[01853127]特高含水期潜油电泵举升系统延寿技术及工业化应用

随着油田的不断开发,国内外很多油田总体上已进入特高含水开发阶段。潜油电泵因具有排量扬程范围大、功率大、适应性强、检泵周期长、管理方便及经济效益显著的特点,在特高含水开发阶段成为油田稳产增产的主要举升方式,通过该举升方式油井能够保持较高的采油速度。然而在特高含水开发阶段,高含水、高含砂、高矿化度井数逐渐增多,井筒状况不断复杂化,套损、套漏井持续发生,导致潜油电泵井的运行寿命急剧下降,作业费用年年攀升,经济效益逐年变差,严重制约了潜油电泵高效举升工艺技术的应用。 针对上述难题,本项目开展了潜油电泵特高含水期潜油电泵高效采油关键技术及应用的课题研究。主要从潜油电泵失效机理研究入手,以故障树的分析方法对潜油电泵失效因素进行分类分析,查找影响潜油电泵运行寿命的主要因素,并针对各个因素形成系列配套技术。目前该项技术已在矿场大规模工业化应用,社会经济效益显著。主要理论和技术创新成果有： 1、建立了潜油电泵机组失效分析模型,分析指出环境影响、含砂量过大、泵振动过大、泵壳（电机壳）穿孔是潜油电泵机组故障失效的主要因素。揭示了大排量电泵井潜油电机冲蚀腐蚀机理,阐明了振动、含砂量、腐蚀等多种复杂环境对潜油电泵机组失效的影响规律。发明了电潜泵挡砂器和旋流除砂器,创新性地研制了系列小直径、大功率潜油电机,电机最大外径107mm,最高耐温180℃,单节最大功率55kW,有效解决了高含水工况下潜油电机的冲蚀。 2、发明了井下泵轴向力自动平衡装置,可以平衡掉89％～94％的轴向力,比采用浮动叶轮法、平衡孔法等装置的平衡效果好;采用新型叶导轮、高承载止推轴承和优化的级间轴承扶正结构,研制了新型潜油电泵;率先将振动测速方法运用到潜油电泵机组诊断领域,最大转速误差不超过1转/分,测速精度等级高达0.1级,开发了潜油电泵偏磨故障诊断系统,使含砂量5‰以下潜油电泵井的平均检泵周期由450天提高到800天。 3、建立了可钻式油层封堵工艺方法,复杂作业工序频率由贴堵前的1.21降至贴堵后的0.55,扩大了电泵机组在套损、套漏井中的应用。发明了并联式胶囊保护器,完善了大斜度井潜油电泵机组应用技术。研制了旋流除砂器、高效耐冲蚀分离器、防刺损单流阀,优化了螺栓组的预紧力矩,形成了防电泵机组落井配套技术。 该成果实现了特高含水期潜油电泵系统延寿系列技术的原始创新和集成创新。获授权国家发明专利3项、实用新型专利7项、计算机软件著作权4项,并申请国家发明专利1项;发表论文16篇;形成企业技术标准2项。 研究成果在胜利油田分公司胜利采油厂应用1500井次,近三年减少作业255井次,节省作业费用8925万元,减少作业影响产量5100吨。同时,在GE石油天然气公司/SPI石油公司、LUK俄罗斯卢克国际石油公司、ONGC印度石油天然气公司等公司的油田也得到广泛应用,社会经济效益显著,推广应用前景广阔。