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[摘 要]海上电泵井生产中由于絕缘问题造成停井事故逐渐增多,我们通过分析原因,查找相关规律,采取对应措施,提高电泵井的检修期。
[关键词]海上电泵井 绝缘 治理
中图分类号:R442 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)23-0279-01
前言
截止到2015年12月底,海一管理区共有油井109口,其中电泵井106,螺杆泵井2口,自喷井1口。电泵井检泵周期1560天,电泵井平均对地绝缘52.05MΩ,其中5MΩ以下23口,占总电泵井数的21.7%,绝缘低于1MΩ的有11口,占总电泵井数的10.37%,管理区因绝缘低所造成的躺井风险较大。
一、电泵绝缘影响因素及分析
近三年来,海一管理区共躺32井次,其中因绝缘问题躺井21井次,占总躺井数的65.62%。电泵绝缘降低甚至无绝缘导致油井躺井原因主要有电泵机组故障和电泵电缆故障。
(一)电泵机组故障导致油井无绝缘
电泵机组无绝缘故障的主要表现为绝缘材料的老化和击穿,测量时一般直流电阻平衡,对地绝缘为零。其原因可归结为:
1、油层地质原因
井底油层情况复杂,地质情况认识不足,这些都会加速电机的正常损耗,严重时会烧毁电机,造成电泵井停产。
①油层温度过高,加速了绝缘材料的老化,同时耐击穿电压随周围介质温度的升高而降低。
②因供液能力不足,导致散热条件变坏,易造成电机烧毁。
③井下气体的侵蚀,也会加速绝缘材料的老化。
④高温和高压会使井下液体和气体的腐蚀作用加剧,从而加速绝缘层的老化。
⑤因泵卡导致的启动扭矩增大,造成启动电流过大,容易烧毁电动机。
⑥泵的砂卡、结垢都会导致电机温度升高、烧坏。
⑦机组在通过大曲率斜井段时容易造成机组弯曲,而机组的抗弯能力差,易引起电动机烧毁等故障 。
2、设备选择原因
电机的选择应针对油井的状态客观选取,而偶尔会发生因为电机选择有误(电机功率过小)而导致电机故障。如当井液密度大、井液粘稠、电机选择有误差、电压低或不平衡时,都会造成电机过载,使电机过热而损坏。
3、其他原因
①频繁开关井造成电缆绝缘降低。
②油井生产时间长,电缆老化导致电缆绝缘降低。
③电网波动或停电导致机组受高电流冲击。
(二)电缆等线路故障导致绝缘降低因素分析
经统计,2013年以来因电缆故障导致无绝缘的井有53井次,占无绝缘躺井数的66.25%,总躺井数的46.09%。电泵电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分,长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中,较易发生故障。
1、电缆机械损伤的原因
①施工过程中,没有认真执行下泵操作规程或电缆的频繁起下,使电缆挤压、刮伤、拉伸、打扭。
②与潜油电机连接不当,造成电缆损坏。
③大、小扁电缆的连接处是在现场连接,受施工条件的影响,导致连接处强度低于电缆本身,易被击穿。
④电缆头同电机头连接时,易造成电缆头密封 O 形密封圈与电机头相切,使密封性能变差、绝缘降低促使机组不能正常运行。
2、引起电缆故障的地质原因
①油层温度过高,导致电缆绝缘材料失效。
②高压及腐蚀性介质造成绝缘和护套损坏。
③流体压力迅速变化,会导致电缆膨胀,从而引起绝缘层破裂。
④井下气体进入绝缘层与导体之间,会加速绝缘层老化。
⑤地层供液不足会导致泵的磨损加剧和机组无液体冷却,使动力电缆的电气性能下降。
⑥泵因砂卡,启动扭矩增大,造成启动电流过大,容易击穿电缆。
⑦斜井的井身结构也会对电缆造成损坏。
⑧频繁开关井造成电缆绝缘降低。
⑨油井生产时间长,电缆老化导致电缆绝缘降低。
(三)其他因素导致电泵井无绝缘
经统计,2013年以来因其他非正常因素导致油井无绝缘的井有7井次,占无绝缘躺井数的8.75%,总躺井数的6.09%。
1、电网因素。
海上电网不稳定,频繁波动,甚至停电造成部分电泵井无绝缘躺井,统计近三年以来电网波动、停电或电检停井共2064井次,造成躺井9口,其中导致电泵井无绝缘躺井7口,这是目前造成异常躺井的主要因素。
2、无计划频繁开关井。
