第04章無桿泵采油(修改)

第四章無桿泵采油第二節(jié)水力活塞泵采油第一節(jié)電動潛油離心泵采油第三節(jié)水力射流泵采油第一節(jié)電動潛油離心泵采油潛油電機保護器分離器多級離心泵潛油電纜井下機組部分變壓器控制屏接線盒地面控制部分泄油閥單流閥電力傳輸部分電潛泵舉升主要優(yōu)點：(1)排量大；(2)操作簡單，管理方便；(3)能夠較好地運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。電潛泵舉升主要缺點：(1)下入深度受電機功率、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)費用高和停產(chǎn)時間過長；(4)電機、電纜易出現(xiàn)故障；(5)日常維護要求高。(一)潛油電機一、電潛泵采油裝置(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：承受電機的軸向力。(4)潤滑油循環(huán)系統(tǒng)：軸孔、定轉(zhuǎn)子間隙、通油孔(1)定子系統(tǒng)：定子鐵芯、定子繞組、電機殼體主要結(jié)構(gòu)組成及其作用泵的結(jié)構(gòu)圖4-2潛油多級離心泵結(jié)構(gòu)示意圖上接頭殼體葉輪導輪轉(zhuǎn)軸軸套下接頭泵吸入口(二)多級離心泵當充滿在葉輪流道內(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，液體受葉片的作用，使液體壓力增加，并經(jīng)導輪的流道被引向次一級葉輪，這樣，逐級流過所有的葉輪和導輪，進一步使液體的壓能增加獲得一定的揚程。泵的工作特性離心泵的特性曲線：揚程、功率和泵效隨排量的變化關(guān)系曲線。圖4-3潛油離心泵特性曲線圖額定工作點(三)保護器

保護器是利用井液與電機油的密度差異,以防止井液進入電機造成短路而燒毀電機的裝置。主要是通過隔離腔連接井液與電機油來完成這一功能.(四)油氣分離器當混氣流體進入多級離心泵之前，先通過分離器，把自由氣體分離出來，防止和減少氣體進泵，保證電潛泵具有良好的工作特性。(五)潛油電纜潛油電纜結(jié)構(gòu)特點要求便于起下，且不易損壞；要求耐油、氣、水，耐高溫、高壓；為滿足油井對機組尺寸的要求，潛油電纜一般采用圓型和扁型。要能適應施工和環(huán)境溫度，進行起下作業(yè)時，電纜保護套層不破裂。二、電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計節(jié)點系統(tǒng)分析方法（一）電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成(1)油層系統(tǒng)(2)井筒流動系統(tǒng)(3)潛油離心泵系統(tǒng)流入動態(tài)（IPR）氣—液多相管流流動規(guī)律H－Q和η－Q特性曲線當井底流壓Pwf和泵吸入口壓力Pin確定之后，應用多相管流計算方法，可求出泵吸入口在油層中部以上的高度Hp，則下泵深度Lp為油層中部深度Ho減去Hp。（二）電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計方法1.設(shè)計任務：確定下泵深度，選擇泵型、電機、電纜和地面設(shè)備等。2.目標：滿足配產(chǎn)要求，效率最高、能耗最小。3.約束條件：(1)泵的實際排量在所選泵的推薦范圍內(nèi)；(2)下泵深度不大于油層中部深度；(3)；(4)進泵氣液比。4.設(shè)計步驟：(10)電潛泵抽油井生產(chǎn)工況參數(shù)的預測與優(yōu)化。(2)抽油設(shè)備的初選,包括離心泵、電機、電纜等；(7)計算設(shè)計排量和揚程下所需要的泵的級數(shù)；(1)油層產(chǎn)能計算；(3)井筒流體壓力、溫度、流體物性分布計算；(4)下泵深度的確定；(6)泵的增壓要求量計算；(5)離心泵特性曲線的校正；(8)電纜電壓降計算，確定地面電壓，選擇控制屏(9)計算變壓器的容量，確定變壓器的型號和規(guī)格第二節(jié)水力活塞泵采油液馬達一、水力活塞泵采油系統(tǒng)舉升原理高壓泵機組井下器具管柱結(jié)構(gòu)井口高壓控制管匯計量裝置動力液處理裝置地面管線抽油泵滑閥控制機構(gòu)系統(tǒng)組成油井裝置地面流程水力活塞泵井下機組圖4-8開式水力活塞泵采油系統(tǒng)工作原理：動力液地面加壓；油管或?qū)Ｓ脛恿σ汗茌斔?；動力液被傳至井下液馬達處；滑閥控制機構(gòu)換向；動力液驅(qū)動液馬達；液馬達做往復運動；液馬達通過活塞桿帶動抽油泵做往復運動；原油被增壓舉升。原油被增壓舉升。動力液:水或原油將動力液的壓能轉(zhuǎn)換為機械能帶動泵柱塞做往上下復運動。

控制液馬達和泵柱塞做往復運動的換向控制機構(gòu)。按動力液循環(huán)分類乏動力液不與產(chǎn)出液混合。乏動力液與產(chǎn)出液混合。閉式循環(huán)方式：開式循環(huán)方式：圖4-8開式水力活塞泵采油系統(tǒng)圖4-9閉式水力活塞泵采油系統(tǒng)適應條件主要缺點：油層深度與排量范圍大；含蠟；稠油；井斜。(1)機組結(jié)構(gòu)復雜，加工精度要求高；(2)地面流程工程量大，投資高(規(guī)模效益)；圖4-16射流泵采油井下系統(tǒng)示意圖第三節(jié)水力射流泵采油一、水力射流泵采油系統(tǒng)高壓泵機組井下器具管柱結(jié)構(gòu)井口高壓控制管匯計量裝置動力液處理裝置地面管線系統(tǒng)組成油井裝置地面流程射流泵圖4-17井下射流泵工作示意圖(一)射流泵工作原理動力液地面加壓；油管或?qū)Ｓ脛恿σ汗茌斔停粍恿σ罕粋髦辆聡娮?；通過噴嘴將壓能轉(zhuǎn)換動能；嘴后形成低壓區(qū)；動力液與油層產(chǎn)出液在喉管中混合；經(jīng)擴散管動能轉(zhuǎn)換成壓能；混合液的壓力提高后被舉升到地面。水力射流泵排量、揚程取決于噴嘴面積與喉管面積的比值。（二）射流泵特性曲線圖4-18射流泵無量綱特性曲線（p211)