對能源依賴性的逐漸提高,是石油數量減少的主要原因?,F代社會由于開采的油田,大部分環境惡劣,同時也具有一定的開采難度,提高電潛泵采油工藝,開發油田采油新技術,成為維持石油開采與正常使用的有效途徑。
1電潛泵(EPS)采油工藝
電潛泵采油工藝是現代采油技術進步的主要標志,電潛泵最早于1928 年投入使用,但受到環境與技術的限制,電潛泵的發展無法受到重視,長期以來,電潛泵一直處于低端電氣設備的行列,電潛泵所能夠應用的范圍也少之又少。而在20 世紀70 年代,電潛泵技術再一次重新被人所熟知,并長期應用于采油方面,經過不斷地改進,在近十年的發展歷程中,電潛泵技術已趨于成熟,自動化技術與半智能化技術的研發設計成為電潛泵發展的主要方向,技術的不斷革新,使電潛泵采油成為成本最低、效益最好的采油設備,強化并提升電潛泵采油工藝,成為當代電潛泵發展的必然趨勢。
電潛泵主要是利用離心分離的方式,進行深井采油工作,電動機與離心泵需要同時進入采油井,通過升降設備的控制,使電潛泵的位置得以固定。變壓器是控制電潛泵工作的主要控制設備,利用增強或減弱電纜內的電壓壓強,對電潛泵的離心旋轉進行調整。電潛泵之所以能夠在諸多的采油設備中脫穎而出,得益于其簡單的構造與較高的工作效率。由于構造相對簡單,在出現故障時便于修理,相關的設備配件價格也相對低廉,同時維修速度快,對采油影響相對較小。
在工作效率方面,電潛泵排量較大,穩定性好,與傳統的桿式泵相比,產量可提升兩倍以上,進一步提升了采油企業的經濟利潤與收入。在高含水率與海上油田中,電潛泵也具有良好的采油效果,因而適用性強,這也是電潛泵的優勢所在。
2國內外電潛泵發展動態
目前,電潛泵的技術日趨完善,世界上主要的電潛泵生產國家是:中、美、俄三國,年生產總量達世界生產的總量的86% 以上。
其中,技術方面,以美國的電潛泵生產研發制造技術最為成熟。在自動化與智能化領域,美國始終處于世界頂端。而俄羅斯則主要注重質量,在20世紀末期,俄羅斯通過與英國的貿易合作,達成了電潛泵技術的引進,使俄羅斯的電潛泵技術在原有的基礎上得到進一步強化,在可靠性方面,俄羅斯始終占有有利地位。中國雖然在電潛泵方面起步較晚,但經過30 余年的探索與發展,電潛泵生產制造技術在成本方面,已在市場中牢牢占據了有利位置,由于價格相對合理,使我國電潛泵的年出口總數已遠超大多數發達國家,當下,我國的大型電潛泵生產企業已具有一定規模,并在市場銷售方面形成了有利的良性循環,對未來我國電潛泵的發展奠定了堅實的基礎。
3新型電潛泵技術的研究與發展
3.1變頻驅動電潛泵
美國Reda 和Centrilift 公司推出了新改進的變頻驅動裝置。Reda 公司的新變頻裝置的輸出電壓和頻率由微處理機監控和調整,系統有診斷和關井保護性能。該系統的故障記憶裝置、地面故障保護裝置、高速限制裝置等一些組件已經標準化。Centrilifl 公司新改進的變頻控制器安裝了數字顯示器,便于讀數和使用。并增加了電流不平衡探測回路,使系統具有更可靠的探測和關閉能力。
3.2節能隔膜電潛泵
節能技術是現代所提倡的新型科技環保技術,節能隔膜電潛泵成為首批電潛泵節能技術的先驅。俄羅斯是首個利用節能技術開發電潛泵的國家。俄羅斯伊熱夫斯克電動機械廠生產的UEDN5 型隔膜電潛泵主要用于低產能的油田與油井,該電潛泵具有低排量高功率的特點,由于低產量油井相對開采成本較高,巨大的能源消耗給成本節省帶來了壓力,采用節能隔膜電潛泵使采油成本在一定程度上有所下降。
3.3高容積氣體分離器電潛泵
高容積氣體分離器的研發目的,是在較大程度上提升電潛泵的采油量,但早期的高容積氣體分離器的設計并未引起有效的重視,前期的電潛泵受到技術的限制,采用高壓強大功率設計,高容積氣體分離器在該種類的電潛泵中,不僅顯得更加笨重,同時與電潛泵間也產生諸多的不兼容情況。后期為改善該情況,Centrilift 公司經過長期的研究,對高容積氣體分離器進行了進一步的改善。主要設計方案是以高流速下節流的方式,使電潛泵與高容積氣體分離器之間的兼容性有所提高,在體積方面也有所優化,至此,高容積氣體分離器得以廣泛應用,電潛泵技術的不斷革新與優化,使電潛泵的功率控制得到優化,在一定程度上也成為高容積氣體分離器被大范圍推廣使用的主要原因。
3.4代替桿式泵的電潛泵
WOODGROUP 公司發展了一種新型的、代替桿式泵的、小容積電潛泵系列。這一新型的電潛泵具有更高泵效、更寬大的葉片設計、更可靠的止推環面積和更小的操作范圍。對于井筒偏差或者井眼太深而用常規桿式泵不能長時間運轉的開采,這種新型小體積泵是一個不錯的選擇。目前,這一階段已經實現了在每天80 桶到280 桶小范圍的操作。此外,這種新的電潛泵操作費用上已經可以和現在的桿式泵競爭。
3.5電潛泵井下監測工具
Centfilih 公司于2004 年推出,為電潛泵專門設計的井下監測系統——GCSCentinel,這是用于電潛泵最優化服務的一項重要工具。標準監測設備提供泵入口壓力、入口溫度和舉升溫度的數據,并同時提供系統診斷。這種數顯的數據傳輸系統可以減少傳統類似的數據傳輸系統會出現的數據沖突和記錄錯誤信息,甚至丟失井下數據的情況。Centfilih 公司將繼續增加檢測工具.擴展系統監測和生產控制的能力。
3.6電潛泵優化服務
電潛泵的優化服務,最早由Centfilih 公司推出并使用。在電潛泵的智能電子系統中,加入為優化服務而設計的執行軟件,SCADA 是保障該軟件穩定運行的主要電子系統,通過對現場情況及設備運行情況進行判斷。該軟件可依照程序,對井下的生產進行準確的測量,并對測量信息進行反饋與記錄,使電潛泵能夠在穩定的情況下運行,同時對電潛泵的異常情況,該軟件也可及時做出判斷與回應。利用數據庫中的信息,對電潛泵設備進行自行修理,不僅有效提高了生產效率,也在一定程度上節約了生產成本。
4結語
近年來,雖然我國電潛泵在諸多方面的發展速度不斷加快,但自主研發設計,仍然是電潛泵生產企業面臨的主要問題,與發達國家相比,我國的電潛泵設計研究,始終無法占有較大優勢,在質量與技術方面,我國發展相對較為成熟,上海油田的開發,其中一半以上的電潛泵是國產設備,采油效果較好,與國外發達國家的電潛泵相比,毫不遜色,隨著電潛泵技術的提升,電潛泵采油工藝,也將隨之不斷邁向新的高峰。
版權聲明|來源:《中國石油和化工標準與質量》,作者:孫瑋宏,版權歸原作者所有。
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