论文部分内容阅读
摘 要:电动潜油离心泵是一种高效率的机械采油设备,在矿厂生产中,电动潜油离心泵具有排量大、易管理的优点,但同时也存在着造价昂貴、维护作业成本费用高的缺点。本文主要从矿场生产的角度出发,对影响电泵井检泵周期的化学因素和物理因素进行深入细致的分析,并针对性的提出了一些相应的技术对策措施。
关键词:电泵井 检泵周期 对策措施
通过对东辛采油厂采油三矿2012-2013年失效电泵井的调查与分析,结合了东辛采油厂电泵井管理中出现的问题,对影响电泵井检泵周期的各项因素进行了研究,并在此基础上提出了电泵井日常管理中,为延长电泵井检泵周期而必须的一些维护措施。
一、电泵井检泵周期影响因素分析
1.停井因素
1.1停井次数多,保护器呼吸频次增加,容易导致保护器失效;
电泵井每停机一次,电泵保护器由于热胀冷缩,发生呼吸一次,部分井液随之进入保护器,电泵保护器的主要作用是使电机内腔压力与沉没度下的井筒压力相平衡,防止井液进入电机,当电机润滑油受热膨胀时,减轻电机内的压力,当电机润滑油漏失时,及时给予补偿。因此,电泵井停井次数多,造成电泵保护器多次呼吸,大量井液进入保护器腔内,造成电泵保护器失效,保护器内的井液随之进入电机内,造成电机绝缘程度降低或电机烧。
1.2停井时间长,开机时易过载停机;
目前,由于东辛油田进入开发后期,井液中含有的物质呈现多样化,比较典型的例如:油井出砂导致的井液含砂以及管线、井筒和管柱由于受井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大,在电泵井正常生产,大排量举升液体时,杂物随井液排除井筒,但当电泵井停井时间较长时,单流阀上沉积大量杂物,由于比重大于油水,在开井瞬间,杂物落入离心泵内,另外,停井后,离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑,油套环空也容易形成死油,在开井时极易造成过载,导致电泵失效。
1.3小排量电泵,泵挂深,开井时倒扣扭矩大,机组本身震动大,容易导致机组落井;
首先,小排量电潜泵在启动和正常工作时,存在较大的倒扣扭矩,机组本身震动大。这是因为电潜泵各管螺纹联接处均采用右旋螺纹联接(M90×1.75),而电机的旋转方向为顺时针方向,电机输出的扭矩通过多级离心泵的泵轴和叶轮、导轮传递给泵筒,使泵筒有沿倒扣方向转动的趋势。尤其在电潜泵启动时,启动扭矩较大并存在较大的冲击,在此冲击扭矩作用下,极有可能使管螺纹联接倒扣。另外,由于设置在管螺纹联接处的防倒块厚度不大,焊缝截面尺寸较小,承载能力不强,防倒块与泵头、泵筒均为中碳钢,焊接工艺性较差,焊缝质量难以保证,所以,防倒块的防倒功能不可靠,生产中经常发生防倒块脱焊,甚至剪断的现象。
2.机组和电缆新旧
旧机组指投入使用一定周期后,经修复再次使用的电泵机组;旧电缆指投入使用一定周期后,对局部机械损伤的部位采取截断后连接并加绝缘材料包扎,而对绝缘老化的电缆是不能修复的。因此,旧机组和旧电缆质量很不平衡,主要是由于如果该旧机组和电缆的前一使用周期较长,再次使用时,其绝缘性就会相对较低,可靠性也相对变差,特别是在频繁开井时,由于开井时的瞬间电流是正常生产时的好几倍,高电流对电器部分的绝缘性要求较高,因此容易造成电缆击穿、电机烧的事故发生。
3.单流阀失效
目前所用单流阀使用寿命较短,单流阀失效后,停井时形成倒灌,导致结垢物和碎屑物堵死单流阀,或沉积在离心泵导壳中,开井时,造成电机过载烧或电缆击穿。
目前应用的单流阀存在设计缺陷,在高液量下,单流阀过流面积较小,单流阀上部液体产生涡流造成井液对油管公扣和单流阀母扣冲刷损坏,导致油管脱扣落井。
4.腐蚀、冲蚀
随着东辛油田开采程度的提高,化学腐蚀是十分严重的,特别是零件表面强化层局部磨损后,在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下,出现点蚀,加之液量大、井液含砂高、电机外径大(116mm)、套管内径小(124.26mm)、流速快,使腐蚀速度进一步加快,将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。
5.出砂
出砂对电泵井检泵周期的影响主要集中在2个方面:
5.1出砂导致分离器壳体断裂。分离器桨轮驱动井液高速旋转,井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿,分离器衬筒腐蚀穿后,井液作用于分离器外壳,最后造成分离器断裂躺井。
5.2频繁停井,出砂井可导致砂埋油层、泵卡、砂埋单流阀,造成油井无法生产。
6.原油粘度高
原油粘度高对电泵井检泵周期的影响主要集中在2个方面:
