潜油电泵配套优化技术分析研究

电潜泵论文：海上油田电潜泵工况分析摘要以电潜泵的结构组成、工作原理为基础，结合电潜泵特性曲线分析电潜泵的工况，对电潜泵工况进行了分析，通过对一口井的电潜泵工况分析方法，应用到整个油田的电潜泵工况分析，判断油田的电潜泵是否处于合理的工作状况。

通过本文的研究可以应用到油田电潜泵的管理及确定电潜泵的合理工况，延长电潜泵的寿命，提高原油的采收率、经济效益等。

关键词电潜泵；结构组成；工作原理；工况分析1绪论1.1研究的目的和意义电潜泵是一种重要的机械采油设备，具有排量大、扬程高的优点。

可广泛用于停喷后的高产油井、含水井、深井及海洋油田中，是油田实现高产稳产的重要手段。

由于电潜泵具有排量大，适用于斜井和水平井，地面配套设备比较简单，电驱动容易实现等显著优点，因此利用电潜泵采油成为海上采油的主要手段之一。

电潜泵工况分析就是对电潜泵的工作状况进行分析，它是电潜泵井管理非常重要的一项工作。

通过工况分析，可以清楚地了解到电潜泵是否在合理的工作区内工作、电潜泵是否与油层供液能力相匹配、电机配备是否合理、油井含水、原油粘度和含气对泵效的影响程度等等。

因此建立电潜泵工况分析系统，对于海上油田电潜泵的分析及现场生产指导具有重大的意义。

1.2研究的主要内容本文根据海上油气田的概况及电潜泵采油在平台的应用程度，提出了对该油气田电潜泵的工况分析课题，以电潜泵的结构组成、电潜泵的工作原理为基础，结合电潜泵的特性曲线来介绍电潜泵的工况分析步骤，对电潜泵来进行工况分析，以此分析方法应用到油田的电潜泵工况分析，然后对于油田的电潜泵故障诊断与排除进行研究。

以此课题研究更清晰认识和掌握电潜泵工况分析的技术知识，给予油田确定电潜泵合理工况制度以及电潜泵管理带来方便。

2电潜泵的工作原理及安装方式2.1电潜泵的工作原理电潜泵是由多级叶轮串接起来的一种电动离心泵，除了其直径小长度长外，工作原理与普通离心泵没有多大差别，其工作原理是：当潜油电机带动轴上的叶导轮高速旋转时，处于叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，其压力和速度同时增加，在导轮的进一步作用下速度能又转变成压能，同时流向下一级叶轮入口。

194研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2019.01 (下)在人工举升采油方式中，潜油电泵采油是仅次于有杆泵采油的一种方式，该技术在我国的20世纪60~70年代之间由国外引进，逐步得到了推广和应用，目前在我国的举升采油手段中占有重要的地位。

潜油电泵系统中的重要组成部分之一就是潜油电泵的电缆，其主要的作用就是连接井下电机和地面电能，美国在潜油电泵电缆的生产制造中是目前世界上实力最强的国家，技术先进、产品稳定，得到了大家的一致好评。

我国潜油电泵电缆生产最早出现在1988年的中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，最早采用的方法是进口关键设备和借鉴国外的先进技术。

经过多年的不懈努力和研究，在潜油电泵电缆的材料、配方等方面均取得了较大的进步，已经成功的自主研发了先进的工艺技术，逐步研究和开发出了90℃、120℃、150℃、180℃耐温等级的电缆，在我国的潜油电泵电缆生产中都处于领先地位，部分技术已经达到了国际先进水平，具有很大的市场前景和发展空间。

1 潜油电泵电缆及其功能潜油电泵系统中，电缆的主要作用就是为潜油电泵机组提供动力，一般铺设在油井之中，潜油电机与电缆的下端通过引接电缆相连，电缆的上端连接在地面的控制柜上。

