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【摘要】潜油电泵技术作为石油开采的主要技术,已经广泛应用到各个油田开发中,成为促进油田高产、稳产的关键手段,而由于采用过程中一些意外事故的发生,加之潜油电泵自身限制性因素影响,造成潜油电泵打捞困难。本文结合一些打捞问题,对潜油电泵打捞技术的应用进行分析。
【关键词】潜油电泵打捞技术 油田开发 应用分析
1 潜油电泵系统
潜油电泵以整套系统存在,主要包括,井下部分:保护器、分离器、潜油电机、潜油电缆等,其中保护器在进口段和潜油电机间,通过提供电机油膨胀气体、平衡压力、进行井液隔离、承受轴向力等功能对电机保护起到重要作用;地面部分:变压器、控制柜、变频器等;辅助设备:接线盒、测温测压装置、泄油阀等。电能为潜油电泵机组的源动力,电网电压按照降压变压器——变频器——升压变压器——潜油电缆——潜油电机,在潜油电机中,将电能转化为机械能,机械能带动潜油离心泵高速旋转,进而提升井液压力,井液通过油管提升到地面,再由地面管线将其传到地面集输系统。潜油电泵系统具有大排量采液的关键优势,这是其被用于油田开发的主要原因,一般排量范围在30-4700m3/d,扬程不小于3000米,而且这项技术操作简单、管理方便,能够很好适用于斜井、水平井的开采要求,可以根据产液变化进行变频调整,并且容易进行腐蚀、结蜡的处理,使得这项技术被广泛使用。
2 潜油电泵井下事故的原因
其一,由于整套设备都安装于井下,而设备本身结构复杂,外径大,这就造成一旦事故发生,需要提出全部管柱;我国油井油层套管多为直径140mm,内径为121-124.5mm,而电泵机组最大外径为116mm,而且每根都很长,一般是70mm,这就使得两者之间的缝隙仅为4mm左右,如果出现油层出砂等情况,将增加打捞难度。其二,潜油电泵下入深度受到额定功率的限制,井下高温容易导致电缆故障,或是井下环境的腐蚀性造成电机损害等原因,造成各种事故的发生,这就加大了打捞工作量和难度;在事故发生时,如果进行管柱旋转,容易造成电缆缠绕或是转断;电缆碎片多,电缆卡子脱落严重,且落下位置不确定等情况也造成潜油电泵打捞难度提升。其三,电泵机组之间一般通过8条直径为8mm的螺栓进行连接,提泵时,由于设备外径大,与油井缝隙小,若出现一点偏差,则会发生卡泵现象,导致拉断。
3 潜油电泵打捞技术的应用
分析潜油电泵井下事故的成因,潜油电泵打捞技术可以分为解卡打捞、电缆团打捞、潜油电泵电机组打捞,下面我们结合A井电泵打捞进行分析。
3.1 潜油电泵解卡打捞
压井:进行压井液密度计算后,将压井液粘度控制在50-70s范围内,失水小于4ml/ min,含砂小于2%,采用循环法进行压井。压井后进行作业井口、转盘等安装,并设置滚筒,将电缆线缠绕在滚筒上。进行管柱提试,对提行管柱进行测量,若行程在1-1.5m时悬重没有出现变化,则说明没有阻卡,可以继续进行提泵,若出現变化,则进行解卡打捞,根据公式Db=KL/W计算侧卡点,再将卡点上部的管柱和电缆进行处理,根据实际情况,进行一次性取出或是采用倒扣方法将卡点以上管柱取出。进行卡点处理,通过下入直径118mm铅模打印,进行井下情况监测,如果有电缆堆积现象,则采用打捞钩进行打捞,然后将电缆碎片打捞干净,而在电缆碎屑打捞中,由于数量多,碎片小,可以采用捞筒打捞。再下铅模打印,采用热水清洗的方法将其融化,将其卡组解除,而对于砂卡或是小件物品,则要采用下薄壁高强度套铣筒进行这些物件的套铣,将其带入地面后进行清理,然后将铣过的物件捞出,此时要进行多次操作,保证将潜油电泵全部捞出。而若是套管损坏,则要先下机泵组,用整形工具对套损处进行扩径后,打捞管柱和机泵组。
3.2 潜油电泵机组的打捞
在进行潜油电泵机组打捞中,要进行各种机组部件和结构的分析,通过各部位的部件打捞,实现整体性打捞成功。打捞机泵组以上管柱,给击泵组以上留出下井工具,以保证下井打捞能够抓牢,若没有,则要进行相关工具的设置,如下电泵卡瓦捞筒,电机捞筒等,此后再进行对电泵机组的打捞,捞出后,采用震击方式进行解卡,若无效,则采用特制工具进行解卡,最后将电机外壳抹掉,在完成机泵组整体性处理之后,必须捞出放砂管,进而按要求进行井管柱下放,进行安装井口。
