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摘 要：潜油电泵采油系统是油田中后期机械采油的重要设备之一，其工作方式是：地面电源通过变压器、控制屏后由井下动力电缆传递给电机以驱动多级离心泵，将井液举升到地面。它具有采油量大、系统效率高、地面装置简单、便于实现自动控制等优点，是一种先进的采油设备。目前，青海油田电泵井为直井。直井段套管斜度小，一般不会对机组产生大的影响。但是，部分套管虽然斜度小，弯曲却很严重。调查中发现，许多电泵井，在供液充足、含砂、含气较低及管理严格的情况下，平均生产周期也很短。还有一部分生产周期虽然长，作业更改泵挂后，生产周期就大幅缩短。根据以上情况，针对套管对电泵生产造成的影响进行分析。
关键词：潜油电泵；电机；控制屏
一、潜油电泵结构：
潜油泵是一种多级离心泵，适应于抽送原油、水或盐水。每一集都是由一个旋转叶轮和固定的导轮组成，叶轮的结构形式决定了泵的排量，叶轮的级数决定泵的扬程和电机功率。为了延长使用寿命，叶轮和导轮是由镍铜耐腐蚀铸铁制成，泵轴由Monel合金制造，均具有良好的耐腐蚀和耐磨性。在腐蚀条件下，泵壳采用耐腐蚀材料喷涂。
潜油电机是将电能转化为机械能，以驱动离心泵旋转将井液举升到地面，潜油电机一般分为三相异步电机，电机内腔被注满高纯度的矿物油，可以充分保证电机的绝缘。电机轴采用高强度的合金钢制造，具有良好的强度和抗过载能力。电机头有缠绕式和插接式两种，能满足用户的不同需求。在腐蚀条件下，电机壳采用耐腐蚀材料喷涂。
保护器基本作用是保证电机驱动轴的密封防止井液侵入电机内腔，平衡电机内腔与油井环空压力，承受泵的轴向力。正确选择保护器有助于延长潜油电泵机组的运行寿命。
分离器的作用是将进入泵入口之前井液中的游离气体分离出来，使气体通过分离器出口排入套管环空，使井液进入泵之前大部分被分离出去以防止泵产生气塞，提高泵的效率。动力电缆是为了将电能传递给井下电机。
潜油电泵机组的配套设施主要有：扶正器、电缆护罩、电缆卡子、单流阀、泄油阀、接线盒、井口装置等。安装潜油电泵的辅助设施有：电缆滚筒、电缆滚筒支架等。
二、弯曲套管造成电泵机组失效的机理分析
1.电泵机组在弯曲状态下的受力及变形
当电泵机组受到来自套管的三个方向的力的作用时，将产生弯曲变形，致使机组各部分承受弯曲、拉伸或挤压等负荷。
当电泵机组在套管内受力产生弯曲时，机组上端的螺钉受到极大的拉伸应力作用。若螺钉强度不够，有可能使螺钉在机组长时间的工作后发生局部塑形变形而断裂或直接剪断。
从导轮整体的受力情况可以看出，在径向力作用下，泵内导轮在不同位置产生了应力，组装时导轮之间存在一定的预紧力。这样，叠加较大的弯曲应力，会造成导轮径向部分应力分布不均匀。当导轮受到井液巨大冲击力时更容易损坏，而失去重复利用的机会，更严重的情况是刺穿本体后，液量下降。
2.电缆损坏及失效
电缆主要分为动力电缆（大扁电缆）和引接电缆（小扁电缆）两种。大扁电缆紧贴于油管外壁，小扁电缆紧贴于泵外壁。小扁电缆的保护主要采用电缆护罩和卡子，电泵机组在弯曲段生产时由于套管弯曲和机组挤压作用，护罩易被压扁，造成电缆损坏和失效。大扁电缆易受油管挤压失效。电泵在弯曲井段运行时，泵轴产生弹性变形，产生离心力，造成机组振动。弯曲越大，变形越大，离心力越强，振动越严重。高频振动的能量以机械波的形式沿着油管传递，油管紧贴于带有斜度套管的内侧，通过挤压电缆或摩擦套管转化为热能。由于油管紧贴套管，机械能不会传递太远，但却会造成被挤压电缆局部温度升高，达到更高的温度平衡，缩短电缆寿命。