地面的电能通过潜油电泵的电缆输送到井下的潜油电机中，井下传感器发出的信号也可以通过电缆传输到地面。

因为潜油电泵的电缆一般都铺设在井中，在井下进行连接，工作的环境和条件比较恶劣，一般情况下都是处在高温、高压、油水混合、酸碱等具有较强的腐蚀性环境中，因此潜油电泵的电缆和普通的电缆有所不同，要具备一定的抗腐蚀性，耐高温和高压的能力，还必须保持电缆具有良好的绝缘性、机械性等，必须是一种技术含量很高的特殊电缆。

2 电缆各相关部件和工艺的具体要求（1）导体。

电缆的导体一般选用的都是优质、长度比较大的无氧铜杆，单股无焊接，保证直流电阻。

导体的表面镀锌和不镀锌都可以，单股铜线和多股铜线根据实际需要进行选择，如果采用的电缆是利用聚丙烯做绝缘，就要在导体表面进行镀锌，避免聚丙烯和铜之间发生反应，出现老化的情况。

2021年12期科技创新与应用Technology Innovation and Application方法创新潜油电泵运行故障分析及处理实践杜圣道（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳518000）潜油电泵是在井口下工作的多级离心泵，同油管下入井内，地面电源通过潜油电泵专用电缆输入井下电机，使电机驱动多级离心泵旋转，将井下液体输送至地面。

