潜油往复电泵举升工艺技术研究

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1、潜油往复电泵举升工艺技术研究蒋扬川，张格云，陈学巨潜油往复电泵举升工艺技术研究摘要：针对常规抽油机存在的一次性投资大、能耗高和系统效率低等实际问题，研制了潜油往复电泵及地面数控装置。通过动力电缆给井下潜油直线电机供电后产生交变磁场，动子在交变磁场作用下带动抽油泵柱塞做上下往复运动，达到举升油的目的。与其它类型抽油机相比具有结构简单、占地小、节能高效、智能调参等优点。该技术的成功研究与应用，为油田探索出一条全新的举升方式，特别是在油田高含水开发期，有着十分重要的意义和广阔的应用前景。关键词：潜油直线电机节能调参一、前言随着油田开发的深入，我国大多数油田都已进入开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能

2、力，机械采油已成为最主要的采油方式。据统计，我国的机械采油井约占油井总数的90％以上。其中，由抽油机—抽油杆—抽油泵组成的常规有杆泵抽油井占90％左右，产量占75％以上。可见，“三抽”设备的质量、水平将直接关系到油田的产量和经济效益。但是，在油田开发难度日益增大的形式面前，常规有杆泵采油设备暴露出众多弱点：抽油机能耗高、系统效率较低，抽油杆和抽油泵也难以适应稠油、出砂、高含水等苛刻的开采条件。近几年，国内外相继研制开发了许多新型的抽油机、杆和泵设备，使得传统抽油设备的性能和适应性上有了新的突破。一、前言潜油往复电泵是潜油直线电机直接带动柱塞泵工作的无杆采油设备，它的出现是新采油技术的推进。

3、二、举升工艺比较目前，现场应用最广泛的人工举升采油方式有：有杆泵、电潜泵、水力活塞泵、水力喷射泵和气举。各种举升方式具有不同的特点和适应性：有杆泵因其设备装置简单、操作方便、维护费用低、综合成本低而成为应用最广泛的人工举升方式；电潜泵排最大，地面设备向井下传递能量的方式简单，下泵深度可超过3000m，是高产油井及中高含水期油井提高排液量的适宜举升方式；水力泵采油具有泵挂深，排量调节控制方便，可利用液力起下和利用动力液携带热量，以及适应复杂井条件等优点，常被作为特殊井条件下选用的人工举升方式；气举是一种对油井适应性较强的人工举升方式，它的举升深度大，生产范围大，井下测试工艺简单，在地面气源充

4、足时，是高油气比、高产深井及斜井的最佳举升方式。二、举升工艺比较20世纪80年代以来，美国API的一批专家就各种人工举升方式对各种生产条件及其经济性提出了数十项适应性条件，进行了较为全面系统的定性或定量的评价比较。各种举升方式对生产条件的适应性比较从以上表中对比可看出，潜油往复电泵融合了有杆泵与电潜泵的优点，具有较高的技术含量和较优秀的适应性。三、潜油往复电泵举升工艺特点1、电机本身的功率因数高，无须任何补偿措施。功率因数达到0.91以上，彻底解决功率因数调整问题。2、起动力矩大，是本电机突出的忧点之一，彻底解次“大马拉小车”问题。常规电机机从0转矩起动的，本电机从额定力矩启动，1000～

5、1500米样机功率为4.0～6.0kW，较日前装机容量22～37kW小得多，而且启动无冲击电流，一台50kVA变压器可以带5～10口井，从而大大降低运行损耗，实现配电变压器的经济运行。三、潜油往复电泵举升工艺特点3、本抽油机不存在发电现象。4、本抽油机系统调速容易，这是本电机的最大优点之一，调速比1：10，抽油机系统冲次完全适应产量的变化，冲次从1冲次变化到12冲次都很容易做到，将来做到自动调节冲次，适应不同产量的变化产能/能耗最优化。5、无抽油杆、消除了因杆磨损或脱扣带来的损失，可用更小尺寸油管。三、潜油往复电泵举升工艺特点6、地面占用空间小，井口无泄漏、无噪音、日常管理简单。7、泵下机

6、组的发热起到泵下加热作用。8、消除了抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩导致泵效低的问题。四、潜油往复电泵举升工艺解决现有采油设备举升存在的问题1、机采系统效率偏低⑴油藏类型复杂多样系统效率水平差异较大整装水驱油藏系统效率28.4％，低渗透油藏系统效率小于20％，泵挂大于2500米的有杆泵井系统效率15.4%。四、潜油往复电泵举升工艺解决现有采油设备举升存在的问题⑵抽油机和地面设备节能技术研究不够、应用不足修复电机占40%以上，每天多损耗电能24万kW.h稀土永磁电机高压高转差电机电磁调速电机开关磁阻调速电机应用4328台占28.3%效果参差不齐、选用缺乏标准四、潜油往复电泵举升工艺解决现有采油设备

7、举升存在的问题⑶高泵效工作周期短制约举升效率提高研究及实践表明：高含水出砂油井中，抽油泵次高泵效工作期只有3到5个月，相对较短；而低泵效工作期6到8个月，相对较长，导致周期泵效低。周期泵效下降5%,举升效率下降约4%。四、潜油往复电泵举升工艺解决现有采油设备举升存在的问题⑷潜油往复电泵的运用对比四、潜油往复电泵举升工艺解决现有采油设备举升存在的问题2、杆管偏磨腐蚀严重⑴抽油杆管更新率低抽油杆更新率5.2％、油管更新率5.