電動(dòng)潛油離心泵采油ppt課件

1、電動(dòng)潛油離心泵采油（1電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理（2電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)（3電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷3 電潛泵全稱(chēng)電動(dòng)潛油離心泵，簡(jiǎn)稱(chēng)電泵，它是將電動(dòng)機(jī)和泵一起下入油井內(nèi)液面以下進(jìn)行抽油的井下舉升設(shè)備。 泵是井下工作的多級(jí)離心泵，連同電機(jī)用油管一起下入井內(nèi)。 地面電源通過(guò)變壓器、控制屏和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電機(jī)，使電機(jī)帶動(dòng)多級(jí)離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，把油井中的井液舉升到地面。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電潛泵舉升技術(shù)發(fā)展很快，在油田生產(chǎn)中，特別是在高含水期供液能力高的油井大多采用電潛泵生產(chǎn)，電潛泵在非自噴高產(chǎn)井或高含水井的舉升技術(shù)中起著重要的作用。56 由于電潛泵

2、具有排量大，地面設(shè)備及向井下傳遞能量的方式簡(jiǎn)單，常作為高產(chǎn)油井和中高含水期為提高產(chǎn)液量以維持原油產(chǎn)量的一種人工舉升方法。 特別是近幾年來(lái)投入開(kāi)發(fā)的主要油田或斷塊相繼進(jìn)入高含水期，電潛泵井?dāng)?shù)不斷增加。 如何根據(jù)油井產(chǎn)能正確地確定下泵深度和選擇電泵以獲得最佳效益；如何全面掌握電泵井生產(chǎn)時(shí)井下機(jī)組的工況、判別分析故障原因等是挖掘油井潛力，保證設(shè)備有效工作，延伸檢泵周期，提高電潛泵井生產(chǎn)管理技術(shù)水平的重要課題。7電潛泵舉升方式的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 排量大；(2) 操作簡(jiǎn)單，管理方便；(3) 能夠較好地運(yùn)用于斜井與水平井以及海上采油；(4) 在防蠟方面有一定的作用。電潛泵舉升方式的主要缺點(diǎn)：(1) 下入深

3、度受電機(jī)功率、油套管直徑、井筒高溫等的限制；(2) 比較昂貴，初期投資高；(3) 作業(yè)費(fèi)用高和停產(chǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；(4) 電機(jī)、電纜易出現(xiàn)故障；(5) 日常維護(hù)要求高。日常維護(hù)要求高。井下機(jī)組部分地面控制部分變壓器控制屏接線盒泄油閥單流閥多級(jí)離心泵分離器保護(hù)器潛油電機(jī)(1) 能量傳遞過(guò)程(2) 地層流體舉升過(guò)程潛油電纜電力傳輸部分87.1 電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理9(1) 潛油電機(jī)潛油電機(jī)潛油電機(jī)是一種兩極、三相鼠籠式異步感應(yīng)電機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)和工作原理與常用的異步電動(dòng)機(jī)相同。為了適應(yīng)油井條件，具有以下特點(diǎn)：外廓尺寸細(xì)長(zhǎng)；轉(zhuǎn)子和定子分節(jié)；保證潛油電機(jī)的嚴(yán)格密封；電機(jī)

4、內(nèi)充滿(mǎn)專(zhuān)用潤(rùn)滑油，起潤(rùn)滑、冷卻、增強(qiáng)電機(jī)絕緣性能和平衡電機(jī)內(nèi)外壓力的作用。10作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。(2) 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、扶正軸承、短路環(huán)(3) 止推軸承：作用：承受電機(jī)的軸向力。(1) 潛油電機(jī)(1) 定子系統(tǒng)：定子鐵芯、定子繞組、電機(jī)殼體作用：產(chǎn)生感應(yīng)電流而受力轉(zhuǎn)動(dòng)，并輸出機(jī)械扭矩。(4) 潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng)：軸孔、定轉(zhuǎn)子間隙、通油孔作用：電機(jī)運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑油從空心軸內(nèi)流入，從軸承處各通油孔流出，潤(rùn)滑各軸承；然后進(jìn)入定轉(zhuǎn)子間隙。由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油獲得離心力以及潤(rùn)滑油重力作用，從而使?jié)櫥拖陆档诫姍C(jī)底部，補(bǔ)充到空心軸內(nèi)反復(fù)循環(huán)，起到潤(rùn)滑和冷卻作用。主要構(gòu)造組成及其作用1

