探讨潜油电泵电气控制技术

2022-09-10

潜油电泵是一种较为常见的机械采油设备, 潜油电泵具有属于其自身的特点, 因此在国内以及国外得到了广泛的应用。在海上平台采油中已经广泛使用潜油电泵。为了能够保证油田稳定发展以及生产, 这就要选用潜油电泵大排量强采这一手段。

一、潜油电泵的具体应用以及水平

近几年来, 潜油电泵在世界单位得到了广泛的应用, 国内以及国外在潜油电泵采油技术已经进行了研究, 所以不仅要扩大潜油电泵的应用范围, 而且要不断提高潜油电泵的应用水平。

现阶段, 世界潜油电泵制造商主要以下几个国家:美国、中国以及俄罗斯。对于第三世界产油国来说, 他们所使用的潜油电泵都是来自于以上三个国家制造的。对这三个国家的潜油电泵进行评价的时候不仅要考虑到潜油电泵的技术含量、水平、制造工艺水平, 而且要充分考虑到产品的适用性以及可靠性等。然而近几年来, 我国的电泵制造技术得到了快速发展, 跃居世界第二。由于受到俄罗斯政治环境的影响, 因此俄罗斯的潜油电泵仍然处于较为落后的状态。

潜油电泵可以完成井下检测、控制以及自动化管理等工作。要对潜油电泵在井下运行状况进行及时的了解以及掌握, 并且要根据潜油电泵的运行状况作出一定的调整, 这样做不仅可以保证油田开采作业的顺利完成, 而且可以建立起科学的、合理的电泵故障预警机制。目前, 美国以及英国等公司开始研制出不同的潜油电泵技术, 从而可以更好的满足石油开采的需要。

二、潜油电泵的工作原理以及优缺点

潜油电泵机组主要是将电能作为其动力源, 电网电压经过降压器来对电压进行改变, 然后再输入到变频器中, 通过变频器切换到电源频率之后, 又输入到升压变频器, 从而可以将电压提升到电机所需要的电压, 再通过潜油电缆将电能传输给潜油电机, 然后再借助潜油电机将电能转换为机械能, 促使潜油离心泵高速旋转。

潜油电泵的优点如下:第一, 潜油电泵的最主要的优点就是大排量采液。然而现阶段潜油电泵也会应用到产液量较低的油井;第二, 潜油电泵还可以将油井中位于上部水层的水转注到注水层中;第三, 简便的操作以及简便的管理;第四, 可以更好的运用到斜井、水平井以及海上采油, 但是, 目前潜油电泵也经常应用于产液量比较低的油井;第五, 容易处理腐蚀等问题;第六, 方便井下压力以及温度等测试装置的安装, 并且可以借助电缆将信号传递到地面。然而潜油电泵的缺点如下:第一, 电机额定功率影响着潜油电泵的深入, 如果套管的尺寸以及井底的温度较高的时候, 此时也会影响着潜油电泵的下入深度。如果大型高功率设备不能为电机提供给冷却空间, 这就会使得电机使用寿命受到严重的影响;第二, 多级的、大功率的潜油功率的费用比较高, 这就会增加初期的投资, 尤其是电缆的费用也是比较昂贵的。比如:这些潜油电泵必须要具备抗腐蚀以及耐高温, 此时所需要的费用是比较高的;第三, 由于这些装置会安装在井下, 如果这些装置发生了故障, 那么此时要修理这些管柱, 这样做不仅增加了修理费用而, 而且也会造成一定的浪费;第四, 由于井下的温度是比较高, 这就会使得电缆出现问题, 最终给电机带来了危害。在石油开采过程中, 要认识到潜油电泵的优点以及缺点, 从而可以保证潜油电泵的正常运行。

三、潜油电泵电气的控制技术

近几年来, 在石油开采过程中, 潜油电泵得到了广泛的应用。然而石油工业的快速发展要求潜油电泵从数量以及质量上都要不断提升。除此之外, 由于潜油电泵使用范围的不断扩大, 此时油田对潜油电泵提出了特殊的要求。为了能够不断提升潜油电泵的性能, 此时国内以及国外开始不断改进潜油电泵技术, 目前已经研发出一些新技术。

1. 大排量水平高压注水泵

大排量水压高压注水泵的排量是每天是5000立方米, 泵出口的压力是27.6Mpa, 由于油井的不同, 因此要开发合适的潜油电泵技术。大排量水平高压注水泵主要是由泵体部分、储箱、后座部分等几个部分组成的。在油泵中, 泵体部分是一个非常重要的组成部分, 高压工作腔、高压阀、低压阀卸载阀等都是在其上面。其中两个单向阀可以防止压力油回流。然而低压阀和高压阀的作用就可以很好的控制压力。除此之外还有就是胶管部分。胶管部分是连接油泵和油缸输送压力油液的一个部件。如果不使用胶管部分的时候, 此时要将胶管与缸分开, 并且要用橡胶帽堵上胶管头, 这样做可以防止污染物进入到油管中以及油缸中。其中还包括了后座或者油箱上面的注油装置以及放气装置, 当油泵工作过程中此时要将放气螺丝松开, 从而可以避免油箱内的气压过低。如果不能够保证正常工作的顺利进行, 此时要在工作完成之后拧紧放气螺丝。大排量水压高压注水泵在科学技术的推动下得到了完善, 并且也开始在采油中得到了广泛的应用。

