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[摘 要]潜油电泵系统在石油开采方面应用广泛，但是在井下工作环境恶劣，容易对潜油电泵机组造成损坏，本文分析了造成潜油电泵组异常的因素，并对常见故障提出改进方案，可以有效的减少故障导致的停产和维修损失，提高潜油电泵的工作寿命和延长检泵周期，为企业节约采油成本。
[关键词]潜油电泵；常见故障；处理措施
中图分类号：TE933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0160-01
前言
潜油电泵在油田的利用率很高，因其设备简单，安装方便，排量大，是保持稳产的一种有效采油方式，也日益成为油田开采的重要手段之一。但是由于潜油电泵面临的井下工作环境复杂恶劣，一旦发生损坏，就要投入高昂的维修费用，给企业也带来巨大的经济损失。如何最大限度减少机组损坏，延长潜油电泵的使用时间，提高潜油电泵井的利用率，是油田企业节约成本，增加经济效益的首要解决问题。
1 潛油电泵工作原理
潜油电泵机组的工作原理是将潜油电机、保护器、油气分离器、潜油多级离心泵同电缆及油管一同下入井内，以电能为动力源，电网电压首先经过变压器改变电压后输入到控制柜，通过潜油电缆将电能传给潜油电机，潜油电机将电能转换为机械能，带动潜油泵高速旋转，潜油泵中的每级叶轮、导壳均使井液压力逐步提高，在潜油泵出口处达到潜油电泵机组要求的举升扬程，所提升的井液通过油管被举升至地面，再通过地面管线传输至地面集输系统。
2 潜油电泵常见故障分析
2.1 潜油电泵偏磨
潜油电泵偏磨的主要原因包括：首先，泵中的扬程出现变化，其是较为陡峭的，并且出现大幅度的变化，供液以及轮浮动都出现了很大的变化，导致垫片出现磨损状况。其次，潜油电泵导论液体的径向流的形式，在一定程度上，能够形成沉沙现象，沉沙就会卡在泵中，造成泵啥卡，导致出现偏磨失效问题。最后，在潜油泵运行过程中，泵中的扬高程叶片长，就会导致出现矩形波现象，其幅度很大，就会导致在井中含水量较高的情况下，出现冲击力，加快潜油电泵的震动效率，再加上沙子的增多，垫片很容易受到磨损，尤其是潜油电泵底部的垫片，磨损情况更加严重，这就导致叶轮偏磨问题无法得到解决。在此类问题较为严重的时候，就会出现潜油电泵机组的偏磨问题，泵轴也会随之偏磨，甚至磨成锯齿形状，电泵的头部以及座部都会出现磨损问题，甚至出现折断的现象。另外，由于潜油电泵中扬高程是单级别的，在叶轮推力较大的情况下，就会出现到叶轮止推磨损的现象，其是极容易受到破坏的。由于高效导叶轮的部位较薄，在受到摩擦之后，会出现扶正失效等问题，偏磨问题更加严重。
2.2 机械磨损
钻井过程中井液中含有大量的杂质，但潜油电泵则需要浸入到井液中，并需要做高速旋转的动作，这就不可避免的会对潜油电泵带来较大的磨损，在磨损过程中潜油电泵存在着局部磨穿、磨薄及磨没的情况，同时泵头和泵座处的扶正轴承、叶轮和导壳配合处及泵轴等也会存在着不同程度的磨损，从而导致潜油电泵故障发生。在磨损过程中导致潜油电泵发生故障的原因大致有两个方面。其一，在潜油电泵运行过程中，叶轮和导壳接触面本身就存在着接触摩擦力，而在这二者之间还存在着配合间隙，这样当潜油电泵潜入到井液中旋转时，井液中的杂质不可避免的会进入到配合间隙之中，从而导致摩擦加大，使叶轮和导壳之间的磨损加剧。其二，叶轮需要随着泵轴做高速旋转运行，这样叶轮和导壳之间会相互接触，从而导致摩擦的产生。
2.3 分离器故障
