螺桿泵電泵新技術(shù)交流第一頁，共三十五頁，2022年，8月28日一、高效氣液離心泵二、超深井潛油電泵機組三、潛油電泵防垢技術(shù)四、倒置電泵同井采注水工藝五、潛油電泵變頻控制柜六、電泵井下傳感器七、潛油電動螺桿泵目錄第二頁，共三十五頁，2022年，8月28日高效氣液離心泵隨著潛油電泵采油工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，潛油電泵的應用范圍不斷擴大，但是對于油井含氣量很大（泵吸入口壓力下游離氣含量＞30%）的油井，普通離心泵往往會發(fā)生氣鎖，導致泵抽汲不到井液而使電機欠載停機，頻繁的欠載停機會使電機溫升過高，降低電機絕緣從而燒毀電機。同時還會造成泵排量和效率降低，氣蝕嚴重，檢泵周期短。針對此類高氣油比油井，一直以來采取的主要措施是采用雙級旋轉(zhuǎn)式油氣分離器，但是從現(xiàn)場使用反饋的情況看，在游離氣含量超過30%以后，雙級油氣分離器的分離效果也不很理想，現(xiàn)場中的油井產(chǎn)量很低甚至正常生產(chǎn)都難以維持。為此我公司研制開發(fā)一種在吸入口處游離氣含量超過30％的情況下，可連續(xù)且可靠地泵送高氣油比井下流體的氣液兩相混抽的氣體處理裝置-高效氣液離心泵。

第三頁，共三十五頁，2022年，8月28日高效氣液離心泵1.工作原理針對氣液兩相離心泵用途而言，重要的是離心泵能在各種氣體含量情況下進行有效的氣體處理。為此離心泵內(nèi)的葉導輪的水力設(shè)計必須綜合考慮，既要考慮每級葉輪能夠產(chǎn)生足夠的壓力，又要考慮防止井液發(fā)生氣體分離。通過優(yōu)化導葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使導葉輪處理游離氣的能力提高，未被井下分離器分離掉的氣體進入高效氣液離心泵后，高效氣液離心泵對其進行預壓縮，使之體積縮小，同時將氣體打碎并使之與井液均勻混合然后送入泵筒，達到防止離心泵氣鎖的目的。高效氣液離心泵工作原理示意圖第四頁，共三十五頁，2022年，8月28日高效氣液離心泵2.配置參數(shù)

外徑：102mm；軸徑：17.4mm；22.2mm長度：1934mm；結(jié)構(gòu)類型:普通／防砂型；重量：61.3kg；適應最大氣體體積系數(shù)：65％；適應油井排量范圍：50-280m3／d；制動功率：9kW第五頁，共三十五頁，2022年，8月28日3.井下結(jié)構(gòu)