5、1(2) 多級(jí)離心泵多級(jí)離心泵1)泵的結(jié)構(gòu)泵的結(jié)構(gòu)潛油多級(jí)離心泵的工作同地面離心泵一樣，當(dāng)充滿(mǎn)在葉輪流道內(nèi)的液體在離心力作用下，從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪四周時(shí)，液體受葉片的作用，使壓力和速度同時(shí)增加，并經(jīng)導(dǎo)輪的流道被引向次一級(jí)葉輪，這樣，逐級(jí)流過(guò)所有的葉輪和導(dǎo)輪，進(jìn)一步使液體的壓能增加，逐級(jí)疊加后就獲得一定的揚(yáng)程，將井液舉升到地面。12多級(jí)離心泵的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。潛油多級(jí)離心泵和普通的地面離心泵相比較，在結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：直徑小、級(jí)數(shù)多、長(zhǎng)度大；軸向卸載、徑向扶正；泵吸入口裝有特殊裝置，如油氣、油砂分離器；泵出口上部裝有單流閥和泄油閥。1上接頭；2殼體；3葉輪；4導(dǎo)輪； 5轉(zhuǎn)軸；

6、6軸套；軸套；7下接頭；下接頭；8泵吸入口泵吸入口132泵的工作特性泵的工作特性 每種類(lèi)型的電泵都有各自的特性曲線，它是生產(chǎn)廠家以純水作為流體介質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)繪制的排量與揚(yáng)程、功率和泵效隨排量的變化關(guān)系曲線，如圖4-3所示。14PQ PN = a*15由電泵的特性曲線，可計(jì)算不同排量下，離心泵的有效功率和效率。泵的排量隨壓頭增大而減小。泵軸的輸入功率隨排量的增大而增大，泵的排量為零時(shí)泵軸功率小最多。16在離心泵特性曲線上有一個(gè)最高效率點(diǎn)，稱(chēng)為額定工作點(diǎn)，這點(diǎn)的排量和壓頭值即為銘牌上給出的性能指標(biāo)。在最高效率點(diǎn)附近有一排量范圍，其效率隨排量的變化而降低很少，這一排量范圍稱(chēng)做最佳排量范圍。所以，離心

7、泵在工作時(shí)要盡可能在額定工作點(diǎn)附近，且必須在最佳排量范圍內(nèi)工作，這樣才能使離心泵的工作特性達(dá)到最好。17(3) 保護(hù)器保護(hù)器保護(hù)器是利用井液與電機(jī)油的比重差異，以防止井液進(jìn)入電機(jī)造成短路而燒毀電機(jī)的裝置。主要是通過(guò)隔離腔連接井液與電機(jī)油來(lái)完成這一功能。保護(hù)器有四種基本功能：保護(hù)器通過(guò)連接外殼和傳動(dòng)軸，把泵和電機(jī)聯(lián)接起來(lái)；保護(hù)器裝有止推軸承，以吸收泵軸的軸向推力；隔離井液與電機(jī)油，同時(shí)使井筒電機(jī)的壓力保持平衡；允許電機(jī)運(yùn)行時(shí)溫度升高，造成的電機(jī)油熱膨脹以及停機(jī)后電機(jī)油的收縮。保護(hù)器種類(lèi)很多，但從其原理來(lái)看，使用比較普通的有三種，即連通式、沉淀式和膠囊式保護(hù)器。18(4) 油氣分離器油氣分離器油氣

8、分離器安裝在泵的液體吸入口處，當(dāng)混氣流體進(jìn)入多級(jí)離心泵之前，先通過(guò)分離器，把自由氣體分離出來(lái)防止和減少氣體進(jìn)泵，以保證電潛泵具有良好的工作特性，使多級(jí)離心泵能夠正常工作。常用的分離器有兩種：沉降式分離器和旋轉(zhuǎn)（離心式分離器。19 (5) 潛油電纜1潛油電纜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)潛油電纜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 潛油電纜作為從地面向井下機(jī)組傳輸電力的介質(zhì)，從外形上看，可分為圓電纜和扁電纜兩種，主要由導(dǎo)體三芯獨(dú)根銅線或三芯多股銅絞線）、絕緣層、護(hù)套層，并用鋼帶鎧裝而組成，其中扁電纜分大扁電纜和小扁電纜兩種。20潛油電纜由于工作環(huán)境比較惡劣，所以，它和普通電纜相比具有以下特點(diǎn)：根據(jù)油井的需要，電纜長(zhǎng)度可由幾百米到幾千米，