2. 防砂泵

目前, 防砂的工艺主要包括了机械防砂、化学防砂、滤砂管防砂、螺杆泵以及防砂泵。现在防砂措施存在一定的局限性, 因此不能够解决油井出砂的问题。与此同时有一部分油井出砂的数量较大, 此时就要应用防砂泵。通过使用防砂泵能够适应油井出砂, 最终保证了防砂泵的顺利运行。

在出砂油田中防砂泵得到了广泛的应用, 防砂泵主要是以常规整筒泵为基础, 然后再对泵的局部结构进行一定的改变, 从而可以使得防砂泵促使出砂量较少的油井正常生产。本文主要介绍以下几种防砂泵。第一种, 等径防砂泵。等径防砂泵的特点如下:上下游动凡尔、直接装在干柱两端。这一种防砂泵在工作过程中不仅可以起到刮砂的作用, 而且可以将积存在上游动凡尔少量的砂粒冲刷干净。第二种, 螺旋防砂泵。螺旋防砂泵的特点如下:在柱塞上端以及下端分别配有带有螺旋槽的刮砂器, 在整个工作过程中可以减少砂卡的发生率, 并且也可以将刮砂槽内的存积的砂子带出来。第三种, 长柱塞防砂泵。与常规泵不同, 长柱塞防砂泵具有特殊点, 那就是泵筒与外管之间具有环形空间, 这一种防砂泵可以减少泵筒与柱塞之间的摩擦。第四种, 长柱塞软密封防砂泵。这一类泵与长柱塞泵的结构比较相似。由于其软密封环具有自动补偿机制, 搜易会使得抽油泵的使用寿命得以延长。

3. 防腐电泵

由于印尼、新疆等油田中的二氧化碳、氢化硫具有腐蚀性, 因此要将机组中主要部件设计为316L等不锈钢, 与此同时通过使用13Cr、9Cr等经济防腐材料, 从而可以使得成本得以降低。由于潜油电泵是在井下进行运转, 因此在选择潜油电泵的时候要考虑到其耐腐蚀性。防腐电泵可以促使潜油电泵在井下正常运作, 最终保证了采油开采工作能够顺利完工。

4. 电动潜油螺杆泵

电动潜油螺旋泵是一种井下驱动式螺旋泵, 电动潜油螺杆泵主要适用在稠油井以及高含砂井。在20世纪90年代REDA和Cetrilift研制了这种产品。现阶段, 我国也有一些厂家开始研发了这一种类。通过这几年的不断努力, 此时电动潜油螺杆泵得到了快速的发展。

(1) 电动潜油螺杆泵采油系统的组成部分

电动潜油螺杆泵采油系统主要是由油管锚、潜油电机、保护器、减速器、柔性轴、变动设备等组成的。除此之外还有一些附属部件那就是扶正器、井下测量仪表、传感器以及驱动装置等。电动潜油螺杆泵的工作原理那就是要借助地面的控制变送装置, 从而可以将电能传送给井下驱动电机, 然后电机带动螺杆旋转, 然后再将电能转换为机械能, 从而可以将井中的原油提升到地面。

(2) 电动潜油螺杆泵驱动电机的控制策略

不管是哪个油藏, 随着不断开发, 此时地层能力在不断降低, 这就会使得油井的液量在不断降低, 最终使得电泵井的排量效率受到严重的影响。目前, 仅仅依靠油嘴满足不了生产的发展要求, 此时就要通过更换机组来实现。然而通过这样做会加大投入成本, 为了解决这一问题, 这就要利用变频装置从而可以使得驱动电机的转数得以改变, 并且也可以对泵的排量进行调整, 从而可以更好的满足供液变化的具体需求。通过变频器可以对潜油螺杆泵电机的转速进行合理的控制, 从而可以保证潜油螺杆的排量与油井供液保持一致。如果油井供液不充足的时候, 此时会降低潜油螺杆泵的转速。

结束语

近几年来, 随着油田开发的不断深入, 此时为了能够更好的满足油田的需要, 国内以及国外研发潜油电泵技术。由于深井、斜井以及水平井的不同, 因此要采用合适的采油技术。随着科学技术的不断发展, 此时潜油电泵技术开始发展起来, 并且潜油电泵技术具有广阔的发展前景。通过合理运用潜油电泵技术, 从而可以保证石油开采工作的顺利进行。

摘要：近几年来, 随着我国石油工业的快速发展以及为了能够满足油田开采油的需要, 此时潜油电泵电气控制技术开始成熟起来。通过引进先进的技术, 这样做不仅可以提高油田的采油速度, 而且可以提高采收率。本文主要对潜油电泵电气控制技术进行了详细的阐述, 确保石油开采业的顺利进行。

关键词：潜油电泵,电气,控制技术