應用高效氣液離心泵的潛油電泵機組從上至下依次為離心泵、高效氣液離心泵、高效分離器、保護器、電機的順序連接，安裝過程與常規(guī)機組相同。

電泵加高效氣液離心泵井下結(jié)構(gòu)示意圖第六頁，共三十五頁，2022年，8月28日4.應用范圍：

高效氣液離心泵除了適用于高油氣比油井有效地采油，還可用于電潛泵排水采氣：1）復活水淹氣井。利用電潛泵排量大的特點，對具有一定能量但自身復活困難的水淹氣井進行強排，短時間內(nèi)拉開井底壓差，使氣井恢復生產(chǎn)。2）氣藏排水。按照氣藏工程方案，在水淹區(qū)和氣藏邊部用電潛泵排水，控制地層水向頂部推進，阻止邊底水干擾氣井生產(chǎn)，從而達到延緩氣藏的綜合遞減，提高有水氣藏的最終采收率。3）單井排水采氣。在氣水井，電潛泵必須連續(xù)運轉(zhuǎn)，油管出水，套管產(chǎn)氣，一旦停泵，氣水不出。特別適合那些產(chǎn)水量大（100m3/d以上）、揚程高（1000m以上）、氣水同產(chǎn)井，實現(xiàn)邊排水邊采氣的目的。高效氣液離心泵第七頁，共三十五頁，2022年，8月28日5.現(xiàn)場應用：截止到目前高效氣液離心泵在勝利油田海洋采油廠和冀東南堡油田共推廣應用23井次，除去措施提機，實際運轉(zhuǎn)17口井（海洋采油廠有兩口井試油成功還未正式投產(chǎn)）。從應用情況看生產(chǎn)氣液比為：82-1040，最長運轉(zhuǎn)天數(shù)465天，現(xiàn)場應用情況良好；同時利用電泵配套高效氣液離心泵在大慶汪9-12井成功實施氣井排水采氣工藝，恢復氣井正常生產(chǎn)。高效氣液離心泵第八頁，共三十五頁，2022年，8月28日序號采油廠井號開機日期運轉(zhuǎn)天數(shù)氣液比1海洋KD481B-507.9.14392822海洋KD481B-707.9.143921343海洋KD481A-607.9.143922374海洋KD481A-707.9.143924285海洋KD481B-407.9.1439210406海洋KD47-1C08.2.6試油成功，未正式投產(chǎn)6557海洋KD4708.7.26770典型油井情況列表5.現(xiàn)場應用：高效氣液離心泵第九頁，共三十五頁，2022年，8月28日一、簡介針對油井深度大、低滲透率、低液面的油井，我們進行了超深井電泵機組的設(shè)計開發(fā)，使?jié)撚碗姳脫P程可以達到4000m-5500m。有效解決了抽油機井抽油桿偏磨及抽油機泵掛深度受限問題。超深井潛油電泵機組第十頁，共三十五頁，2022年，8月28日超深井潛油電泵機組二、技術(shù)難點潛油電泵應用于超深井采油需解決的主要問題有：1、機組連接強度、泵軸的強度和殼體耐壓強度問題。2、機組耐高溫問題；3、潛油電機啟動問題；4、軸向載荷大，保護器承載能力不足；

三、優(yōu)化設(shè)計基本原則在目前電泵系統(tǒng)應用技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上對電機的起動性能、保護器的承載能力、離心泵的強度和泵軸最大功率等方面進行改進，使?jié)撚碗姳脻M足超深油井中運行的可靠性和穩(wěn)定性。第十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日四、 規(guī)格型號1.揚程范圍：<5500m2.適用套管：≥7”3.離心泵排量范圍：20m3∕d—100m3∕d4.保護器：沉降式、膠囊式第十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日五、SLP超深井電泵機組特點1、系列規(guī)范化，品種多樣化，可根據(jù)采油廠需要的揚程合理地配置成適用的揚程。2、對低透、低產(chǎn)能油田難動用儲量的開采適用性強，代替抽油機加深泵掛深抽。配合油田“控水穩(wěn)油”的低含水開采，具有良好的適用性。3、運轉(zhuǎn)性能好。電泵機組適用于斜井以上井段和套管變形的油井能有效解決抽油機井抽油桿偏磨問題。4、節(jié)電效果好，具有比抽油機更明顯的節(jié)電優(yōu)勢。5、適應范圍廣?？筛鶕?jù)采油廠的油井含砂、結(jié)垢、腐蝕嚴重的油井上使用防砂耐磨、防垢、防腐等類型的電泵機組。超深井潛油電泵機組第十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日四、現(xiàn)場應用

目前新研制的高揚程加強型潛油電泵機組分別在勝利、遼河、青海等油田投入了現(xiàn)場應用。截至至2009年底，已有300余套機組下井,運轉(zhuǎn)時間最長已超過3年。

