田帥

【摘要】潛油電泵系統(tǒng)在石油開采方面應(yīng)用廣泛，但是在井下工作環(huán)境惡劣，容易對潛油電泵機(jī)組造成損壞，本文分析了造成潛油電泵組異常的因素，并對常見故障提出改進(jìn)方案，可以有效的減少故障導(dǎo)致的停產(chǎn)和維修損失，提高潛油電泵的工作壽命和延長檢泵周期，為企業(yè)節(jié)約采油成本。

【關(guān)鍵詞】潛油電泵井；故障分析；改進(jìn)

潛油電泵在油田的利用率很高，因其設(shè)備簡單，安裝方便，排量大，是保持穩(wěn)產(chǎn)的一種有效采油方式，也日益成為油田開采的重要手段之一。但是由于潛油電泵面臨的井下工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，一旦發(fā)生損壞，就要投入高昂的維修費(fèi)用，給企業(yè)也帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何最大限度減少機(jī)組損壞，延長潛油電泵的使用時間，提高潛油電泵井的利用率，是油田企業(yè)節(jié)約成本，增加經(jīng)濟(jì)效益的首要解決問題。

1、潛油電泵故障分析方法

潛油電泵系統(tǒng)由多個既相互獨(dú)立，又相互影響的子系統(tǒng)組成，我們可以從系統(tǒng)的角度，對各子系統(tǒng)進(jìn)行故障分析，抓住重點(diǎn)故障部位進(jìn)行觀察檢測。采用故障分析法，把整個潛油電泵系統(tǒng)中最不希望發(fā)生的故障作為首要分析目標(biāo)，模擬故障狀態(tài)并查找相關(guān)因素，可以用圖形演繹的方法建立故障模型，定量的計算出故障發(fā)生概率，得出潛油電泵系統(tǒng)的危險程度，為系統(tǒng)的安全性提供一定的依據(jù)。

2、潛油電泵井出現(xiàn)的常見故障

潛油電泵機(jī)組由多級離心泵組成，同油管一起放入井內(nèi)工作，通過變壓器、控制屏、電源、電纜等連接多級離心泵、油氣分離器、潛油電機(jī)和保護(hù)器等部件，通過將電能輸送給潛油電機(jī)來帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，將井內(nèi)的井液舉升到地面。潛油電泵機(jī)組具有揚(yáng)程高、排量范圍大的特點(diǎn)，速度和頻率還可以根據(jù)開采需要進(jìn)行調(diào)整變化，地面設(shè)備占地面積小，在海上平臺也方便使用，便于管理，在斜井和水平井上使用較多。根據(jù)日常使用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出潛油電泵井常見的故障，具體分析如下。

2.1 潛油泵故障分析

潛油泵是由多級葉輪組成，連接成多級離心泵，外形細(xì)長，結(jié)構(gòu)特殊，位于潛油電泵系統(tǒng)的最頂端，是整個潛油電泵系統(tǒng)的核心部件，支撐了整套電泵系統(tǒng)的重量。工作原理與普通離心泵相同，電機(jī)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將葉輪內(nèi)的液體通過葉片間的流道甩向葉輪四周，液體受到的壓力和速度不斷增加，逐級流經(jīng)所有的葉輪和導(dǎo)輪，液體壓能逐次增加，最終獲得一定揚(yáng)程，完成將井液輸送至地面的過程。

導(dǎo)致潛油泵出現(xiàn)故障的原因通常為：①油井內(nèi)出砂或結(jié)蠟、結(jié)垢使泵頭和油管官腔堵塞，導(dǎo)致泵排量下降。砂粒還有可能被傳送到電泵的各配合部位，造成卡泵，加速泵的磨損，嚴(yán)重時會燒毀電機(jī)或者泵軸被卡死。②葉輪和導(dǎo)殼的過流通道表面被含雜質(zhì)或砂粒的液體長期沖刷，磨損嚴(yán)重導(dǎo)致泵損壞。③單流閥失效的情況下，停機(jī)后管柱內(nèi)的砂沉積在葉輪中容易出現(xiàn)卡泵或啟機(jī)無反應(yīng)。④地層供液不足時會導(dǎo)致潛油泵機(jī)組無法冷卻，局部溫度過高加速部件磨損。⑤大曲率斜井段易發(fā)生機(jī)組彎曲變形導(dǎo)致泵軸卡死。

2.2 保護(hù)器常見故障分析

電機(jī)保護(hù)器是通過隔離井液為電機(jī)提供潤滑油來保護(hù)潛油電機(jī)，它的作用非常關(guān)鍵，電機(jī)可以長時間無故障的工作完全取決于保護(hù)器是否可靠。保護(hù)器通常出現(xiàn)的故障有：①磨損。保護(hù)器與電機(jī)之間的花鍵套、保護(hù)器的上軸頭位置還有保護(hù)器的密封件都是易磨損位置。②井內(nèi)苛刻的環(huán)境使保護(hù)器易發(fā)生故障。如受氣體影響會使保護(hù)器進(jìn)水，導(dǎo)致電機(jī)油變質(zhì)引發(fā)故障。結(jié)垢嚴(yán)重時也會使保護(hù)器失效。嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境下會蝕穿保護(hù)器殼體。③使用不當(dāng)或管理不善容易引起保護(hù)器失效，如頻繁開啟、停泵，會使電機(jī)潤滑油被大量損耗，井液進(jìn)入電機(jī)，引起電機(jī)失效或燒毀。

