石油课堂 | 潜油电泵井的管理及故障分析

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潜油电泵井的管理

一、电泵井的投产管理

电泵井的投产主要把握下列重点:

1、正确连接系统设备;

2、合理调整各项参数;

3、确定合理的油压、套压和工作制度。

电泵井的开机投产操作规程

1、地面设备启动前的检查

检查变压器、控制屏(变频器)、接线盒等整个地面电器系统,接线准确无误,保证人身安全。

(1)调整变压器输出中压,应等于电机额定电压与井下电缆压降之和的1—1.1倍。

(2)调整控制屏(变频器)内控制电压,一般为220V±15V。

(3)按电机额定电流的1.2倍和电机额定电流的0.8倍,整定控制屏的过欠载保护值。

(4)检查无误后,进行控制屏(变频器)空载试车。试车时,检查人工启动、停车, 欠载启动、停车等状态下各元件的动作情况,显示均要正确无误。

(5)检查井口装置及地面流程是否处于生产状态。

2、井下机组检查及开机准备

(1)测量井下机组、电缆的对地绝缘电阻不小于100MΩ,用万用表测量三相直流电阻,作为连接情况的判断参考。(特殊情况必须分析原因后方可开机)。

(2)利用井口流程或泵车给井下注满井液或清水。

(3)检查调整电流记录仪,装好电流卡片(注意填写日期、时间等)

3、启动电泵与调测

(1)启动运转正常时,关闭出口闸门憋压。

(2)启动后,检测运行电流,并以此值校准电流保护值。

(3)启动后重新判断电泵转向及电泵井是否正常。

根据井口出液时间、压力显表示值、运行电流变化、计量站量油或井口出油管放空情况以及憋压情况判断。正常情况:憋压压力迅速上升并稳定于一定值;运行电流近于电机额定电流值;连续出液时间长;出液量近于额定排量;

(4)电泵运转正常后,按运行电流的0.8倍整定欠载保护值但不能小于电机空载电流。

4、资料录取

电泵运转正常后,根据规定,填写所需施工作业单及交接表等表格。

电泵井开机参数调整一般规定

变频控制柜参数设定表

在变频器运行时,只可以查看和修改Pr04、Pr05、Pr07、Pr09四个参数。

二、潜油电泵井管理规定

潜油电泵井的一般规定

1、生产监督及操作人员负责油井的管理,包括井场设备的正常维护保养,正常的开、关井,资料录取等工作。

2、电泵操作人员应经过电泵专业知识的培训,并持有作业区核发的《电泵现场操作证》 ,持证上岗。

3、控制房内应张贴《电泵机组参数表》和《油井管柱示意图》,包括机组名称、规格、排量、扬程、额定电压、额定电流、泵挂深度、过、欠载保护值、油嘴、变压器档位及其输出电压等项内容。

4、控制屏、接线盒、变压器等处均应设立《高压危险》警示标志。

5、对重点井、非正常生产井、危险井应由油田电泵管理部门制订特殊有效的护理措施,交由平台电泵井管理人员实施。

6、原则上电泵井套压应排放为零,需要时应安装限压阀或用油嘴控制,套压值设计合理。

7、电泵井原则上不使用化学清蜡,热洗清蜡时温度不得超过70℃。

8、电泵生产井采取连续生产工作制度。

9、由电泵管理部门建立《电泵井档案》并负责管理。

潜油电泵井巡回检查制度

1、采油工对正常生产井至少应每4小时巡回检查一次,对重点井、非正常生产井、危险井加密为至少2小时检查一次,发现问题必须及时报告。

2、巡徊检查的内容:

a、外观检查:变压器、接线盒、控制屏、井口流程、采油树有无异常。

b、变压器运行声音是否正常。

c、各仪器仪表是否完好,电压、电流、控制电压有无变化,电流卡片曲线有无异常。

d、油压、套压、回压、出油温度、出油声音是否正常 。

3、填写电流卡片。

潜油电泵井电流卡片管理规定

1、电流卡片应与记录仪相配套,定期更换笔尖,以保证曲线清晰。

2、电流卡片的更换:新投产电泵井15日内和已投产的重点井、非正常生产井、危险井每日一张,运行正常井每星期一张,由采油工定期更换。

3、由采油工每4小时填写一次电流卡片,内容包括:井号、日期、时间、实际运行电压、电流、控制电压、填写人姓名等。对停井线段必须注明原因。

4、电流记录卡片由采油小队负责收集,每天送交平台电泵管理人员分析后存档,发现问题及时向上级部门反馈信息,并提出处理措施。

三、潜油电泵井开、关井有关规定

1、电泵井发生欠载停机,应在查明原因并妥善处理前提下,允许采油工自启一次,其操作执行《电泵井投产的有关规定》。具体规定为:

