浅谈电潜泵采油工艺及采油技术的发展

浅谈电潜泵采油工艺及采油技术的发展

摘要：本文主要介绍了电潜泵采油工艺和采油技术，并说明了国内外电潜泵的发展情况，明确了新型电潜泵的发展趋势，着重阐述了电潜泵采油工艺中所出现的新技术和新工艺。

关键词：电潜泵、石油、采油、新进展

石油是我国能源行业极为重要的一部分，其对于我国经济发展的重要性已经被人们深刻的认识到，受到了广泛的关注。电潜泵采油工艺以其优越的性能、良好的效率及较高的自动化程度，受到了广泛的关注与应用。

一、电潜泵采油工艺和采油技术概况

电潜泵（ESP）的全称为电动潜油离心泵（Electrical submersible pump，简称为电潜泵）电潜泵是通过电动机以及多级的离心泵进入到采油井的石油液面下进行抽油的举升设备。

电动潜油离心泵作为石油工业中的一种举升设备，主要作用在于能够将电动机和多级离心泵置入油井中的液面下实施抽油工作。潜油泵工作的基本原理是地面的电源在经过电压器的转换、控制屏，在通过电缆，为井下电机传输电能。井下电机再驱动多级离心泵的叶轮持续旋转，从而把电能转变为机械能，即能够把井液抬升至地面。

由于电潜泵具有较为显著的优势，如设备结构简单、操作方便、工作效率较高，使用电潜泵的油井产液量超过传统杆式泵的2倍，且为全自动化装置，在非自喷高产井、高含水井和海上油田均有不同范围的应用，是时候开采中后期强采的有效途径之一，能够保障油井产量的稳定、高效，并提高经济效益。

二、国内外电潜泵发展状况

电潜泵采油技术发展中，各国的发展水平都不一致，美国是电潜泵采油技术水平最高的国家，而前苏联则是产量最大的国家，大约有56%的石油产量来自于电潜泵。国外的电潜泵呈现出大排量、大功率以及较高的可靠性和较高的耐高温和高压的发展趋势。同时也向着自动化、智能化以及遥控检测的方向发展，从而有效提高了电潜泵的适用范围和适用的时间，从而有效降低了生产的成本。上世纪90年代，我国从美国引进了电潜泵整机以及散件等设备，并在各大油田实现了推广，具有良好的使用效果，为各大油田的中期和后期的开采创造了良好的技术环境。某油田电潜泵采油井占据了机械采油井总数大约10%，而井液的产出量占据总体产液量的30%左右，成为了油田保证石油产量和石油质量的主要方式之一。经过一段时间的发展，我国也已经出现了十余家电潜泵的生产企业，电潜泵的产品批量出口到了俄罗斯。随着相关技术的发展，电潜泵的采油技术也随之不断更新和发展。

三、电潜泵采油技术的进展

随着石油工业的发展和科学技术的不断更新进步，石油行业的技术科研人员对于电潜泵的研究逐步深入，且现代新型的材料大量涌现、施工工艺也不断被应用于实践中，电潜泵的技术也在不断完善及进步。

（1）高容积气体分离器电潜泵。高容积气体分离器电潜泵的基本原理是将气体进行分离，而达到提高电潜泵采油量的目的。其中新型的分离器能够提高液体从分离器进入泵的整体流动速度，相较于传统的电潜泵分离器，其分离的效率更高，效果也更为明显。美国的Centrilift公司推出了GasMster，高容积井下气体分离器，用于实现气体的分离从而有效提高了电潜泵的石油采出量。新的分离器的设计有效提高了经过分离器到电潜泵的总体速度，同时相对与标准的电潜泵气体分析器而言具有更好的气体分离的效率。这种气体分离器可按照不通的需求进行个性化的定制，从而满足不同程度的磨损级别，适应特殊的油井开采环境。

（2）代替杆式泵的电潜泵。代替杆式泵的电潜泵是现代较为新型的小容积电潜泵，其主要特点在于叶片的设计更为宽大，并具有泵效极高、操作范围小且止推环面积的可靠性更高等优点。WOOD GROUP公司研究出了一种新式的，能代替杆式泵的小容积的电潜泵技术，这种新型的电潜泵的效率更高，其叶片设计也更为宽大，同时具有更为可靠的止推环的面积以及更小的操作范围，对于井筒偏差或者井眼过深的状况，采用常规的杆式泵无法长时间运转开采，由此采用体积较小的新型的电潜泵。

（3）耐H2S的电潜泵。电潜泵在使用时，会出现硫化氢气体穿透弹性材料及密封而深入机电内部，对电机造成先期损害的问题，因此在进行耐硫化氢电潜泵设计时，其泵及密封腔室及电机部分均使用了对于硫化氢耐受性较高的材料。ODI公司通过研制开发出了能使用在高H2S采油井的电潜泵。使用专门的密封腔式波纹管阻挡H2S的渗透，这种密封室装设有两个弹性材料的腔室以及一个吸收H2S气体的净化腔室。通过密封室的波纹管渗入的H2S气体将被净化器吸收，由此进入电机的H2S总量明显减少，在一定程度上防止了H2S对电机的侵蚀，由此提高了电机的使用寿命。

（4）节能隔膜电潜泵。俄罗斯伊热夫斯克电动机械厂通过研究，研制出了用于低产石油井的UEDN5型隔膜电潜泵，这种研制出来的电潜泵具有其中型号，所有型号的电潜泵装置都具有同样的规格。隔膜电潜泵用于低排量以及高效率泵的开发，同时还具有电潜泵无抽油杆的特征。俄罗斯石油公司通过是低产井中使用隔膜电潜泵，得到了较好的使用效果。

（5）变频驱动电潜泵。该类电潜泵主要的先进性表现在其拥有经过改进的变频驱动装置。新变频装置的输出电压及频率均可以利用微处理机进行严密的检测，发现异常情况，可以及时调整，实现性能诊断及关井保护作用。美国Reda 以及Centrilift公司提出了对变频驱动装置改善的方式，Reda公司所设计的新变频装置，其输出的电压以及频率通过微处理机进行调整和监控，相应的变频装置

和系统具有关井保护以及高速限制等标准化的组件，而Centrilifi公司则通过改进新的变频器实现了数字显示器的安装和使用，从而便于数据的读取和数据的使用，同时通过增加电流的不平衡探测回路，从而提高了系统的探测性能和关闭的能力。

结束语

新技术与新工艺不仅提高了电潜泵的使用范围，同时也有效延长了电潜泵的使用时间和寿命，在很大程度上降低了油井开采的举升成本，电潜泵的采油技术实现了持续的完善和提高。

参考文献：

[1]周吉弟等，潜油电动离心泵采油[M]，北京：石油工业出版社，1992.

[2]何百平等，潜油电潜泵采油技术译文集[M]，北京：石油工业出版社，1993.