「潜油电泵」潜油泵电机

今天我们来聊聊潜油电泵,以下6个关于潜油电泵的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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潜油电泵井下工作条件有哪些？

潜油电泵井下工作条件有如下：

1、潜水泵潜入水下深度不超过5米。

2、水温不超过40度。

3、水中含砂量或含不溶于水的固体颗粒的体积比不超过0.1%,粒度不大于0.2毫米。

4、无腐蚀,水的PH值为6.5-8。

潜油电泵对煤层气开采的适应性研究

董振刚 邓辉 王惠先

（大庆油田力神泵业有限公司 黑龙江大庆 163311）

作者简介：董振刚，男，1967年6月生，1991年毕业于大庆石油学院，2002年获哈尔滨工程大学工程硕士学位，现就职于大庆油田力神泵业有限公司，主要从事电动潜油泵的设计开发和应用研究工作，高级工程师。E-mail：dongzhg@powerlift.dq.cnpc.com.cn。

摘要 本文综合目前国内煤层气发展现状，分析了潜油电泵排水采气的技术特点和技术优势，提出提高潜油电泵对煤层气开采适应性的几项措施，介绍了潜油电泵在山西晋城煤层气开采的应用情况。基于国内技术现状，提出潜油电泵应用于煤层气开采的今后研究方向。

关键词 潜油电泵 煤层气

Study on Adaptability of ESP in CBM Exploitation

Dong Zhengang Deng Hui Wang Huixian

（Daqing Oilfield Powerlift Pump Industry Co.，Ltd，Daqing 163311）

Abstract：Based on current status of China's CBMdevelopment，the technical and features and advantages of ESP in dewatering and gas production were analyzed and some measures were provided to enhance the adaptability of ESP in CBMexploitation，at the same time，the applications of ESP in the case of Jincheng CBMdevelopment were introduced.Finally，the future improvement direction of ESP well applied in the CBMproduction practice was pointed out in the paper.

Keywords：Electrical submersible pump；CBM

引言

煤层气作为一种清洁能源，成为我国21世纪重要的能源来源。如何用更合理、更经济的手段开采煤层气，是同业人员普遍关注的问题。

潜油电泵技术是油田采油的成熟技术，历经半个世纪的发展过程，已成为石油行业重要的采油设备。特别是经过自身技术的不断完善和现代技术的应用，其适应性得到显著提高，包括适合稠油、高含气、高温、腐蚀、防砂等技术应运而生，为油田发展做出突出贡献。

潜油电泵应用于煤层气开采已有一定的发展历史，特别是美国已有近20年的发展过程。在煤层气开采上，由于使用目的不同，决定其工作状态和使用控制与油田采油存在很大的差别，单纯的技术嫁接并不能解决实际应用中存在的技术问题，例如适合煤层气使用的潜油电泵一般都是小排量离心泵，其本身对气的适应性是很差的，当大量的游离气进入离心泵后，会产生气蚀或气锁，造成泵不能正常工作，甚至损坏，只有有效解决气蚀或气锁问题，才能保证潜油电泵的可靠使用。

1 潜油电泵工作原理及在煤层气开采中的技术特点

潜油电泵是一种多级离心泵，它的工作原理与地面的普通离心泵一样。与抽油机、螺杆泵设备相比，具有排量大，通过变频可在较大排量范围内变化的特点。图1所示的是离心泵特性曲线。该曲线反映的是离心泵排量与扬程、泵效和轴功率之间的关系。

图1 离心泵特性曲线

在变频情况下，离心泵表现如下特性：

中国煤层气勘探开发利用技术进展：2006年煤层气学术研讨会论文集

式中：Q1、Q2——不同频率下泵排量；f1、f2——频率。

中国煤层气勘探开发利用技术进展：2006年煤层气学术研讨会论文集

式中：H1、H2——不同频率下泵扬程。

中国煤层气勘探开发利用技术进展：2006年煤层气学术研讨会论文集

式中：N1、N2——不同频率下泵扬程。

η2=η1 （4）

式中：η1、η2——不同频率下泵效。

利用离心泵的固有特性，可灵活控制排水采气过程。如在排水采气初期，需要将井中大量的井液排出，以利于产气，此时可根据排水量需要匹配合适的离心泵，利用离心泵排量大的特点进行快速抽排，并可以通过变频器变频调整产液量，此时离心泵主要工作在B区。当井液达到一定的动液面高度，套管形成一定的套压并达到生产要求，此时需要维持稳定的动态平衡，泵产液量大幅度下降，一般在0～10m3/d，该阶段属于煤层气的正常生产期。由于正常生产期的排水量很小，离心泵实际工作在特性曲线的A区，其扬程能力达到了最高。在煤层气的正常生产期，根据排产需要，可通过变频调整动液面高度，实现新的动态平衡。

