潜油电泵常见故障分析与提高采收率方式探究

王云龙

（大庆油田装备制造集团力神泵业公司，黑龙江 大庆 163000）

国内的油田建设事业及其开采在近年步入了行业周期后半段，其技术开采难度增加，自然采收率下降，需要油田企业加大技术应用水平，提高开采效率。潜油电泵作为能有效提高油井采收率的设备被广泛应用在国内主要油田开采企业中。针对潜油电泵设备，国内已形成较为有规模的设备应用和维修体系，有力地支撑了该设备的研发投入与技术革新。对潜油电泵的故障进行解析和对其采收率效果进行研究改进，是目前行业研发的重要工作之一。

1 潜油电泵构成及特征

潜油电泵不是单一设备，而是系统集成。其由软件部分与硬件部分共同组成。潜油电泵的核心部件包括离心设备、阀组、电机已经其他部件。软件构成包含系统程序、分析程序等。其运行效果受到自身设备运行参数与环境运行参数等的限制。

潜油电泵的使用有较明显的特征。积极特征方面，其首要特点就是对井下溶液的大容量处理功能。但是，该特定的主要应用场地是经济效益较低的油田设施。其次，潜油电泵的使用可以分离井下空间的石油与水分，使上层水溶液融入井下空间下端含水层中，提高油液凝聚程度，加强油田开采效果。再次，潜油电泵具有空间占据较小的特征。这一特征为油井设施的美观度加强提供帮助，可以将其电机和电泵设备深藏地下，减少噪音污染，有利于该设备的大规模应用。最后，潜油电泵的应用途径多元化。油井设施的技术实现方式有水平形态、倾斜形态以及海底形态等，潜油电泵能适用于多种形态油井中。消极特征方面，其功能性受到电动机功率数值的限制。潜油电泵在进入油液层后起到了主要作用，但是，其进入深度由电机功率所决定。潜油电泵的套管规格与油田井下热量环境对其下潜深度由重要影响。如果其下潜过程没有辅助冷却设备的帮助，潜油电泵的使用寿命会遭受削弱，不利于油田的长期开采。其次，潜油电泵的功率因应油田规模不断扩大的现实而不断增高，对其前期的资金投入比较大，需要油田企业有较强资金实力。潜油电泵的主要易磨损部件如电缆等，需要定期维护与更换，会对企业的现金流造成威胁。再次，因为潜油电泵的安装一般局限于地下空间，在降低油田企业噪声污染同时，提升对潜油电泵维修的难度。最后，井下环境的特殊性需要潜油电泵良好散热性能和耐热性能，否则，其使用故障会频发，影响其使用效果。

2 潜油电泵故障及改进

2.1 潜油泵故障及改进

在潜油电泵的基本构成中，潜油泵位于整个部件的最上方，其是潜油电泵的最核心部件之一，起到为潜油电泵提供功能性的主要作用。潜油泵的构成比较复杂，其部件长期被使用在高温的井下环境中，容易出现器质性病变。潜油泵在被长期使用中，较常出现的是叶轮故障和卡泵故障。这些故障的主要发生原因均是恶劣被使用环境中的部件过度磨损。具体而言，叶轮被长期应用在油液中，其高速旋转带动潜油电泵工作，其与导壳之间的摩擦作业引起其物理构成的被破坏，进而导致其被磨损。油液中的杂质成分对叶轮的使用也造成消极影响，提高其被磨损率。卡泵故障多发于潜油电泵长期处于使用过载的情况下。在潜油电泵被过量使用情况下，其轴承部件的磨损程度会增强，导致潜油电泵的整体部件之间的间隔加大，进而造成潜油电泵的功能性遭到削弱，降低采油效果。在正常的使用环境中，可以保证潜油电泵的预期可使用寿命，但是油液环境比较复杂，其含沙量不一定满足潜油电泵正常被使用环境的标准，影响潜油电泵使用效果，造成其故障发生。

当潜油电泵被使用在设施环境不好的油液中，相关单位应该根据环境的压力、温度等数值做出精确测量并对环境变化进行精准预测，在此基础上选择潜油电泵的功能数值，使其动力提供与使用环境极其变化相适应。在使用潜油电泵之前，相关单位应该对其做全面的功能性检查。相关单位还应根据设备运行现场环境因素等条件选择适当的零部件供应方式和规格，协调好对潜油电泵的长期使用与维修保养工作，严格把握相关部件的质量。

