高温潜油电泵机组改进技术

潜油电泵井应用节能新技术效果分析摘要：原有的潜油电泵能耗比较高，比常规抽油机耗电量增加9.2%。

根据电泵井运行实际，通过合理优化方案设计，应用各项节能降耗技术，采取综合治理措施，为下一步加大不同技术措施、方案应用力度提供了依据。

应用表明，对比分析了各项设计、技术措施应用效果，节能措施效果明显。

关键词：新技术应用方案优化潜油电泵节能降耗由于潜油电泵机组运转的工作特性，耗电量较高，油井的供液能力与所使用机组功率不能合理的匹配，出现大马拉小车的现象。

其主要原因是电泵井功率利用率比较高，可以达到80%以上。

但由于装机功率能耗比较大，电泵仍在按照原来的转速、排量运行，不能及时达到排量与地层供液能力相匹配的抽汲举升目的，所以造成能量的无故损耗。

另外，现有的潜油电泵机组本身能量消耗大，没有应用先进的电泵节能技术，也是造成电泵能耗高的一个方面。

针对电泵井能耗高问题，2009年以来应用了变频器、永磁电机、减级泵、自动补偿柜等节能装置和采取了换小泵、优化方案设计等节能措施。

通过各类措施的对比，节能效果明显。

一、措施应用与节能效果1.1中压变频器2009年以来，根据油井产量与电泵的排量情况，在全厂应用中压变频器5台，应用后欠载停机的不能正常运转情况得到有效缓解。

措施前后效果对比，平均单井日耗电由845kwh下降到557kwh，日节电288kwh，节电率达到34.05%。

系统效率由21.59%提高到25.85%，提高4.26个百分点，见表1。

1.2稀土永磁同步潜油电机2009年以来，利用检泵时机，在我厂应用稀土永磁同步潜油电机2台套。

措施前后效果对比，平均单井有功功率由37.48Kw下降到37.04Kw。

节电率为3.58%。

平均单井日耗电由955kwh下降到921kwh。

日节电34kwh。

系统效率由16.08%提高到21.35%。

提高了5.27个百分点。

利用作业施工时，替换原常规电机，无需多余工序及费用，可以提高功率因数，降低无功功率，但因潜油电泵井无功功率仅占消耗功率较小一部分，装机功率本身变化不大，所以节能效果不明显。

潜油电泵配套优化技术分析研究摘要：对影响潜油电泵应用效益因素及机、泵配置现状进行简析，重点对潜油电泵配套优化技术进行了研究分析。

关键词：采油设备潜油电泵配套优化提高潜油电泵井应用效益，要合理因井选泵，优化机、泵配置，降低电泵井能耗。

1 影响潜油电泵应用效益因素新下电泵井的地质条件认识不清，造成选井不合理，从而导致电泵失效；油井产能预测偏差大，过于保守，造成设计符合率低；电泵产品没有形成系列化，导致机、泵配置不合理，从而造成电泵井低效运行。

2 机、泵配置现状根据调查统计，机、泵配置存在配泵扬程、电机功率过大，其原因电泵机组进货品种单一，主要是电机功率、泵扬程没有形成系列化产品，无法优化机、泵配置；造成配泵扬程、电机功率选择过大。

3 潜油电泵配套优化潜油电泵优化配套应以系统效率作为整个系统优化设计的目标，因为系统效率直接反映着系统能耗的高低，另一方面它也是整个系统是否处于较佳工作状态的重要标志。

系统效率的高低与油井的产能、潜油电泵的优化配置、管路阻力损失等工作特性直接相关。

潜油电泵选井、选泵优化设计涉及许多因素，生产情况随井况的变化而变化，收集完整准确的生产数据、油井生产史及油藏数据并考虑将来的生产特性，对科学合理地选择潜油电泵机组至关重要。

所以进行潜油电泵井优化设计的第一步是要取得可靠、完整生产数据。

3.1油井的选择a.套管最小内径应大于机组最大投影尺寸6mm；b.最大井斜变化率不大于3°～5°/30m（5 1/2”～7”）；c.油井含砂量不大于0.5‰；d.潜油电泵电机外壳处井液流速大于0.3m/s；对于具有腐蚀性的油井，电机表面的流速最大值为3.6576 m/s [在含砂环境小于2.1336 m/s] ，来防制壳体腐蚀、冲蚀。

e.注采系统完善。

3.2产能预测油井产能预测是优化机、泵配置的基础，油井的产能预测水平的高低直接影响设计优化的符合率。

对于正常的维护检电泵井可根据前期基本生产参数泵型、排量、扬程、电机功率、油咀大小、油压、回压、套压、液量、油量、含水、动液面、泵深、气液比、出砂、出胶，原油粘度、矿化度、井温、对应注水井的变化情况、现场作业描述、鉴定结果等因素综合分析油井的生产状况及将来的生产特性综合考虑。