虽然潜油电泵、抽油机和螺杆泵都可应用于排水采气，但是相比之下，潜油电泵具有抽油机和螺杆泵不可比拟的特点：

（1）通过变频可实现大排量抽采，见效迅速，而且不会对泵本身造成伤害；抽油机和螺杆泵提高转抽能力有限，如果设定过高，自身可靠性将受到很大影响。

（2）可实现自动保持动液面高度，防止抽空。即以设定的动液面高度为临界点，保证泵在该临界点处达到扬程能力极限。当动液面高度高于临界点时，泵会自动增大产液量，提高抽吸能力，降低动液面；当动液面趋近临界点时，泵的扬程能力达到最大，液面不会进一步下降。抽油泵和螺杆泵由于是容积式泵，本身不具备自动调节功能，只能通过人工调参来实现，一旦出现抽空，机组将迅速损坏。

（3）由于离心泵的自身特性，管理极为方便。可根据井况数据和泵特性曲线，通过理论计算就可直接调参，利用远程控制系统可实现直接控制，不需要中间入工测试等环节。

（4）由于离心泵靠潜油电机驱动，没有传动杆，因此可应用于斜井和水平井排水采气。抽油机和螺杆泵由于是有杆传动，在斜井和水平井方面具有很大的局限性。

2 提高潜油电泵对煤层气开采适应性的几项措施

煤层气使用的潜油电泵一般都是小排量离心泵，对游离气的适应性较差，因此解决离心泵对气的适应性问题是保证潜油电泵应用的关键。

（1）加深泵挂，将离心泵下入产气层以下，减小气对离心泵的影响，见图2所示。由于气液比重不同，从产气层出来的气液混合液，气向上走，进入套管环形空间；液向下走，进入离心泵，利用比重关系减少进入离心泵的气量。加深泵挂技术是油田采油的成熟技术，大量应用于含气油井采油，取得明显的应用效果。对于口袋井，加深泵挂不利于电机散热，如果套管径向空间足够，加导流罩可以解决电机散热问题。加深泵挂技术一般不适用于潜油电泵下入斜度较大的井段或水平井段。主要原因是没有足够的高度差保证气液混合液有效分离。

图2 机组加深泵挂示意图

（2）采用高效气液分离器。气液分离器石油行业叫油气分离器，它是针对含气油井而设计的装置，并安装在离心泵的入口端。生产过程中，气液混合液首先进入油气分离器，通过油气分离器的气、液分离，将分离出的气排放到套管环形空间，分离出的液输送到泵入口，从而减小游离气对离心泵的影响。资料表明，气液分离器可分离气液两相总体积35%的游离气，分离效率可达到90%以上。对于高含气井，由于气是主相，气液分离器并不能将气完全分离，而且气液分离器吸入口和排出口距离较近，一般小于1m，不一定能取得明显的效果，山西晋城潘河煤层气先导试验也验证了这一点。如果加导流罩，增加气液分离器吸入口和排出口距离，效果会明显。高效气液分离器一般不适用于潜油电泵下入斜度较大的井段或水平井段。主要原因是分离器的吸入口和排出口没有足够的高度差，容易形成游离气的自循环，见图3所示。

（3）采用组合泵的匹配方式。不同形式的离心泵对气的适应性是不同的，纯离心泵对气的适应性很差，容易形成气锁；混流式离心泵则对气的适应性较好，不易形成气锁。一般情况下，排量较小的泵（如250m3/d以下），叶轮是离心叶轮；排量较大的泵，叶轮是混流叶轮。采用组合泵的匹配方式就是将离心叶轮和混流叶轮进行组合匹配组装，利用混流叶轮对气适应性强的优势，保证泵整体不会产生气锁，保持连续工作。在山西晋城潘河煤层气先导试验区我们就利用了该技术，取得了明显的应用效果。

图3 游离气自循环过程

（4）采用专用气体处理器。气体处理器是近年来发展的新技术，安装在气液分离器和离心泵之间，也可替代气液分离器单独使用，其中安装的叶导轮属于抗气蚀能力强的轴流叶轮，当较大量气体进入气体处理器后，不会形成气蚀或气锁，并强力推动气液混合液继续向上运行，进入离心泵。虽然气液混合液进入离心泵后可能会形成气蚀或气锁，但是通过气体处理器的强力推动，会将气锁段向上推移直至推出离心泵，从而保证整机的正常工作。

