潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置的研究及應(yīng)用

李國(guó)明 張志升 張永坤

摘 要：在勝利油田的中后期開(kāi)發(fā)階段，潛油電泵已經(jīng)成為一種重要的采油方式，其中潛油電機(jī)的性能直接決定著潛油電泵機(jī)組工作正常的好壞。在電潛泵采油井作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)：提出的故障潛油電泵機(jī)組中保護(hù)器和潛油電機(jī)內(nèi)部處于缺少電機(jī)油或無(wú)電機(jī)油狀況，是造成潛油電泵機(jī)組出現(xiàn)故障的重要原因。而以往在潛油電泵電機(jī)、保護(hù)器下井前注油使用的是機(jī)械搖泵，通過(guò)人工手搖機(jī)械注油會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不均勻，注油時(shí)間不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣泡，直接造成潛油電泵機(jī)組注油質(zhì)量下降，影響機(jī)組使用壽命。本文的目的旨在通過(guò)闡述潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置的研究及應(yīng)用，尋去解決以上問(wèn)題的方法，從而達(dá)到高質(zhì)量注油，有效延長(zhǎng)潛油電泵機(jī)組使用壽命。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)注油；潛油電泵；井下作業(yè)；研究；應(yīng)用

1 前言：

勝利油田所轄大部分油田具有斷層多、斷塊小、構(gòu)造復(fù)雜、油水關(guān)系多變、低產(chǎn)、低壓、低滲透等特征，尤其是進(jìn)入油田開(kāi)發(fā)后期，大部分區(qū)塊還具有高含水特點(diǎn)，針對(duì)這種情況，勝利油田優(yōu)選出區(qū)塊較大、供油能力強(qiáng)、產(chǎn)液量較高、含水高等有利條件的油井，在上世紀(jì)90年代中期就開(kāi)始從美國(guó)等地引進(jìn)潛油電泵，強(qiáng)采排液生產(chǎn)。潛油電泵具有排量大、揚(yáng)程高、采液強(qiáng)度大的特點(diǎn)，適用于低滲透、高含水油田，因此在油田后期開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。到目前，尤其是近十幾年以來(lái)，勝利油田油井開(kāi)采中采用潛油電泵已經(jīng)達(dá)到全部開(kāi)采油井的近30%，成為石油開(kāi)采的第二大舉升措施。但是從使用效果來(lái)看，電泵井的作業(yè)成本比較高，管理難度比較大，如何有效的延長(zhǎng)潛油電泵使用壽命，減少作業(yè)成本，已經(jīng)成為目前一個(gè)比較突出的問(wèn)題。

通過(guò)長(zhǎng)期的跟蹤、觀察和研究，我們?cè)跐撚碗姳貌捎途鳂I(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)：提出的故障潛油電泵機(jī)組，在打開(kāi)進(jìn)行檢修時(shí)，潛油電泵保護(hù)器和潛油電機(jī)內(nèi)部經(jīng)常處于缺少電機(jī)油或無(wú)電機(jī)油狀況，造成機(jī)組內(nèi)部磨損嚴(yán)重甚至燒壞，經(jīng)過(guò)研究對(duì)比，我們認(rèn)定注油質(zhì)量是造成電泵機(jī)組出現(xiàn)故障的重要因素之一。以往在潛油電泵電機(jī)注油時(shí)通常采用的機(jī)械搖泵從機(jī)油桶中抽出潛油電機(jī)油轉(zhuǎn)注進(jìn)入潛油電泵、電機(jī)、保護(hù)器。通過(guò)人工手搖會(huì)導(dǎo)致機(jī)械搖泵轉(zhuǎn)速不均勻，注油時(shí)間不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣泡，直接造成電機(jī)注油質(zhì)量下降、注油不滿，影響電機(jī)使用壽命。在冬季還會(huì)因天氣寒冷造成潛油電泵機(jī)油粘稠，增加注油困難，嚴(yán)重影響注油質(zhì)量。

2 潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置的設(shè)計(jì)：

由于造成注油質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因，是采用人工手搖注油不能夠保證勻速低量的要求造成的。針對(duì)這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種能夠平穩(wěn)低速注油的設(shè)備，有效解決注油質(zhì)量問(wèn)題，是目前急需解決的問(wèn)題。

2.1潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置的結(jié)構(gòu)：

該裝置體積小、易操作，電機(jī)密封效果好，操作安全系數(shù)高。主要結(jié)構(gòu)由36伏低壓電機(jī)、齒輪泵、電機(jī)油恒溫裝置、控制操作系統(tǒng)和電機(jī)油箱五部分組成。其中36伏低壓交流電機(jī)和齒輪泵是此設(shè)備的動(dòng)力部分，通過(guò)恒定低速的低壓電機(jī)帶動(dòng)齒輪泵，可以達(dá)到均勻低量注油的目的；電機(jī)油恒溫裝置能夠保證潛油電泵電機(jī)注油時(shí)電機(jī)油的流動(dòng)性，更好的將潛油電泵、電機(jī)、保護(hù)器中的氣泡擠出，保證電機(jī)油注滿、注足。電機(jī)油箱能夠盛裝2桶電機(jī)油，基本能夠滿足潛油電泵電機(jī)注油需求量。控制操作系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作需求。