2.3 分離器常見故障分析

油氣分離器位于保護(hù)器和多級離心泵之間，主要將混合氣液進(jìn)行兩相分離，使分離出的液體進(jìn)入離心泵，氣體進(jìn)入到油管和套管的環(huán)形空間，這樣就可以避免氣體對泵產(chǎn)生氣蝕，有效提高泵效延長了泵的使用壽命。分離器故障通常有：①地質(zhì)原因，由于地質(zhì)含砂量較大導(dǎo)致磨損和堵塞。②分離器自身質(zhì)量問題或加工缺陷都容易導(dǎo)致分離器磨損、軸斷或殼體斷裂。

2.4 電機(jī)常見故障分析

電機(jī)故障主要為電線絕緣材料老化甚至被擊穿，究其原因主要有以下幾點(diǎn)：①油層溫度高導(dǎo)致絕緣材料老化快，耐擊穿能力下降。②供液不足會影響散熱，易造成電機(jī)燒毀。③井下氣體的侵蝕會加速絕緣材料老化。④卡泵時啟動扭矩變大會使啟動電流過大，易燒毀電機(jī)。⑤泵內(nèi)被砂子卡住或結(jié)垢時都會使電機(jī)溫度升高，易燒毀。⑥機(jī)組通過大曲率斜井段時易造成機(jī)組彎曲，從而引發(fā)電機(jī)故障。⑦電機(jī)選擇不當(dāng)，電壓低或者電壓不穩(wěn)時都會造成電機(jī)過載而損壞。

2.5 線路常見故障分析

線路電纜部分長期在高溫、高壓和腐蝕氣體環(huán)境作用下，加上地質(zhì)原因，很容易發(fā)生故障。首先在運(yùn)輸途中也容易損傷電纜保護(hù)層，其次施工過程中違規(guī)操作易使電纜打扭、刮傷或拉伸，另外電纜頭與電機(jī)頭連接不當(dāng)也會造成電纜損壞。

3、常見故障的改進(jìn)方法

3.1 潛油泵的改進(jìn)方法

①根據(jù)需要客觀選擇潛油泵的機(jī)型。②清除施工時產(chǎn)生的砂、垢，減少人為因素導(dǎo)致的泵堵和磨損。③提高潛油泵的軸、葉輪、導(dǎo)殼和墊片等位置的耐磨性，加強(qiáng)表面質(zhì)量。④改進(jìn)設(shè)計，提高潛油泵的防砂和抗磨損性能。

3.2 保護(hù)器的改進(jìn)方法

①避免頻繁啟停泵，防止井液進(jìn)入保護(hù)器。②加強(qiáng)殼體表面質(zhì)量，減少蝕穿現(xiàn)象發(fā)生。③安裝保護(hù)器時要保證軸轉(zhuǎn)動靈活。

3.3 分離器的改進(jìn)方法

施工時盡可能減少砂、垢，在分離器外可增加濾網(wǎng)防砂罩。分離器殼體材料選擇上改進(jìn)，減少分離器斷裂。

3.4 電機(jī)的改進(jìn)方法

①選擇電機(jī)時按需求選擇與泵配置合理的電機(jī)功率。②要保證冷卻液充足，減少高溫?zé)龤щ姍C(jī)的概率。③防止電網(wǎng)波動，加強(qiáng)電機(jī)絕緣性能，提高其防腐蝕、抗老化和耐擊穿性能。④安裝電機(jī)時，安裝準(zhǔn)確到位，確保密封可靠。

3.5 油管部位的改進(jìn)方法

①加強(qiáng)油管材料的耐腐蝕性能，做好油管內(nèi)、外壁的防腐工作。②施工時仔細(xì)檢查油管的質(zhì)量，下油管時要注意保持油管與電纜檢測距離，防止對電纜造成不必要的機(jī)械損傷。③油管安裝時做好油管與泄油器間的絲扣配合，防止漏失。

3.6 線路故障的改進(jìn)方法

在電纜線的施工運(yùn)輸和安裝管理上嚴(yán)格要求，按照規(guī)范流程操作，盡可能減少人為原因?qū)﹄娎|的損害?，F(xiàn)場安裝時，連接電纜頭與電機(jī)頭部位時，做好密封工作，增強(qiáng)電纜抗振性。

4、結(jié)論

通過分析造成潛油電泵組異常的因素，并對常見故障提出改進(jìn)方案，可以有效的減少故障導(dǎo)致的停產(chǎn)和維修損失，提高潛油電泵的工作壽命和延長檢泵周期，為企業(yè)節(jié)約采油成本。

參考文獻(xiàn)

[1]張輝.高溫油井中潛油電泵機(jī)組的故障原因分析[J].裝備制造技術(shù)，2009.11.

[2]王力霞，馬春陽，劉巨保，王權(quán)鑫.潛油電泵易損零部件失效分析方法[J].石油礦場機(jī)械. 2006.6.