4 施工分析
该井井深为1300.0米,本次由于热洗不同,上提负荷为260KN,油管伸长25mm,压井时内外不通,经分析落物为油管70mm长,数量为110根,电泵机最大外径为116mm,长约7000mm,而其油套管直径为139.6mm,内径为122-124.5mm,其中还有电缆、活门、通杆等,此井存在电缆堆积现象。
4.1 电缆团的打捞
在打捞中,我们采用打捞钩进行打捞,我们将固定的打捞钩改进为活性外钩,即将外钩加工成为活动式的,使其能伸能缩,在下放时,将其缩回,这样有利于插入电缆,保证对电缆的固定,同时,在外购上加置挡圈,这样能够将外钩扶正,而且能够将电缆压住,这就再次保证了电缆的固定性,有效防止了电缆活动到接头上部而造成的卡钻现象发生。对于电缆碎片,则采用捞筒,将捞筒改进为螺旋式,这就利用了螺旋状层层打捞的方式,提升了打捞的数量,这不仅能够将电缆碎片大量打捞,而且有效减少了打捞次数,有利于打捞效果的提高。
4.2 潜油电泵机组的打捞
由于潜油电泵中心轴没有台阶,这就增加了工具选择的难度,为了使中心轴能够与钻杆连接、传递扭矩、可以传力,进行打捞筒改进,将其设计为实心杆本体打捞筒。首先,进行上部油管打捞,采用倒扣法,将部分油管倒出,采用活动外钩进行电缆打捞,经过重复性的组合工序,使得顺利达到压井深度。其次,进行中心轴打捞,通过实心杆本体打捞筒,下入距鱼顶50mm,进行循环冲洗,下放距离鱼顶10mm,开动转盘,进行旋转下放,将鱼头导入打捞筒后进行停泵加压,进行中心轴提获。再者,进行电机打捞,由于电机组的体积和外径较大,并且由很多碎电缆以及电缆卡子,而套管受压力变形等原因,造成电机组受压增大,此时,用定位套铣筒将电机上部环形空间打开,捞出电机头,使得电机本体存有一定空间,用捞矛将电机定子和外壳捞出,经过整形后进行下部打捞
5 总结
油田潜油电泵打捞技术作以其操作简单、便于管理等优点越来越受到石油开采者的青睐,是现代石油开发的重要手段,不仅能够实现油田开发的有序进行,而且能够促使油田稳产、增产,而在其运用中,只有掌握住其系统的工作原理,并根据油田开发的各种实际情况,进行问题分析,采用合理和创新的方式解决碎电缆、电缆团以及潜油电泵机组打捞的难点,才能够顺利实现油田开发。
参考文献
[1] 王方伟.浅海油田电潜泵工况分析研究[D].
中国石油大学,2010
【关键词】潜油电泵打捞技术 油田开发 应用分析
1 潜油电泵系统
潜油电泵以整套系统存在,主要包括,井下部分:保护器、分离器、潜油电机、潜油电缆等,其中保护器在进口段和潜油电机间,通过提供电机油膨胀气体、平衡压力、进行井液隔离、承受轴向力等功能对电机保护起到重要作用;地面部分:变压器、控制柜、变频器等;辅助设备:接线盒、测温测压装置、泄油阀等。电能为潜油电泵机组的源动力,电网电压按照降压变压器——变频器——升压变压器——潜油电缆——潜油电机,在潜油电机中,将电能转化为机械能,机械能带动潜油离心泵高速旋转,进而提升井液压力,井液通过油管提升到地面,再由地面管线将其传到地面集输系统。潜油电泵系统具有大排量采液的关键优势,这是其被用于油田开发的主要原因,一般排量范围在30-4700m3/d,扬程不小于3000米,而且这项技术操作简单、管理方便,能够很好适用于斜井、水平井的开采要求,可以根据产液变化进行变频调整,并且容易进行腐蚀、结蜡的处理,使得这项技术被广泛使用。
2 潜油电泵井下事故的原因
其一,由于整套设备都安装于井下,而设备本身结构复杂,外径大,这就造成一旦事故发生,需要提出全部管柱;我国油井油层套管多为直径140mm,内径为121-124.5mm,而电泵机组最大外径为116mm,而且每根都很长,一般是70mm,这就使得两者之间的缝隙仅为4mm左右,如果出现油层出砂等情况,将增加打捞难度。其二,潜油电泵下入深度受到额定功率的限制,井下高温容易导致电缆故障,或是井下环境的腐蚀性造成电机损害等原因,造成各种事故的发生,这就加大了打捞工作量和难度;在事故发生时,如果进行管柱旋转,容易造成电缆缠绕或是转断;电缆碎片多,电缆卡子脱落严重,且落下位置不确定等情况也造成潜油电泵打捞难度提升。其三,电泵机组之间一般通过8条直径为8mm的螺栓进行连接,提泵时,由于设备外径大,与油井缝隙小,若出现一点偏差,则会发生卡泵现象,导致拉断。