SAGD高温潜油电泵采油技术的升级与完善作者：赵长亮来源：《科学与财富》2019年第02期摘要：针对SSAGD井在泵的下深、最大排量、检泵周期等方面依然存在一定技术局限性，开展SAGD高温潜油电泵采油技术的升级与完善，对提高SAGD井开发效果具有一定的关键意义。

现场试验表明，高温潜油电泵有效解决SAGD有杆泵抽油系统中下泵深度、斜度和最大日产量受限的瓶颈性问题。

关键词：SAGD；高温；潜油电泵；大排量目前SAGD井主要以有杆泵举升为主，主要采用20型重载长冲程抽油机，配套Φ120—160mm抽油泵和连续抽油杆，进行有杆泵方式实现举升，基本能够满足生产需要，但受有杆泵系统固有的特性影响，SAGD井在泵的下深、最大排量、检泵周期等方面依然存在一定技术局限性，因此开展SAGD高温潜油电泵采油技术的升级与完善对提高SAGD井开发效果具有一定的关键意义。

现场试验表明，高温潜油电泵对比有杆泵在SAGD举升方面具有明显技术优势，电泵采油工艺无杆柱机械传动，排量范围大、扬程高，可以有效解决SAGD有杆泵抽油系统中下泵深度、斜度和最大日产量受限的瓶颈性问题。

1高温潜油电泵采油技术1.1系统组成SAGD高温潜油电泵系统主要分为井下、地面两大部分，包括高温电泵机组、管柱配套工具、电泵热采井口、地面控制系统，其核心是井下机组。

1.1.1高温电机高温电机是电潜泵系统的动力部分，它把电能转变为机械能带动多级离心泵旋转，把油井中的井液举升到地面。

同时电机也是整个系统中温度最高的部分，电机的耐温等级、电磁性能和可靠性决定了电潜泵系统的运行性能和机械可靠性，因此研制相适应的高温电机尤为重要。

1.1.2高温电机保护器高温电机是高温电潜泵的关键部件之一。

因为工作在井下，必须禁止井液进入高温电机。

高温潜油电泵保护器的功能主要是使电机腔体内外压力平衡，隔离井液与电机油，避免井液进入电机内部。

另外，还承担泵轴的重量和泵轮工作时产生的轴向力，这些力是通过轴端接触传递到保护器中平面轴承上的。

简述潜油电泵井常见故障和改进方法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、潜油电泵故障分析方法潜油电泵系统由多个既相互独立，又相互影响的子系统组成，我们可以从系统的角度，对各子系统进行故障分析，抓住重点故障部位进行观察检测。

采用故障分析法，把整个潜油电泵系统中最不希望发生的故障作为首要分析目标，模拟故障状态并查找相关因素，可以用图形演绎的方法建立故障模型，定量的计算出故障发生概率，得出潜油电泵系统的危险程度，为系统的安全性提供一定的依据。

2、潜油电泵井出现的常见故障潜油电泵机组由多级离心泵组成，同油管一起放入井内工作，通过变压器、控制屏、电源、电缆等连接多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器等部件，通过将电能输送给潜油电机来带动多级离心泵旋转，将电能转化为机械能，将井内的井液举升到地面。

潜油电泵机组具有扬程高、排量范围大的特点，速度和频率还可以根据开采需要进行调整变化，地面设备占地面积小，在海上平台也方便使用，便于管理，在斜井和水平井上使用较多。

根据日常使用经验，总结出潜油电泵井常见的故障，具体分析如下。

2.1 潜油泵故障分析潜油泵是由多级叶轮组成，连接成多级离心泵，外形细长，结构特殊，位于潜油电泵系统的最顶端，是整个潜油电泵系统的核心部件，支撑了整套电泵系统的重量。

工作原理与普通离心泵相同，电机带动叶轮高速旋转，将叶轮内的液体通过叶片间的流道甩向叶轮四周，液体受到的压力和速度不断增加，逐级流经所有的叶轮和导轮，液体压能逐次增加，最终获得一定扬程，完成将井液输送至地面的过程。