3 潜油电泵在山西晋城煤层气开采的应用情况

从2005年10月起，在山西晋城潘河煤层气先导试验区相继投产了4台潜油电泵，具体应用情况见表1。

表1 山西晋城煤层气先导试验区潜油电泵使用情况

注：统计截止日期2006年6月26日。

从使用情况看，单纯使用高效气液分离器效果不如增加组合泵效果好。以PH46-02井为例，该井刚刚启机时机组运行一切良好，产液正常。运转一段时间或液面下降至240m左右便不产液。此时机组仍然运转，测量三项直流电阻和电压完全正常，电流和刚启动时的电流也基本相同。同时，液面开始回升、套压逐渐下降，在1小时以内套压便下降到0.1MPa。如果停机再重新启动，还会重复以上的动作。该症状表明，虽然采用了气液分离器，但是分离后剩余的气仍对泵造成气锁，而PH1-009 井和PH1-008 井由于采用了组合泵技术，没有出现气锁问题。

4 今后的研究方向

针对煤层气排水采气的特殊性，潜油电泵的应用还处于认识的初级阶段，提高潜油电泵应用的可靠性和经济性是未来发展的重要课题。

（1）对于煤层较浅，排采条件较好的气井，应以简化设计为主。以山西晋城煤层气为例，井深一般在400m左右，井温在20℃左右，搬用潜油电泵的全套技术设备，成本高，结构过于复杂。

a.电机功率较小，一般在15kW左右，而使用的保护器可满足60kW的使用要求，因此可以简化电机保护装置，甚至实现电机和保护装置的一体化设计，既满足使用，又降低成本；

b.降低机组的耐温等级，从材料上节约成本。由于油田井深一般都在1000m以上，地层温度高，设计的电机可满足120℃以上井温要求，材料成本相对较高。针对煤层气低温井，机组耐温等级降到60℃仍可满足使用要求；

c.研究适合的低成本潜水电缆。目前使用的潜油电缆，属于适合高温、高压和高绝缘性能的电缆，成本高，应用于浅层煤层气开采，经济性不好。

（2）对于煤层较深，井下条件较差的气井，应以提高机组性能设计为主。以辽河煤层气开采为例，井深1800m以上，井温高，正常生产液量在1～3m3/d，排采条件比油田采油还要恶劣，目前还没有很好的解决办法。

（3）开展潜油电泵斜井和水平井排水采气研究。由于加深泵挂技术和气液分离器技术并不能完全适应斜井和水平井排水采气，因此优化组合其他技术如潜油电动螺杆泵技术等是今后的研究方向。

（4）开展潜油电泵排水采气配套应用技术研究。不同的地质条件，对设备要求是不同的，如含砂、腐蚀程度等会对设备的使用寿命造成不同程度的影响，因此针对不同的地质条件和排采工艺，合理配套，才能实现效益的最大化。

参考文献

梅思杰、邵永实、刘军、师世刚主编.2004.潜油电泵技术，北京：石油工业出版杜，60，118

影响潜油电泵井生产的主要因素有哪些

1 影响检泵周期因素

1.1 地质因素

（1）供液不足。①由于供液不足，泵排出液量少，不能工作在最佳排量区内，下推力磨损增加，会加快泵的损坏。②长期的供液不足，会造成频繁停机。频繁启、停电泵，会使电机内部温度频繁交替上升和下降，从而造成保护器呼吸的次数增加；其次，每启动电泵一次，井下电机会受到电机正常运转时额定电流2～8倍的冲击，对电机、电缆绝缘造成很大伤害；再次，对泵的机械冲击损害较大，容易造成机组的轴被拧断，或花键套脱销、断脱。

（2）油井出砂。潜油电泵对油井井液的含砂量要求是不超过0.5%，否则将会严重影响潜油电泵的运转寿命。

（3）油井结垢。一般发生在井温较高的井中，垢容易沉积在泵的花键套、泵轴及叶导轮等部位，随温的升高，流体流速的降低，结垢速度加快。泵内结垢导致流道缩小，产液量降低，泵轴结垢造成泵运转困难，甚至卡死，从而形成机组故障停井。

（4）腐蚀。包括井液本身的腐蚀以及在一些有垢的井为除垢所投加的除垢剂引起的强烈腐蚀，对机组寿命的影响是相当严重的。

1.2 工程施工及管理因素

（1）施工未严格按程序操作，造成机组寿命极短。①机组下井时，注油速度过快，造成空气进入电机和保护器中，油充不满，机组内部温度随着井液温度的升高而升高，将保护器中的电机油排出保护器，而代之以井液进入，运转后井液很快就会进入电机，烧毁电机。②机组联接时，联接处密封圈装配不当，联接后将密封圈切破，起不到密封作用下井后井液很快进入电机，烧毁电机。