2.2 电机故障及其改进

潜油电泵的主要动力来源是其电机设备。电机设备的故障多发于电路问题。电路故障通常以短路和部件因高温毁损为主。部件毁损的主要原因在于潜油电泵被长期应用在高温的油液环境中。其部件容易发生老化与磨损的问题，又因为其维修、保养不容易的特征，所以其容易发生在使用中的过热现象，进而导致其损毁。电动机的功率大小如果与使用环境和使用效果不相适应，也会引发短路或者部件损毁问题。

就改进而言，首先相关单位可以在使用电机之前对其进行预先降温工作，避免在电机的使用过程中因为过热现象而导致其使用效果的降低。其次，相关单位可以尽量在使用电机过程尽量保证电流相对恒定，进而维持电机较为良好使用环境和状态的持续，延长电机使用寿命。再次，相关单位应该根据使用环境的变化及时调整电机输出功率，保证电机的安装过程与井下溶液环境相一致，避免绝缘效果发生变动。最后，相关单位在首次安装与使用电机设备时，应该对其进行全面检测，检测合格后记入设备档案，再对其进行使用。

3 提高潜油电泵采收率

3.1 保证电泵套管部件压力数值合理

相关单位着力提高油井采收率，应该保证潜油电泵始终处于较好的使用状态，其运行数值处于较好区间。相关单位应该时刻注意相关指标的具体满足情况，根据参数及时调整潜油电泵部件功率。油田企业在使用潜油电泵采油作业时，其所设定之套管压力会显著影响油液采收效果。套管压力的变动应该对应采油环境的变化。采油环境的变化跟随地质条件而动。不同油液层处于不同地质条件下，油液处于流动形态，随其流动，油液层所处环境数值不断变化。因此，油田企业无法统一设定套管压力数值，而应该根据井下采收环境的含水率、油液比例等调整数值变化，使潜油电泵始终满足环境生产条件，提高采收率。油田企业在设定套压值时，应该将其环境数值变化记录下来，根据环境数值记录情况调整气阀状态，变更套压值，反复试验将套压值与井下环境尽可能契合。油田企业可以搜集整理套压值变化与环境变化的函数关系并总结成表，根据函数曲线确定合理的压力数值。

3.2 科学记录潜油电泵电流数值变化

潜油电泵在被使用过程中需要特定工作人员对其进行每一次运转的详细记录。包括对其型号、工作时间、工作强度、电流等的认定等。工作人员应该在明确不同潜油电泵的使用参数基础上设定不同使用环境下的潜油电泵工作数值，保证潜油电泵的工作输出满足采油企业对采收率的要求。根据电流数值变化，工作人员可以确定潜油电泵的输出功率是否接近其设定功率，通过检测电流的变化，工作人员也可以及时发现潜油电泵的问题。电流监测行为主要通过自动化电流监测卡来进行，工作人员只负责解读工作。当电流数值超出安全阈值时，潜油电泵会自动停止工作，方便工作人员对其检修，找到故障所在并解决。

3.3 根据使用性能曲线确定电泵功率

在潜油电泵被使用于额定功率中，其物理性能参数的变化可以形成电泵功率性能曲线。根据性能曲线，不同的电流数值之下，相关单位都可以确定适合的潜油电泵设定参数。这些参数组合在潜油电泵使用中被称为工况。当潜油电泵的使用效果数值位于性能曲线的最佳位置时，其工况就是潜油电泵最高效率工况。相关人员应该尽量选择最佳工况条件运行潜油电泵，以提高其采收率。

4 结语

潜油电泵是目前国内油田开采事业的重要组成设备，其内部构成较为复杂，会因为多重原因而导致出现故障。相关单位加大对其故障问题的研发投入，有利于维护潜油电泵的良好使用状态，服务于油田开采事业。采收率高低是评价潜油电泵功能强弱的主要指标之一。提升潜油电泵的采收率，有利于进一步扩大潜油电泵的应用范围，并促进我国油田开采事业的进步。