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永磁電潛泵助力稠油開(kāi)發(fā)提掖增效

時(shí)間:2021-04-19 14:56 來(lái)源: 作者:朱真民 勝利油田


 近幾年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)老油田不斷開(kāi)發(fā),深井、定向井、水平井?dāng)?shù)量增加,難動(dòng)用儲(chǔ)量區(qū)塊及高粘稠油井、高含砂、含臘、含氣原油井的數(shù)量逐年增多,給有桿泵采油系統(tǒng)帶來(lái)了較多問(wèn)題,如在深井、定向井、水平井中桿管偏磨更加嚴(yán)重,在高粘稠油井中造成抽油桿下行困難、斷脫等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,而潛油泵采油系統(tǒng)由于沒(méi)有抽油桿不存在桿管偏磨問(wèn)題,其中螺桿泵是一種容積式泵,石油開(kāi)采過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)砂卡、結(jié)垢、氣鎖等現(xiàn)象,因此潛油泵采油系統(tǒng)將逐漸成為油田開(kāi)發(fā)的主要裝備之一。潛油電機(jī)是潛油泵系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī),是保障機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,也是主要的能耗設(shè)備之一,其性能直接影響潛油泵機(jī)組及至電泵井的質(zhì)量和使用壽命,同時(shí)也影響到原油產(chǎn)量及各項(xiàng)采油成本。

永磁電機(jī)特別是稀土永磁電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、電機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)發(fā)行業(yè)。它與傳統(tǒng)潛油電機(jī)相比,具有電機(jī)效率高、功率因數(shù)率、系統(tǒng)效率高、故障率低等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用永磁潛油電機(jī),可以有效改善潛油電機(jī)性能,提高潛油泵采油系統(tǒng)效率。目前,永磁潛油電機(jī)主要有驅(qū)動(dòng)離心泵用的調(diào)速潛油永磁同步電機(jī)和驅(qū)動(dòng)螺桿泵用的低速潛油永磁同步電機(jī)兩種,起動(dòng)方式有變頻起動(dòng)和工頻起動(dòng)兩種。
 
潛油永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)潛油泵系統(tǒng)
 
離心泵、螺桿泵的結(jié)構(gòu)形式和工作原理決定了其工作轉(zhuǎn)速,離心泵需要在高轉(zhuǎn)速下工作(約3000r/min),而螺桿泵在低轉(zhuǎn)速下工作(一般在0-500r/min)。潛油永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)離心泵或螺桿泵,因此對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)的潛油永磁同步電機(jī)有高速(磁極數(shù)少)和低速(磁極數(shù)多)兩種,潛油永磁同步電機(jī)置于井下機(jī)組的底端,依次與保護(hù)器、連接器、潛油泵自下而上同軸連接,電纜將電流輸送給潛油泵電機(jī)。工作時(shí),由地面控制柜控制潛油永磁同步電機(jī),對(duì)其進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速,使其以需要的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,直接驅(qū)動(dòng)離心泵或螺桿泵進(jìn)行采油。這種直驅(qū)采油模式(特別是直驅(qū)螺桿泵)無(wú)需抽油桿和機(jī)械減速裝置,提高了系統(tǒng)效率,降低了能耗,節(jié)約了成本,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)方便,工作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
 
潛油永磁潛油泵系統(tǒng)應(yīng)用

2020年,勝利油田孤東采油廠先后引進(jìn)應(yīng)用潛油永磁潛油泵系統(tǒng),并在紅柳油田和孤東油田推廣應(yīng)用潛油永磁潛油泵系統(tǒng)10口井,并取得了良好的提液增效應(yīng)用效果。

針對(duì)墾東HLKD52N36井生產(chǎn)層NGS43+4,邊底水活躍,屬于一線井,地層供液能力強(qiáng),一直高含水生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益較差等存在的問(wèn)題。采油廠技術(shù)人員提出采用潛油永磁潛油泵系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)裝置采油工藝,結(jié)合該井靜態(tài)資料、動(dòng)態(tài)資料及同層井的生產(chǎn)狀況,決定在該井大膽應(yīng)用電潛泵提液技術(shù),電潛泵能夠放大油井生產(chǎn)壓差,大幅提高油井產(chǎn)液量,以達(dá)到提液增油的目的。