无计划频繁开关井,导致油井绝缘降低,甚至躺井。据统计,仅2013年就出现过2次电网线路和负荷调整,关停井74井次。这些调整工作可通过计划安排至电网检修期间同时进行,以减少开关井次数,降低躺井机率。
二、结论及建议
(一)电泵机组故障导致的油井绝缘问题改进建议
①选择电机的功率一定要与泵配备合理。
②油井要有足够的液量冷却电机,以减少因高温烧毁电机的概率。
③要防止电网波动,保护电机的正常工作。
④加强电机自身的绝缘材料的性能,主要在抗老化、防腐蚀和耐击穿性方面需要提高。
⑤电机安装时,要确保密封可靠、安装准确到位,其中冬季施工时要注意电机油温度等因素。
⑥修复机组要在各项性能检测完好后才能下井,并应注意使用工况和年限问题。
(二)电缆故障导致的油井绝缘问题改进建议
①电缆主要应该从施工和管理上严格控制操作流程和规范,以减少人为失误导致的电缆损伤。
②电缆头在现场与电机安装时,要做好密封性,同时增强抗振性。
③尽量减少开关井次数,降低高电流对电缆薄弱点的冲击。
④做好电网的维护工作,尽量避免因电网波动造成的电缆损伤。
(三)无计划频繁开关井
对于电网线路和负荷调整,这些工作完全可通过提前规划,将类似工作量安排至电网检修期间同时进行,以减少开关井次数,降低对电缆或机组的损伤。
(四)应用电泵井预警分级管理体系
应用躺井预警分级管理体系。通过分级确定躺井高发区、躺井低发区、躺井可控区等三个级别管理的模型区块,躺井预警一级管理为躺井高发区域主要囊括低泵效、泵效超150%,低绝缘,生产年限超5年区域,需加强管理与分析;躺井二级管理为躺井低发区域主要囊括泵效在100%~150%,绝缘质量高,供液能力较强的井;躺井三级管理为躺井可控区域囊括泵效在50%~100%区间,通过注采调配,优化生产参数可使其一直处于良好的生产状态。这样通过分级管理,油井在油藏地质、注采管理、工况分析等方面有明确工作量,管理层容易理清思路,而一线人员也有轻重缓急之分,在各项条件良好运行的情况下,可以提升电泵井的检修周期。
参考文献
[1] 刘利.埕岛油田馆陶组油藏开发调整技术政策研究[J].油气地质与采收率,2006,13(3):79-81.
[2] 姜书荣,徐东萍,任允鹏.埕岛油田馆上段开发经济研究[J].油气地质与采收率,2003,10(增刊):6l-62.
[关键词]海上电泵井 绝缘 治理
中图分类号:R442 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)23-0279-01
前言
截止到2015年12月底,海一管理区共有油井109口,其中电泵井106,螺杆泵井2口,自喷井1口。电泵井检泵周期1560天,电泵井平均对地绝缘52.05MΩ,其中5MΩ以下23口,占总电泵井数的21.7%,绝缘低于1MΩ的有11口,占总电泵井数的10.37%,管理区因绝缘低所造成的躺井风险较大。
一、电泵绝缘影响因素及分析
近三年来,海一管理区共躺32井次,其中因绝缘问题躺井21井次,占总躺井数的65.62%。电泵绝缘降低甚至无绝缘导致油井躺井原因主要有电泵机组故障和电泵电缆故障。
(一)电泵机组故障导致油井无绝缘
电泵机组无绝缘故障的主要表现为绝缘材料的老化和击穿,测量时一般直流电阻平衡,对地绝缘为零。其原因可归结为:
1、油层地质原因
井底油层情况复杂,地质情况认识不足,这些都会加速电机的正常损耗,严重时会烧毁电机,造成电泵井停产。
①油层温度过高,加速了绝缘材料的老化,同时耐击穿电压随周围介质温度的升高而降低。
②因供液能力不足,导致散热条件变坏,易造成电机烧毁。
③井下气体的侵蚀,也会加速绝缘材料的老化。
④高温和高压会使井下液体和气体的腐蚀作用加剧,从而加速绝缘层的老化。
⑤因泵卡导致的启动扭矩增大,造成启动电流过大,容易烧毁电动机。
⑥泵的砂卡、结垢都会导致电机温度升高、烧坏。
⑦机组在通过大曲率斜井段时容易造成机组弯曲,而机组的抗弯能力差,易引起电动机烧毁等故障 。
2、设备选择原因
电机的选择应针对油井的状态客观选取,而偶尔会发生因为电机选择有误(电机功率过小)而导致电机故障。如当井液密度大、井液粘稠、电机选择有误差、电压低或不平衡时,都会造成电机过载,使电机过热而损坏。
3、其他原因
①频繁开关井造成电缆绝缘降低。
②油井生产时间长,电缆老化导致电缆绝缘降低。