超深井潛油電泵機組第十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日一、潛油電泵機組結(jié)垢的危害結(jié)垢的危害主要表現(xiàn)為以下幾個方面:1)降低電機在環(huán)空中的散熱；2)堵塞分離器和離心泵的流道，造成油井產(chǎn)量下降；3)阻止軸等旋轉(zhuǎn)部件的運動，使軸功率增大，最終導致電機燒毀。結(jié)垢現(xiàn)象導致電泵效率降低、檢泵周期縮短，甚至損壞電泵，嚴重影響著電泵井的生產(chǎn)。潛油電泵防垢技術(shù)第十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日二、防垢措施目前應用于潛油電泵系統(tǒng)中較成熟的防垢技術(shù)主要有以下幾種：1.表面處理防垢2.化學防垢潛油電泵防垢技術(shù)第十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.表面處理防垢1.1概述：表面處理技術(shù)是在不改變基體材料成分，不削弱基體材料強度的條件下，通過某些物理手段或化學手段，賦予材料表面特殊的性能，從而達到防垢手段。1.2我公司產(chǎn)品采用熱噴涂高分子復合材料防垢涂層達到防垢的目的。在潛油電泵系統(tǒng)與井液接觸的內(nèi)外表面，以及離心泵導葉輪流道表面涂鍍一層防垢涂層。該防垢涂層的一個最大的優(yōu)點就在于它的防酸、堿、鹵素、氧化劑等化學藥品的特性，同時具有不粘結(jié)、低摩擦、耐高溫、抗腐蝕的特性。通過防垢涂層隔離井液與金屬表面直接接觸，使礦物質(zhì)不能在葉導輪表面形成垢層，從而起到防垢的作用。1.3技術(shù)條件:適用最大礦化度30000mg/l。潛油電泵防垢技術(shù)第十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日1.4現(xiàn)場應用情況：公司從2006年3月份開始在純梁、東辛等采油廠推廣使用防垢泵，到目前為止已推廣幾十口井，機組防垢效果明顯。純梁采油廠的56、47斷塊從2006年3月份開始推廣使用防垢泵后，防垢效果極為明顯，目前有2口井在正常運轉(zhuǎn)。其中，LLC47-20井到目前為止已運轉(zhuǎn)810天。潛油電泵防垢技術(shù)常規(guī)潛油電泵在56-P2井運轉(zhuǎn)12天后的拆檢照片防垢電泵在56-23井運轉(zhuǎn)439天后的拆檢照片第十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.化學防垢化學防垢是通過向生產(chǎn)井內(nèi)加注化學防垢劑來解決油井結(jié)垢問題，其加藥系統(tǒng)主要有以下兩個方案：方案1：將加注化學試劑管（3/8〃），穿越井口懸掛器，下入電泵機組泵掛深度處（見右圖）。通過化學試劑管向井液中加注阻垢劑和稀鹽酸，以解決油井結(jié)垢問題。方案2：不改變常規(guī)工藝，對現(xiàn)有扁型電纜的結(jié)構(gòu)不做更改，僅在鎧裝工序時，將電纜和加注化學試劑管一起進行鎧裝。試劑管潛油電泵防垢技術(shù)第十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日同井采水注水就是利用特殊設(shè)計的倒置式電泵機組在同一口井內(nèi)，將水源層的水采出增壓后再注入到目的注入層，對目的注入層進行能量的補充。整個系統(tǒng)主要由：井下丟手封隔器管柱、電泵增壓注水管柱和地面供電控制部分組成。由Y441丟手封隔器與插入密封裝置配合構(gòu)成井下丟手封隔器管柱，實現(xiàn)采水層和目標注入層之間的封隔；由倒置潛油電泵機組、插入密封裝置、Y441丟手封隔器、注水閥組成增壓注水管柱；地面控制部分主要由變頻控制柜和變壓器組成。根據(jù)生產(chǎn)需要，該工藝可實現(xiàn)同井內(nèi)不同層位間的采上注下或采下注上的兩種采注工藝。技術(shù)特點：1.懸掛于注水井筒內(nèi)，使用中無噪音、無泄漏；2.井口無需建泵房，無需打口袋井，施工費用低；3.可用于常壓和增壓注水，尤其適用于邊遠地區(qū)高壓欠注層的二次增壓注水。倒置電泵同井采注水工藝第二十頁，共三十五頁，2022年，8月28日工作原理

系統(tǒng)工作時，地面動力由動力電纜傳遞給潛油電機，啟動倒置潛油電泵機組上部的電機，電機高速旋轉(zhuǎn)，并通過相互連接的軸將動力傳遞給下部的離心泵，帶動離心泵高速轉(zhuǎn)動。水源層的水經(jīng)過采水管柱的繞絲篩管過濾后，由倒置保護器和離心泵之間的吸入口，被倒置泵吸入泵內(nèi)，經(jīng)逐級增壓后，由泵下部的的排出口排到封隔器以下的環(huán)空中，再注入目標注水層。以達到補充地層能量，提高周圍油井產(chǎn)量的目的。皮碗封隔器井下管柱示意圖

