【文章內(nèi)容簡介】 點附近工作，從而可以提高井下機(jī)組的使用壽命，延長油井的生產(chǎn)時率。其計算公式如下：式中：泵的輸入功率（即電機(jī)的輸出功率），KW； N泵出泵的輸出功率，KW； 電機(jī)的工作電壓，V； 電機(jī)的工作電流，A； 電機(jī)功率因素； 產(chǎn)出液相對密度； 油井總動壓頭，m； 油井日產(chǎn)液量，m3/d。 變頻調(diào)產(chǎn)時的排量、揚程、功率與頻率之間的關(guān)系 電潛泵是一種離心泵，其特性參數(shù)與泵的旋轉(zhuǎn)速度成正比。即與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，也就是：Q∝n、H∝nP∝n3（Q—泵排量；H—泵揚程； P—泵軸功率；n—電機(jī)轉(zhuǎn)速）。而電機(jī)的轉(zhuǎn)速又與電機(jī)的工作電源頻率f 成正比，亦即：Q∝f、 H∝fP∝f3。因此，可以通過改變電機(jī)電源頻率來實現(xiàn)油井調(diào)產(chǎn)。這是一種很好的調(diào)產(chǎn)方式：頻率改變后，泵仍處于最佳工作范圍內(nèi)運行，對泵的受力、機(jī)械部件和壽命影響很小，與油井產(chǎn)能匹配很好，適應(yīng)范圍特別廣，調(diào)產(chǎn)方便，不需要檢泵作業(yè)；電機(jī)的功率也隨頻率的三次方成正比地變化，放產(chǎn)時不需要更換大電機(jī)，縮產(chǎn)時電機(jī)消耗的功率也隨之減小，節(jié)能效果明顯。但是，變頻器是改變電源頻率的惟一設(shè)施，其費用目前較高，長期變頻生產(chǎn)影響變頻器使用壽命，因而不能普及，目前變頻器僅僅是在啟井時使用。第八章 電潛泵故障診斷與處理影響電潛泵故障的因素有地面電網(wǎng)、變壓器/變頻器、控制柜、電纜、電泵機(jī)組、管柱、液體性質(zhì)、地層等因素造成。它是通過控制柜上的工作電流來反映，通常以欠載、過載、高電流、低電流、電流波動等形式反映。主要有以下幾個方面。 電機(jī)及保護(hù)器故障診斷與處理電機(jī)損壞分電氣損壞、電機(jī)軸斷和機(jī)械磨損等情況?！?電氣損壞：通常是控制柜過載停機(jī)，電流曲線上的電流突然上升后又突然掉下來，三相對地絕緣電阻為零，直阻很不平衡，只能通過檢泵作業(yè)恢復(fù)生產(chǎn)?！?機(jī)械磨損：控制柜顯示過載停機(jī)，機(jī)組電氣性能良好，電流曲線顯示為電流逐漸上升，停機(jī)冷卻一段時間后又能重新開機(jī)生產(chǎn)運行較長時間，但每次的運行時間間隔逐漸縮短，可以等待適當(dāng)時機(jī)進(jìn)行檢泵作業(yè)。電機(jī)機(jī)械磨損實際上是軸承磨損，與泵、保護(hù)器的軸承磨損一致，很難區(qū)分開來?！?電機(jī)軸斷：通常表現(xiàn)為井口無產(chǎn)液，無油壓，運行電流低于電機(jī)空載電流，電流卡片不光滑，控制柜顯示欠載停機(jī)，機(jī)組電氣性能檢測時一切正常?！?保護(hù)器故障：通過電機(jī)表現(xiàn)出來的，當(dāng)其機(jī)械密封或膠囊失效后，電機(jī)油被井液置換，絕緣性能大幅度下降而引起電機(jī)燒毀，需要檢泵作業(yè)才能恢復(fù)生產(chǎn)。推力軸承損壞現(xiàn)象與電機(jī)軸承損壞相似。 電纜故障診斷與排除當(dāng)電纜發(fā)生故障時，一般表現(xiàn)為地面控制柜過載停機(jī)，有時配電盤也跳閘， 電流曲線突然上升，與電機(jī)電氣損壞相似，進(jìn)行機(jī)組電氣性能檢測時，三相對地絕緣電阻為零，電阻平衡。