电泵井生产管理与维护手册李霖

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1、CNOOC Ltd. Tianjin中海石油（中国）有限公司渤中25-1作业公司电泵井生产管理与维护手册.、八、一前言电潜泵采油是 BZ25-1 油田的主要采油方式，要想油井 稳产、长寿、节约开采成本，必须在油井管理方面下功夫， 也就是要熟悉并掌握电潜泵井的维护与管理。随着新平台的 投产，大量新员工的加入，为了使他们尽快地成为一名合格 的采油操作工，必须提高他们的油井的管理水平，对于完成 公司 3000 万吨的宏伟目标就显得非常重要。为此，在吸纳 一些参考资料、书籍及自己的工作经验编写出电泵井生产 管理与维护手册 。该手册共分为十二章，系统介绍了电潜 泵系统组成及其作用、电潜泵工作原理、电潜泵

2、采油系统相 关名词、电潜泵工况分析与计算、电潜泵故障诊断与处理、 电泵井在生产过程中异常情况处理、电泵井生产动态分析、 电泵井操作规程及日常管理制度等内容，影响电泵井生产因 素很多， 有人为的， 也有客观因素， 对于客观因素， 如地层、 流体、 井况、井下工具及电泵机组、 井口采油树、 地面管线、 地面设备等，人为因素是误操作或没有按正确操作规程执 行。该手册虽能提高操作工的电泵井维护与管理水平，但在 工作中必须要有一个良好的工作态度、扎实的基本功、善于 分析与总结，方可解决油井在生产中出现的问题，保证油井 正常生产。由于作者水平有限，书中难免会有错误的地方， 欢迎批评指正。在手册的编写过程中

3、，得到了 BZ25-1 油田 相关领导的重视及大力支持，在此一并表示感谢！目录第一章 BZ25-1 油田简介第二章 电泵井维护与管理的重要性 第三章 电潜泵采油系统组成及其作用3.1 井下系统组成及作用3.2 地面系统组成及作用3.3 工频控制流程3.4 变频控制流程第四章 电泵井常规管柱第五章 电潜泵采油工作原理第六章 电潜泵采油系统相关名词6.1 油井气液比6.2 电潜泵井安装套管定压放气阀的作用6.3 电泵井动液面、静液面、沉没度6.4 气锁、气蚀6.5 油压、套压、流压、静压、生产压差、采液指数6.6 油井结蜡的危害6.7 油井内砂子的来源第七章 电泵井工况分析与理论计算7.1 井底流

4、压、油井产能预测7.2 油井总动压头计算7.3 电机输出功率、泵效率计算7.4 变频调产时的排量、扬程、功率与频率之间的关系第八章 电潜泵故障诊断与处理8.1 电机及保护器故障诊断与处理8.2 电缆故障诊断与排除8.3 电泵故障诊断与处理8.4 井液引起的故障诊断与排除8.5 套管气引起的故障诊断与排除8.6 油井供液不足引起的故障诊断与排除8.7 管柱漏失判断与处理8.8 机组匹配不合理引起的故障判断与处理8.9 电潜泵故障原因与排除方法对照表第九章 电泵井在生产过程中异常情况处理9.1 油井电流下降9.2 油井电流上升9.3 计量产液下降9.4 计量产液上升9.5 套压升高9.6 油井含水

5、率变化大9.7 油井井底流压变化第十章电泵井生产动态分析第十一章电泵井操作规程11.1电泵井起动前程序11.2电泵井投产前准备程序11.3电泵井变频启动程序11.4电泵井工频启动程序11.5电泵井关停后的再启动程序11.6电泵井憋压操作规程第十二章 电泵井的日常管理制度12.1 电泵井日常巡检制度12.2 检泵井及卡水井再生产的初期管理制度12.3 油嘴、采油树阀门的日常管理制度12.4 电潜泵地面电气设备的预防性维护制度12.5 电潜泵运行状况及油井生产状况分析制度12.6 电泵生产应知内容第一章 BZ25-1 油田简介BZ25-1/BZ25-1S 油田位于渤海湾东南部海域， 地理坐标 为东