潜油电泵由三大部分组成，其中井下部分为：多级离心泵、电机、保护器、分离器，中间部分为电缆，地面部分包括控制屏、变压器、接线盒，详见图1。

因此，熟悉潜油电泵井故障的一般分析方法，掌握常见故障分析及重点处理内容，理解故障原因验证方法的关键点，是现场管理人员必备的技能。

1常见故障现象分析及处理潜油电泵故障分析，首先从故障现象剖析可能产生的原因，再进行检查试验验证分析，确定了故障原因后可采取针对性措施，有效解决故障。

1.1机组无法启动机组不能启动故障通常为电气类故障，一般发生在钻完井后开井，或运行中突然停机，启动电泵时机组不能启动的情况下。

如果是电源、变压器、控制线路故障或参数设置不正确，可通过检查电气故障及参数设置来验证故障原因，检修或更换故障元件即可解决故障。

如果因电缆或电机绝缘破坏或短路，则可通过测量三相直阻和对地绝缘电阻来验证，更换电缆、电机即可解决故障。

1.2运行电流偏高或过载运行电流偏高一般是电机负载增大，严重时可能过载停机。

在生产实践中，造成电机负载的原因较多。

（1）可能机组在弯曲井段，需要查阅钻完井档案资料，重点关注狗腿度，可通过修井，调整泵挂深度来降低电机负荷。

（2）可能井液粘度或密度过大，或井液中含有泥沙等杂质，可通过取样化验井液组分参数及含砂情况，或可尝试压井或反转，或可改用其它方式生产。

（3）如果死油过多，压井液未替喷干净或长时间停井、钻完井后开井时，也可能发生；可通过热洗或柴油替喷。

（4）井下单流阀漏失，油管中产生真空；可通过往油管灌液试压验证；修井维修单流阀，测试单流阀密封面的密封性满足要求即可。

细谈下吸式井用潜水电泵的设计研发的相关论文5篇范文第一篇：细谈下吸式井用潜水电泵的设计研发的相关论文原有水泵扬程短，并且设备故障率也较高。

主要是因为电机结构设计不完善，造成在运行过程中电机组无法处于稳定状态。

而现有模式通过对水泵的优化设计，不但降低了水泵的故障率，而且还增大了水泵的扬程。

下吸式井用潜水电泵设计必要性根据目前我国水资源分布情况进行分析，我国长江以南地区雨水充沛，使用地下水灌溉农田的次数较少。

而我国的华北、东北一带，每年用于灌溉农田的地下水占总灌溉用量的65%。

潜水电泵在使用方面具有一定的限制条件，要求所抽取地下水的含沙量小于0.01%。

主要是因为潜水电泵的电机安装在底下部，若含沙量超标，便会带入电机内部，使电机产生大量的热量，烧毁内部的转子。

所以针对这种要求，便需要加大打井深度，保证深度在130 米以下，可是随着深度的不断加深，地下水便不断减少。

目前我国由于地下水资源的匮乏，采取了南水北调工程，使之补充地下水资源。

随着国内创新技术的不断改进，对潜水泵进行了第二次创新，采用下吸式井用潜水电泵，这种电泵能够适用的井下深度在80-130 米，避免了深层地下水的开采。

该区域处于中层浅水层，含沙量较高，但下吸式潜水泵进水口设置在底部，在运行工作时，地下水可从底部进入，连同砂石一起带入进水口，避免出现了电机烧毁的现象。

其次便是该水泵选用合金材质，密封性较高，在运行期间可增大工作扬程。

下吸式井用潜水电泵设计方案在下吸式井用潜水电泵设计优化方案中对电机、潜水泵以及叶轮和导叶进行了改进，包括选用较大功率的电机、QJ 系列的潜水泵以及对叶轮、叶片目标函数的设定等，保证下吸式潜水电泵处于安全稳定的运行状态。

2.1 电机设计原有电泵扬程短、功率小，并且设计结构不完善，导致电机出现故障的概率大大增加。

而现有下吸式潜水电泵对电机整体结构进行了优化设计，采用了变频形式的电机类型，自动调整运行功率。

水泵在运行过程中，扬程不断增大，该电机便会根据扬程的大小，自动调节至适当的频率，保证电机功率处于稳定状态。

设备管理与维修2021翼4（上）序号井号电机、泵配置生产数据百米吨液耗电/（kW ·h/100m ·t ）主要因素排量/（m 3/d ）配泵扬程/m配置功率/kW 井口油压/MPa 液量/（m 3/d ）含砂量/译黏度/mPa ·s 11-1-8212501350861325.70.292549.72 1.5电机配置功率大、井口油压高21-0-762150180086 1.4790.3413148.8 1.42井口油压高3T71X6452300450.8860.107615.38 1.1离心泵配置扬程高4T101250900860.8275.70.424370.33 1.06电机配置功率大52-5N233201053860.6260.60.098354.8 1.05电机配置功率大624N16320695431.2383.20.0588459.51.44井口油压高……………………………953111411501190860.9176.80.10961393 1.17电机配置功率大、原油黏度高963111461501800860.8144.80.12321284 1.44电机配置功率大、原油黏度高97310N1353201410860.7250.60.050229641.54电机配置功率大、原油黏度高983111842501720860.7277.20.4685546.9 1.05离心泵配置扬程高、电机配置功率大潜油电泵井百米吨液耗电量影响因素分析安鹏（大港油田第四采油厂（滩海开发公司），天津300280）摘要：通过长期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积累进行总结分析，主要依据2018年第三季度《大港采油厂电泵井能耗测试表》《大港采油厂电泵生产日报表》现场实际数据模型进行分析，并通过试验数据进行验证，总结得出影响潜油电泵井百米吨液耗电量的5大主要因素依次为：电机配置功率过大，离心泵配置扬程高，井口油压高，油井液量低，原油黏度高。

浅谈电动潜油泵采油技术的现状与发展发布时间：2021-06-10T11:22:33.450Z 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：张斌、李静、孙建勇[导读] 随着电潜泵技术的不断发展，切实提升了电潜泵采油的技术水平。

采油工艺中，电潜泵采油凭借其简单的采油设备、较高的自动化水平以及较高的采油效率等优点，近年来得到了广泛的关注和推广。

基于此，本文首先阐述了电潜泵采油的工作原理、常见问题及其系统优化，然后分析了国内外电潜泵发展状况，最后进一步探讨了电潜泵采油的发展趋势。

山东滨州中石化胜利油田分公司滨南采油厂采油管理八区张斌、李静、孙建勇 256600摘要：随着电潜泵技术的不断发展，切实提升了电潜泵采油的技术水平。

采油工艺中，电潜泵采油凭借其简单的采油设备、较高的自动化水平以及较高的采油效率等优点，近年来得到了广泛的关注和推广。

基于此，本文首先阐述了电潜泵采油的工作原理、常见问题及其系统优化，然后分析了国内外电潜泵发展状况，最后进一步探讨了电潜泵采油的发展趋势。

关键词：电潜泵；原理；发展趋势当前是一个经济全球化时代，我国石油开采行业建设发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。