导致潜油泵出现故障的原因通常为：①油井内出砂或结蜡、结垢使泵头和油管官腔堵塞，导致泵排量下降。

潜油电泵是当前油田机械采油中的一种重要设备，因其高扬程和大排量有着十分广泛的应用。

使用过程中不科学的选择可能导致电泵井的系统效率不高。

本文主要是从电泵井系统效率的影响因素出发，探讨改进措施来为后期的选泵提供相关理论参考。

1　潜油电泵系统效率潜油电泵系统包括潜油多级离心泵、油气分离器、保护器和潜油电机等，这些设备会随着油管下入到井内，动力源为电能。

控制柜内输入的电压经潜油电缆到达潜油电机，井液压力在高速选择的潜油泵作用下提升，经过逐级叶轮和导壳作用使其养成达到需求，井液会被举升到地面，在传输管线作用下进入后续集输系统。

潜油电泵系统工作的过程是能量转化和传递的过程，在这个过程中肯定会出现能量的损失。

采油系统内井液的有效能量是地面输入系统能量减去系统中各种损失之后的能量，潜油电泵井的系统效率为有效能量与系统输入能量之比。

潜油电泵的系统效率η为：η=P2/P1其中，P1、P2分别为地面输入功率和潜油泵的有效功率。

潜油电泵的有效机械功率η机械为：η机械=P4/P3≈P2/P3其中，P3、P4分别为潜油电泵输入功率和输出功率。

电缆的功率损耗△P电缆可通过检测方法进行测试，计算公式如下：△P电缆＝3I2R×10-3其中，R为电缆电阻，I为电缆工作电流。

排除温度影响因素，在电缆型号确定之后，电阻值与长度成正比，电缆长度近似于下泵深度，可将R值和△P电缆换算为下泵深度：R=K1H下泵深度△P电缆=K2I2H下泵深度其中K1、K2分别为常数，潜油电泵的有效功率计算公式如下：P2=QH有效扬程×ρ×g/86400其中g为重力加速度，ρ为液体密度，H有效扬程为有效扬程，Q为产液量。

建立潜油电泵系统效率的数学模型可以看出：越高的机械效率会有着更少的机械损耗，对应更高的系统效率；越低的运行电流，就会有着更少的电缆损耗，对应更高的系统效率。

在固定有效扬程的情况下，系统效率会随着下泵深度的减小而提升；保持固定的下泵深度，系统效率会随着扬程的增加而提升，即较低的动液面。

设备管理与维修2021翼3（上）隔音罩内壁填充吸声材料，减弱噪声传播。

具体实施如下：（1）采用隔声板制作成隔声罩，对冷却塔进行封闭处理。

制作的隔声罩骨架采用50槽钢和80方管搭建，隔声板外壁材料为1.5mm 厚镀锌钢板，表面进行喷塑处理。

内壁铺设厚度为60mm 的阻燃性聚酯吸声棉，壁板采用1000mm伊1000mm 网格加筋加固。

隔声罩封闭尺寸为3000mm伊2000mm伊2000mm ，四角采用方管立柱承重，底部焊接预埋件并用膨胀螺钉固定，整个施工安全可靠。

聚酯吸声棉是100%聚酯纤维经高技术热压并以茧棉形状组成，在125耀4000Hz 噪声范围内吸声系数可达0.94，具有出色的阻燃防火性和绿色环保性，并且具有良好的物料稳定性和抗冲击性。

它的吸声原理是通过内部的无数纤维面对声波进行折射、反射、碰撞等作用，将声能转换为热能。

（2）改变出风口位置，延长噪声传递距离。

将原位于设备上部的出风口改为隔声罩侧面背对窗户方向出风，出风口尺寸为800mm伊800mm 。

5效果验证改造后，在办公室靠窗位置进行噪声检测，开窗状态且冷却塔运行状态下，室内噪声值为65dB ，符合噪声标准要求，降噪改造成功。

〔编辑凌瑞〕潜油电泵井系统效率影响因素及改善措施杨帆1，黄志敏1，姬虎军2，袁洁3（1.渤海石油装备（天津）中成机械制造有限公司，天津300280；2.中国石油大港油田分公司第二采油厂，河北沧州061103；3.中国石油玉门油田鸭儿峡采油厂，甘肃酒泉735008）摘要：通过长期积累，总结分析潜油电泵各种不同区块油藏工况下、各种规格电泵现场使用数据，通过试验数据进行验证。

针对影响潜油电泵现场运行系统效率的几个关键因素，提出提高系统效率的措施。

关键词：电泵机组；电泵井；系统效率；功率损耗中图分类号：TE933文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.03.760引言潜油电泵运行系统效率直接反映实际能耗，系统效率也是潜油电泵是否处于良好工作状态的重要标志。

潜油电泵工作效率优化技术研究技术创新潜油电泵工作效率优化技术研究李翠丽孙粤华（中国石化胜利油田分公司东辛采油厂）额定排量进行优化，使电泵机组的工作状态保持合理稳定，从而提高生产效率，延长电泵井的检泵周期。