電纜損壞常有兩種情況：一種是在井口或油管掛處損壞，表現(xiàn)為直阻不超過1Ω，一種是遠(yuǎn)離井口，直阻為2~3Ω（視井深而定），具體損壞處可以根據(jù)每米電纜的阻值進(jìn)行測算得出。對于在井口損壞情況，可以采取重新接纜來解決；如果在采油樹帽以下到幾根油管處，可以采取上提油管重新接纜來處理；如果損壞深度較深，則必須檢泵作業(yè)。 電泵故障診斷與處理在油田現(xiàn)場實際生產(chǎn)中，電泵故障主要是葉輪磨損、斷軸、竄軸、軸承磨損等現(xiàn)象?！?泵葉輪磨損：表現(xiàn)為產(chǎn)量和油壓逐漸降低，運行電流逐漸變小，電流曲線比較光滑，也可能出現(xiàn)欠載停機(jī)，進(jìn)行正擠憋壓時壓力很快升高。發(fā)生這種故障時可以繼續(xù)生產(chǎn)以等待作業(yè)換泵。這種故障發(fā)生在機(jī)組連續(xù)運行時間很長、油井輕微出砂或井液有腐蝕情況。● 泵軸斷：出現(xiàn)的幾率很小，往往是由于油特別稠或油井出砂嚴(yán)重，常發(fā)生在停機(jī)再啟動過程中啟動時扭矩特別大的情況下，表現(xiàn)為啟動電流特別大但很快又下降，不停泵關(guān)井憋不起壓力來，但正擠憋壓正常，生產(chǎn)時油壓低，產(chǎn)量達(dá)不到要求。對于突然出砂井也可能引起泵軸斷，表現(xiàn)為在運行過程中電流突然增大但又突然下降，油壓也突然下降，計量時產(chǎn)量下降特別多，油嘴有可能堵塞，憋泵試驗不正常，井口取樣化驗可能發(fā)現(xiàn)砂粒?！?電泵發(fā)生竄軸：表現(xiàn)為電流突然在大約1小時內(nèi)逐漸下降，油壓下降，井口可能無產(chǎn)液，也可能出現(xiàn)欠載停機(jī)，憋壓試驗一切正常。● 泵軸承磨損現(xiàn)象與電機(jī)軸承磨損相似。 井液引起的故障診斷與排除井液引起電泵故障可能發(fā)生在井液含有砂泥等機(jī)械雜質(zhì)井、電泵試油勘探井、新防砂完井及常規(guī)檢泵作業(yè)井，表現(xiàn)是運行電流高，有波動，當(dāng)超過過載設(shè)定值時發(fā)生過載停機(jī)故障，油嘴還有堵塞的可能。對于新防砂完井后就下電泵生產(chǎn)的井，可能是由于完井作業(yè)后充填砂未沖洗干凈所致。對于檢泵井，可能由于壓井泥漿未替干凈引起的?？梢圆扇∫韵麓胧┙鉀Q：1. 略為上調(diào)過載設(shè)定值；2. 停機(jī)進(jìn)行反沖洗；3. 調(diào)大油嘴，并經(jīng)?；顒佑妥?，防止油嘴堵塞。 套管氣引起的故障診斷與排除如果油井氣過多，可引起電泵欠載停機(jī)，在電流曲線上表現(xiàn)為一段特別光滑，一段較粗或有波動，計量時油氣比較平常要高，套壓也高。其原因是因套管氣排放不及時，逐漸聚集，引起套壓升高壓低了液面，游離套管氣進(jìn)入了泵內(nèi)?？梢酝ㄟ^放套管氣降低套壓升高液面來解決。要維持連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)，一是平時要勤放套管氣，二是在套管閥后安裝定壓放氣閥自動排放套管氣。 油井供液不足引起的故障診斷與排除油井供液不足時，引起油井液面很低接近泵吸入口，油套環(huán)空內(nèi)的氣進(jìn)入電泵內(nèi)導(dǎo)致欠載停泵。處理辦法有幾種：將套壓控制在很低水平，并調(diào)低欠載設(shè)定值。采用間歇生產(chǎn)，在等待液面恢復(fù)后再開泵生產(chǎn)，可以采取人工方式，也可以實行控制柜自動啟泵方式。