3 潜油电泵打捞技术的应用
分析潜油电泵井下事故的成因,潜油电泵打捞技术可以分为解卡打捞、电缆团打捞、潜油电泵电机组打捞,下面我们结合A井电泵打捞进行分析。
3.1 潜油电泵解卡打捞
压井:进行压井液密度计算后,将压井液粘度控制在50-70s范围内,失水小于4ml/ min,含砂小于2%,采用循环法进行压井。压井后进行作业井口、转盘等安装,并设置滚筒,将电缆线缠绕在滚筒上。进行管柱提试,对提行管柱进行测量,若行程在1-1.5m时悬重没有出现变化,则说明没有阻卡,可以继续进行提泵,若出現变化,则进行解卡打捞,根据公式Db=KL/W计算侧卡点,再将卡点上部的管柱和电缆进行处理,根据实际情况,进行一次性取出或是采用倒扣方法将卡点以上管柱取出。进行卡点处理,通过下入直径118mm铅模打印,进行井下情况监测,如果有电缆堆积现象,则采用打捞钩进行打捞,然后将电缆碎片打捞干净,而在电缆碎屑打捞中,由于数量多,碎片小,可以采用捞筒打捞。再下铅模打印,采用热水清洗的方法将其融化,将其卡组解除,而对于砂卡或是小件物品,则要采用下薄壁高强度套铣筒进行这些物件的套铣,将其带入地面后进行清理,然后将铣过的物件捞出,此时要进行多次操作,保证将潜油电泵全部捞出。而若是套管损坏,则要先下机泵组,用整形工具对套损处进行扩径后,打捞管柱和机泵组。
3.2 潜油电泵机组的打捞
在进行潜油电泵机组打捞中,要进行各种机组部件和结构的分析,通过各部位的部件打捞,实现整体性打捞成功。打捞机泵组以上管柱,给击泵组以上留出下井工具,以保证下井打捞能够抓牢,若没有,则要进行相关工具的设置,如下电泵卡瓦捞筒,电机捞筒等,此后再进行对电泵机组的打捞,捞出后,采用震击方式进行解卡,若无效,则采用特制工具进行解卡,最后将电机外壳抹掉,在完成机泵组整体性处理之后,必须捞出放砂管,进而按要求进行井管柱下放,进行安装井口。
4 施工分析
该井井深为1300.0米,本次由于热洗不同,上提负荷为260KN,油管伸长25mm,压井时内外不通,经分析落物为油管70mm长,数量为110根,电泵机最大外径为116mm,长约7000mm,而其油套管直径为139.6mm,内径为122-124.5mm,其中还有电缆、活门、通杆等,此井存在电缆堆积现象。
4.1 电缆团的打捞
在打捞中,我们采用打捞钩进行打捞,我们将固定的打捞钩改进为活性外钩,即将外钩加工成为活动式的,使其能伸能缩,在下放时,将其缩回,这样有利于插入电缆,保证对电缆的固定,同时,在外购上加置挡圈,这样能够将外钩扶正,而且能够将电缆压住,这就再次保证了电缆的固定性,有效防止了电缆活动到接头上部而造成的卡钻现象发生。对于电缆碎片,则采用捞筒,将捞筒改进为螺旋式,这就利用了螺旋状层层打捞的方式,提升了打捞的数量,这不仅能够将电缆碎片大量打捞,而且有效减少了打捞次数,有利于打捞效果的提高。
4.2 潜油电泵机组的打捞
由于潜油电泵中心轴没有台阶,这就增加了工具选择的难度,为了使中心轴能够与钻杆连接、传递扭矩、可以传力,进行打捞筒改进,将其设计为实心杆本体打捞筒。首先,进行上部油管打捞,采用倒扣法,将部分油管倒出,采用活动外钩进行电缆打捞,经过重复性的组合工序,使得顺利达到压井深度。其次,进行中心轴打捞,通过实心杆本体打捞筒,下入距鱼顶50mm,进行循环冲洗,下放距离鱼顶10mm,开动转盘,进行旋转下放,将鱼头导入打捞筒后进行停泵加压,进行中心轴提获。再者,进行电机打捞,由于电机组的体积和外径较大,并且由很多碎电缆以及电缆卡子,而套管受压力变形等原因,造成电机组受压增大,此时,用定位套铣筒将电机上部环形空间打开,捞出电机头,使得电机本体存有一定空间,用捞矛将电机定子和外壳捞出,经过整形后进行下部打捞
5 总结
油田潜油电泵打捞技术作以其操作简单、便于管理等优点越来越受到石油开采者的青睐,是现代石油开发的重要手段,不仅能够实现油田开发的有序进行,而且能够促使油田稳产、增产,而在其运用中,只有掌握住其系统的工作原理,并根据油田开发的各种实际情况,进行问题分析,采用合理和创新的方式解决碎电缆、电缆团以及潜油电泵机组打捞的难点,才能够顺利实现油田开发。
参考文献
[1] 王方伟.浅海油田电潜泵工况分析研究[D].
中国石油大学,2010