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1、电泵新技术交流,胜利油田胜利泵业有限责任公司,胜利泵业，您永远的合作伙伴！,一、高效气液离心泵二、超深井潜油电泵机组三、潜油电泵防垢技术四、倒置电泵同井采注水工艺五、潜油电泵变频控制柜六、电泵井下传感器七、潜油电动螺杆泵,目录,高效气液离心泵,随着潜油电泵采油工艺技术的不断发展，潜油电泵的应用范围不断扩大，但是对于油井含气量很大（泵吸入口压力下游离气含量30%）的油井，普通离心泵往往会发生气锁，导致泵抽汲不到井液而使电机欠载停机，频繁的欠载停机会使电机温升过高，降低电机绝缘从而烧毁电机。同时还会造成泵排量和效率降低，气蚀严重，检泵周期短。针对此类高气油比油井，一直以来采取的主要措施是采用双级旋
2、转式油气分离器，但是从现场使用反馈的情况看，在游离气含量超过30%以后，双级油气分离器的分离效果也不很理想，现场中的油井产量很低甚至正常生产都难以维持。为此我公司研制开发一种在吸入口处游离气含量超过30的情况下，可连续且可靠地泵送高气油比井下流体的气液两相混抽的气体处理装置-高效气液离心泵。,高效气液离心泵,1.工作原理针对气液两相离心泵用途而言，重要的是离心泵能在各种气体含量情况下进行有效的气体处理。为此离心泵内的叶导轮的水力设计必须综合考虑，既要考虑每级叶轮能够产生足够的压力，又要考虑防止井液发生气体分离。通过优化导叶轮的结构参数，使导叶轮处理游离气的能力提高，未被井下分离器分离掉的气体进
3、入高效气液离心泵后，高效气液离心泵对其进行预压缩，使之体积缩小，同时将气体打碎并使之与井液均匀混合然后送入泵筒，达到防止离心泵气锁的目的。,高效气液离心泵工作原理示意图,高效气液离心泵,2.配置参数,外径：102mm；轴径：17.4mm；22.2mm长度：1934mm；结构类型:普通防砂型；重量：61.3kg；适应最大气体体积系数：65；适应油井排量范围：50-280m3d；制动功率：9kW,3.井下结构,应用高效气液离心泵的潜油电泵机组从上至下依次为离心泵、高效气液离心泵、高效分离器、保护器、电机的顺序连接，安装过程与常规机组相同。,电泵加高效气液离心泵井下结构示意图,4.应用范围：,高效气
4、液离心泵除了适用于高油气比油井有效地采油，还可用于电潜泵排水采气：1）复活水淹气井。利用电潜泵排量大的特点，对具有一定能量但自身复活困难的水淹气井进行强排，短时间内拉开井底压差，使气井恢复生产。2）气藏排水。按照气藏工程方案，在水淹区和气藏边部用电潜泵排水，控制地层水向顶部推进，阻止边底水干扰气井生产，从而达到延缓气藏的综合递减，提高有水气藏的最终采收率。3）单井排水采气。在气水井，电潜泵必须连续运转，油管出水，套管产气，一旦停泵，气水不出。特别适合那些产水量大（100m3/d以上）、扬程高（1000m以上）、气水同产井，实现边排水边采气的目的。,高效气液离心泵,5.现场应用：,截止到目前高效
5、气液离心泵在胜利油田海洋采油厂和冀东南堡油田共推广应用23井次，除去措施提机，实际运转17口井（海洋采油厂有两口井试油成功还未正式投产）。从应用情况看生产气液比为：82-1040，最长运转天数465天，现场应用情况良好；同时利用电泵配套高效气液离心泵在大庆汪9-12井成功实施气井排水采气工艺，恢复气井正常生产。,高效气液离心泵,典型油井情况列表,5.现场应用：,高效气液离心泵,一、简介针对油井深度大、低渗透率、低液面的油井，我们进行了超深井电泵机组的设计开发，使潜油电泵扬程可以达到4000m-5500m。有效解决了抽油机井抽油杆偏磨及抽油机泵挂深度受限问题。,超深井潜油电泵机组,超深井潜油电泵
