1电潜泵开采稠油油藏现状电潜泵开采稠油油藏具有以下优势:一是可以形成大的生产压差,使低渗透多油层的生产能力得以充分发挥油井产量及油藏采油速度大幅度提高;二是可建立较高的井筒温度场,抑制原油结蜡与稠化。电潜泵能很好地利用地层温度和机组及电缆工作时所产生的热量来提高井筒温度场,使井口出油温度高于原油析蜡温度,并将高凝稠油顺利举升到地面。1985年以来,电潜泵在大港南部油田高凝稠油中、低渗油藏得到广泛应用,并取得非常理想的效果,使得该地区原油产量在2年时间里增加了2倍,其中电泵采油量高占85. 7,采油速度提高了0.42个百分点对目前常规电泵机组联接法兰的受力进行分析,认为法兰直角弯曲处为危险截面,易发生塑性变形与断裂。枣1275― 8井便曾在保护器中部法兰面处断,造成机组落井。
电泵在定向井内正常工作时不弯曲所允许的大套管曲率可以由下式计算d1-d2――井筒内径、机组大外径,m;在实际生产中,电泵施工设计中已基本考虑到井斜因素,电泵下到直井段或稳斜段,但井身结构对机组的影响仍不能忽视。
2.2.3电潜泵振动电泵由于自身的不平衡会产生振动,造成机组迅速疲劳破坏,使得保护器失效,终导致电机损坏和电泵损坏。电泵表现出明显的振动是其本身固有的一种机械特性,但有些情况下,振动问题是由井液条件引起的。美国工程师M.O.Durham曾对振动故障做过较深入的分析131.引起设备产生振动的原因有多种,常见的有制造缺陷问题,如轴弯曲、轴承质量不好及旋转件不平衡,其它有安装问题、施工问题、井液状况、电磁场等外部影响因素。在制造、组装及维修电潜泵的过程中,由于方法不当及责任心不强,使泵形成内在的不平衡。另外,由于泵轴很长,各级数间的刚性强度不够。实际上,每口井井身结构不是真正的垂直,其偏斜度对电潜泵的振动幅度都有很大的影响。在泵挂深度处,井身少许弯曲可使泵的振动产生重力效应,使振动幅度明显增大。高速旋转的泵轴及叶轮也会产生强烈的震动。这些震动可引起保护器机械密封失效,电机因进水而烧毁。同时,震动使连接螺栓松动,加大机组在通过弯曲井段时连接螺钉及法兰危险截面损坏程度,甚至断裂,导致机组落井。
2.2.4不合理启动电泵在正常情况下启动为轻载启动,启动电压为额定电压的65时,就可一次启动成功。但启动时电网电压向上波动,启动时间缩短。启动时间越短,造成的动负荷就越大,若动负荷超过力矩极限,泵轴可能断裂;电泵欠载频繁启动,全压启动的强电流冲击也易引起泵轴断裂。当启动时,有砂或杂质沉入机组,砂或杂质的阻力可能延长启动时间,电泵启动时间拖得过长,电动机过热,容易造成机组烧。
2.2.5套管损坏套管破裂、错断后,地层出砂、出马翠岩等:稠油油藏电潜泵事故分析与治理对策泥浆更严重,造成电泵井频繁发生泵卡、轴断。如风39―21井在5个月内连续发生2次断轴1次机组脱落事故。而套管损坏在中浅砂岩油藏普遍存在,该地区个别区块已发现的套损井高可占该区块总井数的50 2.2.6机组质量与施工作业目前使用的新机组、修复机组都有可能存在质量问题,而修复机组的隐患更大些,这些问题使得电潜泵在稠油出砂油藏适应能力降低。目前,大量的国产机组因材质与机组制造或修复质量为此类机械故障埋下隐患。
不良的施工作业除可能对电缆造成损坏外,过快的起下速度往往加大机组在通过弯曲井段时对连接螺钉及法兰的损坏程度,大大缩短机组在井下的工作时间。
3治理对策对于电泵机械事故的主要对策是针对砂,治理以效果、效益、实用、适应为原则。
3.1提高技术配套3.1.1防砂耐磨机组防砂耐磨机组对常规机组进行材料和结构的改进,包括:采用硬质塑性轴承,硬度高(1250HV)、耐磨;改进导叶轮结构;改进泵头、泵座结构,连接螺栓加倍,并增加泵座壁厚。这些改进可使机组耐磨、抗砂,防止螺栓松动而引起的机组落井等事故的发生。大港港东油田在20多口出砂油井上应用了改进后的防砂耐磨机组,取得了较好的应用效果,机组事故率大大降低。
3.1.2斜井用电泵机组设计了此种机组,在常规机组基础上对联接法兰结构等改进设计为抗弯曲部件,并设计了电缆保护装置及三腔胶囊式保护器,可在造斜度小于9°30m的177.8mm斜井中应用。
3.1.3电泵除砂分离器该技术将原电泵吸入口改进,除砂转筒组件安装在转轴中段。井液从壳体径向孔进入分离器,混在其中的砂子被转筒组件旋转产生的离心力甩至外腔,并由排砂孔排出,井液则进入内腔,再到离心泵,可有效防止砂害,除砂效果非常好。
3.1.4电泵抗剪切头、座此技术将泵头法兰连接面进行改进。利用梯形牙、槽构成法兰牙嵌结构,泵头泵座各有一个弹性扶正轴承,既可以承受过载转动力矩造成的剪切应力,杜绝联接螺栓断裂事故,又可补偿偏心,防止偏磨。
3.1.5电泵扶正技术斜井应用电泵可安装电缆扶正器、电缆头保护器及机组扶正器等部件,以有效保护井下机组及电缆。
3.2电泵设计与管理从优化设计与强化现场管理着手,重视选井工作,油井下电泵要根据实际情况设计合理的生产压差、排量、泵挂深度;并调整好油水井注采关系,保证电泵井的稳产。提高电泵现场管理水平,减少不合理启动次数。另外,在施工设计中,必须考虑井斜因素进行优化设计,并严格施工管理。
3.3采用其它方式生产对于地层能量并不充足,而电泵开采带来的生产压差又加剧地层出砂的井应当转其它工艺生产,特别是井身质量差如套损井。转抽可降低生产压差,减缓地层出砂,有利于改变注入水流向,改善地下水驱状况。这部分井转抽后,采用大泵、大排量螺杆泵也可实现理想的效果,其经济效益、工艺适应性比电泵采油要高。
4认识(1)电潜泵机械事故的发生往往是由多种因素造成的,但对于稠油出砂井而言,砂的影响是主要原因。
(2)电泵井机械故障目前在各油田均普遍存在,致使其工艺适应能力降低,并造成较大的经济损失。可通过完善配套技术等,提高电泵的技术适应能力,充分发挥其上产的主力军作用。