采上注下倒置電泵機組(防砂結(jié)構(gòu))

采水層Y441封隔器倒置電泵電纜正向球座注入層倒置保護器電機插管人工井底泵吸入口丟手接頭篩管過濾器電機補償器流量計測量處出水口絲堵第二十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日Y441封隔器

人工井底注入層

倒置電泵防砂管絲堵電纜正向球座采水層倒置保護器電機電機補償器

插管篩管泵排出口丟手接頭油管井下管柱示意圖

采下注上倒置電泵機組(防砂結(jié)構(gòu))工作原理

系統(tǒng)工作時，地面動力由動力電纜傳遞給潛油電機，帶動離心泵高速轉(zhuǎn)動。同井中的位置在下部的出水層的水經(jīng)過采水管柱的繞絲篩管過濾后，經(jīng)由倒置電泵下部的插管被倒置泵吸入泵內(nèi)，經(jīng)逐級增壓后，由倒置保護器和離心泵之間的排出口排到封隔器以上的環(huán)空中，再注入目標注水層。以達到對周圍相同層位的采油井進行平面調(diào)整，實現(xiàn)控水、穩(wěn)油，提高該斷塊油井產(chǎn)能的目的。第二十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日

技術(shù)特點

1)管柱結(jié)構(gòu)上采取單向采水的結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成密閉防砂采水管柱，避免水源層出砂對電泵的磨損和注入層的堵塞；杜絕地層返吐出砂和電泵倒轉(zhuǎn)。2)封隔器處采用插入密封方式實現(xiàn)注、采水管柱連接，有利于后期作業(yè)管柱遇卡時對管柱進行分段處理。多組合的O型氟膠插管密封組，可減緩密封段的腐蝕與結(jié)垢速度，提高密封耐壓性能和工作壽命。3)采用Y441封隔器錨定丟手防砂采水管柱和電泵平衡注水管柱，減少管柱蠕動引起封隔器及插管密封失效程度，提高了工作壓力和工作壽命。

技術(shù)參數(shù)

倒置潛油電泵機組主要應用于油田注水領(lǐng)域，其設(shè)計的技術(shù)指標是根據(jù)滿足油田注水的需求而制定的，如下所示：1）工作壓差（MPa）：≤30MPa；2）排量:20—200m3/d（可變頻調(diào)節(jié)）；3）適應套管：51/2″（φ139.7mm）、7″（φ178mm）；4）過電纜井口密封：≤35MPa。

倒置電泵同井采注水工藝第二十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日

選井要求：1)油層上部或下部有合適的水源層且供水充分，與注入層水質(zhì)有較好的配伍性；2)注水層井口注入壓力≤30MPa；3)采注層間距≥25m；4)注水層吸水量大于20m3/d。所需數(shù)據(jù)：1)油井相關(guān)井史及地質(zhì)資料；2)注入層試注曲線，數(shù)據(jù)包括：注入層啟動壓力、地層理論破裂壓力、設(shè)計注入量下的注入壓力；3)水源層的抽汲試采數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括：水源層的采水量數(shù)據(jù)、水源層在滿足設(shè)計注入量情況下的流壓。倒置電泵同井采注水工藝第二十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日潛油電泵變頻器主要特點手動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速過電流、短路、過壓、欠壓、過熱保護。技術(shù)指標輸入：三相50Hz700～1140V，1250～2250V；允許波動：電壓+15%；輸出：頻率范圍2～65Hz；第二十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日潛油電泵變頻器型號電壓容量范圍變頻范圍QYBPK380380V30-150kW2~65HZQYBPK480480V30-150kW2~65HZQYBPK630630V30-150kW2~65HZQYBPK11401140V30-150kW2~65HZQYBPK17501750V30-150kW2~65HZQYBPK23002300V30-150kW2~65HZ第二十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日一、國內(nèi)外潛油電泵井下傳感器的現(xiàn)狀目前，美國斯倫貝謝（雷達）公司、美國GRC公司、英國A-WELL公司和英國ZENITH公司的井下傳感器在全球各油田都有應用，同時也代表了當今潛油電泵傳感器的先進技術(shù)，尤其是美國斯輪貝謝公司（REDA）擁有多年的研究和現(xiàn)場應用經(jīng)驗，產(chǎn)品幾乎遍及世界各地。國內(nèi)有多個廠家生產(chǎn)井下傳感器，與國外的先進技術(shù)相比，無論是技術(shù)性能還是使用壽命都有較大的差距，但是隨著近幾年的中國電子技術(shù)的發(fā)展，大量的航空航天級電子元件不斷涌現(xiàn)，從性價比方面，國產(chǎn)傳感器有逐漸能夠替代國外產(chǎn)品的趨勢。目前部分產(chǎn)品已成功打入國際市場，出口蘇丹、美國、委內(nèi)瑞拉等國家。此外，配有傳感器的電泵機組也正在我國的南海、新疆、渤海等油田開發(fā)中發(fā)揮巨大的作用。電泵井下傳感器第二十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日電泵井下傳感器二、井下傳感器工作原理