6、机组,二、技术难点潜油电泵应用于超深井采油需解决的主要问题有：1、机组连接强度、泵轴的强度和壳体耐压强度问题。2、机组耐高温问题；3、潜油电机启动问题；4、轴向载荷大，保护器承载能力不足；三、优化设计基本原则在目前电泵系统应用技术成熟的基础上对电机的起动性能、保护器的承载能力、离心泵的强度和泵轴最大功率等方面进行改进，使潜油电泵满足超深油井中运行的可靠性和稳定性。,四、规格型号1.扬程范围：5500m2.适用套管：7”3.离心泵排量范围：20m3d100m3d4.保护器：沉降式、胶囊式,五、SLP超深井电泵机组特点1、系列规范化，品种多样化，可根据采油厂需要的扬程合理地配置成适用的扬程。2、对
7、低透、低产能油田难动用储量的开采适用性强，代替抽油机加深泵挂深抽。配合油田“控水稳油”的低含水开采，具有良好的适用性。3、运转性能好。电泵机组适用于斜井以上井段和套管变形的油井能有效解决抽油机井抽油杆偏磨问题。4、节电效果好，具有比抽油机更明显的节电优势。5、适应范围广。可根据采油厂的油井含砂、结垢、腐蚀严重的油井上使用防砂耐磨、防垢、防腐等类型的电泵机组。,超深井潜油电泵机组,四、现场应用目前新研制的高扬程加强型潜油电泵机组分别在胜利、辽河、青海等油田投入了现场应用。截至至2009年底，已有300余套机组下井,运转时间最长已超过3年。,超深井潜油电泵机组,一、潜油电泵机组结垢的危害结垢的危害
8、主要表现为以下几个方面:1)降低电机在环空中的散热；2)堵塞分离器和离心泵的流道，造成油井产量下降；3)阻止轴等旋转部件的运动，使轴功率增大，最终导致电机烧毁。结垢现象导致电泵效率降低、检泵周期缩短，甚至损坏电泵，严重影响着电泵井的生产。,潜油电泵防垢技术,二、防垢措施目前应用于潜油电泵系统中较成熟的防垢技术主要有以下几种：1.表面处理防垢2.化学防垢,潜油电泵防垢技术,1.表面处理防垢1.1概述：表面处理技术是在不改变基体材料成分，不削弱基体材料强度的条件下，通过某些物理手段或化学手段，赋予材料表面特殊的性能，从而达到防垢手段。1.2我公司产品采用热喷涂高分子复合材料防垢涂层达到防垢的目的。
9、在潜油电泵系统与井液接触的内外表面，以及离心泵导叶轮流道表面涂镀一层防垢涂层。该防垢涂层的一个最大的优点就在于它的防酸、碱、卤素、氧化剂等化学药品的特性，同时具有不粘结、低摩擦、耐高温、抗腐蚀的特性。通过防垢涂层隔离井液与金属表面直接接触，使矿物质不能在叶导轮表面形成垢层，从而起到防垢的作用。1.3技术条件:适用最大矿化度30000mg/l。,潜油电泵防垢技术,1.4现场应用情况：公司从2006年3月份开始在纯梁、东辛等采油厂推广使用防垢泵，到目前为止已推广几十口井，机组防垢效果明显。纯梁采油厂的56、47断块从2006年3月份开始推广使用防垢泵后，防垢效果极为明显，目前有2口井在正常运转。其
10、中，LLC47-20井到目前为止已运转810天。,潜油电泵防垢技术,常规潜油电泵在56-P2井运转12天后的拆检照片,防垢电泵在56-23井运转439天后的拆检照片,2.化学防垢化学防垢是通过向生产井内加注化学防垢剂来解决油井结垢问题，其加药系统主要有以下两个方案：方案1：将加注化学试剂管（3/8），穿越井口悬挂器，下入电泵机组泵挂深度处（见右图）。通过化学试剂管向井液中加注阻垢剂和稀盐酸，以解决油井结垢问题。方案2：不改变常规工艺，对现有扁型电缆的结构不做更改，仅在铠装工序时，将电缆和加注化学试剂管一起进行铠装。,试剂管,潜油电泵防垢技术,同井采水注水就是利用特殊设计的倒置式电泵机组在同一口
11、井内，将水源层的水采出增压后再注入到目的注入层，对目的注入层进行能量的补充。整个系统主要由：井下丢手封隔器管柱、电泵增压注水管柱和地面供电控制部分组成。由Y441丢手封隔器与插入密封装置配合构成井下丢手封隔器管柱，实现采水层和目标注入层之间的封隔；由倒置潜油电泵机组、插入密封装置、Y441丢手封隔器、注水阀组成增压注水管柱；地面控制部分主要由变频控制柜和变压器组成。根据生产需要，该工艺可实现同井内不同层位间的采上注下或采下注上的两种采注工艺。技术特点：1.悬挂于注水井筒内，使用中无噪音、无泄漏；2.井口无需建泵房，无需打口袋井，施工费用低；3.可用于常压和增压注水，尤其适用于边远地区高压欠注层
