宽流道潜油电泵机组技术

2014-03-09任恒飞大庆油田采油一厂

油气田地面工程 2014年5期

任恒飞大庆油田采油一厂

宽流道潜油电泵机组技术

任恒飞大庆油田采油一厂

对于含有聚合物井液的非牛顿液体，需对聚合物叶轮进行大流道的设计。在设计大流道叶导轮基础上，对叶导轮表面进行了表面涂层处理以降低摩擦，减少流道边界阻滞力。为保证宽流道泵应用效果，重新研制了宽流道泵专用分离器，使聚合物液体在分离器内流动阻力损失降低，增加了聚合物在分离器中的流动性。随着聚合物浓度的增加，宽流道电泵排量效率明显高于普通电泵排量效率。

潜油电泵；排量效率；宽流道泵分离器；应用

1 宽流道电泵技术原理

（1）拓宽流道叶导轮。对于含有聚合物井液的非牛顿液体，由于其与流道边界阻滞作用大，液体之间的牵扯作用强，速度梯度变化会产生较大的内摩擦应力，并且长分子链也不利于液体在泵内流动，所以叶导轮在相同转速下轴流速降低，需对聚合物叶轮进行大流道的设计。与普通的叶导轮相比，其流道面积平均增加30%～50%左右。聚合物叶导轮不仅增加了流道面积，而且增加了有功功率，降低了无功功率，提高了泵效，同时也拓宽了叶导轮的高效区。

（2）叶导轮表面采用涂层处理技术。在设计大流道叶导轮基础上，对叶导轮表面进行了表面涂层处理以降低摩擦，减少流道边界阻滞力，并且表面涂层具有横向的纹理结构，可以增加对液体的推动作用。

（3）提高液体的吸入能力。潜油电泵的吸入能力是由泵的吸入口压力和吸入口的过流能力决定的。在聚合物吸入口设计中，着重改善吸入口的过流能力。在保证吸入口强度的情况下增加吸入口的过流面积，改善了井液流入与轴之间的水力夹角，降低了水力摩擦损失和冲击损失，使井液更容易通过流道。在同样的吸入口压力下，宽流道泵与普通潜油泵相比，吸入部分的过流能力获得了增加。

（4）重新设计宽流道泵分离器。为保证宽流道泵应用效果，重新研制了宽流道泵专用分离器。宽流道分离器轴径由Ø17.4 mm改为Ø22.2 mm，承载的轴功率增加30%，保证了实际使用的需要。同时，该分离器改进了内部结构，增大了分离器内部空间，对分离器中液体流道部分进行了圆滑处理及涂层处理，使聚合物液体在分离器内流动阻力损失降低，增加了聚合物在分离器中的流动性。

2 试验分析及现场应用效果

（1）试验分析。宽流道抽聚电泵比较适合抽汲含聚黏稠液体，在抽汲含聚液体时，单级扬程增加0.2 m。对聚驱井排量效率进行了试验和分析，结果表明，当含聚浓度小于300 mg/L时，平均排量效率为90.04%;当含聚浓度为300～400 mg/L时，平均排量效率81.06%;当含聚浓度大于400 mg/L时，平均排量效率73.19%。由分析结果可以看出:采出液含聚浓度超过300 mg/L时，对电泵井排量效率影响很大，随着含聚浓度升高，排量效率呈下降趋势。因此，对于检、换泵的电泵井，当采出液含聚浓度高于300mg/L时，采用宽流道机组以减小混合液黏度对机组的影响，提高排液能力，从而提高泵的排量效率。

（2）现场应用。聚驱井共应用宽流道电泵28口井，对比10口井换泵前、后生产情况可以看出，排量效率由84.1%提高到97.8%，提高了13.7个百分点。随着聚合物浓度的增加，宽流道电泵排量效率明显高于普通电泵排量效率。