a、供液不足欠停,应待液面恢复后启机,时间最短不得低于4小时。禁止下调欠载电流值强制机组运行。

b、气锁欠停,应制订排放套管气措施,套压放至为零后启机。

c、断轴欠停,自启失败后交由电泵管理人员处理。

2、电泵井发生过载停机,应及时上报上级管理部门,由电泵管理人员处理后,按规定启机:

a、电网波动过停,应在电网电压稳定后启机。

b、砂卡、异物卡、高稠油井过停,应在解卡后启机。禁止强行启动振动解卡,以免烧毁机组。

c、单相过停,测三相直流电阻不平衡时,不可再次启机。

油井需要关井时:

普通控制屏:应先按停止按钮,确认停止运行后再断开手动、自动开关,最后拉下电源总闸。

变频控制器:应先按住停止按钮1秒来停止运行,确认停止后,最后拉下电源开关柜总闸。

注意:严禁带负荷拉总闸。

油井需要开井时:

已对井下机组进行了测量,符合开井条件。

对故障进行了排除。

对控制系统的参数进行了复查或者重新整定。

倒好井口生产流程,无误。

开井时:按照关井的反程序进行。

(普通控制屏)应先合电源总闸送电,再旋转手动、自动开关至手动或自动位置,最后按启动按钮开机。

(变频器)应先合电源开关柜总闸送电,后按变频器启动按钮开机。

油井在开、关井过程中,不建议调整相序,必须时,应作好标记。

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潜油电泵井常见故障原因分析及处理

一、潜油电泵井常见故障原因及处理
在潜油电泵井生产运转过程中,总是不可避免出现这样或者那样的故障,使潜油电泵机组不能正常工作,影响其抽油效果和设备的运行寿命。为了保证潜油电泵设备能够够长期地正常运转,少出故障,就应该经常对潜油电泵设备进行维护和保养,并且在出现故障的情况下,能够尽快地予以处理,使其投入正常运行,以提高潜油电泵井的运行时效,取得更好地经济效益。这就要求潜油电泵井管理人员必须准确地判断所出现的故障,及时进行处理。
故障诊断的一般程序
如果电泵故障停机按如下顺序检查:
a、查看控制柜LED显示的错误代码,分析电流卡片;
b、确认电源是否关闭
c、检查控制箱保险、变压器或线路保险是否良好,接线连接处有无松动、脱离或触点脏;
d、检查电泵的三相直流电阻和绝缘电阻,绝缘电阻值不低于2兆欧;
e、在无负载情况下检查地面电压是否正常。
如果上述各项检查结果全部正常或已找出问题并已修复,试起动机组一次。
如果仍不正常,则说明井下设备故障,再次仔细检查地面设备是否有故障、确认地面设备无问题,而问题在井下部分,并且经排除无效时,方可下令起井提电泵,避免不必要损失。
频繁启动机组对离心泵的影响
每启动电泵一次,井下电机上会施加电机额定电流2.5—8倍的冲击电流,
几秒钟后电机才已2900转/分全速运行。电机距泵体约25米,在电机扭矩突然
增大时,对泵的机械冲击损害较大、从而容易造成泵轴断。
频繁启动机组对电机的影响
电机内腔通过保护器与井液相连通,每启停机组一次,保护器就完
成一次呼吸过程。频繁启停机组就会造成保护器失效,而使井液进入电机、破
坏电机绝缘。
每停一次泵,就要在电泵供电系统中(如电机电缆头及井口电缆)产生放电反冲击,这种高压放电对电机及电器设备破坏性很大。
电压波动对机组的影响
电压高可能出现以下现象:
产生极大的扭矩,扭断泵轴及花键。
转速高于正常转速。
排量增大。
温升降低。
电压低可能出现以下现象:
扭矩减小,电机运转困难,启动周期延长。
转速低于正常转速。
效率减小,产量下降。
温度增加,绝缘容易老化。
电压不平衡对电泵的影响
三相电机电压不平衡时,电机温升加快,功率降低。不平衡电压对电机的转
矩起逆序作用,使电机产生一个相反方向的转矩,叫磁滞作用,降低电机的转速。
出现大面积停电,停井,首先是供电线路电压恢复平稳后,恢复电泵井时,先启绝缘高的井,再启绝缘低的井,最后恢复危险井。
面对恶劣天气,首先是安全,绝缘手套,绝缘雨靴,穿戴齐全;观察供电线路及控制柜是否正常,通过检测一切正常后,恢复启井。