12、的二次增压注水。,倒置电泵同井采注水工艺,工作原理系统工作时，地面动力由动力电缆传递给潜油电机，启动倒置潜油电泵机组上部的电机，电机高速旋转，并通过相互连接的轴将动力传递给下部的离心泵，带动离心泵高速转动。水源层的水经过采水管柱的绕丝筛管过滤后，由倒置保护器和离心泵之间的吸入口，被倒置泵吸入泵内，经逐级增压后，由泵下部的的排出口排到封隔器以下的环空中，再注入目标注水层。以达到补充地层能量，提高周围油井产量的目的。,皮碗封隔器,井下管柱示意图,采上注下倒置电泵机组(防砂结构),Y441封隔器,人工井底,井下管柱示意图,采下注上倒置电泵机组(防砂结构),工作原理系统工作时，地面动力由动力电缆传递给
13、潜油电机，带动离心泵高速转动。同井中的位置在下部的出水层的水经过采水管柱的绕丝筛管过滤后，经由倒置电泵下部的插管被倒置泵吸入泵内，经逐级增压后，由倒置保护器和离心泵之间的排出口排到封隔器以上的环空中，再注入目标注水层。以达到对周围相同层位的采油井进行平面调整，实现控水、稳油，提高该断块油井产能的目的。,技术特点1)管柱结构上采取单向采水的结构形式，构成密闭防砂采水管柱，避免水源层出砂对电泵的磨损和注入层的堵塞；杜绝地层返吐出砂和电泵倒转。2)封隔器处采用插入密封方式实现注、采水管柱连接，有利于后期作业管柱遇卡时对管柱进行分段处理。多组合的O型氟胶插管密封组，可减缓密封段的腐蚀与结垢速度，提高密
14、封耐压性能和工作寿命。3)采用Y441封隔器锚定丢手防砂采水管柱和电泵平衡注水管柱，减少管柱蠕动引起封隔器及插管密封失效程度，提高了工作压力和工作寿命。技术参数倒置潜油电泵机组主要应用于油田注水领域，其设计的技术指标是根据满足油田注水的需求而制定的，如下所示：1）工作压差（MPa）：30MPa；2）排量:20200m3/d（可变频调节）；3）适应套管：51/2（139.7mm）、7（178mm）；4）过电缆井口密封：35MPa。,倒置电泵同井采注水工艺,选井要求：1)油层上部或下部有合适的水源层且供水充分，与注入层水质有较好的配伍性；2)注水层井口注入压力30MPa；3)采注层间距25m；4)
15、注水层吸水量大于20m3/d。所需数据：1)油井相关井史及地质资料；2)注入层试注曲线，数据包括：注入层启动压力、地层理论破裂压力、设计注入量下的注入压力；3)水源层的抽汲试采数据，数据包括：水源层的采水量数据、水源层在满足设计注入量情况下的流压。,倒置电泵同井采注水工艺,潜油电泵变频器,主要特点手动调节转速过电流、短路、过压、欠压、过热保护。技术指标输入：三相50Hz7001140V，12502250V；允许波动：电压+15%；输出：频率范围265Hz；,潜油电泵变频器,一、国内外潜油电泵井下传感器的现状目前，美国斯伦贝谢（雷达）公司、美国GRC公司、英国A-WELL公司和英国ZENITH公
16、司的井下传感器在全球各油田都有应用，同时也代表了当今潜油电泵传感器的先进技术，尤其是美国斯轮贝谢公司（REDA）拥有多年的研究和现场应用经验，产品几乎遍及世界各地。国内有多个厂家生产井下传感器，与国外的先进技术相比，无论是技术性能还是使用寿命都有较大的差距，但是随着近几年的中国电子技术的发展，大量的航空航天级电子元件不断涌现，从性价比方面，国产传感器有逐渐能够替代国外产品的趋势。目前部分产品已成功打入国际市场，出口苏丹、美国、委内瑞拉等国家。此外，配有传感器的电泵机组也正在我国的南海、新疆、渤海等油田开发中发挥巨大的作用。,电泵井下传感器,电泵井下传感器,二、井下传感器工作原理地面二次仪表用以提供动力来控制井下传感器，将传感器的信号转换成温度压力数据，并将计算出的压力温度数据显示在二次仪表或笔记本电脑上，或者暂时存储这些原始数据，供以后下载；或在停电或关井情况下，将这些原始数据存储备用。,三、井下传感器的功能特点1.根据检测井下参数数量不同，可分为：单压力/单温度；双压力/双温度/双振动/电流泄漏；单压力/双温度/双振动/电流泄漏等。能够检测井下参数为：泵吸入口压力和温度、