（2）日常管理和措施不当。因管理不好随意停机，频繁启动，故障停机后不查明原因，盲目启动，欠过载保护值调整不当，都能造成机组损坏。

2 提高检泵周期的对策

2.1 优化潜油电泵工程设计

搞好选井选泵，对于地质条件不好又实在需要使用潜油电泵采油的井，则可以优选泵型，使泵的排量与油井供液能力相匹配，并采取一定的工程措施尽量做到供采协调，使机组能在井下运行时处于较佳工作区间。

（1）供液不足。①完善井网，转注水井或在对应水井上采取增注措施提高油井的供液能力。②有的井与水井连通性差，供液不足，液面比较低，但含水低，为了保证潜油电泵的正常运转，可采取掺水生产。③对因油气比过高引起气塞而不能正常工作的井，要仔细地研究电流卡片，区分是气塞还是真正的供液不足，若是气塞，从套管里向井中加入5～8m2清水能有效解决。

（2）针对油井液面底、出砂、气锁等情况优化配置机组、电缆及其它配件。对液面比较深，井温比较高的井，配置高扬程泵，同时配置大功率电机，大马拉小车，这会降低电机自身的温升，从而延长其使用寿命，虽然一次性投入成本要高出一些，但可以有效检延长泵周期。

2.2 严格执行施工标准，确保作业质量

严格执行下泵施工标准，是保证施工质量的关键，施工质量主要反映在机组下井安装和下油管操作上：①下泵过程中，所有部件要清洁，不允许有任何脏物或异物掉入机组内。②对机组上应更换的一次性件，如铅垫、“O”环、必须全部更换，并仔细检查其质量，不得错装、漏装。③对每个工序均要平稳操作，电机保护器注油速度要控制在8～15圈/min，分三次注油，每次间隔不少于15min，尽可能地排除电机及保护器中的空气，下油管速度不得超过10根/小时，下放电缆同下油管速度要协调一致。

2.3 减少停机次数是延长电泵寿命的有效手段

潜油电泵机组的寿命受到的影响因素很多，根据生产实践中的经验，可以肯定发生在电系统的损坏是最主要的原因，最普遍的现象是电机烧毁。

（1）频繁停机影响了机组寿命，主要后果是加速了电机保护器的失效。潜油电机保护器充油腔体与油井连同，从而平衡潜油电机和保护器中各密封部位两端的压差。可有效地延长电泵机组寿命。

（2）加强电泵井的管理，应及时对控制屏、地面电缆及电泵井口进行检查，消除设备故障，最大程度地减少因地面问题造成的停井。

潜油泵如何选用？

看具体情况，如果只有三根线，就直接接abc了，如果是五根线，二根是热敏电阻，接到控制回路中，细的二根线。

潜油泵按其主要用途大致可分为四种：加油站用潜油泵；油库（加油船）用潜油泵、槽车鹤管卸油用潜油泵；油井用原油潜油电泵。

用于地下罐付油、调油。油库（加油船）用潜油泵比加油站潜油泵流量大得多，一般300～1000升/分，所以潜油泵功率相应也要大得多。地下罐付油台一般要50-60立/小时，压力还要2公斤左右，一般选5匹以上。还有一种“自适应潜油泵”，功率虽小（1匹）流量大，但必须与管道泵配套使用。特别适合原地下罐付油台已安装自吸泵，但因气阻大需改造的情况。

油浸式水泵和水泵有什么区别

油浸泵和水泵的区别在于： 1、不同种类的电冷却液。

油浸使用机械油，而水浸使用水。

2、对环境的不同影响。

如果水浸式泄漏，不会污染环境。油浸式会污染环境。

3、不同的应用场合。

浸水可用于饮用水场合，浸油主要用于农业灌溉、水塔、喷泉、防洪排涝、市政建设和排水。

4、不同的使用寿命。

潜油电泵采用机械油润滑。其润滑状况优于水下潜油电泵，使用寿命往往较长。

潜油电泵是集泵和机为一体的移动式浅水排灌设备。其特点是电机内充满机械油，改善了机械密封的工作条件，使外界水更难进入电机。油能迅速将电机内部的热量传递出去，冷却效果好，将大大降低电机的温升，从而增加潜水泵的过载能力。另外，潜油电泵的轴承在油中工作，润滑和冷却都有保证，因此轴承寿命比其他类型的潜油电泵要长。

参考资料来源：百度百科-水泵

有没有人可以给我提供几家潜油电泵的生产厂家

个人觉得是中海油能源发展工程技术公司，天津的富兰克，还有百成和大庆等，这几个厂家才是中国潜油电泵技术的根源和目前油田电泵产品应用主流！

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