2.2 潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置的原理：

使用原理是利用36伏低壓電機(jī)帶動(dòng)齒輪泵均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，將注油裝置油箱中的電機(jī)油從油箱中緩慢勻速的吸出，均勻的注入潛油電泵機(jī)組中，并勻速的將潛油電泵機(jī)組中的氣體擠出，從而達(dá)到無(wú)氣泡、氣柱，高質(zhì)量注滿注足電機(jī)油的目的。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)：

（1）裝置規(guī)格：45cm×50cm×40cm

（2）注油管線規(guī)格：D17mm×6m，耐壓負(fù)荷10Mpa.

（3）儲(chǔ)油箱容積：40L

（4）電源線：長(zhǎng)度2m，采用防爆插頭

（5）適用環(huán)境溫度：-20℃～50℃

（6）交流電機(jī)：功率0.07KW，電壓交流36V，轉(zhuǎn)速65r/min

（7）齒輪泵注油速度：0.7L/min

3 潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置性能評(píng)價(jià)

（1）裝置采用全封閉結(jié)構(gòu)，密封性能強(qiáng)，不會(huì)造成電機(jī)油的污染；（2）恒定低速電機(jī)帶動(dòng)全密封的齒輪泵工作，設(shè)備運(yùn)行中自身不會(huì)產(chǎn)生氣泡，注油均勻可靠；（3）設(shè)備使用36伏交流低壓電帶動(dòng)電機(jī)、齒輪泵，無(wú)需人工機(jī)械注油，大量減輕現(xiàn)場(chǎng)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高安全系數(shù)；（4）設(shè)備自帶恒溫裝置，能夠保證電機(jī)油的流動(dòng)性，從而更有效的保證注油質(zhì)量，受環(huán)境影影響小。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及改進(jìn)：

此裝置自2008年下半年開(kāi)始收集相關(guān)資料，進(jìn)行相關(guān)研究設(shè)計(jì)。開(kāi)始使用手動(dòng)注油箱進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的注油裝置密封效果比較理想，但流量不好控制，儲(chǔ)油箱的容積較小，現(xiàn)場(chǎng)使用不方便。2009年1月，通過(guò)對(duì)工具的綜合研究和重新設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)，效果比較理想。在進(jìn)一步的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行試驗(yàn)的電泵作業(yè)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的低壓電源為36V交流電，針對(duì)這一情況，我們對(duì)全大隊(duì)的電泵施工隊(duì)進(jìn)行了全面摸底，確定現(xiàn)場(chǎng)使用全部為36V交流電。據(jù)此，我們對(duì)注油裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，將自動(dòng)注油裝置的電機(jī)設(shè)計(jì)為36V交流電，并經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，于2009年2月15日，在STT142-36井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行正式試驗(yàn)，一次成功。通過(guò)對(duì)20井次的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，效果均為理想，通過(guò)了相關(guān)部門(mén)的驗(yàn)收，正式投入使用。

5 效益和推廣價(jià)值

2009年3月至8月，電泵井施工使用此裝置200余口，使用效果非常理想，沒(méi)有再發(fā)生因注油問(wèn)題躺井現(xiàn)象，不僅能夠有效提高生產(chǎn)時(shí)效，減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還大大縮短施工周期，延長(zhǎng)潛油電泵電機(jī)使用壽命，大量節(jié)約生產(chǎn)成本。

6 結(jié)論

（1）使用潛油電泵電機(jī)自動(dòng)注油裝置進(jìn)行電泵注油施工，能夠有效的保證注油質(zhì)量，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)電泵井生產(chǎn)周期。

（2）冬季電機(jī)油加溫速度較慢，準(zhǔn)備尋找更好的方式進(jìn)行加溫，提高施工速度。

參考文獻(xiàn)：

《GB-T16750.2-1997》潛油電泵技術(shù)條件

《GB-T1650.3-1997》潛油電泵試驗(yàn)方法和驗(yàn)收規(guī)則

《GBT 16750[1].1-1997》潛油電泵機(jī)組 型式、基本參數(shù)和連接尺寸

《井下作業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》石油工業(yè)出版社2000年1月出版

《采油工（石油工人崗位知識(shí)讀本）》石油工業(yè)出版社2007年12月出版

《現(xiàn)代石油修井工程綜合新技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)》石油工業(yè)出版社2009年2月出版

《潛油電泵技術(shù)服務(wù)手冊(cè)》北京.石油工業(yè)出版社2004年出版