3.电机问题
当机组在油井的弯曲段时，如果电机某一部分紧靠套管内壁，机组工作时靠内壁的部分得不到过流液体的冷却，产生局部过热，达到较高的温度平衡状态，电机贴在套管壁上的部分越长，平衡的温度越高，电机使用寿命越短。
弯曲套管造成电泵机组失效的两种基本类型：
（1）斜度小，水平投影弯曲套管造成的机组失效。特征：套管斜度小，但水平投影图上弯曲严重。机组的某一段或全部产生弯曲变形，表现为生产周期明显缩短，改变到适合井段后，生产周期恢复正常。
（2）斜度大，水平投影不弯曲的套管造成的机组失效。特征：当油井套管不弯曲，但斜度大时，机组电机靠在套管壁上，电机局部热量集中，锭子线圈寿命缩短，贴于套管壁上的电机越长，寿命越短。
从套管造成的机组失效两种基本类型反应出，机组的最佳生产状况为垂直悬挂。因此，在设计中机组应当尽量选择在垂直套管段生产。
三、电泵机组失效的预防
1.充分利用井段数据和井身轨迹水平示意图资料，模拟套管形状，使机组有可能避开玩去套管段和斜度较大的井段。
2.根据井斜资料分析，越靠近井口斜度越小。所以，电泵井在地质、井筒条件允许的情况下，尽量上提泵挂深度。
3.在油井套管不弯曲，但斜度大的井段，为减少电机紧靠套管带来的损坏，可在电机上、下加装弹性扶正器。
4.设计时，应当查阅井史资料，泵挂位置尽量参考生产周期较长时机组所在套管井段。
5.建议发展套管检测技术，建立套管生产状况档案，既可以为小排量电泵推广创造更好的条件，又可以为套管保护工作打下基础。
6.建议在电泵与分离器之间安装电泵声波防垢器，它不受温度的影响，不受距离的影响，随电泵一同下入油井中，无需增加电缆及换能装备等设施，并且能有效提高泵的效率，延长检泵周期，减轻劳动强度。
关键词：潜油电泵；电机；控制屏
一、潜油电泵结构：
潜油泵是一种多级离心泵，适应于抽送原油、水或盐水。每一集都是由一个旋转叶轮和固定的导轮组成，叶轮的结构形式决定了泵的排量，叶轮的级数决定泵的扬程和电机功率。为了延长使用寿命，叶轮和导轮是由镍铜耐腐蚀铸铁制成，泵轴由Monel合金制造，均具有良好的耐腐蚀和耐磨性。在腐蚀条件下，泵壳采用耐腐蚀材料喷涂。
潜油电机是将电能转化为机械能，以驱动离心泵旋转将井液举升到地面，潜油电机一般分为三相异步电机，电机内腔被注满高纯度的矿物油，可以充分保证电机的绝缘。电机轴采用高强度的合金钢制造，具有良好的强度和抗过载能力。电机头有缠绕式和插接式两种，能满足用户的不同需求。在腐蚀条件下，电机壳采用耐腐蚀材料喷涂。
保护器基本作用是保证电机驱动轴的密封防止井液侵入电机内腔，平衡电机内腔与油井环空压力，承受泵的轴向力。正确选择保护器有助于延长潜油电泵机组的运行寿命。
分离器的作用是将进入泵入口之前井液中的游离气体分离出来，使气体通过分离器出口排入套管环空，使井液进入泵之前大部分被分离出去以防止泵产生气塞，提高泵的效率。动力电缆是为了将电能传递给井下电机。