同時(shí),考慮紅柳墾東館陶組稠油單元HLKD52N36井10年未防砂及地層虧空情況,為保障電潛泵長(zhǎng)效高效提液,決定實(shí)施換繞高充防砂措施。施工過(guò)程中,緊盯現(xiàn)場(chǎng)不放松,重點(diǎn)做好繞絲高充、下電泵的跟蹤指導(dǎo),確保各道工序達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在實(shí)施換繞高充下電潛泵后效果顯著,該井開(kāi)井當(dāng)日即見(jiàn)油,平均日增液336.6方,日增油5.1噸,提液增油效果顯著。
針對(duì)高含水井孤東GO6-22-454井產(chǎn)油量低(日產(chǎn)油僅1.6噸)、油井采出液含水高、油井效率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題,為了最大限度挖掘剩余油,提高油藏經(jīng)營(yíng)水平,采油廠技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)查研究后,提出采用潛油永磁潛油泵系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)裝置采油工藝的技術(shù)方案,于2020年11月上旬對(duì)孤東GO6-22-454井實(shí)施補(bǔ)孔測(cè)壓地填下繞循環(huán)充填下永磁電潛泵后開(kāi)井,截止目前,日產(chǎn)液277立方米,日產(chǎn)油15.5噸,日增油14.9噸,提液增油效果顯著。
 
節(jié)能挖潛效果顯著
 
潛油永磁潛油泵系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用實(shí)踐證明,傳統(tǒng)電潛泵電機(jī)均為三相鼠籠異步電機(jī),一直存在耗電量大的問(wèn)題,制約了效益的進(jìn)一步提升,而應(yīng)用永磁電潛泵系統(tǒng)不僅可以提升油井產(chǎn)液量,提高油井日產(chǎn)量,而且可以提升油井系統(tǒng)效率,進(jìn)一步降低單井電耗,具有了明顯的節(jié)電效果,實(shí)現(xiàn)機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能降耗。

 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,永磁電潛泵電機(jī)作為一種新型節(jié)能電機(jī)產(chǎn)品,它由高性能永磁材料設(shè)計(jì)的永磁同步電機(jī),與三相鼠籠異步電機(jī)相比,具有功率因素高,溫升低,效率高,損耗少,長(zhǎng)度短、通過(guò)性好,且運(yùn)行平穩(wěn),對(duì)保護(hù)器及泵的振動(dòng)影響較小,節(jié)能效果好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),該潛油永磁潛油泵系統(tǒng)配套采用變頻啟動(dòng),便于控制液量,方便根據(jù)單井供液情況進(jìn)行調(diào)頻控制,可有效避免常規(guī)電潛泵依靠油嘴控制液量現(xiàn)象發(fā)生。從目前應(yīng)用情況來(lái)看,同等條件下,永磁電潛泵與常規(guī)電潛泵相比百米噸液耗電降低50%~60%,目前采油廠使用電泵排量大都在300至400立方米之間,按照平均單井每天耗電2000千瓦時(shí),單井每天可節(jié)電1000千瓦時(shí),節(jié)能挖潛效果顯著。

結(jié)束語(yǔ)

潛油永磁潛油泵系統(tǒng)是在傳統(tǒng)潛油泵采油系統(tǒng)基礎(chǔ)上新開(kāi)發(fā)的一種高效節(jié)能新產(chǎn)品,它的開(kāi)發(fā)應(yīng)用為深井、定向井、水平井,及高粘稠油井、高含砂、高含水、含臘、含氣原油井等低效井的高效開(kāi)發(fā)生產(chǎn),提高舉升效能,有效提升生產(chǎn)效益,實(shí)現(xiàn)油井機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能降耗,提供了一種新的利器,具有良好的推廣應(yīng)用前景。
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