盛成礼

摘要：针对低产井采用常规举升设备存在能耗高、系统效率低、杆管偏磨严重和检泵周期短的实际，开展了数控往复式潜油泵节能技术及参数自动调整技术研究试验。应用表明，往复式潜油电泵具有泵效高、系统效率高、自动化程度高及能耗低等优势。

关键词： 往复式潜油电泵；低产低渗；自控；节能增效

中图分类号：U464.137+.1文献标识码：A 文章编号：

Abstract: according to the conventional stripper well lifting equipment exist high energy consumption, low efficiency of the system, rod tube eccentric wear and serious pump overhaul period of the actual short, and carried out the numerical control reciprocating pump energy saving technology and parameters dive automatic adjustment technology research trials. Application shows that reciprocating pump esp has high efficiency, system of high efficiency, low energy consumption and high degree of automation advantages.

Keywords: reciprocating esp; Low permeability and low yield; Automatic control; Energy saving and efficiency improvement

A油田区域构造位置位于某地中央坳陷某构造带向南延伸的A鼻状构造上，是某P部构造延伸部分，在P油层顶面构造图上，总体呈北高南低的鼻状构造[]]。

一、往复式潜油电机适应性研究与试验

试验与研究适合于直井、定向井和水平井举升工艺的往复式潜油泵系统。根据目前存在直线电机动子易腐蚀、损坏、断脱、振动幅度大等问题，通过改进电机材质及加工工艺，研究试验电机动子防护技术，不断提高电机性能。

1.1泵径选择及泵挂深度确定

（1）泵径选择。根据选井原则，在A油田选择20口新投井下入往复式潜油电泵，2007年计划10口井。在选择的井中，日产液小于8.0t的井15口，日产液大于等于8t的井有5口，拟采用泵径为Φ38mm和Φ44mm两个等级的抽油泵，冲次调整范围为0.1 min-1-10min-1，冲程为1.23m。2007年，结合预测10口单井产量和往复式潜油电泵不同泵径适应的产量，确定8口井选用泵径Φ38mm，2口井选用泵径Φ44mm。

（2）泵挂深度选择。根据A油田合理流压分别为1.27MPa和3.0MPa，为使油井保持在合理的流压下生产，确定泵挂深度在1150m—1500m之间。2007年10口井平均泵挂深度为1250m。见表1。

表1 2007年A油田10口往复式潜油泵井采油工程机泵设计

1.2能耗现状分析

（1）小于10t低产井能耗分析。小于10t低产井能耗对比。选取与A区块同区块抽油机井，在产液量和举升液面相似情况下，与往复泵进行了能耗对比测试。往复式潜油电泵8口井（直井6口、定向井2口）与同区块12口抽油机井相比，平均单井日耗电下降68.33 kW.h，节电率65.2%，吨液耗电下降52.54 kW.h，百米吨液耗电下降5.97 kW.h，系统效率提高8.75个百分点。见表2。综上所述，与抽油机相比，对于小于10t低产井，应用往复式潜油电泵具有冲次低、能耗低、系统效率高，节能幅度大等特点；对日产液大于10t高产井，往复泵能耗指标有所下降。往复式潜油泵井能耗与冲次关系较大，并随冲次下降有较大幅度的下降。

表2 A 区块往复泵井与同区块抽油机能耗指标对比表

（2）大于10t井能耗分析。大于10t井能耗对比。选取与B地区同区块抽油机井，在产液量和液面相似情况下，与往复式潜油电泵进行了能耗对比测试。见表3。

表3 B区块往复泵与抽油机节能对比表

往复式潜油电泵与抽油机相比，在平均日产液相同的情况下，消耗功率下降2.77kW，日耗电下降66.41kW.h，吨液耗电下降4.09kW.h。

（3）能耗与冲次关系分析。在不同生产阶段，测试A21区块稳定生产井6口，能耗数据有如下规律：日耗电、吨液百米耗电指标随着冲次下降降低，系统效率上升。见表4。

表4A区块6口井能耗与冲次关系对比表

此外，在同一天生产时间内，对3#和4#往复式潜油电泵井进行了能耗与冲次的关系的测试，发现相关电参数及能耗随冲次的下降而大幅度下降。见图1。

图1能耗与冲次的关系

2参数自动调整技术试验

（1）合理沉没度确定。为进行液面自动调参技术试验，确定能效最高时合理冲次和沉没度，我们在A井开展了不同冲次条件下，液面与产量、泵效、能耗的关系的同步测试试验，并根据测试资料，绘制了不同冲次下与日产液、有功功率、理排、液面、泵效、系统效率、功率因数等关系曲线。从曲线可以看出在冲次由4min-1次逐渐上升到9 min-1过程中，日产液、有功功率、理排、系统效率逐渐呈上升趋勢，并在8 min-1附近系统效率、液面曲线出现拐点，但泵效、功率因数曲线变化不大。对应拐点沉没度为187m（液面为700m左右）。见图2。

图2冲次与有关参数关系图

（2）自控调参试验。P井正常生产时液位范围设定在600m-800m之间；偏差量大于或等于700m时，冲次调整量为正常冲次+2次/min；偏差量500m-700m时，冲次调整量为正常冲次+1次/min；偏差量300m-500m时，冲次调整量为正常冲次+0.5次/min；偏差量小于或等于100m时，停止调整；偏差量小于或等于0m时，冲次调整量为正常冲次-0.1次/min。通过不断摸索，该井初步实现了适时自动显示、监控液位、动态改变工作参数。从工艺适应性分析，全封闭结构往复式潜油电泵在低产井应用故障率比较低，免修期长，比较适合低产应用；从能耗分析，具有节电率高和系统效率高特点，尤其是在低产井上应用，低冲次运行，通过制定和严格执行往复式潜油电泵管理制度，节电效果更明显。加强液面及电流监测，及时调整工作参数等措施，避免抽空烧泵或低效率抽油，可以进一步延长往复式潜油泵井的免修期。

3结论

（1）开展了数控往复式潜油泵节能技术研究和应用，技术工艺日趋成熟，最长检泵周期已达500d以上，适应某外围低产低渗透油田节能降耗需要。

（2）往复式潜油电泵自动技术研究、自动调参技术及水平井上应用等配套技术已日趋成熟，并使往复式潜油泵工艺技术日趋完善，并可以综合有杆泵的排量小及无杆泵的管理优点，与抽油机举升方式相比，在低产井上应用具有泵效高、能耗低、系统效率高等优势，达到降投资、节成本、增效益的目的。

参考文献：

[1]魏秦文，张茂，郭永梅.潜油电机驱动采油技术的发展[J].石油矿场机械，2007，36（7）：1-7.

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