论文部分内容阅读
摘要：随着油田进入开发中后期，综合含水逐步上升，无杆采油的电泵井成为采油厂有效增油的重要手段，大港埕海电泵井有着地面设备简单、排量大，易管理的优点，但同时也存在着造价昂贵、维护作业成本费用高的缺点。本文主要对大港埕海电泵井生产过程中常见的停井故障原因进行分析，并针对性的提出了一些相应的技术对策措施。
关键词：埕海；电泵井；故障
一大港埕海电泵井常见故障原因分析
1、地面管理因素
（1）开停井次数过多，根据生产实践中的经验可以肯定发生在电系统的损坏是最主要的原因，电泵井的电机烧是最普遍的。频繁开机极大的影响了机组寿命，主要后果是加速了电机保护器的失效。每启动电泵一次，启机时的瞬间电流要高出额定电流的3-5倍，频繁启停机都对电机、电缆的绝缘性能造成损坏导致绝缘被击穿。开机后电机全速运行，电机扭矩突然增大时，对泵的机械冲击较大，在冲击扭矩作用下，极有可能使机组的泵轴或连接螺栓剪断，电机泵轴断造成不出液，电泵连接螺栓断使机组落井。
（2）停井时间长，开机时易过载停机
大港埕海生产过程中，油井出砂，井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大，在电泵井正常生产，大排量举升液体时，杂物随井液排出井筒，但当电泵井停井时间较长时，单流阀上沉积大量杂物，由于比重大于油水，在开井瞬间，杂物落入离心泵内，另外，停井后，离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑，上部油管结蜡油套环空也容易形成死油。在开井泵的砂卡、结垢使潜油电机载荷剧增，极易造成过载，运行电流偏高，最终导致电缆击穿或潜油电机温度升高、烧坏。
2、井下机组因素
机组在多次重复使用一段时期后，机组电缆老化严重，没有合理更新（包括零部件）。修理过程中产生质检不规范，执行标准不细，执行不严。机组绝缘性就会相对较低，可靠性也相对变差。特别是在频繁开井时，由于开井时的瞬间电流是正常生产时的3-5倍，高电流对电器部分的绝缘性要求较高，因此容易造成电缆击穿、机组烧的事故发生。部分井井下条件日益恶劣，进一步缩短了机组电缆的使用寿命。目前现河采油厂的电泵机组使用的轴类零件大部分是98年-04年产品，使用时间在8-14年之间，壳体类配件大部分使用时间在5-10年，轴类、壳体配件长期重复使用，更新率低，下井生产过程中容易发生轴断、腐蚀进水烧、分离器断等。电泵机组的连接螺栓，由于螺栓热处理不合格，造成螺栓断躺井。螺栓硬度指标：285-302HB，实测：454-464HB，严重超标，螺栓偏脆，容易断脱。
3、地质因素
（1）地层出砂、结垢影响，电泵井的大排量生产，容易造成生产过程中地层出砂，井液中含砂量过多，直接导致泵卡停井，井液含砂量较少则对电泵机组的离心泵叶轮和导叶、泵壳造成磨损，与井液腐蚀共同导致叶轮磨损或泵体刺穿。井液含砂也会导致分离器壳体断裂，由于分离器叶轮驱动井液高速旋转，井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿，分离器衬筒腐蚀穿后，井液作用于分离器外壳，最后造成分离器断裂。而结垢可导致电动机载荷增大，温度升高、甚至烧毁。
（2）井液腐蚀的影响，随着油田开采程度的提高，据井口取样分析，出现腐蚀现象的电泵井平均矿化度达到了36345.58mg/L，化学腐蚀是十分严重的，特别是零件表面强化层局部磨损后，在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下，出现点蚀，使腐蚀速度进一步加快，将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。
（3）地层供液不足的影响，油井供液能力不足，生产过程中导致大量热量无法散失，造成电机烧毁。地层供液不足也会导致机组无液体冷却和泵的磨损加剧，造成产液量低。高温、高压的地质条件下，井下的液体和气体的腐蚀能力进一步增加，加剧了电缆绝缘层的腐蚀和老化，导致电缆绝缘材料损坏、失效。
二预防电泵机组失效的对策措施及效果
1、设计方面
开展优化设计，以降低离心泵轴功率和电机功率、延长电泵井生产周期，优化离心泵扬程、沉没度，严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合，掌握地层能量变化，严格控制电泵井沉没度在400m，减轻沉没压力过大对电泵机组的影响。最终实现排量、扬程、效率达到最佳匹配， 保障机组低耗电、长周期运行
2.电泵井日常维护方面
（1）平时管理中减少停井次数和停井时间