6、经 119 00 119 15 ，北纬 38 10 38 20 。该油田在塘沽 东南约 150km 处，距岸最近距离为 25km 。距秦皇岛 32-6 油 田 93km 。油田所处海域平均水深约19.0m。BZ25-1/BZ25-1 南油田的发现阶段主要为 1997 年 -1999 年。BZ25-1油田基本探明石油地质储量5,649 104m3,含油面积 25.9km2； BZ25-1 南油田基本探明石油地质储量 15,303 X04m3,含油面积58.1km2,基本探明天然气地质储量 5.7 108m3，含气面积 1.9km2。BZ25-1/BZ25-1S 油 田 有 六 座 井 口 平 台

7、( WHPA/B/C/D/E/F )在生产运行,还有二座井口平台正在建设中(BZ19-4 WHPA、BZ19-4 WHPB ), 一个单点系泊(SPM )和一艘浮式生产储油装置(FPSO)，及连接各井口 平台的油、气、水混输海底管线 6 条 , 注水管线 5 条，海底 电缆 6 条。各井口平台油井产出的油气水混合物通过海底混输管 线送至 FPSO 进行处理，在 FPSO 上进行油、气、水三相分 离，分离出的原油经加热、再脱水、冷却后进入工艺舱继续 沉降，达标后进入货油舱储存；分离出的天然气用作发电机 组的主要燃料；分离出的生产水经处理合格后送回各井口平 台回注地层。BZ19-4 WHPBBZ2

8、5-1 WHPABZ25-1 WHPFBZ25-1 WHPBBZ25-1 WHPEBZ25-1 WHPD(JnBZ19-4 WHPABZ25-1 WHPCSPMFFPSOBZ25-1与BZ19-4平台位置图截止目前，BZ25 1/BZ25-1S油田共有油井 117 口，平 均日产液量6830方，平均日产气量 206100方，日注水量4000 方，气液比30.2方/方 注采比为1： 1.7，其中电泵井105 口，占油井总数 89.7 %，日产液量6270方，日产油量3665 方，日产气量85620方；自喷井12 口，占油井总数10.3 %， 日产液量 560方，日产油量 554方，日产气量120

9、500方， 其数据见表一。表类别井数日产液(m3/d)日产油(m3/d)日产气(m3/d)日注水(m3/d)气液比(m3/ m3)注采比(m3/ m3)自喷井1248648078562一一一电泵井1057604414055215一一一合计11780904620133777550016.51 : 1.47BZ25 1/BZ25-1S油田自2003年投产以来，已连续开采5年，弹性驱动能量在下降，注水未跟上，目前注采比为1 : 1.47,导致先期的自喷井失去自喷能力，油井见水早，油 井含水逐年在上升，油井日产油量也是逐年在下降，目前新 井又比较少，措施也不多，要保持油田稳产，减少躺井数， 就必须在油

10、井管理上下功夫。电泵井占油井总数90%左右，如何提高电泵井生产管理水平，对油田产量，对公司2010年的3000万吨的宏伟目标尤为重要。第三章电潜泵采油系统组成及其作用套管电潜泵采油系统主要由井下和地面两部分组成，如图 示。3-1所电控柜变压器井口控制管线动力电缆放气阀井下安全阀电缆封隔器卸油阀电缆穿透器单流阀生产油管多级离心泵泵油气分离器0油层保护器潜油电机图3-1电潜泵采油系统组成示意图3.1 井下系统组成及作用电潜泵井下系统主要由电机、保护器、油气分离器、多 级离心泵、动力电缆、电缆封隔器、井下安全阀、单流阀、 测压阀/泄油阀、测压装置（PSI/PHD）、扶正器等组成。（ 1 ）电机 电潜