在潜油电泵运行过程中，如果有气体进入到泵内，则会对泵产生气蚀或是气锁的情况，导致电泵正常的工作性能受到较大的影响。所以在保护器与离心泵之间安装有油气分离器，其主要发挥着对混合气流进行气、液分离的作用，通过油气分离器可以使分离出来的液体进入到离心泵内，而气则会进入到油管和套管的环形空间内排出，这样就降低了气体可能对泵正常运行所带来的影响，有效的提高了泵的生产效率，确保了泵使用寿命的延长。在正常运行过程中，分离器不易发生故障，但由于分离器作为重要的井下部件，其一旦有故障发生时，则会导致电机或是保护器无效或是落至井下，无法打捞出来。在分离器故障中多以断、壳体断裂、防倒块倒扣、吸入口堵塞及内部磨损等。因为在分离器运行过程中，一时其内部混有砂、垢等，则会导致各部件之间的磨损加剧，同时还会对分离泵的入口造成堵塞，而井液中存在有杂质，在叶轮高速旋转时，杂质会对外壳带来磨损和腐蚀。这些问题的存在都会导致分离器故障的发生，甚至造成分离器发生断裂。
2.4 潜油电机故障
潜油电泵运行过程中，其动力主要是由潜油电机来提供，这样潜没离心泵才能下动井液中进行工作。而一旦潜油电机发生故障，则会导致潜油电泵失去动力源，无法正常运行。通常情况下潜油电机故障多以短路、断路及对地绝缘为零，而故障形式也基本上以电机内部和连接处两种形式为主。当电机内部发生故障时，多是短路和烧毁，而电机连接处故障则通常表现为电机头和电缆头联接处烧毁或是电机线包烧毁。当潜油电机供液不足、高温、高压、泵砂卡及结垢、在大曲率斜井内机组出现弯曲时都会导致故障的发生。由于施工管理不当，也极易导致电机出现损坏或是烧毁。在供电系统出现电压不稳定时，会给电机带来较大的损伤。同时在运输、储存或是在施工过程中会有机械损伤存在，从而导致电机强度下降。当井下单阀失效时，由于液体会出现倒流的情况，电机高速反转，从而导致电机受到损毁。泵出现故障或是其他部件出现故障时，另外在潜油电机频繁进行开启和停止过程中也会导致保护器失去作用，从而烧毁潜油电机。
3 潜油电泵故障对策
3.1 潜油泵的改进方法
①根据需要客观选择潜油泵的机型。②清除施工时产生的砂、垢，减少人为因素导致的泵堵和磨损。③提高潜油泵的轴、叶轮、导壳和垫片等位置的耐磨性，加强表面质量。④改进设计，提高潜油泵的防砂和抗磨损性能。
3.2 保护器的改进方法
①避免频繁启停泵，防止井液进入保护器。②加强壳体表面质量，减少蚀穿现象发生。③安装保护器时要保证轴转动灵活。
3.3 分离器的改进方法
对于分离器，需要对其施工过程中产生的砂和垢进行有效控制，同时可以利用防砂罩将其安置在分离器吸入口处。另外就是要对分离器壳体的质量进行有效的控制，确保其材质的强度，降低分离器出现断裂的可能性。
3.4 电机的改进方法
一是油井要有足够的液量来冷却电机，以减小因高温烧毁电机的概率；二是要防止电网波动，保护、维持电机的正常工作；三是选择电机的功率一定要与泵相配合；四是电机安装时，要确保其密封可靠、安装准确到位；五是加强电机自身绝缘材料的性能；六是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长短。
4 结束语
潜油电泵作为钻井中的重要机械设备，其构造较为复杂，任何一个部件出现故障则会导致无法正常工作。同时潜油电泵工作过程中所处环境较为复杂，而且受到大量泥沙和杂质的侵蚀和冲刷，潜油电泵、分离器和保护器等部件极易失效，所以在潜油电泵运行过程中需要对容易导致其失效的原因进一步进行研究和分析，确保潜油电泵各项性能的正常，确保其工作效率能够提升。
参考文献
[1] 张辉.高温油井中潜油电泵机组的故障原因分析[J].装备制造技术，2009.11.
