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 近幾年來，隨著國內(nèi)老油田不斷開發(fā)，深井、定向井、水平井?dāng)?shù)量增加，難動用儲量區(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)帶來了較多問題，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)象時有發(fā)生，而潛油泵采油系統(tǒng)由于沒有抽油桿不存在桿管偏磨問題，其中螺桿泵是一種容積式泵，石油開采過程中不會出現(xiàn)砂卡、結(jié)垢、氣鎖等現(xiàn)象，因此潛油泵采油系統(tǒng)將逐漸成為油田開發(fā)的主要裝備之一。潛油電機是潛油泵系統(tǒng)的動力機，是保障機組正常運轉(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組及至電泵井的質(zhì)量和使用壽命，同時也影響到原油產(chǎn)量及各項采油成本。

永磁電機特別是稀土永磁電機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于石油開發(fā)行業(yè)。它與傳統(tǒng)潛油電機相比，具有電機效率高、功率因數(shù)率、系統(tǒng)效率高、故障率低等優(yōu)點。應(yīng)用永磁潛油電機，可以有效改善潛油電機性能，提高潛油泵采油系統(tǒng)效率。目前，永磁潛油電機主要有驅(qū)動離心泵用的調(diào)速潛油永磁同步電機和驅(qū)動螺桿泵用的低速潛油永磁同步電機兩種，起動方式有變頻起動和工頻起動兩種。
 
潛油永磁同步電機驅(qū)動潛油泵系統(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）。潛油永磁同步電機直接驅(qū)動離心泵或螺桿泵，因此對應(yīng)開發(fā)的潛油永磁同步電機有高速（磁極數(shù)少）和低速（磁極數(shù)多）兩種，潛油永磁同步電機置于井下機組的底端，依次與保護器、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。工作時，由地面控制柜控制潛油永磁同步電機，對其進行無級調(diào)速，使其以需要的轉(zhuǎn)速運行，直接驅(qū)動離心泵或螺桿泵進行采油。這種直驅(qū)采油模式（特別是直驅(qū)螺桿泵）無需抽油桿和機械減速裝置，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)簡單，安裝維護方便，工作安全可靠等優(yōu)點。
 
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，一直高含水生產(chǎn)，經(jīng)濟效益較差等存在的問題。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)的游梁式抽油機裝置采油工藝，結(jié)合該井靜態(tài)資料、動態(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，以達到提液增油的目的。

同時，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，為保障電潛泵長效高效提液，決定實施換繞高充防砂措施。施工過程中，緊盯現(xiàn)場不放松，重點做好繞絲高充、下電泵的跟蹤指導(dǎo)，確保各道工序達到設(shè)計要求。在實施換繞高充下電潛泵后效果顯著，該井開井當(dāng)日即見油，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)成本高等問題，為了最大限度挖掘剩余油，提高油藏經(jīng)營水平，采油廠技術(shù)人員進行調(diào)查研究后，提出采用潛油永磁潛油泵系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的游梁式抽油機裝置采油工藝的技術(shù)方案，于2020年11月上旬對孤東GO6-22-454井實施補孔測壓地填下繞循環(huán)充填下永磁電潛泵后開井，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)場試驗應(yīng)用實踐證明，傳統(tǒng)電潛泵電機均為三相鼠籠異步電機，一直存在耗電量大的問題，制約了效益的進一步提升，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，進一步降低單井電耗，具有了明顯的節(jié)電效果，實現(xiàn)機采系統(tǒng)節(jié)能降耗。

 現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，永磁電潛泵電機作為一種新型節(jié)能電機產(chǎn)品，它由高性能永磁材料設(shè)計的永磁同步電機，與三相鼠籠異步電機相比，具有功率因素高，溫升低，效率高，損耗少，長度短、通過性好，且運行平穩(wěn)，對保護器及泵的振動影響較小，節(jié)能效果好等優(yōu)點。同時，該潛油永磁潛油泵系統(tǒng)配套采用變頻啟動，便于控制液量，方便根據(jù)單井供液情況進行調(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，單井每天可節(jié)電1000千瓦時，節(jié)能挖潛效果顯著。

結(jié)束語

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)上新開發(fā)的一種高效節(jié)能新產(chǎn)品，它的開發(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發(fā)生產(chǎn)，提高舉升效能，有效提升生產(chǎn)效益，實現(xiàn)油井機采系統(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。