6.1日常生产时电机负载较大,运行电流偏大,机组寿命缩短。
6.2停井或作业开井时,瞬间电流较大,容易导致机组烧或电缆击穿。
二、预防电泵机组失效的对策措施及效果
1.设计方面
1.1严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合,掌握地层能量变化,严格控制电泵井沉没度在300米左右,减轻沉没压力过大对电泵机组的影响;
1.2受气体影响较小的电泵井,在机组配套设计中尽量不用油气分离器;
1.3稠油电泵井设计时,下洗井管柱洗井(筛管+封隔器+丝堵,卡封生产层位),将井筒内死油洗净,减少开井时稠油对机组的影响。
1.4出砂井设计时,对出细砂不能造成砂卡电泵,但容易造成砂埋单流阀的电泵井,采取沉砂单流阀配套技术;对出砂容易造成砂卡的电泵井,采取旋流除砂技术配套;对出砂严重而需要电泵提液生产的油井,采取机械防砂的技术配套。
1.5腐蚀、冲蚀井设计时,大排量电泵且含砂较高,采取用107系列机组替代116系列机组,并配套旋流除砂器,减少井液对机组的冲蚀;对井液矿化度高造成机组腐蚀严重,采取镍磷镀防腐电泵机组。
2.电泵井日常维护方面:
2.1减少停井次数和停井时间。
2.1.1采油队在线路改造和管线维修时,加强组织衔接,尽量缩短电泵井的停井时间;
2.1.2电泵井口设计成双翼流程的措施,减少不必要停井;
2.1.3要求采油队在单井穿孔时,严格执行带压打卡子的规定,减少停井次数;
2.2对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌,导致开井时过载停机;
2.3对井液含砂较高、稠油、机组对地绝缘较好的电泵井,制定停井前洗井和开井时洗井相结合的方法,减少井液含砂和油稠对停井后开机的影响;
2.4通过对电流卡片、动液面、油压等第一性资料的分析,及时掌握机组运行动态,提前采取对应措施,超前预防、超前控制。
三、结论与认识
1.延长电泵井检泵周期,从设计入手,应用配套技术,优化电泵井井筒,培养长寿井;
2.延长电泵井检泵周期,在日常维护方面,应减少停井次数,及时分析电流卡片等一性资料至关重要。
3.对含砂高、油稠电泵井,停井前后,应采取洗井的措施。
4.对稠油电泵井作业过程中,下洗井管柱洗井,提高开井成功率。
参考文献
[1]于云琦.采油工程.北京:石油工业出版社,2006
[2]邹艳霞.采油工艺技术.北京:石油工业出版社,2006
[3]白文广.潜油电泵技术. 北京:石油工业出版社,1993
关键词:电泵井 检泵周期 对策措施
通过对东辛采油厂采油三矿2012-2013年失效电泵井的调查与分析,结合了东辛采油厂电泵井管理中出现的问题,对影响电泵井检泵周期的各项因素进行了研究,并在此基础上提出了电泵井日常管理中,为延长电泵井检泵周期而必须的一些维护措施。
一、电泵井检泵周期影响因素分析
1.停井因素
1.1停井次数多,保护器呼吸频次增加,容易导致保护器失效;
电泵井每停机一次,电泵保护器由于热胀冷缩,发生呼吸一次,部分井液随之进入保护器,电泵保护器的主要作用是使电机内腔压力与沉没度下的井筒压力相平衡,防止井液进入电机,当电机润滑油受热膨胀时,减轻电机内的压力,当电机润滑油漏失时,及时给予补偿。因此,电泵井停井次数多,造成电泵保护器多次呼吸,大量井液进入保护器腔内,造成电泵保护器失效,保护器内的井液随之进入电机内,造成电机绝缘程度降低或电机烧。
1.2停井时间长,开机时易过载停机;
目前,由于东辛油田进入开发后期,井液中含有的物质呈现多样化,比较典型的例如:油井出砂导致的井液含砂以及管线、井筒和管柱由于受井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大,在电泵井正常生产,大排量举升液体时,杂物随井液排除井筒,但当电泵井停井时间较长时,单流阀上沉积大量杂物,由于比重大于油水,在开井瞬间,杂物落入离心泵内,另外,停井后,离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑,油套环空也容易形成死油,在开井时极易造成过载,导致电泵失效。
1.3小排量电泵,泵挂深,开井时倒扣扭矩大,机组本身震动大,容易导致机组落井;
首先,小排量电潜泵在启动和正常工作时,存在较大的倒扣扭矩,机组本身震动大。这是因为电潜泵各管螺纹联接处均采用右旋螺纹联接(M90×1.75),而电机的旋转方向为顺时针方向,电机输出的扭矩通过多级离心泵的泵轴和叶轮、导轮传递给泵筒,使泵筒有沿倒扣方向转动的趋势。尤其在电潜泵启动时,启动扭矩较大并存在较大的冲击,在此冲击扭矩作用下,极有可能使管螺纹联接倒扣。另外,由于设置在管螺纹联接处的防倒块厚度不大,焊缝截面尺寸较小,承载能力不强,防倒块与泵头、泵筒均为中碳钢,焊接工艺性较差,焊缝质量难以保证,所以,防倒块的防倒功能不可靠,生产中经常发生防倒块脱焊,甚至剪断的现象。
