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作者简介：孔庆昊，男，1981年11月出生，工程师，从事海上原油生产运行工作。

摘要：潜油电泵机组作为一种重要的机械采油设备，在海上油田开发中得到了广泛的应用。因为地面管理、停井时间长、井下机组、地质因素及下井工具影响等因素产生各种常见运行故障。本文在分析常见故障原因的基础上，提出了故障排除方法，可为今后潜油电泵的技术管理提供有价值的参考。

关键词：海上油田 潜油电泵 常见故障原因分析 故障排除

0 引言

埕海油田利用海油陆采（人工井场+人工岛）方式，应用“井口槽+模块化钻机”实施产能钻探，各开发单元均采用斜井、大位移井或水平井开发与生产；注采工艺复杂，油井基本采用潜油电泵井举升。

1 潜油电泵机、泵配置现状

根据调查统计，机、泵配置存在配泵扬程、电机功率过大，其原因电泵机组进货品种单一，主要是电机功率、泵扬程没有形成系列化产品，无法优化机、泵配置；造成配泵扬程、电机功率选择过大。

潜油电泵优化配套应以系统效率作为整个系统优化设计的目标，因为系统效率直接反映着系统能耗的高低，另一方面它也是整个系统是否处于较佳工作状态的重要标志。系统效率的高低与油井的产能、潜油电泵的优化配置、管路阻力损失等工作特性直接相关。潜油电泵选井、选泵优化设计涉及许多因素，生产情况随井况的变化而变化，收集完整准确的生产数据、油井生产史及油藏数据并考虑将来的生产特性，对科学合理地选择潜油电泵机组至关重要。所以进行潜油电泵井优化设计的第一步是要取得可靠、完整生产数据。

2 潜油电泵井常见故障原因分析

2.1地面管理因素

（1）开停井次数过多，根据生产实践中的经验可以肯定发生在电系统的损坏是最主要的原因，电泵井的电机烧是最普遍的。频繁开机极大的影响了机组寿命，主要后果是加速了电机保护器的失效。每启动电泵一次，启机时的瞬间电流要高出额定电流的3-5倍，频繁启停机都对电机、电缆的绝缘性能造成损坏导致绝缘被击穿。开机后电机全速运行，电机扭矩突然增大时，对泵的机械冲击较大，在冲击扭矩作用下，极有可能使机组的泵轴或连接螺栓剪断，电机泵轴断造成不出液，电泵连接螺栓断使机组落井。

（2）停井时间长，开机时易过载停机

海上油田生产过程中，油井出砂，井液腐蚀而形成碎屑和结垢物。这些物质的比重相对油水要大，在电泵井正常生产，大排量举升液体时，杂物随井液排出井筒，但当电泵井停井时间较长时，单流阀上沉积大量杂物，由于比重大于油水，在开井瞬间，杂物落入离心泵内。停井后，离心泵导壳中也沉积部分砂粒和碎屑，上部油管结蜡油套环空也容易形成死油。在开井泵的砂卡、结垢使潜油电机载荷剧增，极易造成过载，运行电流偏高，最终导致电缆击穿或潜油电机温度升高、烧坏。

2.2井下机组因素

机组在多次重复使用一段时期后，机组电缆老化严重，没有合理更新（包括零部件）。修理过程中产生质检不规范，执行标准不细，执行不严。机组绝缘性就会相对较低，可靠性也相对变差。特别是在频繁开井时，由于开井时的瞬间电流是正常生产时的3-5倍，高电流对电器部分的绝缘性要求较高，因此容易造成电缆击穿、机组烧的事故发生。部分井井下条件日益恶劣，进一步缩短了机组电缆的使用寿命。

2.3地质因素

（1）地层出砂、结垢影响，电泵井的大排量生产，容易造成生产过程中地层出砂，井液中含砂量过多，直接导致泵卡停井，井液含砂量较少则对电泵机组的离心泵叶轮和导叶、泵壳造成磨损，与井液腐蚀共同导致叶轮磨损或泵体刺穿。井液含砂也会导致分离器壳体断裂，由于分离器叶轮驱动井液高速旋转，井液携砂导致分离器衬筒逐渐腐蚀穿，分离器衬筒腐蚀穿后，井液作用于分离器外壳，最后造成分离器断裂。而结垢可导致电动机载荷增大，温度升高、甚至烧毁。