[2] 张玉斌，于海春.潜油电泵机组可靠性研究[J].石油学报，2003，24（4）：102-107.
[关键词]潜油电泵；常见故障；处理措施
中图分类号：TE933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0160-01
前言
潜油电泵在油田的利用率很高，因其设备简单，安装方便，排量大，是保持稳产的一种有效采油方式，也日益成为油田开采的重要手段之一。但是由于潜油电泵面临的井下工作环境复杂恶劣，一旦发生损坏，就要投入高昂的维修费用，给企业也带来巨大的经济损失。如何最大限度减少机组损坏，延长潜油电泵的使用时间，提高潜油电泵井的利用率，是油田企业节约成本，增加经济效益的首要解决问题。
1 潛油电泵工作原理
潜油电泵机组的工作原理是将潜油电机、保护器、油气分离器、潜油多级离心泵同电缆及油管一同下入井内，以电能为动力源，电网电压首先经过变压器改变电压后输入到控制柜，通过潜油电缆将电能传给潜油电机，潜油电机将电能转换为机械能，带动潜油泵高速旋转，潜油泵中的每级叶轮、导壳均使井液压力逐步提高，在潜油泵出口处达到潜油电泵机组要求的举升扬程，所提升的井液通过油管被举升至地面，再通过地面管线传输至地面集输系统。
2 潜油电泵常见故障分析
2.1 潜油电泵偏磨
潜油电泵偏磨的主要原因包括：首先，泵中的扬程出现变化，其是较为陡峭的，并且出现大幅度的变化，供液以及轮浮动都出现了很大的变化，导致垫片出现磨损状况。其次，潜油电泵导论液体的径向流的形式，在一定程度上，能够形成沉沙现象，沉沙就会卡在泵中，造成泵啥卡，导致出现偏磨失效问题。最后，在潜油泵运行过程中，泵中的扬高程叶片长，就会导致出现矩形波现象，其幅度很大，就会导致在井中含水量较高的情况下，出现冲击力，加快潜油电泵的震动效率，再加上沙子的增多，垫片很容易受到磨损，尤其是潜油电泵底部的垫片，磨损情况更加严重，这就导致叶轮偏磨问题无法得到解决。在此类问题较为严重的时候，就会出现潜油电泵机组的偏磨问题，泵轴也会随之偏磨，甚至磨成锯齿形状，电泵的头部以及座部都会出现磨损问题，甚至出现折断的现象。另外，由于潜油电泵中扬高程是单级别的，在叶轮推力较大的情况下，就会出现到叶轮止推磨损的现象，其是极容易受到破坏的。由于高效导叶轮的部位较薄，在受到摩擦之后，会出现扶正失效等问题，偏磨问题更加严重。
2.2 机械磨损
钻井过程中井液中含有大量的杂质，但潜油电泵则需要浸入到井液中，并需要做高速旋转的动作，这就不可避免的会对潜油电泵带来较大的磨损，在磨损过程中潜油电泵存在着局部磨穿、磨薄及磨没的情况，同时泵头和泵座处的扶正轴承、叶轮和导壳配合处及泵轴等也会存在着不同程度的磨损，从而导致潜油电泵故障发生。在磨损过程中导致潜油电泵发生故障的原因大致有两个方面。其一，在潜油电泵运行过程中，叶轮和导壳接触面本身就存在着接触摩擦力，而在这二者之间还存在着配合间隙，这样当潜油电泵潜入到井液中旋转时，井液中的杂质不可避免的会进入到配合间隙之中，从而导致摩擦加大，使叶轮和导壳之间的磨损加剧。其二，叶轮需要随着泵轴做高速旋转运行，这样叶轮和导壳之间会相互接触，从而导致摩擦的产生。
2.3 分离器故障