2.机组和电缆新旧
旧机组指投入使用一定周期后,经修复再次使用的电泵机组;旧电缆指投入使用一定周期后,对局部机械损伤的部位采取截断后连接并加绝缘材料包扎,而对绝缘老化的电缆是不能修复的。因此,旧机组和旧电缆质量很不平衡,主要是由于如果该旧机组和电缆的前一使用周期较长,再次使用时,其绝缘性就会相对较低,可靠性也相对变差,特别是在频繁开井时,由于开井时的瞬间电流是正常生产时的好几倍,高电流对电器部分的绝缘性要求较高,因此容易造成电缆击穿、电机烧的事故发生。
3.单流阀失效
目前所用单流阀使用寿命较短,单流阀失效后,停井时形成倒灌,导致结垢物和碎屑物堵死单流阀,或沉积在离心泵导壳中,开井时,造成电机过载烧或电缆击穿。
目前应用的单流阀存在设计缺陷,在高液量下,单流阀过流面积较小,单流阀上部液体产生涡流造成井液对油管公扣和单流阀母扣冲刷损坏,导致油管脱扣落井。
4.腐蚀、冲蚀
随着东辛油田开采程度的提高,化学腐蚀是十分严重的,特别是零件表面强化层局部磨损后,在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下,出现点蚀,加之液量大、井液含砂高、电机外径大(116mm)、套管内径小(124.26mm)、流速快,使腐蚀速度进一步加快,将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。
5.出砂
出砂对电泵井检泵周期的影响主要集中在2个方面:
5.1出砂导致分离器壳体断裂。分离器桨轮驱动井液高速旋转,井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿,分离器衬筒腐蚀穿后,井液作用于分离器外壳,最后造成分离器断裂躺井。
5.2频繁停井,出砂井可导致砂埋油层、泵卡、砂埋单流阀,造成油井无法生产。
6.原油粘度高
原油粘度高对电泵井检泵周期的影响主要集中在2个方面:
6.1日常生产时电机负载较大,运行电流偏大,机组寿命缩短。
6.2停井或作业开井时,瞬间电流较大,容易导致机组烧或电缆击穿。
二、预防电泵机组失效的对策措施及效果
1.设计方面
1.1严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合,掌握地层能量变化,严格控制电泵井沉没度在300米左右,减轻沉没压力过大对电泵机组的影响;
1.2受气体影响较小的电泵井,在机组配套设计中尽量不用油气分离器;
1.3稠油电泵井设计时,下洗井管柱洗井(筛管+封隔器+丝堵,卡封生产层位),将井筒内死油洗净,减少开井时稠油对机组的影响。
1.4出砂井设计时,对出细砂不能造成砂卡电泵,但容易造成砂埋单流阀的电泵井,采取沉砂单流阀配套技术;对出砂容易造成砂卡的电泵井,采取旋流除砂技术配套;对出砂严重而需要电泵提液生产的油井,采取机械防砂的技术配套。
1.5腐蚀、冲蚀井设计时,大排量电泵且含砂较高,采取用107系列机组替代116系列机组,并配套旋流除砂器,减少井液对机组的冲蚀;对井液矿化度高造成机组腐蚀严重,采取镍磷镀防腐电泵机组。
2.电泵井日常维护方面:
2.1减少停井次数和停井时间。
2.1.1采油队在线路改造和管线维修时,加强组织衔接,尽量缩短电泵井的停井时间;
2.1.2电泵井口设计成双翼流程的措施,减少不必要停井;
2.1.3要求采油队在单井穿孔时,严格执行带压打卡子的规定,减少停井次数;
2.2对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌,导致开井时过载停机;
2.3对井液含砂较高、稠油、机组对地绝缘较好的电泵井,制定停井前洗井和开井时洗井相结合的方法,减少井液含砂和油稠对停井后开机的影响;
2.4通过对电流卡片、动液面、油压等第一性资料的分析,及时掌握机组运行动态,提前采取对应措施,超前预防、超前控制。
三、结论与认识
1.延长电泵井检泵周期,从设计入手,应用配套技术,优化电泵井井筒,培养长寿井;
2.延长电泵井检泵周期,在日常维护方面,应减少停井次数,及时分析电流卡片等一性资料至关重要。
3.对含砂高、油稠电泵井,停井前后,应采取洗井的措施。
4.对稠油电泵井作业过程中,下洗井管柱洗井,提高开井成功率。
参考文献
[1]于云琦.采油工程.北京:石油工业出版社,2006
[2]邹艳霞.采油工艺技术.北京:石油工业出版社,2006
[3]白文广.潜油电泵技术. 北京:石油工业出版社,1993