检项目质量内控要求泵效及洗量、扬程、轴功率允差选定5个测量点，即：零流量点、小流量，在、规定流量，大流量点、最大流量点。

按GB/T3216的计算方法分贝定每个流量点的杨程、洗量、泵的输入功率和转速，并用计算机绘出杨程、效率、功率曲线。

要求其流量、杨程、效芈及轴功牟允差符合GB/T3216规定的C忪要求。

修理泵的流量允差X名±程允差%，交点的效牟至少是挽定点效牟的90%，泵在规定点的效率要求如下：泵系列98规定流量m/d60100150200250300400500泵效4653585960616160 1东辛电泵井生产概况东辛油区位于山东省东营市东营区内，管辖着东辛、永安、广利、新利村和盐家五个油田，区域构造上处于济阳坳陷东营凹陷中央隆起带东段，三面临洼，即北、西、南分别面临民丰洼陷、利津洼陷和牛庄-六户洼陷。

全区共分为断块、稠油和岩性三大类油藏，其中断块油藏又进一步细分为简单型（相当于整装油藏）、开启型、半开启型、封闭复杂型和岩性断块5类油藏；稠油油藏按照生产中状况细分为稠油出砂和稠油不出砂2类油藏；岩性油藏按照渗透率高低细分为低渗透岩性和砂砾岩油藏。

随着油田开发的不断深入，油井井况也越来越复杂，出砂、油稠、腐蚀、结垢、气大等各种情况逐渐增多，电泵井的生产条件也越来越苛刻，这些都对电泵井的运转寿命有着很大的影响。

2优化潜油电泵最佳排量范围2.1止推范围潜油电动离心泵叶轮设计时，考虑将处于最高效率点的叶轮的两侧作用力互相平衡。

泵在大于设计排量下工作时，会出现上垫片磨损；当泵在低于设计排量下工作时，会导致下垫片磨损。

所以，为了能使叶轮处于最佳平衡状态，防止叶轮上下垫片磨损，离心泵有定的排量范围。

潜油电泵节能措施概述：潜油电泵是一种广泛应用于油田采油工艺中的设备，其主要作用是将地下的原油抽到地面，以便进一步处理。

然而，由于电泵的能耗较高，因此节能成为了迫切需要解决的问题。

本文将介绍一些常见的潜油电泵节能措施，以期提高其能效。

1. 优化泵的设计潜油电泵的设计中，关键部件包括电机、泵和控制系统。

通过优化泵的设计，可以降低能耗并提高泵的效率。

例如，可以采用先进的液力学设计，减少阻力和能耗；选择高效的电机，提高能量转化效率；使用智能控制系统，实现自动化运行和优化能耗。

2. 采用高效的电机电机是潜油电泵中最重要的能源转换设备，其能耗直接影响整个系统的能效。

采用高效的电机可以降低能耗，提高泵的效率。

常见的高效电机包括永磁同步电机和高效异步电机。

这些电机具有较高的能量转换效率和较低的能耗，可以显著提高潜油电泵的能效。

3. 优化泵的运行参数合理的运行参数可以降低能耗并提高电泵的效率。

通过实时监测和调整泵的运行参数，可以最大限度地发挥泵的性能。

例如，合理调整泵的流量和扬程，避免过大或过小的工况对泵的效率造成不利影响；合理控制泵的启停频率，避免频繁启停对泵的能耗产生不利影响。

4. 定期维护和检修定期维护和检修是确保潜油电泵长期稳定运行的关键措施。

通过定期清洗、润滑和更换关键部件，可以保证泵的性能和效率。

同时，及时发现和处理泵的故障和问题，可以避免因故障引发的能耗增加和效率降低。

5. 采用节能控制系统潜油电泵的节能控制系统可以实现对泵的运行状态、工况和能耗的实时监测和调整。

通过智能化的控制策略，可以实现最佳的能耗控制和运行效率。

例如，采用变频调速技术，根据实时工况需求调整泵的运行频率，避免不必要的能耗。

同时，通过数据分析和优化算法，可以进一步提高泵的能效。

6. 利用余热回收技术潜油电泵在运行过程中会产生大量的余热，如果能够有效利用这些余热，可以进一步降低能耗。

利用余热回收技术，将泵产生的余热用于加热介质或其他能源需求，可以提高整个系统的能效。

多级潜水电泵的改进设计在各地中小型矿中及建筑工程工地中，为排除积水，经常需要高扬程的潜水电泵根据这一信息，我公司开发了一个系列三种规格的多级潜水电泵产品，流量为10m3也扬程分别为64m、96m和128m，单级扬程32m，功率分别为4kW、75kW、11kW，投放市场后很受用户欢迎但在使用中也暴露出了一些问题，其中最主要的是使用寿命太短，最短的只使用了100多个小时，电动机就烧毁了。