在潜油电泵运行过程中，如果有气体进入到泵内，则会对泵产生气蚀或是气锁的情况，导致电泵正常的工作性能受到较大的影响。所以在保护器与离心泵之间安装有油气分离器，其主要发挥着对混合气流进行气、液分离的作用，通过油气分离器可以使分离出来的液体进入到离心泵内，而气则会进入到油管和套管的环形空间内排出，这样就降低了气体可能对泵正常运行所带来的影响，有效的提高了泵的生产效率，确保了泵使用寿命的延长。在正常运行过程中，分离器不易发生故障，但由于分离器作为重要的井下部件，其一旦有故障发生时，则会导致电机或是保护器无效或是落至井下，无法打捞出来。在分离器故障中多以断、壳体断裂、防倒块倒扣、吸入口堵塞及内部磨损等。因为在分离器运行过程中，一时其内部混有砂、垢等，则会导致各部件之间的磨损加剧，同时还会对分离泵的入口造成堵塞，而井液中存在有杂质，在叶轮高速旋转时，杂质会对外壳带来磨损和腐蚀。这些问题的存在都会导致分离器故障的发生，甚至造成分离器发生断裂。
2.4 潜油电机故障
潜油电泵运行过程中，其动力主要是由潜油电机来提供，这样潜没离心泵才能下动井液中进行工作。而一旦潜油电机发生故障，则会导致潜油电泵失去动力源，无法正常运行。通常情况下潜油电机故障多以短路、断路及对地绝缘为零，而故障形式也基本上以电机内部和连接处两种形式为主。当电机内部发生故障时，多是短路和烧毁，而电机连接处故障则通常表现为电机头和电缆头联接处烧毁或是电机线包烧毁。当潜油电机供液不足、高温、高压、泵砂卡及结垢、在大曲率斜井内机组出现弯曲时都会导致故障的发生。由于施工管理不当，也极易导致电机出现损坏或是烧毁。在供电系统出现电压不稳定时，会给电机带来较大的损伤。同时在运输、储存或是在施工过程中会有机械损伤存在，从而导致电机强度下降。当井下单阀失效时，由于液体会出现倒流的情况，电机高速反转，从而导致电机受到损毁。泵出现故障或是其他部件出现故障时，另外在潜油电机频繁进行开启和停止过程中也会导致保护器失去作用，从而烧毁潜油电机。
3 潜油电泵故障对策
3.1 潜油泵的改进方法
①根据需要客观选择潜油泵的机型。②清除施工时产生的砂、垢，减少人为因素导致的泵堵和磨损。③提高潜油泵的轴、叶轮、导壳和垫片等位置的耐磨性，加强表面质量。④改进设计，提高潜油泵的防砂和抗磨损性能。
3.2 保护器的改进方法
①避免频繁启停泵，防止井液进入保护器。②加强壳体表面质量，减少蚀穿现象发生。③安装保护器时要保证轴转动灵活。
3.3 分离器的改进方法
对于分离器，需要对其施工过程中产生的砂和垢进行有效控制，同时可以利用防砂罩将其安置在分离器吸入口处。另外就是要对分离器壳体的质量进行有效的控制，确保其材质的强度，降低分离器出现断裂的可能性。
3.4 电机的改进方法
一是油井要有足够的液量来冷却电机，以减小因高温烧毁电机的概率；二是要防止电网波动，保护、维持电机的正常工作；三是选择电机的功率一定要与泵相配合；四是电机安装时，要确保其密封可靠、安装准确到位；五是加强电机自身绝缘材料的性能；六是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长短。
4 结束语
潜油电泵作为钻井中的重要机械设备，其构造较为复杂，任何一个部件出现故障则会导致无法正常工作。同时潜油电泵工作过程中所处环境较为复杂，而且受到大量泥沙和杂质的侵蚀和冲刷，潜油电泵、分离器和保护器等部件极易失效，所以在潜油电泵运行过程中需要对容易导致其失效的原因进一步进行研究和分析，确保潜油电泵各项性能的正常，确保其工作效率能够提升。
参考文献
[1] 张辉.高温油井中潜油电泵机组的故障原因分析[J].装备制造技术，2009.11.
[2] 张玉斌，于海春.潜油电泵机组可靠性研究[J].石油学报，2003，24（4）：102-107.