9、在施工中要求便于起下，而不易損壞；要求耐油、氣、水，耐高溫、高壓；電纜終端有與電機(jī)插配的特殊密封接頭電纜頭；為滿(mǎn)足油井對(duì)機(jī)組尺寸的要求，潛油電纜一般采用圓型和扁型，扁型和扁型聯(lián)接在一起的復(fù)合結(jié)構(gòu)；要能適應(yīng)施工和環(huán)境溫度，進(jìn)行起下作業(yè)時(shí)，電纜保護(hù)套層不破裂。212) 潛油電纜的性能要求潛油電纜的性能要求潛油電纜是電潛泵機(jī)組的一個(gè)重要組部分。根據(jù)下泵深度，電纜的長(zhǎng)度可由幾百米到幾千米。電纜的工作介質(zhì)是油、氣、水三相混合物，這就要求電纜的護(hù)套絕緣材料具有較好的耐油性和較高的氣密性。電纜長(zhǎng)期工作在溫度為50120、壓力為720MPa的井液中，在冬季電纜野外施工，氣溫最低達(dá)的井液中，在冬季電纜野外施工，

10、氣溫最低達(dá)零下零下30、并需要經(jīng)多次盤(pán)繞收放，這就要求電纜的、并需要經(jīng)多次盤(pán)繞收放，這就要求電纜的結(jié)構(gòu)緊湊，護(hù)套層有足夠的橫向密封性，在高溫、高結(jié)構(gòu)緊湊，護(hù)套層有足夠的橫向密封性，在高溫、高壓下不易變形，在低溫下不破裂，材質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足井下溫壓下不易變形，在低溫下不破裂，材質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足井下溫度相應(yīng)的熱老化性能要求，保持柔軟性和可彎曲性。度相應(yīng)的熱老化性能要求，保持柔軟性和可彎曲性。電纜應(yīng)有良好的絕緣性能，并能夠可靠地傳遞電機(jī)所電纜應(yīng)有良好的絕緣性能，并能夠可靠地傳遞電機(jī)所需要的電能。需要的電能。222324主要內(nèi)容7電動(dòng)潛油離心泵采油電動(dòng)潛油離心泵采油（1電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)

11、備與工作原理（2電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)（3電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷2526電潛泵井的工作好壞，與電潛泵井的設(shè)計(jì)與施工有密切關(guān)系。合理選井與設(shè)計(jì)，可以延長(zhǎng)電泵機(jī)組的壽命，獲得較合理的經(jīng)濟(jì)效益。電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以油井生產(chǎn)系統(tǒng)為對(duì)象，以油井供液能力IPR為依據(jù)，以整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)，把獲得規(guī)定產(chǎn)量或給定設(shè)備下的最高效率和最低能耗作為設(shè)計(jì)目的，在設(shè)計(jì)中采用節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)分析方法。1.電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)油層井筒井下電泵機(jī)組地面出油管線與分離器等四個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自不同的流動(dòng)規(guī)律。要

12、使油井高效率地穩(wěn)定生產(chǎn)，就必須在生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分利用各子系統(tǒng)的流動(dòng)規(guī)律。27281) 油層系統(tǒng)油層系統(tǒng)油層流動(dòng)系統(tǒng)的流動(dòng)規(guī)律可用流入動(dòng)態(tài)IPR來(lái)描述，通常采的是油、氣、水三相流動(dòng)時(shí)的廣義IPR曲線。2) 井筒流動(dòng)系統(tǒng)井筒流動(dòng)系統(tǒng)井筒流動(dòng)系統(tǒng)包括油層流體從井底流到泵吸入口和泵以上油管中的流動(dòng)。它們都遵守氣液多相管流流動(dòng)規(guī)律。293) 潛油離心泵系統(tǒng)潛油離心泵系統(tǒng)泵生產(chǎn)廠家所提供的泵特性曲線是對(duì)純水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。電泵實(shí)際使用時(shí)，所抽汲的流體是油、氣、水三相混合物。混合物高速流經(jīng)電泵時(shí)，同時(shí)被葉輪充分?jǐn)嚢瑁桩a(chǎn)生乳化，會(huì)使油水混合物粘度急劇增高。隨著混合液中含水量的增加070），電泵的特性曲線隨之變