二、潜油电泵井运行电流卡片的分析
潜油电泵运行电流卡片是管理人员管理潜油电泵井、分析井下潜油电泵机组工作状态的主要依据。它可以直接反映出潜油电泵运行是否正常,甚至发生极细微的故障及异常情况,运行电流卡片都可以显示出来。电流记录卡所记录电流的变化与电机工作电流的变化呈直线关系,因此可以认为电流卡片记录的电流的变化情况就是电机运行状况的变化,也可以直接反映潜油电泵的运行情况。它像一个内科医生的心电图,它是潜油电机的“心跳”记录。适当、及时、准确的分析电流卡片可以提供有价值的信息,在出现机组失效之前及时发现或改正小的故障。
在此,对12种具有代表意义的运行电流卡片进行分析,解释和故障检修的方法以及如何防止潜油电泵机组出现故障。根据这些图表内的偏差,提出可能发生的原因。
1、正常运行的电流卡片
在潜油电泵机组正常运转的条件下,电流记录仪能画出一条光滑对称的曲线,其电流值等于或接近电机的额定电流值。这说明潜油电泵的选择和设计是合理的,设计功率和实际功率基本相符。
潜油电泵在实际的运转下会产生一条类似的曲线,该曲线记录的电流值略高或低于电机额定电流值,但只要该曲线是光滑和对称的,波动范围在规定之内,则该机组运行也属于正常。
2、泵发生气锁时的电流卡片
潜油电泵在运行过程中如果产生气体,造成泵气锁而抽空。电流卡片分为四段,即A,B,C,D。
A段表示泵启动。此时,井内的环行空间中的液面很高,因此,由于所需动压头降低,产量和电流比正常值稍有增加。
B段表示液面接近于设计值时的正常工作曲线。
C段表示液面降到设计值以下时电流值的降低情况和气体开始在泵的吸入口逸出时电流值的波动情况。
D段表示由于液面的不断下降,最后接近泵吸入口,气体进入泵内,由于气体的干扰,使电机负荷发生波动,导致电流波动,最后由于发生气锁使机组欠载停机。
可以解决的方案:
1) 可以解决的办法是将泵加大下井深度,从而泵的压力增加和气体被压缩便可以解决气锁。
2) 可以控制产量直到建立稳定的液面。但应注意产量不要降低到使泵或电机受到损坏的程度。
3) 采用最少的循环次数,对流体最大采出量设计一个有停泵循环编程的系统。该泵在下一次更换时重新确定规格。
3、泵抽空时的电流卡片
该电流卡片表明潜油电泵由于抽空而自动停机,然后又自动启动,又因同一原因又一次停机。电流卡片分为四段,即A,B,C,D:
1)对A、B、C三段曲线分析,与气锁情况相同,但该井内无游离气体,也无明显波动,电流是平稳的。
2)在D段中,液面接近泵吸入口,这时产液量和电流值同时下降,最后达到欠载整定植而自动停机。经过一个预先调定延时时间后,机组自动启动。可能的原因和可采取的措施:
1)这是因为泵选择的过大,解决的办法与气锁的方法一样。
2)油井自身特性的改变,也就是油井地层状况(举升液面压力减小,渗透率,井液特性等等)。根据油井的实际产能选择合适排量的泵。
3)泵或许磨损了。检查液面选择合适规格的泵。
4、泵抽空不合理启动的电流卡片
此电流卡片表示潜油电泵在运行过程中因欠载而自动停机,经过一段之间后又重新启动,但没有成功。这说明在泵抽空后,油井内液面尚未恢复到足够的高度,因此机组没有启动起来。必须延长再启动时间。属于选泵设计不合理,泵排量大于实际产能。
可采取的措施:
1)根据油井数据(液面,压力等)重新选择排量小些的泵型号。
2)油井的地层状况改变(油井压力,渗透率,井液特性等等)。
5、频繁短周期运行的电流卡片
此电流卡片上电流与机组启动呈周期性波动。表明潜油电泵机组选择不合理,油井产能小于泵额定排量。当泵启动后,油井液面很快下降,电机负载变轻,运行电流降到欠载电流下而停机。经过一个延时再启动,循环次数较多。这种操作方式对潜油电机是极为有害的,应立即改正。
可能原因和采取的措施:
1)根据地层产能选择小排量的泵。
2)油管漏失。更换油管。
3)单流阀关闭或油管被堵住。如果油管被堵住或单流阀关闭,将会出现排量减少,电流下降的现象,并伴随着压力增加。检查管柱。
