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摘 要:潜油电泵井在高含水油区原油生产中发挥着不可替代的作用,尤其是在边水驱动的水平井和一些偏磨严重的短命井,潜油电泵无论从排量和防偏磨方面都是其他有杆泵所无法比拟的。本文对造成电泵躺井的原因进行综合分析,为提高电泵井的免修期提出了措施。
关键词:潜油泵 电泵井躺井机理 预防措施
一、概况
中原油田分公司采油三厂目前共有潜油电泵井14口,产液量在1200方/天,产油量70吨/天,边水驱动的水平井和一些偏磨严重的短命井,潜油电泵无论从排量和防偏磨方面都是其他有杆泵所无法比拟的。但自2011年来电泵井开始出现频繁躺井,检泵周期大大缩短。要找出造成电泵井频繁躺井的主要原因,就要对近几年电泵井躺井的情况进行调查分析,采取针对性措施,降低电泵躺井率。
二、电泵井质量管理技术的应用
1.质量管理技术分析
根据统计2010年-2012年采油三厂电潜泵井机组共失效60井次,解剖发现问题86处,因电机烧、电机油汽化导致保护器内缺油,在电机烧的瞬间其自感电动势造成电缆的薄弱环节绝缘层击穿,以至于1口井同时出现多处问题,其中潜油电缆失效35井次;潜油电动机失效21井次;保护器失效13井次;离心泵失效12井次;分离器失效2井次;单流阀失效2井次 由此可见,电缆、潜油电动机、电机保护器和离心泵失效是电潜泵机组的主要失效形式,占总数的95%以上。
在35井次的潜油电缆失效中大扁电缆绝缘层击穿占28井次;电缆头烧5井次;小扁电缆烧2井次。电缆被击穿将产生拉弧现象,强大的电流将对油管、套管产生严重损伤。在22井次的潜油电动机失效中,定子烧毁18井次;引线烧毁2井次;壳体腐蚀穿孔1井次;轴窜1井次。在13井次的保护器失效中,呼吸到极限保护器失效6井次;因电机烧,电弧冲击使电机油汽化膨胀,保护器内缺油6井次,注油螺丝松动保护器进水1井次。在12井次离心泵失效中,泵砂卡3井次泵筒穿孔3井次;花键套碎2井次;泵轴失效2井次,泵倒扣、叶轮碎等其它失效各1井次。主要原因一是套管变形后油井出砂,另一方面是修复泵中应用了大量不符合技术标准的旧导轮、叶轮,使修复泵存在质量缺陷。泵本体穿孔这种失效形式,很多时候都误认为油管穿孔,此时高速液流通过泵壳还会作用于套管,如井液中含有一定量的砂粒,将对套管产生水力切割,最终造成套管损坏。在2井次的分离器失效中,分离器壳体断裂1井次;分离器进口被污物堵死1井次。发生分离器壳体断裂故障的井运行时间较长,达735天。单流阀失效中,均为单流阀本身质量差,加工工艺不合理造成的,在单流阀变颈处出现穿孔(见图1)。
图1
入井不足半年本体穿孔的单流阀
2.电泵井管理技术应用
因近年来很多机组电缆都是多次入井重复使用的,电缆机组老化现象比较严重,新机组的投入比例不足30%,大量的修复机组电缆下入井内,致使近年来电泵免修期越来越短,甚至出现了许多入井不到1个月就失效的短命井。 从电泵机组失效因素来看,电缆出现的故障35井次,占到了40%以上,其中新電缆出现电缆失效9井次,修复电缆出现26井次,2012年出现的WC22-43井电机扫膛,使用的就是不合格的轴套。
生产工况不佳、井况恶化造成机组失效 W472、W473、W386、W56-1等井出现油井供液不足,产液量偏离经济运行区,导致电潜泵叶轮不能浮动,磨损加快,寿命缩短;施工工艺不配套及施工质量差导致机组失效冬季施工因气温低,电动机油粘度大,流动性差,易造成电动机、保护器注油不足,使电动机止推轴承得不到良好的润滑,易造成潜油电动机故障。有资料表明,冬季施工的电潜泵井运转周期比其它季节施工的短近3个月。
生产过程管理不到位造成修复电潜泵机组失效管线更换、穿孔、停电、电压等导致频繁的开停井,每开停机1次,造成电潜泵保护器呼吸1次,一部分井液随之进入保护器,多次呼吸后,易造成电潜泵保护器失效,进而引起电动机失效。虽然每个机组都加装了单流阀,但若单流阀失效,停机后管柱内砂沉入到泵的叶轮中,造成砂卡泵开机失效;一旦停机,还会造成管线中的液体倒流,使电动机高速反转,如果此时再次起泵将对电机和电缆造成巨大损伤甚至直接造成机组失效。
控制屏参数设置不合理,过载值设定过高造成过载不能及时停机保护,设定电流的过载值一般按照正常电流的1.2-1.25倍,而在实际运行中这种设定并不都适应所有井,对有些井来说过载值设定偏大,在出现管线堵塞的情况下,其运行电流达不到设定的过载保护值但仍然运行,这对电缆和电机都有很大损伤。
3.制定对策并实施
提高新电潜泵机组入井比例,严格执行电缆修复管理制度,保证电潜泵的产品质量。
提高修复机组新配件比例(1)离心泵的泵导轮、叶轮,泵头、泵座全部换用新件;按技术要求安装规定数量的硬质合金套;泵轴不准涂镀和改制;泵筒50%换用新件,服役时间不得超过5年;分离器要求全部使用新件;保护器的止推轴承、机械密封全部换用新件;潜油电动机定子大修50%;其它主要部件更新30%。(2)重复使用的配件限定次数在3次以内,同时必须达到新配件技术标准,装机的全部易损件必须换新件。(3)提高修复电潜泵机组的检验技术指标。离心泵泵效不小于80%,在额定排量下扬程允差为0~7%。电动机滑行时间不低于3s,试验后的油品耐压13kV。(4)加强修复电潜泵机组技术改进 改进电潜泵机组冬季注油工艺,对潜油电动机实行边加热边注油工艺,确保冬季电动机能够注满油。
强化电潜泵系统管理(1) 抓好以电潜泵井沉没度控制为主线的电潜泵井设计优化工作,改善电潜泵运行工况,(2)入井机组全过程跟踪监督,建立以电潜泵机组管理为主线的电潜泵运行过程管理体系。(3)加大采油矿对电潜泵井的维护管理力度;减少非故障停井造成的电潜泵井躺井现象的发生。(4)加强作业施工质量的管理和监督;措施实施后,仅仅出现7井次躺井,其中3口井已经连续运行400天以上,躺井率4.4%。