①要求采油队在线路改造和管线维修时，加强组织，尽量缩短电泵井的停井时间。
②、停井时间在1-2小时以内的油井采取打回流的措施，减少停井次数。
③、要求采油队在单井穿孔时，严格执行带压打卡子的规定，或者采取罐车拉油的办法，减少停井次数。
（2）对过载停机、和故障停机时，岗上人员不允许擅自开机，必须经过关技术人员查明原因后方可开机。
（3）对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌，导致开井时过载停机。
（4）对井液含砂高于0.5‰的电泵井制定停井后洗井开井和定期洗井相结合的方法，减少井液含砂对电泵井正常生产和停井后开机的影响。
（5）尽量避免同时启动负荷大的、注水泵、电器设备。
三解决潜油电机常见故障的方法
潜油电机运行时必须保证足够的冷却液来冷却电机，防止高温烧毁电机。保持电压稳定防止电网波动，使电机维持正常的运行工作。选择与潜油电泵相配合的电机功率，安装过程注意安装到位，密封良好。加强电机绝缘材料的性能，选择适合高温环境并耐用的材料、下井前必须检测潜油电机的各项性能，确定完好才能下井投入使用，做好定期检查和维护工作。
3.2潜油电泵的改造
根据实际使用的油井环境和地质条件客观选择合适的潜油电泵类型。制造潜油电泵的材料也必须合理选择，对于泵的轴、叶轮、导壳和垫片、连接螺栓等部位的材料，必须选择抗磨损耐腐蚀的材料，加强表面质量，做好防砂和抗磨损方面的设计改造工作。
3.3重视摩擦副装配前选配、研磨、抛光处理
要确保潜油电泵机组运行过程中具有良好的摩擦性能，保证电机工作的可靠性，不能忽视止推轴承、扶正轴承等摩擦副的装前选配、研磨、抛光处理，改善摩擦副之间的匹配性能，这一方面可以提高軸承的使用寿命，减小各部件间的摩擦、偏磨、振动问题，另一方面可以有效解决潜油电机滑行时间短、油耐压低等问题，同时还改进完善装配工装、设备，提高电机的装配质量、性能和技术指标。
4、结语
潜油电泵已经成为钻井行业中的重要机械设备，其构造较复杂，任何部件出现故障都会导致无法正常运行，影响采油效率。因此油田企业必须重视潜油电泵的日常维护检修工作，总结常见故障发生的原因，从源头改善和减少故障的发生率，从生产制造、日常使用和维护修理等方面加以控制，提高潜油电泵的整体质量。
参考文献：
[1]曾建川，魏世存.油井电泵常见故障原因分析及维修方法[J].中国化工贸易，2013.11.
[2]王洪军.潜油电泵井常见故障原因分析及解决方法[J].中国科技博览，2014.46.
关键词：埕海；电泵井；故障
一大港埕海电泵井常见故障原因分析
1、地面管理因素
（1）开停井次数过多，根据生产实践中的经验可以肯定发生在电系统的损坏是最主要的原因，电泵井的电机烧是最普遍的。频繁开机极大的影响了机组寿命，主要后果是加速了电机保护器的失效。每启动电泵一次，启机时的瞬间电流要高出额定电流的3-5倍，频繁启停机都对电机、电缆的绝缘性能造成损坏导致绝缘被击穿。开机后电机全速运行，电机扭矩突然增大时，对泵的机械冲击较大，在冲击扭矩作用下，极有可能使机组的泵轴或连接螺栓剪断，电机泵轴断造成不出液，电泵连接螺栓断使机组落井。
（2）停井时间长，开机时易过载停机
大港埕海生产过程中，油井出砂，井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大，在电泵井正常生产，大排量举升液体时，杂物随井液排出井筒，但当电泵井停井时间较长时，单流阀上沉积大量杂物，由于比重大于油水，在开井瞬间，杂物落入离心泵内，另外，停井后，离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑，上部油管结蜡油套环空也容易形成死油。在开井泵的砂卡、结垢使潜油电机载荷剧增，极易造成过载，运行电流偏高，最终导致电缆击穿或潜油电机温度升高、烧坏。
2、井下机组因素
机组在多次重复使用一段时期后，机组电缆老化严重，没有合理更新（包括零部件）。修理过程中产生质检不规范，执行标准不细，执行不严。机组绝缘性就会相对较低，可靠性也相对变差。特别是在频繁开井时，由于开井时的瞬间电流是正常生产时的3-5倍，高电流对电器部分的绝缘性要求较高，因此容易造成电缆击穿、机组烧的事故发生。部分井井下条件日益恶劣，进一步缩短了机组电缆的使用寿命。目前现河采油厂的电泵机组使用的轴类零件大部分是98年-04年产品，使用时间在8-14年之间，壳体类配件大部分使用时间在5-10年，轴类、壳体配件长期重复使用，更新率低，下井生产过程中容易发生轴断、腐蚀进水烧、分离器断等。电泵机组的连接螺栓，由于螺栓热处理不合格，造成螺栓断躺井。螺栓硬度指标：285-302HB，实测：454-464HB，严重超标，螺栓偏脆，容易断脱。