潜油电泵机组的配套设施主要有：扶正器、电缆护罩、电缆卡子、单流阀、泄油阀、接线盒、井口装置等。安装潜油电泵的辅助设施有：电缆滚筒、电缆滚筒支架等。
二、弯曲套管造成电泵机组失效的机理分析
1.电泵机组在弯曲状态下的受力及变形
当电泵机组受到来自套管的三个方向的力的作用时，将产生弯曲变形，致使机组各部分承受弯曲、拉伸或挤压等负荷。
当电泵机组在套管内受力产生弯曲时，机组上端的螺钉受到极大的拉伸应力作用。若螺钉强度不够，有可能使螺钉在机组长时间的工作后发生局部塑形变形而断裂或直接剪断。
从导轮整体的受力情况可以看出，在径向力作用下，泵内导轮在不同位置产生了应力，组装时导轮之间存在一定的预紧力。这样，叠加较大的弯曲应力，会造成导轮径向部分应力分布不均匀。当导轮受到井液巨大冲击力时更容易损坏，而失去重复利用的机会，更严重的情况是刺穿本体后，液量下降。
2.电缆损坏及失效
电缆主要分为动力电缆（大扁电缆）和引接电缆（小扁电缆）两种。大扁电缆紧贴于油管外壁，小扁电缆紧贴于泵外壁。小扁电缆的保护主要采用电缆护罩和卡子，电泵机组在弯曲段生产时由于套管弯曲和机组挤压作用，护罩易被压扁，造成电缆损坏和失效。大扁电缆易受油管挤压失效。电泵在弯曲井段运行时，泵轴产生弹性变形，产生离心力，造成机组振动。弯曲越大，变形越大，离心力越强，振动越严重。高频振动的能量以机械波的形式沿着油管传递，油管紧贴于带有斜度套管的内侧，通过挤压电缆或摩擦套管转化为热能。由于油管紧贴套管，机械能不会传递太远，但却会造成被挤压电缆局部温度升高，达到更高的温度平衡，缩短电缆寿命。
3.电机问题
当机组在油井的弯曲段时，如果电机某一部分紧靠套管内壁，机组工作时靠内壁的部分得不到过流液体的冷却，产生局部过热，达到较高的温度平衡状态，电机贴在套管壁上的部分越长，平衡的温度越高，电机使用寿命越短。
弯曲套管造成电泵机组失效的两种基本类型：
（1）斜度小，水平投影弯曲套管造成的机组失效。特征：套管斜度小，但水平投影图上弯曲严重。机组的某一段或全部产生弯曲变形，表现为生产周期明显缩短，改变到适合井段后，生产周期恢复正常。
（2）斜度大，水平投影不弯曲的套管造成的机组失效。特征：当油井套管不弯曲，但斜度大时，机组电机靠在套管壁上，电机局部热量集中，锭子线圈寿命缩短，贴于套管壁上的电机越长，寿命越短。
从套管造成的机组失效两种基本类型反应出，机组的最佳生产状况为垂直悬挂。因此，在设计中机组应当尽量选择在垂直套管段生产。
三、电泵机组失效的预防
1.充分利用井段数据和井身轨迹水平示意图资料，模拟套管形状，使机组有可能避开玩去套管段和斜度较大的井段。
2.根据井斜资料分析，越靠近井口斜度越小。所以，电泵井在地质、井筒条件允许的情况下，尽量上提泵挂深度。
3.在油井套管不弯曲，但斜度大的井段，为减少电机紧靠套管带来的损坏，可在电机上、下加装弹性扶正器。
4.设计时，应当查阅井史资料，泵挂位置尽量参考生产周期较长时机组所在套管井段。
5.建议发展套管检测技术，建立套管生产状况档案，既可以为小排量电泵推广创造更好的条件，又可以为套管保护工作打下基础。
6.建议在电泵与分离器之间安装电泵声波防垢器，它不受温度的影响，不受距离的影响，随电泵一同下入油井中，无需增加电缆及换能装备等设施，并且能有效提高泵的效率，延长检泵周期，减轻劳动强度。