潜油电泵防气技术方案.doc

潜油电泵防气技术方案油井应用潜油电泵生产以后，对于饱和压力较高的油田，其井底流动压力普遍低于饱和压力。这样，原油在井底甚至在地层内就大量脱气，井液中的游离气体体积大大增加，从而造成进入潜油泵的气体体积也大大增加，严重影响了潜油电泵的工作特性。为了消除气体对潜油电泵工作特性的影响，提高潜油泵的工作效率，在潜油电泵的应用中，可以采用以下防气工艺技术。 一、旋转式油气分离器 对于含气量较高的油井，如果泵吸入口气液比低于30，可使用旋转式油气分离器进行气体分离，消除气体影响。但是，由于旋转式分离器的分离效率经试验室中试验，只能达到90左右，在现场实际应用中由于各种因素的影响，其分离效率一般只能达到7080。所以，对于高含气井其分离效率将会更低。这样，经分离后的井液中将还有2030的气体进入潜油泵。所以，在高含气油井中应用潜油电泵时，可考虑将两个旋转式分离器串联起来使用，将能够更大限度地提高分离器的分离效果，同时可适当提高分离器的适应范围，减小气体对潜油电泵工作特性的影响。 串联式双级分离器是由两节旋转式分离器经改造上节分离器下接头后，在油井上安装施工时相连接而组成的。其技术关键是对第二级分离器下接头重新进行设计。所以，在设计过中必须要满足以下要求：(1)对原分离器下接头的重新设计要求去掉其吸入口，使井液只能来自于第一级分离器的吸入口。(2)其设计尺寸要保证能够和第一级分离器上接头配合连接及轴串动量要求。(3)为了保证分离器在运转过程中轴不弯曲、不摆动，原设计在接头内装有扶正器。所以，为了保证泵抽汲液体的需要，其扶正器的设计尺寸要有足够的过流面积。双级串联式分离器的连接如图所示。在工作时，含有游离气体的井液经吸入口进入第一级分离器进行油气分离后，使大部分气体进入油套管环形空间。但是，由于含气量较大，经第一级分离器分离后，井液中仍然含有一定量的游离气体经上接头进入第二级分离器，将重复以上分离过程进行二次分离，使井液中的游离气体进一步减少。与第一级分离器相比较，第二级分离器进行油气分离有以下特点：(1)井液在进入第二级分离器之前，已经具有一定的压头和旋转速度(即第一级分离器所产生的压头和旋转速度)，从而减少了由于冲击所造成的机械损失。(2)井液进入第二级分离器时，由于经过第一级分离器的油气分离，使井液中的游离气体明显减少。(3)井液在经过第一级分离器时，较大的气泡已被分离器叶轮和分离转子破碎，更有利于第二级分离器进行油气分离。由于以上三种情况，改善了第二级分离器中井液的状态，使第二级分离器的分离效率有了一定的提高。同时，可适当提高适应泵吸入口气液比的范围。现场试验表明，在高含气井潜油电泵的应用中，使用双级分离器比单级分离器提高分离效率1020，泵吸入口气液比可放大到40。二、套管放气阀 潜油电泵在运行过程中，由于分离器的作用，游离气体被分离出来进入油套管环形空间，这样势必使套压逐渐增加。如果井口不进行放气，将会压迫液面下降，从而减小泵吸入口沉没度，严重的甚至会使液面接近泵吸入口，导致分离器分离出来的气体重新进入分离器。因此，在潜油电泵井口安装套管放气阀，适当放套管气，使气体进入输油管线，可进一步减小气体对潜油电泵工作特性的影响。 套管放气阀是安装在潜油电泵井口的一种控制套管压力的自动放气装置，用它来控制合理的泵吸入口沉没压力，既能达到消除气体影响，提高泵效的目的，又能使放出的气体得到回收，并不对空气造成污染。套管放气阀主要由活塞、弹簧、阀体、球、球座、截止阀和三通等部件所组成，其结构如图所示。套管放气阀以套管压力为动力，当套压足以克服钢球上弹簧的压力时，钢球将离开球座上移，套管内的气体就会从钢球和球座之间的间隙流出，沿管线进入输油管线，从而达到自动放气的目的。套管放气阀的控制压力，可以根据油井实际生产情况，在保证潜油电泵井正常生产条件下，利用截止阀进行调节，但所调节的压力值必须大于或等于油井回压，否则套管放气阀不能打开。当套管压力高于所调节的压力值时，套管放气阀自动打开放气，当套管压力低于此压力时，套管放气阀自动关闭，以达到合理放气的目的。 三、潜油电泵井套管压力的确定 在潜油电泵井的实际生产过程中，如果泵吸入口沉没度过高，分离出来的气体还未来得及上升到液面，就有可能有重新被泵吸入，同时也不利于充分发挥油井的生产潜力；如果泵吸入口沉没度过低，由于套管中有相当一段泡沫段，而泡沫段中混有大量的气体，这样将造成气体大量进泵，使潜油电泵抽油效果变差。在潜油电泵井生产过程中，一旦泵型确定，泵吸入口压力基本上是一定的。确定合理套管压力要与潜油电泵的优化选泵设计结合起来。所以，在潜油电泵选择优化设计的基础上，泵吸入口压力就可以用套管压力来进行控制。 通过对各种潜油电泵井的生产数据进行统计、分析和试验，确定在出不同条件下，潜油电泵井的合理沉没度(曲线或经验公式)。由于在进行潜油电泵的选择设计时，已经确定了泵吸入口压力，所以油井套管压力可以由下式进行计算。式中 套管压力，； 泵吸入口压力； 泵吸入口沉没度折算压力； 井液平均相对密度； 泵吸入口沉没度，。 当确定出合理的油井套管压力后，在潜油电泵井的生产过程中，就可以将套管放气阀调节到所计算的压力值进行控制放气