11、泵电机又叫潜油电机，它给电潜泵机组提供动力， 将电能转变成机械能。其特点： 机身细长，一般直径 160mm以下，长度 510m，有的 更长，长径比达 28.3125.2; 转轴为空心，便于循环冷却电机； 启动转矩大， 0.3s 即可达到额定转速; 转动惯量小，滑行时间一般不超过3s; 绝缘等级高，绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用; 电机内腔充满电机油以隔绝井液和便于散热; 有专门的井液与电机油的隔离密封装置一一保护器2）保护器保护器位于电机与气体分离器之间，有四个方面作用： 密封电机轴动力输出端，防止井液进人电机; 保护器充油部分允许与井液相通起平衡作用，平衡 电机内外腔压力，容纳电机升

12、温时膨胀的电机油和 补充电机冷却时电机油的收缩和损耗的电机油; 通过其内的止推轴承承担泵轴、分离器轴和保护器 轴的重量及泵所承受的任何不平衡轴向力； 起连接作用，连接电机轴与分离器轴，连接电机壳 体与分离器壳体。保护器的种类很多，从原理上可以分为连通式保护器、 沉淀式保护器和胶囊式保护器等三种。 BZ25-1 油田采用的 是复合式， 上部是胶囊式保护器， 下部接一个沉淀式保护器， 有 MBL （胶囊式 +沉淀式）、 MBBL （双胶囊式 +沉淀式）等 复合式。保护器作用比较大，失效将使井液进入电机，使电 机烧毁。（3）油气分离器油气分离器，简称分离器，位于潜油泵的下端，是泵的 入口。其作用是将

13、油井生产流体中的自由气分离出来，以减 少气体对泵的排量、扬程和效率等特性参数的影响，和避免 气蚀发生。按不同的工作原理，可将其分为沉降式（重力式）和旋 转式（离心式） 两种。 目前油田采用的是一级或二级旋转式。（4）多级离心泵多级离心泵，简称潜油泵，包括固定和转动两大部分。 固定部分由导轮、 泵壳和轴承外套组成； 转动部分包括叶轮、 轴、键、摩擦垫、轴承和卡簧。电潜泵分节，节中分级，每 级就是一个离心泵。潜油泵按叶轮是否固定分为浮动式、半 浮动式和固定式三种。5）测压装置电潜泵井测压系统有两大类，一类是电子式的，一类是 机械式的。主要用于监测油井的供液和电机工作温度情况。 电子式的有 PHD（

14、pressure heating detection ，即压力、温度检 测器）和PSI（pressure sen si ng in strume nt,即压力传感器）两种, 可以进行连续监测；机械式的也有两种，一种是测压阀，一 种是毛细管,前者通过钢丝作业实施但不能连续监测,后者 利用地面氮气通过毛细钢管传递压力,可以连续工作和监 测。（6）动力电缆 动力电缆是电机与地面控制系统相联系传送电力纽带 的通道,是一种耐油、耐盐水、耐其它化学物质腐蚀的油井 专用电缆,工作于油套管之间。分为小扁电缆（又叫电机引 线,俗称小扁） 、大扁电缆（俗称大扁）和圆电缆,按温度 等级可以分为90C、120C、150C等3个等级，部分厂家还 可生产更高等级的潜油电缆。（7）电缆头 电缆头是电机和电缆连接的特殊部件,其质量好坏直接 关系到电机的运行寿命, 要求较高的电气和机械性能。 目前, 各个电潜泵生产厂家都有自己独特的产品,种类较多。从性 能和结构分为两种：缠绕式和插入式（8）单流阀单流阀一般安装在泵出口 12跟油管处,采用标准油管 扣于上下油管连接。 它在 Y 管柱结构油井中使用, 主要作用： 保持足够高的回压，使得泵启动时做功较小，启动容易； 防止停泵时油管内的赃物下沉而卡泵； 防止停泵后流体回落引起机组反转脱扣； 便于生产管柱验封。