13、壞，當(dāng)含水為6070時(shí)，HQ和Q特性下降最厲害。但當(dāng)含水達(dá)80以后，電泵特性反而有所改善。因此，當(dāng)電泵井含水后，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)電泵特性采取粘度校正。303) 潛油離心泵系統(tǒng)潛油離心泵系統(tǒng)當(dāng)泵吸入口壓力低于飽和壓力時(shí)，游離氣隨液體進(jìn)泵后會(huì)使泵的排量、壓頭和效率下降，泵特性變差，工作不穩(wěn)定。為了消除游離氣的有害影響，提高電泵在多氣油井中的使用效果，在泵入口處加油氣分離器，控制進(jìn)泵的氣量。對(duì)少量氣體進(jìn)泵后的電泵特性也需進(jìn)行氣體影響校正。312. 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在滿(mǎn)足由油井供液能力所確定的產(chǎn)量前提下，確定下泵深度、選擇泵型和計(jì)算工作參數(shù)，使其效率最高和能耗最小，并滿(mǎn)足

14、以下條件：泵的實(shí)際排量應(yīng)滿(mǎn)足要求的油井設(shè)計(jì)產(chǎn)量，在所選泵的推薦范圍內(nèi)工作；下泵深度不大于油層中部深度，泵的最大外徑小于套管內(nèi)徑，(泵與套管的允許間隙值)；進(jìn)泵氣液比小于15%。通常，由于地面出油管線的壓力降變化范圍不大，可將井口油壓作為常數(shù)。這樣，設(shè)計(jì)的油井生系統(tǒng)范圍只從井口到油層，在油層、井底、泵的入口和出口處分別設(shè)置四個(gè)節(jié)點(diǎn)，把泵看作功能節(jié)點(diǎn)，以泵兩端的壓差作為求解節(jié)點(diǎn)。圖 4-5 電潛泵節(jié)點(diǎn)設(shè)置圖3233求解時(shí)分別以井口油壓和油藏壓力為起點(diǎn)計(jì)算泵的排出壓力和入口壓力，根據(jù)產(chǎn)量選定泵型后，根據(jù)該泵的特性曲線和設(shè)計(jì)排量求出單級(jí)泵的平均揚(yáng)程、功率和效率。利用泵兩端的壓差和泵的單級(jí)揚(yáng)程可計(jì)算出泵

15、的級(jí)數(shù)、泵排量、泵效率和功率等。圖 4-5 電潛泵節(jié)點(diǎn)設(shè)置圖34計(jì)算的主要步聚如下：在已知設(shè)計(jì)產(chǎn)液量的條件下，根據(jù)油層的流入動(dòng)態(tài)IPR曲線確定井底流壓并計(jì)算其壓力分布和氣液比，以給定的泵入口壓力或泵入口氣液比確定下泵深度。以井口壓力為起點(diǎn)，向下計(jì)算泵上油管內(nèi)壓力分布，求出下泵深度處的壓力，即為泵出口壓力。泵出口壓力與泵入口壓力之差即為泵的有效總揚(yáng)程。由油井產(chǎn)量和所需要的總壓頭，根據(jù)泵特性曲線選擇合適的泵型和所需要的級(jí)數(shù)。35361含氣液體對(duì)電泵工作特性的影響含氣液體對(duì)電泵工作特性的影響3、影響電泵工作特性的因素分析、影響電泵工作特性的因素分析 揚(yáng)程、排量及效率下降； 游離氣體過(guò)多時(shí)，葉輪流道的

