王莉

【摘 要】潜油电泵系统在原油开采方面因为举升扬程高、采液排量大而得到广泛应用，但其在井下工作环境比较恶劣，且故障影响因素较多，在生产过程城中任何一个部件发生故障都可能导致油井停机、停产，降低生产时效，提高开发成本。本文分析了造成潜油电泵组异常的因素，并对常见故障提出改进方案，可以有效的减少故障导致的停产和维修损失，提高潜油电泵的工作寿命和延长检泵周期，为企业节约采油成本。

【关键词】潜油电泵井；常见故障；原因分析；处理对策

潜油电泵因为举升扬程高、采液排量大在油田的利用率很高，因其设备简单，安装方便，排量大，是保持稳产的一种高效采油方式，也日益成为油田开采的重要手段之一。但是由于潜油电泵面临的井下工作环境复杂恶劣，一旦发生损坏，就要投入高昂的维修费用，给企业也带来巨大的经济损失。如何最大限度减少机组损坏，延长潜油电泵的使用时间，提高潜油电泵井的利用率，是油田企业节约成本，增加经济效益的首要解决问题。

一、潜油电泵故障分析方法

潜油电泵系统由多个既相互独立，又相互影响的子系统组成，我们可以从系统的角度，对各子系统进行故障分析，抓住重点故障部位进行观察检测。采用故障分析法，把整个潜油电泵系统中最不希望发生的故障作为首要分析目标，模拟故障状态并查找相关因素，可以用图形演绎的方法建立故障模型，定量的计算出故障发生概率，得出潜油电泵系统的危险程度，为系统的安全性提供一定的依据。

二、潜油电泵井常见故障原因分析

（一）地面管理因素

（1）开停井次数过多，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，电泵井的电机烧是最普遍的。频繁开机极大的影响了机组寿命，主要后果是加速了电机保护器的失效。每启动电泵一次，启机时的瞬间电流要高出额定电流的3-5倍，频繁启停机都对电机、电缆的绝缘性能造成损坏导致绝缘被击穿。开机后电机全速运行，电机扭矩突然增大时，对泵的机械冲击较大，在冲击扭矩作用下，极有可能使机组的泵轴或连接螺栓剪断，电机泵轴断造成不出液，电泵连接螺栓断使机组落井。

（2）停井时间长，开机时易过载停机

油田生产过程中，油井出砂，井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大，在电泵井正常生产，大排量举升液体时，杂物随井液排出井筒，但当电泵井停井时间较长时，单流阀上沉积大量杂物，由于比重大于油水，在开井瞬间，杂物落入离心泵内，另外，停井后，离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑，上部油管结蜡油套环空也容易形成死油。在开井泵的砂卡、结垢使潜油电机载荷剧增，极易造成过载，运行电流偏高，最终导致电缆击穿或潜油电机温度升高、烧坏。

（二）井下机组因素

机组在多次重复使用一段时期后，机组电缆老化严重，没有合理更新（包括零部件）。修理过程中产生质检不规范，执行标准不细，执行不严。机组绝缘性就会相对较低，可靠性也相对变差。特别是在频繁开井时，由于开井时的瞬间电流是正常生产时的3-5倍，高电流对电器部分的绝缘性要求较高，因此容易造成电缆击穿、机组烧的事故发生。部分井井下条件日益恶劣，进一步缩短了机组电缆的使用寿命。

（三）地质因素

（1）地层出砂、结垢影响，电泵井的大排量生产，容易造成生产过程中地层出砂，井液中含砂量过多，直接导致泵卡停井，井液含砂量较少则对电泵机组的离心泵叶轮和导叶、泵壳造成磨损，与井液腐蚀共同导致叶轮磨损或泵体刺穿。井液含砂也会导致分离器壳体断裂，由于分离器叶轮驱动井液高速旋转，井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿，分离器衬筒腐蚀穿后，井液作用于分离器外壳，最后造成分离器断裂。而结垢可导致电动机载荷增大，温度升高、甚至烧毁。