地面二次儀表用以提供動力來控制井下傳感器，將傳感器的信號轉(zhuǎn)換成溫度壓力數(shù)據(jù)，并將計算出的壓力溫度數(shù)據(jù)顯示在二次儀表或筆記本電腦上，或者暫時存儲這些原始數(shù)據(jù)，供以后下載；或在停電或關(guān)井情況下，將這些原始數(shù)據(jù)存儲備用。

第二十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日三、井下傳感器的功能特點1.根據(jù)檢測井下參數(shù)數(shù)量不同，可分為：①單壓力/單溫度；②雙壓力/雙溫度/雙振動/電流泄漏；③單壓力/雙溫度/雙振動/電流泄漏等。能夠檢測井下參數(shù)為：泵吸入口壓力和溫度、泵排出口壓力、電機繞組溫度、水平兩方向振動和機組電流泄漏等七個參數(shù)。2.能夠與多數(shù)潛油電泵兼容。3.通訊和電源通過潛油電泵動力電纜。4.當電泵停機后傳感器能夠保持連續(xù)工作。5.井下傳感器內(nèi)置校準功能。6.系統(tǒng)絕緣測量電壓可達5KV。7.可以隨時顯示、儲存并可與數(shù)據(jù)遙測遙控系統(tǒng)接口。電泵井下傳感器第二十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日電泵井下傳感器四、勝利泵業(yè)公司井下傳感器推廣和應用

以下是勝利泵業(yè)公司在印度尼西亞和阿曼、委內(nèi)瑞拉油田對井下傳感器推廣和應用情況。在印度西亞蘇門達臘海上油田選用GRC公司的兩參數(shù)傳感器。壓力、溫度信號經(jīng)井下傳感器和電纜傳遞到地面，通過地面儀表處理后，再經(jīng)過RTU與遙測系統(tǒng)SCADA連接，將信號發(fā)送給控制中心主機。這種傳感器在此油田使用大約近100套。特點：現(xiàn)場安裝簡單，使用可靠，維護工作量少。在阿曼北部油田有四口油井使用了A-WELL公司產(chǎn)品，傳感器能夠檢測井下七個參數(shù)，可以同時支持兩種方式數(shù)據(jù)的錄取，即：閃存記憶卡方式和SCADA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方式。這四口井的井下傳感器均運轉(zhuǎn)了2半年以上。同時我公司在委內(nèi)瑞拉東部稠油開采區(qū)塊應用五參數(shù)井下傳感器60余套，運轉(zhuǎn)時間最長達到三年以上。近兩年，在勝利油田、遼河油田、華北冀東油田先后推廣應用了勝利泵業(yè)的井下傳感器約30多臺，平均運轉(zhuǎn)壽命18個月。第三十頁，共三十五頁，2022年，8月28日潛油電動螺桿泵潛油電動螺桿泵作為一種無桿采油設(shè)備繼承了地面驅(qū)動螺桿泵的優(yōu)點并從從根本上排除了地面驅(qū)動螺桿泵在稠油開采中的抽油桿斷脫、桿管偏磨和在深井、斜井中使用受到限制的問題，而且也克服了潛油電動離心泵輸送粘油效率低的缺陷。潛油電動螺桿泵是稠油開采的極具發(fā)展?jié)摿Φ牟捎驮O(shè)備。整套潛油電動螺桿泵采油