③电网波动或停电导致机组受高电流冲击。
(二)电缆等线路故障导致绝缘降低因素分析
经统计,2013年以来因电缆故障导致无绝缘的井有53井次,占无绝缘躺井数的66.25%,总躺井数的46.09%。电泵电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分,长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中,较易发生故障。
1、电缆机械损伤的原因
①施工过程中,没有认真执行下泵操作规程或电缆的频繁起下,使电缆挤压、刮伤、拉伸、打扭。
②与潜油电机连接不当,造成电缆损坏。
③大、小扁电缆的连接处是在现场连接,受施工条件的影响,导致连接处强度低于电缆本身,易被击穿。
④电缆头同电机头连接时,易造成电缆头密封 O 形密封圈与电机头相切,使密封性能变差、绝缘降低促使机组不能正常运行。
2、引起电缆故障的地质原因
①油层温度过高,导致电缆绝缘材料失效。
②高压及腐蚀性介质造成绝缘和护套损坏。
③流体压力迅速变化,会导致电缆膨胀,从而引起绝缘层破裂。
④井下气体进入绝缘层与导体之间,会加速绝缘层老化。
⑤地层供液不足会导致泵的磨损加剧和机组无液体冷却,使动力电缆的电气性能下降。
⑥泵因砂卡,启动扭矩增大,造成启动电流过大,容易击穿电缆。
⑦斜井的井身结构也会对电缆造成损坏。
⑧频繁开关井造成电缆绝缘降低。
⑨油井生产时间长,电缆老化导致电缆绝缘降低。
(三)其他因素导致电泵井无绝缘
经统计,2013年以来因其他非正常因素导致油井无绝缘的井有7井次,占无绝缘躺井数的8.75%,总躺井数的6.09%。
1、电网因素。
海上电网不稳定,频繁波动,甚至停电造成部分电泵井无绝缘躺井,统计近三年以来电网波动、停电或电检停井共2064井次,造成躺井9口,其中导致电泵井无绝缘躺井7口,这是目前造成异常躺井的主要因素。
2、无计划频繁开关井。
无计划频繁开关井,导致油井绝缘降低,甚至躺井。据统计,仅2013年就出现过2次电网线路和负荷调整,关停井74井次。这些调整工作可通过计划安排至电网检修期间同时进行,以减少开关井次数,降低躺井机率。
二、结论及建议
(一)电泵机组故障导致的油井绝缘问题改进建议
①选择电机的功率一定要与泵配备合理。
②油井要有足够的液量冷却电机,以减少因高温烧毁电机的概率。
③要防止电网波动,保护电机的正常工作。
④加强电机自身的绝缘材料的性能,主要在抗老化、防腐蚀和耐击穿性方面需要提高。
⑤电机安装时,要确保密封可靠、安装准确到位,其中冬季施工时要注意电机油温度等因素。
⑥修复机组要在各项性能检测完好后才能下井,并应注意使用工况和年限问题。
(二)电缆故障导致的油井绝缘问题改进建议
①电缆主要应该从施工和管理上严格控制操作流程和规范,以减少人为失误导致的电缆损伤。
②电缆头在现场与电机安装时,要做好密封性,同时增强抗振性。
③尽量减少开关井次数,降低高电流对电缆薄弱点的冲击。
④做好电网的维护工作,尽量避免因电网波动造成的电缆损伤。
(三)无计划频繁开关井
对于电网线路和负荷调整,这些工作完全可通过提前规划,将类似工作量安排至电网检修期间同时进行,以减少开关井次数,降低对电缆或机组的损伤。
(四)应用电泵井预警分级管理体系
应用躺井预警分级管理体系。通过分级确定躺井高发区、躺井低发区、躺井可控区等三个级别管理的模型区块,躺井预警一级管理为躺井高发区域主要囊括低泵效、泵效超150%,低绝缘,生产年限超5年区域,需加强管理与分析;躺井二级管理为躺井低发区域主要囊括泵效在100%~150%,绝缘质量高,供液能力较强的井;躺井三级管理为躺井可控区域囊括泵效在50%~100%区间,通过注采调配,优化生产参数可使其一直处于良好的生产状态。这样通过分级管理,油井在油藏地质、注采管理、工况分析等方面有明确工作量,管理层容易理清思路,而一线人员也有轻重缓急之分,在各项条件良好运行的情况下,可以提升电泵井的检修周期。
参考文献
[1] 刘利.埕岛油田馆陶组油藏开发调整技术政策研究[J].油气地质与采收率,2006,13(3):79-81.
[2] 姜书荣,徐东萍,任允鹏.埕岛油田馆上段开发经济研究[J].油气地质与采收率,2003,10(增刊):6l-62.