（2）地层供液不足的影响，油井供液能力不足，生产过程中导致大量热量无法散失，造成电机烧毁。地层供液不足也会导致机组无液体冷却和泵的磨损加剧，造成产液量低。高温、高压的地质条件下，井下的液体和气体的腐蚀能力进一步增加，加剧了电缆绝缘层的腐蚀和老化，导致电缆绝缘材料损坏、失效。

（四）下井工具影响

主要表现在油管漏失及单流阀损坏，有丝扣损伤的油管下井由于生产压差的作用形成渗漏通道，由于水激作用使通道不断增大，最后导致油管漏，油管漏失电泵机组可以正常运行，但是泵不出液或者液量低，严重的油漏失，造成油管强度降低，可以造成机组落井的井下故障。

（五）修井施工影响

因修井施工质量不规范导致躺井，主要表现为洗井不彻底井筒脏、机组安装操作不规范。由于电泵机组的电缆与油管同步下井，井口的磕碰造成电缆损伤，虽然未直接造成停井，但不仅增加了电缆的故障点易发生击穿，而且造成电缆的浪费和修理难度的增大。尤其是电缆老化严重，损伤更易造成电缆击穿。

（六）电网电压波动

电网电压的瞬间波动，使井下电机工作电压不稳定，从而导致电机磁场遭到破坏，产生部分反向磁场，使电机正转矩降低、电机转速减少，导致离心泵泵效降低。另外，电泵机组长时间在井下运转，电缆和机组的绝缘性是随着时间的延长而降低的，绝缘性降低后，电网电压波动，会直接造成电缆击穿或者机组烧。

三、潜油电泵常见故障处理对策

（一）潜油泵的改进

一是施工时一定要按照规章制度进行，要将施工产生的砂、垢清除干净；二是根据实际情况，客觀的选择泵的类型型；三是潜油电泵零件材料的选择也很重要。潜油电泵的轴、叶轮、导壳和垫片等应该多采用一些抗磨损、不易受腐蚀的材料，最好再加强其表面质量；四是防砂和抗磨损是今后潜油泵改进的主要方向。

（二）潜油电机故障的改进

一是油井要有足够的液量来冷却电机，以减小因高温烧毁电机的概率；二是要防止电网波动，保护、维持电机的正常工作；三是选择电机的功率一定要与泵相配合；四是电机安装时，要确保其密封可靠、安装准确到位；五是加强电机自身绝缘材料的性能；六是修复机组要在各项性能检测完好后才能下井，并应注意使用工况和年限长短。

（三）优化设计

开展优化设计，以降低离心泵轴功率和电机功率、延长电泵井生产周期，优化离心泵扬程、沉没度，严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合，掌握地层能量变化，严格控制电泵井沉没度在400m，减轻沉没压力过大对电泵机组的影响。最终实现排量、扬程、效率达到最佳匹配，保障机组低耗电、长周期运行。

（四）加强电泵井日常维护管理

平时管理中减少停井次数和停井时间。在线路改造和管线维修时，加强组织，尽量缩短电泵井的停井时间。停井时间在1-2小时以内的油井采取打回流的措施，减少停井次数。当单井穿孔时，严格执行带压打卡子的规定，或者采取罐车拉油的办法，减少停井次数。对过载停机、和故障停机时，岗上人员不允许擅自开机，必须经过关技术人员查明原因后方可开机。对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌，导致开井时过载停机。尽量避免同时启动负荷大的、注水泵、电器设备。

四、结语

潜油电泵系统构成复杂，任何一个环节出现问题都可能导致油井失效。与此同时，潜油电泵系统所处的地质环境异常复杂，泥沙、杂质等等不断地侵蚀、冲刷着潜油电泵、分离器和保护器等部件导致其失效。要通过分析造成潜油电泵组异常的因素，并对常见故障提出改进方案，可以有效的减少故障导致的停产和维修损失，提高潜油电泵的工作寿命和延长检泵周期。

【参考文献】

[1] 孙粤华，贾星兰.潜油电泵系统的安全评价方法研究.石油矿场机械，2003，32（5）：15-17.

[2] 张玉斌，于海春.潜油电泵机组可靠性研究.石油学报，2003，24（4）：102-107.