石油企业要想在竞争激烈的市场上脱颖而出，最大程度满足社会对高质量石油的使用需求，就必须创新运用先进的采油技术，结合开采环境和成本合理采用对应的原油开采技术。

电潜泵采油技术属于无杆泵采油技术的一种，其工作原理是通过利用电潜泵进入到采油井石油液面展开抽油举升，基于电机带动多级离心泵的叶轮转动，实现将电能有效转换为机械能，最终将采油井中的井液提升至地面。

1电潜泵采油技术分析1.1电潜泵采油技术工作原理电潜泵（ Electrical submersible pump， ESP）是电动潜油离心泵的简称，其是借助电动机及多级离心泵进入至井筒的石油中开展抽油的举升设备。

电潜泵采油的工作原理是地面上的电源通过变压器、控制屏及专用电缆等设备将电能传输至井下的电机中，经由电机驱动离心泵的叶轮旋转，进一步将电能转化成机械能，最终将井筒中的原油提升至地面。

1现状电动潜油离心泵采油系统由多级潜油离心泵、潜油电动机、保护器、油管柱及附属部件、动力电缆、地面控制装置（包括变频器、控制屏、接线盒等）及辅助装置（包括井口装置）组成[1]。

电动潜油离心泵采油系统与其他机械采油方式相比，具有排量大、扬程范围广、生产压差大、井下工作寿命潜油电泵节能降耗措施应用及效果分析吴秋诗（大庆油田有限责任公司第三采油厂）摘要：潜油电泵是油田重要机械采油设备，也是应用较广的无杆式采油系统。

与其他机械采油方式相比具有排量大、扬程范围广、检泵周期长、产液量大时系统效率较高等特点。

随着油田进入高含水开发阶段，油井生产情况出现较大变化，潜油电泵能耗高、出现泵偏离高效区、不能在理想工况点下工作等问题日益突出。

提高潜油电泵系统效率，节约电能，开展潜油电泵井系统的节能潜力分析与研究是十分必要的。

通过分析潜油电泵的能耗损失节点、影响因素，提出了应用变频控制技术、高压电动机等管理措施，在降低潜油电泵能耗，提升系统效率方面取得了较好应用效果。

关键词：潜油电泵；节能降耗；系统效率；应用效果；功率因数DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.11.007Application and effect analysis of energy conservation and consumption reduction measures for submersible electric pumps WU QiushiNo.3Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co.,Ltd.Abstract：The submersible electric pumps are important mechanical oil production equipment in oil-fields and are also widely used rodless oil production systems．Compared with other mechanical oil pro-duction methods，it is characterized by large displacement，wide range，long pump inspection cycle，and high system efficiency when produced large amounts of liquid．As the oilfield enters the stage of high water bearing development，there have been significant changes in the production situation of oil wells.The problems which include high energy consumption of submersible electric pumps，deviation from the efficient zone of pumps，inability to work under ideal working conditions，large horses pull-ing small cars and so on are becoming more and more prominent．In addition，it is necessary to im-prove the efficiency of submersible electric pump system，save electrical energy，and conduct analysis and research on the energy conservation potential of submersible electric pump well system．Even more to the point，by analyzing the energy consumption loss nodes and influencing factors of submersible electric pumps，the management measures such as frequency conversion control technology and high-voltage motors have been proposed，which achieves good application results in reducing energy con-sumption of submersible electric pumps and improving system efficiency.Keywords：submersible electric pumps；energy conservation and consumption reduction；system effi-ciency；application effect；power factor作者简介：吴秋诗，工程师，2012年毕业于东北石油大学（工业设计专业）龙江省大庆市萨尔图区盐湖城观澜湾A 坐，163000。

潜油电泵型式试验系统的研究发布时间：2021-07-02T10:24:08.130Z 来源：《工程管理前沿》2021年第7卷第7期作者：刘净[导读] 潜油电泵目前已经作为主要采油设备刘净中国石油化工股份有限公司中原油田分公司河南省濮阳457001摘要：潜油电泵目前已经作为主要采油设备，特别是在油田开发后期应用越来越广。