在調(diào)低欠載設(shè)定值的同時，縮小油嘴。如果泵掛較淺，可以通過作業(yè)加深泵掛深度。檢泵作業(yè)更換與油井相匹配的小泵。對油層進(jìn)行酸化、壓裂、有機(jī)解堵等增產(chǎn)措施。有的井還可以打開未開采層位生產(chǎn)，以補(bǔ)充液源。特別說明的是，有個別平臺油井因嚴(yán)重供液不足，通過往油套環(huán)空內(nèi)補(bǔ)水源井水，雖然油井能生產(chǎn)運行，但抽出來的大部分是水，生產(chǎn)壓差反而減小，油層供液能力下降，因而該方法不可取。 管柱漏失判斷與處理當(dāng)管柱發(fā)生漏失時，會出現(xiàn)油壓下降，產(chǎn)量下降，對于新檢泵作業(yè)的井產(chǎn)量達(dá)不到檢泵作業(yè)前的產(chǎn)量，進(jìn)行憋泵和正擠憋壓試驗時，油壓起不來。對于帶有泄油閥管柱的井，往往是泄油銷被砸斷或沖蝕引起。發(fā)生這種情況時，只有檢泵作業(yè)才能恢復(fù)生產(chǎn)。對于“Y”管柱和帶測壓閥的井，可能是它們的堵塞器密封失效引起，可以通過更換堵塞器盤根來恢復(fù)生產(chǎn)。 機(jī)組匹配不合理引起的故障判斷與處理如果電泵機(jī)組匹配不合理，也可能引起故障，一種是“大馬拉小車”，一種是“小馬拉大車”?！按篑R拉小車”時，一般不會引起事故，但當(dāng)電機(jī)余量太大時，可能發(fā)生欠載?！靶●R拉大車”時，一般會出現(xiàn)運行電流高于額定電流，嚴(yán)重時會出現(xiàn)啟動困難或機(jī)組燒毀現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這些情況時，只能等待適當(dāng)時機(jī)進(jìn)行檢泵作業(yè)以更換合適的電泵機(jī)組。 電潛泵故障原因與排除方法對照表： 控制柜無電壓，電泵不工作原 因排除方法控制柜無電壓檢查電源系統(tǒng)保險、檢查變壓器和電源開關(guān)、檢查控制柜保險控制柜觸點松動或斷開檢查所有接線端子是否松動 控制柜保險燒斷或過載繼電器斷開原 因排除方法啟井時發(fā)生，一般是下井過程中電纜或電機(jī)損壞切斷電源，檢查電纜和電機(jī)三相直阻是否平衡，對地絕緣是否為零保險太小或過載電流設(shè)定值不合適檢查保險型號和規(guī)格，進(jìn)行相應(yīng)更換；或重新設(shè)定過載電流設(shè)定值或過載延時低電壓、高電壓、單相或電壓不平衡檢查電網(wǎng)電壓電流過高導(dǎo)致見電流過高原因描述 電泵欠載停機(jī)原 因確認(rèn)方法排除方法油井供液不足，抽空測動液面發(fā)現(xiàn)動液面很低；有可能套壓過高；油井氣液比高。套壓過高，放套管氣；環(huán)空補(bǔ)液后，調(diào)小油嘴；泵排量過大，作業(yè)換小泵；作業(yè)后加深泵掛；提高對應(yīng)水井的注水量；對油井進(jìn)行補(bǔ)孔、酸化或壓裂等措施。欠載電流設(shè)定值偏大適當(dāng)調(diào)小欠載電流或重新設(shè)定欠載延時值氣鎖或氣蝕測動液面發(fā)現(xiàn)動液面很低；有可能套壓過高；油井氣液比高。環(huán)空補(bǔ)液后，調(diào)小油嘴，若套壓過高，重新調(diào)低定壓放氣閥設(shè)定值；采用二級旋轉(zhuǎn)式分離器或增加泵沉沒度。電機(jī)軸、泵軸斷檢查直阻及絕緣正常；.運行比空載電流低；正擠管柱不漏失。