（2）井液腐蚀的影响，随着油田开采程度的提高，据井口取样分析，出现腐蚀现象的电泵井平均矿化度达到了36345.58mg/L，化学腐蚀是十分严重的，特别是零件表面强化层局部磨损后，在化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用下，出现点蚀，使腐蚀速度进一步加快，将机组外壳或防倒块腐蚀失效而倒井。

（3）地层供液不足的影响，油井供液能力不足，生产过程中导致大量热量无法散失，造成电机烧毁。地层供液不足也会导致机组无液体冷却和泵的磨损加剧，造成产液量低。高温、高压的地质条件下，井下的液体和气体的腐蚀能力进一步增加，加剧了电缆绝缘层的腐蚀和老化，导致电缆绝缘材料损坏、失效。

2.4下井工具影响

主要表现在油管漏失及单流阀损坏，有丝扣损伤的油管下井由于生产压差的作用形成渗漏通道，由于水激作用使通道不断增大，最后导致油管漏，油管漏失电泵机组可以正常运行，但是泵不出液或者液量低，严重的油漏失，造成油管强度降低，造成机组落井的井下故障。单流阀在工作一段时间后，由于井液的冲刷及腐蚀，造成单流阀失效，单流阀失效后，停井时形成倒灌，导致结垢物和碎屑物堵死单流阀，或沉积在离心泵导壳中，开井时，造成电机过载或电缆击穿。另外，井下单流阀损坏给离心泵带来很大威胁，主要是停井后，干线中的液体倒流，造成产量损失，也导致电机高速反转损伤。

2.5电网电压波动

电网电压的瞬间波动，使井下电机工作电压不稳定，从而导致电机磁场遭到破坏，产生部分反向磁场，使电机正转矩降低、电机转速减少，导致离心泵泵效降低。另外，电泵机组长时间在井下运转，电缆和机组的绝缘性是随着时间的延长而降低的，绝缘性降低后，电网电压波动，会直接造成电缆击穿或者机组烧。

3 潜油电泵故障排除与运行优化

3.1严格选井选泵，确保油层、井筒和地面的协调

要进一步开展电泵井选井选泵技术研究，确定一套适潜油电泵井选井方法和原则，避免盲目选择下电泵的措施，提高下电泵措施的成功率。

3.2优化电泵井设计，有效减少各种功率损失

根据油井的生产参数，结合地层压力、井组注采对应状况，选择合适的油井产液量，确保电泵井的供液能力。同时，根据供液能力确定合理的电泵排量、泵挂深度，使电泵井的沉没度控制在300-500m以内，从而确保有效提高电泵井的系统效率。参照泵特性曲线，系统优化电泵的排量、扬程和电机功率，尽可能使电泵排量、扬程、效率等参数达到最佳匹配，使电泵在最佳经济区运行。

3.3优化设计

开展优化设计，以降低离心泵轴功率和电机功率、延长电泵井生产周期，优化离心泵扬程、沉没度，严格控制电泵井沉没度。通过与地质、注水结合，掌握地层能量变化，严格控制电泵井沉没度在400m，减轻沉没压力过大对电泵机组的影响。最终实现排量、扬程、效率达到最佳匹配，保障机组低耗电、长周期运行

3.4加强电泵井日常维护

（1）平时管理中减少停井次数和停井时间要求在线路改造和管线维修时，加强组织，尽量缩短电泵井的停井时间。停井时间在1-2小时以内的油井采取打回流的措施，减少停井次数。

（2）对过载停机、和故障停机时，不允许擅自开机，必须经过关技术人员查明原因后方可开机。

（3）对所有电泵井安装井口单流阀。防止停井时地面管线内的液体携带杂物倒灌，导致开井时过载停机。

（4）对井液含砂高于0.5‰的电泵井制定停井后洗井开井和定期洗井相结合的方法，减少井液含砂对电泵井正常生产和停井后开机的影响。

3.5 开展电泵机组系列优化配套技术研究

根据机组配套参数（主要是泵排量、扬程及电机功率）的统计分析结果，制定出一套适合的区块潜油电泵井生产的产品系列，为低效电泵治理提供产品保障。

4 结束语

潜油电泵井停井故障呈现多样性，没有固定的模式，要根据实际情况，加强电泵井生产参数的优化，延长检泵周期。要及时诊断运行故障，优化设计，加强日常维护方面，应减少停井次数和停井时间，延长电泵井的检泵周期。

参考文献