6、泵含气井中运行的电流卡片
此电流卡片说明,潜油泵机组选择基本符合要求,但井中含气量较高,油气分离器不能将气体完全分离排出,导致较多气体进入泵内。电流波动是由于原油脱气进泵所引起的,这种情况将降低总的产液量。另外,这种情况可能由于泵内的液体被气体乳化所引起,其中曲线的低值表示乳化液进入泵轮的瞬间,这种乳化液还不至于影响泵轮正常工作,只是降低泵效。
可采取的措施:
1)使用气体处理器或分离器加气体处理器。
2)使用破乳剂。
7、欠电流停机的电流卡片
此电流卡片表示当泵启动后,运行了一个很短的时间,然后因欠电流而停机。由于有自动启动装置,这一循环周而复始。
可能的原因:
1)由于液体密度过低或产量过少,电机不能加载到高于欠流调整值的条件下产生的,导致机组欠载停机。
2)泵轴断裂或花键套脱落引起电机空转电流(低于电流调整值)和停机。
3)由于延时再启动或欠载保护装置损坏所引起的。
可用措施:
1)重新选择合理泵型,进行更换。
2)起泵检查更换机组。
3)检查控制柜并维修。
8、欠载保护失灵的电流卡片
此电流卡片表示潜油电泵正常启动之后,电流逐渐下降,下降到接近电机空转电流,最后,经过一个空载周期后,突然电流过载而停泵。这说明由于某种原因使泵排量逐渐下降,导致运行电流下降,而欠载保护装置失灵,使电流一直降到接近电机的空载电流仍不停机,并在此电流下运转一段时间。由于泵空转,没有液体流经电机表面将电机所发的热量带走,使其温度不断升高,从而破坏电机、电缆的绝缘,最终导致电机或电缆烧毁停机。
9、正常过载停机的电流卡片
该电流卡片电流曲线分为A、B、C三段。A段表示电机在工作电流低于额定电流的情况下启动,随后电流逐渐恢复到额定值;B段表示机组在正常运行;C段表示随着时间的延长,电流逐渐升高,最后达到过载电流整定值,导致机组过载停机。在这一过载的原因消除以前,不得重新启动机组。
可能原因:
1)这种停泵的原因通常是由于液体密度增大(如重盐水),粘度、乳化液或出砂量增大。对液体进行采样分析
2)外壳泄露使钻井液或其它物质进入井筒,直至最后进入泵引起停泵 。通常,机组不能重新启动是由于工况不好使泵过载造成的。
10、泵在含有杂质的井液中运行的电流卡片
此种电流卡片表明了潜油电泵启动以后,短时间内工作不稳定,随后又在正常条件下继续工作。这种情况是由于清洗油井时的铁锈屑、漏砂、重泥浆或重盐压井液等松散泥砂杂物所致。该种情况虽不常见,但应尽量避免。最可能的原因是在洗井的过程中泵堵塞或卡死引起的。所需的泵功率是液体密度的多值函数。如果需要压井,则应采用能够控制井的尽可能轻和最清洁的压井液。确定压井所需的启动功率,应询问泵制造厂。制造厂能够确定现有电机的规格是否满足压井液的要求。
11、手动强制再启动的电流卡片
此卡片表明的是出现电源波动冲击之前相对正常的电流卡片。最后,泵由于过载而停机。试图手动再启动若干次均失败。这种重新启动的尝试会破坏设备。
可能的原因:
1)引起过载停机的原因可能是发生功率波动,例如雷击。也可能是接头或保险被烧坏,机组偏载运行引起的。如发生上述现象,应仔细检查发生故障的原因,并立即进行处理,不允许强制再启动,否则很容易烧毁设备.
2)也可能是由于电缆烧坏引起的。试图重新启动会损害电机或对电缆的损害增加.
12、负载波动的电流卡片
此卡片上的电流曲线表明负载变化不规则。泵因过载而终于停机,且不会再自动重新启动。在进行彻底检查并把问题解决之前,泵不得试图进行手动重新启动
可能的原因:
1)通常是由于液体性质(例如密度、粘度、体积等的变化)或地面压力变化而产生的。
2)这种性质的过载失效,某些典型的原因是泵卡堵、电机烧坏、电缆烧毁、熔断器(主熔断器/或副熔断器)烧断 。
3)有些是由于机组某部件的磨损引起的相似图案。检查产量,液面和油井的历史资料加以判断。
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