3、地质因素
（1）地层出砂、结垢影响，电泵井的大排量生产，容易造成生产过程中地层出砂，井液中含砂量过多，直接导致泵卡停井，井液含砂量较少则对电泵机组的离心泵叶轮和导叶、泵壳造成磨损，与井液腐蚀共同导致叶轮磨损或泵体刺穿。井液含砂也会导致分离器壳体断裂，由于分离器叶轮驱动井液高速旋转，井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿，分离器衬筒腐蚀穿后，井液作用于分离器外壳，最后造成分离器断裂。而结垢可导致电动机载荷增大，温度升高、甚至烧毁。
（2）井液腐蚀的影响，随着油田开采程度的提高，据井口取样分析，出现腐蚀现象的电泵井平均矿化度达到了36345.58mg/L，化学腐蚀是十分严重的，特别是零件表面强化层局部磨损后，在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下，出现点蚀，使腐蚀速度进一步加快，将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。
（3）地层供液不足的影响，油井供液能力不足，生产过程中导致大量热量无法散失，造成电机烧毁。地层供液不足也会导致机组无液体冷却和泵的磨损加剧，造成产液量低。高温、高压的地质条件下，井下的液体和气体的腐蚀能力进一步增加，加剧了电缆绝缘层的腐蚀和老化，导致电缆绝缘材料损坏、失效。
二预防电泵机组失效的对策措施及效果
1、设计方面
开展优化设计，以降低离心泵轴功率和电机功率、延长电泵井生产周期，优化离心泵扬程、沉没度，严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合，掌握地层能量变化，严格控制电泵井沉没度在400m，减轻沉没压力过大对电泵机组的影响。最终实现排量、扬程、效率达到最佳匹配， 保障机组低耗电、长周期运行
2.电泵井日常维护方面
（1）平时管理中减少停井次数和停井时间
①要求采油队在线路改造和管线维修时，加强组织，尽量缩短电泵井的停井时间。
②、停井时间在1-2小时以内的油井采取打回流的措施，减少停井次数。
③、要求采油队在单井穿孔时，严格执行带压打卡子的规定，或者采取罐车拉油的办法，减少停井次数。
（2）对过载停机、和故障停机时，岗上人员不允许擅自开机，必须经过关技术人员查明原因后方可开机。
（3）对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌，导致开井时过载停机。
（4）对井液含砂高于0.5‰的电泵井制定停井后洗井开井和定期洗井相结合的方法，减少井液含砂对电泵井正常生产和停井后开机的影响。
（5）尽量避免同时启动负荷大的、注水泵、电器设备。
三解决潜油电机常见故障的方法
潜油电机运行时必须保证足够的冷却液来冷却电机，防止高温烧毁电机。保持电压稳定防止电网波动，使电机维持正常的运行工作。选择与潜油电泵相配合的电机功率，安装过程注意安装到位，密封良好。加强电机绝缘材料的性能，选择适合高温环境并耐用的材料、下井前必须检测潜油电机的各项性能，确定完好才能下井投入使用，做好定期检查和维护工作。
3.2潜油电泵的改造
根据实际使用的油井环境和地质条件客观选择合适的潜油电泵类型。制造潜油电泵的材料也必须合理选择，对于泵的轴、叶轮、导壳和垫片、连接螺栓等部位的材料，必须选择抗磨损耐腐蚀的材料，加强表面质量，做好防砂和抗磨损方面的设计改造工作。
3.3重视摩擦副装配前选配、研磨、抛光处理
要确保潜油电泵机组运行过程中具有良好的摩擦性能，保证电机工作的可靠性，不能忽视止推轴承、扶正轴承等摩擦副的装前选配、研磨、抛光处理，改善摩擦副之间的匹配性能，这一方面可以提高軸承的使用寿命，减小各部件间的摩擦、偏磨、振动问题，另一方面可以有效解决潜油电机滑行时间短、油耐压低等问题，同时还改进完善装配工装、设备，提高电机的装配质量、性能和技术指标。
4、结语
潜油电泵已经成为钻井行业中的重要机械设备，其构造较复杂，任何部件出现故障都会导致无法正常运行，影响采油效率。因此油田企业必须重视潜油电泵的日常维护检修工作，总结常见故障发生的原因，从源头改善和减少故障的发生率，从生产制造、日常使用和维护修理等方面加以控制，提高潜油电泵的整体质量。
参考文献：
[1]曾建川，魏世存.油井电泵常见故障原因分析及维修方法[J].中国化工贸易，2013.11.
[2]王洪军.潜油电泵井常见故障原因分析及解决方法[J].中国科技博览，2014.46.