这直接影响了我公司产品的声誉为此，我们在专门组织人员进行用户走访后，决定进行改进设计并确定了改进设计方案经改进后，产品取得了预期的使用效果2泵结构及故障原因分析为原三级潜水电泵结构图之所以选择这样的结构，是考虑到已有的电动机部件可以被借用，以便缩短设计和试制时间、降低生产成本。

采用两道单端面机械密封串联形式以增强密封效果由于轴伸太长，故在泵进水节处设置一锡青铜滑动轴承，配对轴套的材料为1Cr18Ni9Ti表面喷涂镍基合金102HRC为50~62宽径比B/d为087此泵在本厂清水试验台连续运行500h后解体，其机械密封磨损正常但经走访用户，发现泵常被用作矿下排除积水，而水中含有煤、砂等杂质且有一定的浓度和腐蚀性将一台电动机烧毁的泵解体，发现机械密封动环已完全磨平，弹簧扭曲变形，叶轮口环滑动轴承也严重磨损。

泵端机械密封的磨损泄漏加重了电动机端机械密封的负担，也使其快速磨损，产生泄漏，导致电动机烧毁，这是机械密封快速失效的关键所在另外，从本厂测试的泵性能曲线来看，泵效率偏低。

使用扬程变化幅度不能太大，否则将导致泵过载c）叶片出口宽度3改进措施1重新设计叶轮重新设计的叶轮应考虑能够适合于输送低浓度含砂水流介质按照固液两相流的设计经验，对于小颗粒含砂水流介质，最易磨损的部位在叶片出口处，叶轮应取小的U（U=15°~30°和较少的叶片数叶轮主要尺寸计算如下。

对叶轮出口直径，在保证一定的抗磨要求并侧重效率时，对于闭式叶轮可按下式计算：下表为重新设计的叶轮参数（单位：mm包角叶片进口宽度幻此外，为提高泵过流部件表面光洁度，对叶轮、导叶等零件全部进行抛丸处理考虑到泵停机一段时间后叶轮口环会生锈抱死，造成起动困难，设置了锡青铜密封环。

电泵机组优化配套技术摘要：对于降低系统能耗以及提高整个系统运行的效率来说进行电泵机组的优化配套是其中比较重要的方法之一，本文主要针对如何提高系统效率对电泵机组进行优化进行介绍，具体对电泵机组进行优化之前所需要准备的必要数据以及在优化过程中对电泵机组所需要的各种部件所采取的相应的优化方案，同时也对电泵机组进行优化设计的必要性展开分析，最后对其日常的管理维护工作提出了相应的指导意见。

关键词：电泵机组；优化配套技术；分析引言对于降低系统的能量消耗以及系统的运行效率来说潜油电泵机组的优化配套技术是其中关键方法之一，通过对电泵机组优化配套方案的研究改进不仅可以大大提高整体的工作效率，同时在一定程度上也对机组的使用寿命起到延长作用，并且在整个运行过程中所消耗的成本也大大降低，让油田可以以更加有序节能的状态运行。

就目前油田的发展情况来看，有较多的油井的情况恶化现象非常严重，甚至出现井口酸化以及出砂等比较严重的情况，对于油田的产能产生了巨大的影响，所以说对于潜油电泵机组有必要进行优化，对其相关技术需要做出进一步的研究。

1、潜油电泵机组优化的准备工作1.1 潜油电泵机组的选择因地制宜在进行潜油电泵机组的选择的时候应该因地制宜，也就是说在不同的地区应该根据当地的实际情况进行机组的选择，而对于固定的区域来说也就是说在进行选择的时候应该保证油井的油层、井筒以及地面三者之间应该保证其协调性始终保持在最佳的状态。

目前在油田开采工程中对于油泵的研究已经取得了较好的效果，所以有条件根据不同地区的实际情况进行各种规格电泵产品的设计。

比如说以大港油田渤海装备中成机械公司电泵为例，目前所研制出的电泵产品的规格已经达到了八种之多，在各个日排量范围内都可以找到最适合的规格，并且对于电泵对温度的适应性方面也作出了一定的优化，更加适合一些环境比较特殊的开采条件，因此在进行电泵的选择的时候不仅是因地制宜，而是将其细化到根据油井的条件进行选择，不断协调，使其达到最佳状态。