近年，许多科研机构及潜油电泵生产企业都花费很大精力投入到潜油电泵的测试方法，提高使用性能。

但对于其测试方法及性能研究成果较少，国内目前还没有一套公认的科学、合理、能够充分体现潜油电泵实际性能的测试系统，使理论分析和试验结果相统一，用来指导设计开发、生产制造。

关键词：潜油电泵；测试系统；试验目前，潜油电动机在进行型式试验时，仅进行空载特性试验和负载特性试验，试验项目不全。

其中负载特性试验也只能采用间接测定法，可测试范围窄、精度低、数据可靠性差。

为了全面系统地检测潜油电动机的各项性能指标，有必要进行更多的试验项目，如温升、短时过电压和短时过载等。

通过这些试验，可以全部或部分地测出被试潜油电动机的有关性能数据，以据此判断被检产品是否符合设计要求、品质的优劣以及改进的目标和方向。

一、潜油电机的结构组成潜油电机驱动的无杆高扬程抽油机费材少、节约能源，能适应各种复杂的井况，尤其适合游梁式抽油机难以发挥作用的丛式斜井、水平井以及稠油层、低渗透油层、高渗透油层剩余油和固体相混合的油层，越来越受到各大油田的欢迎。

潜油电机工作在油井下几千米深的地方，是潜油电泵的动力机，驱动潜油电泵抽取地下的原油。

特殊的工作环境决定了潜油电机具有特殊的结构构成。

1、定子。

潜油电机的定子铁心主要由硅钢片和铜片组成。

铜片按一定要求放置于两节硅钢片段之间；细长的结构为下线方便，定子绕组采用单层同心式；机壳采用有弹性的钢质合金的圆管精加工后成为一个细长的钢筒，用以固定和支撑定子铁心和连接上、下接头。

2、转子潜油电机转子分节，由许多小的转子节、扶正轴承和转轴组成。

电潜泵采油技术解析摘要：石油行业是我国重要的能源行业，在我国经济发展中占有举足轻重的地位，而电潜泵采油技术是挖掘技术的关键。

本文介绍了电潜泵采油技术的发展情况以及电潜泵的组成，进一步分析了电潜泵在石油行业的发展情况，笔者认为中国电潜泵采油技术发展大有可为。

关键词：电潜泵；采油技术；石油行业；泵叶轮一、电潜泵采油技术概述电潜泵（Electrical Submersible Pump）系统是自1927年在石油和天然气行业诞生以来，应用第二广泛的人工举升方法。

该过程包括通过与之耦合的多级离心泵马达向油井流体提供额外的能量，并由一根电缆从油井表面提供能量(Liang, He，& Du, 2015)。

施加在发动机上的泵载荷取决于以下几个因素；流体的组成、特性和物理状态;压强，温度和流量。

通常，通过泵叶轮的流体组成包括液态和气态的烃、水和沉积物。

在油井的整个生产周期中，水产量的增加以及组成流体的液体和气相组成部分的变化都是自然的。

这就导致了电潜泵在储层特性、流体组成和操作条件都是决定性因素的情况下，会产生特殊的负载行为。

多相流与井的动态特性共同提供了一种特殊的载荷状态，其特征是具有较强的势振荡，且具有规律性变化。

在一定的压力和温度条件下，溶解气体发生泄漏，泵吸处游离气体的存在使泵速和电机电流发生波动，这种现象称为气锁。

这种意外的行为可能会导致设备的损坏，操作中断的风险和经济损失。

这些电潜泵举升系统的故障导致了较高的干预成本和较高的采油损失。

因此，人工举升方法的可靠性是影响工程可行性的关键因素。

尤其是水下电潜泵组件，因为它们被插入到1200米以上的油井中，不允许使用一些传统的监测技术，此外，预防措施的成本也高得令人望而却步。

据估计，在全球范围内，电潜泵性能仅提高1%，每天就能多产出50万桶石油（Patri, Panangadan, Chelmis, McKee，& Prasanna, 2014）。

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。