿泵，無(wú)需使用抽油桿的稱為無(wú)桿泵。無(wú)論有桿泵還是無(wú)桿泵，由于受到采油井筒空間的限制，都是又細(xì)又長(zhǎng)的圓筒形狀。兩種類型的抽油泵都需要沉沒(méi)到數(shù)百米甚至上千米的深度，懸吊在井筒里穩(wěn)定的液面之下，通過(guò)額定的排量和揚(yáng)程，開(kāi)采從油層中滲流出來(lái)的油、氣、水混合液。因此，抽油泵又被稱為深井泵。

在油田上最常見(jiàn)的是抽油機(jī)采油，這種機(jī)械需要在地面上安裝減速箱和曲柄，通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能變成節(jié)奏有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在類似驢頭的一端懸吊抽油桿，帶動(dòng)井筒里的柱塞泵產(chǎn)生抽吸作用。由于抽油機(jī)仰俯的工作狀態(tài)很像一頭鋼鐵制造的毛驢不停地向出產(chǎn)石油的土地叩拜，被人們俗稱為“磕頭機(jī)”。然而，這種應(yīng)用最廣泛的采油機(jī)械并不是深井泵家族中的高端產(chǎn)品，難得一見(jiàn)的電動(dòng)潛油泵機(jī)組才是采油機(jī)械之王，它的出現(xiàn)不足百年，我國(guó)擁有的歷史還不到半個(gè)世紀(jì)。

電動(dòng)潛油泵機(jī)組在業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱為電泵，由潛油離心泵、潛油電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器、鎧裝電纜、地面控制屏和專用變壓器六部分組成。具有排量大、揚(yáng)程高、無(wú)需抽油桿傳遞動(dòng)力的顯著優(yōu)點(diǎn)，這種采油機(jī)械一問(wèn)世立即受到了各石油生產(chǎn)國(guó)的青睞。但是，因?yàn)橹圃旃に噺?fù)雜、價(jià)格偏高、使用壽命偏低的缺點(diǎn)阻礙了推廣普及。上個(gè)世紀(jì)70年代，僅有美國(guó)、蘇聯(lián)等少數(shù)制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家掌握了電動(dòng)潛油泵機(jī)組的核心技術(shù)，形成了市場(chǎng)壟斷。

國(guó)內(nèi)最早研究應(yīng)用電動(dòng)潛油泵機(jī)組的是大慶油田采油工藝研究所。從1963年開(kāi)始，參照蘇聯(lián)生產(chǎn)的樣機(jī)，試制排量40立方米/天、700米揚(yáng)程的電動(dòng)潛油泵機(jī)組。歷經(jīng)10余年的努力沒(méi)有過(guò)關(guān)，無(wú)法定型生產(chǎn)。1975年，大慶油田主力采油區(qū)全面進(jìn)入了高含水開(kāi)發(fā)階段，制定5000萬(wàn)噸年產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)規(guī)劃的時(shí)候，迫切需要使用大排量的電動(dòng)潛油泵放大采油井的生產(chǎn)壓差。決定暫停自行研制，通過(guò)BJ公司引進(jìn)了5套美國(guó)制造的機(jī)組，在薩爾圖油田中區(qū)西部的高含水采油井上試用，收到了大幅度增加排液量，原油產(chǎn)量穩(wěn)中有升的顯著效果。

鑒于當(dāng)時(shí)國(guó)家的財(cái)力有限，沒(méi)有足夠的外匯大批量訂購(gòu)價(jià)格昂貴的美國(guó)電泵，大慶油田采油工藝研究所重振旗鼓再行研制。1976年開(kāi)始參照美國(guó)樣本，與天津和沈陽(yáng)的成套設(shè)備公司聯(lián)合試制排量200立方米/天、揚(yáng)程700米的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)潛油泵機(jī)組。雖然在一些關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，但是與美國(guó)制造的同類產(chǎn)品相比仍有相當(dāng)大的差距。1979年，借助改革開(kāi)放的春風(fēng)，大慶油田派出了一個(gè)考察組到美國(guó)進(jìn)行電動(dòng)潛油泵機(jī)組專項(xiàng)調(diào)研。與雷達(dá)和森垂利夫特公司簽訂了引進(jìn)整套機(jī)組、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和在大慶油田建立維修保養(yǎng)車間的互利性協(xié)作合同。此后，美國(guó)制造的25種型號(hào)、2500臺(tái)電動(dòng)潛油泵機(jī)組陸續(xù)運(yùn)抵大慶油田，為原油年產(chǎn)量保持在5000萬(wàn)噸以上的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。

為了盡快實(shí)現(xiàn)電動(dòng)潛油泵機(jī)組國(guó)產(chǎn)化，1980年歲尾，大慶油田成立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)專業(yè)的電動(dòng)潛油泵廠，引進(jìn)美國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝裝備，從進(jìn)口配件組裝整套機(jī)組逐步向獨(dú)立制造過(guò)渡，終于生產(chǎn)出可以和美國(guó)產(chǎn)品媲美的尖端采油機(jī)械，為中國(guó)由采油裝備制造大國(guó)邁向制造高端產(chǎn)品的強(qiáng)國(guó)，奏響了一曲勝利凱歌。