采用質(zhì)量好的電泵機(jī)組 電泵過載停機(jī)原 因確認(rèn)方法排除方法保護(hù)器失效、電機(jī)散熱效果差、井溫過高導(dǎo)致電機(jī)燒電流突然升高，過載停機(jī)；測試絕緣為零，三相直阻很大且不平衡。檢查保護(hù)器是否進(jìn)水，若是更換質(zhì)量好的保護(hù)器；檢查電機(jī)油是否變黑，若是須注入質(zhì)量好的電機(jī)油；采用導(dǎo)流罩或采用大尺寸電機(jī)；選用高溫度等級的電機(jī)。不正確啟動導(dǎo)致電機(jī)燒欠載停機(jī)后再啟動出現(xiàn)過載弄清欠載過載停機(jī)原因，一般是供液不足導(dǎo)致電機(jī)散熱效果不佳，性能降低，因此需要更換小排量泵、加深泵掛、加電機(jī)引流罩或選用高溫度等級的電機(jī)。電機(jī)/保護(hù)器/泵軸承磨損或抱死檢查直阻及絕緣正常；電流卡片上電流逐漸升高；停機(jī)冷卻一段時間后又能運行較長時間，但周期越來越短。采用質(zhì)量好的電泵機(jī)組電纜/電纜頭損壞電流突然升高，過載停機(jī)；無絕緣，直阻平衡。更換性能好的電纜或電纜頭。機(jī)械雜質(zhì)或油井出砂電氣性能良好；地面取樣化驗有機(jī)雜、砂或泥漿等洗井；油層防砂。泵掛狗腿太大電氣性能良好；核實泵掛狗腿度。檢泵作業(yè)上提或下放到合理狗腿度的地方抽汲液體太稠電氣性能良好；含水低，油稠。適當(dāng)調(diào)大過載設(shè)定值；環(huán)空補(bǔ)水源井水；更換新的機(jī)組。泵排量過小電氣性能正常；適當(dāng)調(diào)大過載設(shè)定值；更換大排量電泵。過載電流設(shè)定值偏小適當(dāng)調(diào)大過載電流或重新設(shè)定過載延時值 電泵工作電流偏低原 因確認(rèn)方法排除方法油井供液不足測動液面發(fā)現(xiàn)動液面低；有可能套壓過高。套壓過高，放套管氣；調(diào)小油嘴；提高對應(yīng)水井注水量。泵排量過大調(diào)小油嘴；下次檢泵作業(yè)時更換小排量泵泵反轉(zhuǎn)與作業(yè)前相比，產(chǎn)液量較低重新確認(rèn)轉(zhuǎn)向，調(diào)整電機(jī)相序。油管結(jié)蠟產(chǎn)液量較低，油壓低熱洗修井液較臟、井液較稠、蠟質(zhì)成分高引起油嘴堵塞產(chǎn)液量較低，油壓高多活動油嘴油管滲漏產(chǎn)液量較低，油壓低； 正擠憋壓起壓慢檢泵作業(yè)更換油管泄油銷斷或Y堵密封不嚴(yán)產(chǎn)液量較低，油壓低； 正擠憋壓起壓慢檢泵作業(yè)更換泄油銷或Y堵塞器重新座封泵吸入口堵塞產(chǎn)液量較低，油壓低熱洗除去蠟質(zhì)或其它雜質(zhì)氣體影響產(chǎn)液量低，氣多，氣液比高套壓高，放套管氣泵葉輪、導(dǎo)殼流道結(jié)垢或雜物堵塞產(chǎn)液量較低檢泵作業(yè)更換新泵 電泵工作電流偏高原 因確認(rèn)方法排除方法電機(jī)/保護(hù)器/泵軸承磨損檢查直阻及絕緣正常；電流卡片上電流偏高。采用質(zhì)量好的電泵機(jī)組泵排量過小電氣性能正常；運行電流偏高檢泵作業(yè)更換大排量電泵。泵掛狗腿太大電氣性能良好；核實泵掛狗腿度。檢泵作業(yè)上提或下放到合理狗腿度的地方抽汲液體太稠電氣性能良好；含水低，油稠。環(huán)空補(bǔ)水源井水。機(jī)械雜質(zhì)或油井出砂電氣性能良好；地面取樣化驗有機(jī)雜、砂或泥漿等；運行電流呈周期性波動。洗井；油層防砂。油井含水上升電流偏高，化驗含水上升采取堵水措施 電泵工作電流波動原 因確認(rèn)方法排除方法套管氣引起電流不穩(wěn)