鄭德吉

摘 要：在二次和三次采油過(guò)程中，潛油電泵機(jī)組是應(yīng)用十分廣泛的一種機(jī)械采油設(shè)備。潛油電泵機(jī)組由于其具有舉升揚(yáng)程高及采液排量大等優(yōu)點(diǎn)，具有其他舉升裝備所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。為了潛油電泵機(jī)組在采油過(guò)程中能夠正常的運(yùn)行，則需要對(duì)其進(jìn)行周期性檢修，確保生產(chǎn)過(guò)程中任何一個(gè)部件都能夠處于正常的性能狀態(tài)下，避免由于故障而導(dǎo)致油井停機(jī)事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：潛油電泵 故障 分析 改進(jìn)措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TE355.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（a）-0076-01

1 故障原因分析

1.1 潛油電泵故障

1.1.1 磨損問(wèn)題

鉆井過(guò)程中井液中含有大量的雜質(zhì)，但潛油電泵則需要浸入到井液中，并需要做高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，這就不可避免的會(huì)對(duì)潛油電泵帶來(lái)較大的磨損，在磨損過(guò)程中潛油電泵存在著局部磨穿、磨薄及磨沒(méi)的情況，同時(shí)泵頭和泵座處的扶正軸承、葉輪和導(dǎo)殼配合處及泵軸等也會(huì)存在著不同程度的磨損，從而導(dǎo)致潛油電泵故障發(fā)生。在磨損過(guò)程中導(dǎo)致潛油電泵發(fā)生故障的原因大致有兩個(gè)方面。其一，在潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中，葉輪和導(dǎo)殼接觸面本身就存在著接觸摩擦力，而在這二者之間還存在著配合間隙，這樣當(dāng)潛油電泵潛入到井液中旋轉(zhuǎn)時(shí)，井液中的雜質(zhì)不可避免的會(huì)進(jìn)入到配合間隙之中，從而導(dǎo)致摩擦加大，使葉輪和導(dǎo)殼之間的磨損加劇。其二，葉輪需要隨著泵軸做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，這樣葉輪和導(dǎo)殼之間會(huì)相互接觸，從而導(dǎo)致摩擦的產(chǎn)生。

1.1.2 地質(zhì)因素

在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件的影響，在井液中會(huì)含有大量的砂粒，同時(shí)還有結(jié)垢的現(xiàn)象存在。這樣就極易趣賣(mài)到砂卡故障發(fā)生，一旦出現(xiàn)砂卡，則會(huì)導(dǎo)致管柱堵塞、過(guò)載停機(jī)、斷軸及機(jī)組落井的故障發(fā)生，而結(jié)垢的存在則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)載荷增大，溫度升高，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)甚至?xí)龤?。這主要是由于葉輪和導(dǎo)殼的過(guò)流表面會(huì)長(zhǎng)時(shí)間在暴露在含有砂粒的液體當(dāng)中，在液體的不斷沖刷及摩擦下導(dǎo)致磨損的發(fā)生。另外當(dāng)層供液不足或是機(jī)組冷卻液得不到及時(shí)補(bǔ)充時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致泵發(fā)生磨損或是局部出現(xiàn)高溫的情況。

1.2 分離器故障

在潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中，如果有氣體進(jìn)入到泵內(nèi)，則會(huì)對(duì)泵產(chǎn)生氣蝕或是氣鎖的情況，導(dǎo)致電泵正常的工作性能受到較磊的影響。所以在保護(hù)器與離心泵之間安裝有油氣分離器，其主要發(fā)揮著對(duì)混合氣流進(jìn)行氣、液分離的作用，通過(guò)油氣分離器可以使分離出來(lái)的液體進(jìn)入到離心泵內(nèi)，而氣則會(huì)進(jìn)入到油管和套管的環(huán)形空間內(nèi)排出，這樣就降低了氣體可能對(duì)泵正常運(yùn)行所帶來(lái)的影響，有效的提高了泵的生產(chǎn)效率，確保了泵使用壽命的延長(zhǎng)。在正常運(yùn)行過(guò)程中，分離器不易發(fā)生故障，但由于分離器作為重要的井下部件，其一旦有故障發(fā)生時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)或是保護(hù)器無(wú)效或是落至井下，無(wú)法打撈出來(lái)。在分離器故障中多以軸斷、殼體斷裂、防倒塊倒扣、吸入口堵塞及內(nèi)部磨損等。因?yàn)樵诜蛛x器運(yùn)行過(guò)程中，一時(shí)其內(nèi)部混有砂、垢等，則會(huì)導(dǎo)致各部件之間的磨損加劇，同時(shí)還會(huì)對(duì)分離泵的入口造成堵塞，而井液中存在有雜質(zhì)，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，雜質(zhì)會(huì)對(duì)外殼帶來(lái)磨損和腐蝕。這些問(wèn)題的存在都會(huì)導(dǎo)致分離器故障的發(fā)生，甚至造成分離器發(fā)生斷裂。

1.3 保護(hù)器故障

電機(jī)保護(hù)器具體的作用是隔離井液并為電機(jī)提供電機(jī)潤(rùn)滑油。如果保護(hù)器的可靠性很差的話將會(huì)使?jié)撚碗姍C(jī)的故障率大大增加。保護(hù)器的失效模式主要是保護(hù)器密封失效、保護(hù)器盤(pán)軸晃動(dòng)大、扶正軸承磨損、保護(hù)器軸斷、上保護(hù)器倒扣、呼吸到極限保護(hù)器失效等。