16、大部分空間被氣體占據(jù)，將會(huì)使離心泵停止排液。2液體粘度對(duì)電泵工作特性的影響液體粘度對(duì)電泵工作特性的影響 液體粘度大使得泵的舉升功率增加； 同時(shí)泵的揚(yáng)程、排量和效率也有所下降。3溫度對(duì)電泵工作特性的影響溫度對(duì)電泵工作特性的影響 流體溫度對(duì)電機(jī)和電纜的絕緣程度有較大的影響；流體溫度對(duì)電機(jī)和電纜的絕緣程度有較大的影響； 流體溫度高需要選擇耐溫等級(jí)高的電機(jī)和電纜，增加采油成本。流體溫度高需要選擇耐溫等級(jí)高的電機(jī)和電纜，增加采油成本。4砂、蠟等對(duì)電泵工作特性的影響砂、蠟等對(duì)電泵工作特性的影響 電泵生產(chǎn)要求含砂小于電泵生產(chǎn)要求含砂小于0.05%；含砂后，泵葉輪磨損，排量下降。；含砂后，泵葉輪磨損，排量下降

17、。 蠟沉積堵塞葉導(dǎo)輪泵排量下降。流道，井液阻力增加。電機(jī)負(fù)荷增加，嚴(yán)重時(shí)過(guò)載停機(jī)。5其它如沉沒(méi)度、井下壓力等與氣體影響有關(guān)。37主要內(nèi)容7電動(dòng)潛油離心泵采油電動(dòng)潛油離心泵采油（1電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動(dòng)潛油離心泵井設(shè)備與工作原理（2電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)（3電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷電動(dòng)潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷3839潛油電泵抽油井的工況分析（一測(cè)試與機(jī)組分析原則電泵下井運(yùn)轉(zhuǎn)后，應(yīng)對(duì)其工況進(jìn)行不斷監(jiān)測(cè)，如取準(zhǔn)油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水量、井下壓力、井口油套壓、地面電壓、電流等，以便確定電泵工作是否正常。即使在正常工作時(shí)，也要通過(guò)測(cè)

18、試工作錄取一系列工作參數(shù)（如定期檢查電纜的絕緣性，測(cè)油井的靜壓等供電泵出故障時(shí)進(jìn)行比較。這些測(cè)試資料可用來(lái)檢查現(xiàn)有泵系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，必要時(shí)為重新選擇泵提供依據(jù)；檢查和防止引起電泵系統(tǒng)損壞的問(wèn)題，及其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等。潛油電泵抽油井的工況分析（一測(cè)試與機(jī)組分析原則在分析電泵抽油井系統(tǒng)的工作狀況時(shí)，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：可以測(cè)取到的一切資料都要用；切忌無(wú)依據(jù)地假設(shè)；生產(chǎn)和科研設(shè)計(jì)單位要保持聯(lián)系，以便取得更詳細(xì)的資料；測(cè)試資料應(yīng)做到準(zhǔn)確齊全，避免由于資料的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)導(dǎo)致分析結(jié)果的錯(cuò)誤。4041（二電泵的電流記錄圖分析對(duì)于潛油電泵抽油井的工況分析，采油礦上主要是通過(guò)測(cè)電流記錄圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電流自動(dòng)記錄儀裝在地面控制箱面板上，這是一種記錄電潛泵電機(jī)輸入電流的專(zhuān)用儀表。它能將一系列不同工作狀況的電流卡片記錄下來(lái)，然后根據(jù)這些卡片反映出的問(wèn)題如實(shí)地進(jìn)行解釋。一般電機(jī)出現(xiàn)故障的原因可能是下列幾種：高、低電流下運(yùn)行、電流不穩(wěn)時(shí)操作和電源電壓波動(dòng)等，因此，采油礦上常通過(guò)典型的電流記錄圖并結(jié)合其它測(cè)試資料進(jìn)行分析，可以準(zhǔn)確地判斷出故障緣由，及時(shí)地為排除故障提供依據(jù)。421正常工作的電流圖正常工作的電流圖由于潛油電機(jī)是三相兩極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，如果負(fù)載不變、電源電壓穩(wěn)定時(shí)，電流曲線保持不變，正常工作條件下，電流記錄圖應(yīng)畫(huà)出一條接近銘牌電流的平滑對(duì)稱(chēng)曲線。432電源波動(dòng)時(shí)