1.4 潛油電機(jī)故障

潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中，其動(dòng)力主要是由潛油電機(jī)來(lái)提供，這樣潛沒(méi)離心泵才能下動(dòng)井液中進(jìn)行工作。而一旦潛油電機(jī)發(fā)生故障，則會(huì)導(dǎo)致潛油電泵失去動(dòng)力源，無(wú)法正常運(yùn)行。通常情況下潛油電機(jī)故障多以短路、斷路及對(duì)地絕緣為零，而故障形式也基本上以電機(jī)內(nèi)部和連接處兩種形式為主。當(dāng)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，多是短路和燒毀，而電機(jī)連接處故障則通常表現(xiàn)為電機(jī)頭和電纜頭聯(lián)接處燒毀或是電機(jī)線包燒毀。導(dǎo)致這些故障發(fā)生的原因有地質(zhì)原因和施工管理使用原因兩種。

1.4.1 地質(zhì)原因

當(dāng)潛油電機(jī)供液不足、高溫、高壓、泵砂卡及結(jié)垢、在大曲率斜井內(nèi)機(jī)組出現(xiàn)彎曲時(shí)都會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生。因?yàn)橐坏┎荒芗皶r(shí)供液，則會(huì)導(dǎo)致大量的熱量不能有效的散發(fā)出去，同時(shí)在高溫和高壓下，會(huì)導(dǎo)致絕緣層出現(xiàn)腐蝕和老化的情況。而在砂出現(xiàn)砂卡和結(jié)后時(shí)，會(huì)導(dǎo)致潛油電機(jī)的荷載增加，致使?jié)撚碗姍C(jī)溫度升高，甚至燒壞。而當(dāng)機(jī)組抗彎能力較差時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致電氣出現(xiàn)燒毀等情況發(fā)生。

1.4.2 施工管理使用原因

由于施工管理不當(dāng)，也極易導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)損壞或是燒毀。在供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)給電機(jī)帶來(lái)較大的損傷。同時(shí)在運(yùn)輸、儲(chǔ)存或是在施工過(guò)程中會(huì)有機(jī)械損傷存在，從而導(dǎo)致電機(jī)強(qiáng)度下降。當(dāng)井下單閥失效時(shí)，由于液體會(huì)出現(xiàn)倒流的情況，電機(jī)高速反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致電機(jī)受到損毀。泵出現(xiàn)故障或是其他部件出現(xiàn)故障時(shí)，另外在潛油電機(jī)頻繁進(jìn)行開(kāi)啟和停止過(guò)程中也會(huì)導(dǎo)致保護(hù)器失去作用，從而燒毀潛油電機(jī)。

2 潛油電泵故障改進(jìn)措施

2.1 潛油泵的改進(jìn)

一是施工時(shí)一定要按照規(guī)章制度進(jìn)行，要將施工產(chǎn)生的砂、垢清除干凈；二是根據(jù)實(shí)際情況，客觀的選擇泵的類(lèi)型型；三是潛油電泵零件材料的選擇也很重要。潛油電泵的軸、葉輪、導(dǎo)殼和墊片等應(yīng)該多采用一些抗磨損、不易受腐蝕的材料，最好再加強(qiáng)其表面質(zhì)量；四是防砂和抗磨損是今后潛油泵改進(jìn)的主要方向。

2.2 潛油電機(jī)故障的改進(jìn)

一是油井要有足夠的液量來(lái)冷卻電機(jī)，以減小因高溫?zé)龤щ姍C(jī)的概率；二是要防止電網(wǎng)波動(dòng)，保護(hù)、維持電機(jī)的正常工作；三是選擇電機(jī)的功率一定要與泵相配合；四是電機(jī)安裝時(shí)，要確保其密封可靠、安裝準(zhǔn)確到位；五是加強(qiáng)電機(jī)自身絕緣材料的性能；六是修復(fù)機(jī)組要在各項(xiàng)性能檢測(cè)完好后才能下井，并應(yīng)注意使用工況和年限長(zhǎng)短。

2.3 分離器的改進(jìn)

對(duì)于分離器，需要對(duì)其施工過(guò)程中產(chǎn)生的砂和垢進(jìn)行有效控制，同時(shí)可以利用防砂罩將其安置在分離器吸入口處。另外就是要對(duì)分離器殼體的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，確保其材質(zhì)的強(qiáng)度，降低分離器出現(xiàn)斷裂的可能性。

3 結(jié)語(yǔ)

潛油電泵作為鉆井中的重要機(jī)械設(shè)備，其構(gòu)造較為復(fù)雜，任何一個(gè)部件出現(xiàn)故障則會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正常工作。同時(shí)潛油電泵工作過(guò)程中所處環(huán)境較為復(fù)雜，而且受到大量泥沙和雜質(zhì)的侵蝕和沖刷，潛油電泵、分離器和保護(hù)器等部件極易失效，所以在潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)容易導(dǎo)致其失效的原因進(jìn)一步進(jìn)行研究和分析，確保潛油電泵各項(xiàng)性能的正常，確保其工作效率能夠提升。

參考文獻(xiàn)

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