加強電潛泵機組現(xiàn)場日常管理.ppt

1、,電潛泵技術管理講座 加強電潛泵機組現(xiàn)場日常技術管理 提高機組運行綜合效益,2004年元月,目 錄,一、建立操作性強的管理制度 A、巡回檢查 B、定時計量/化驗 C、發(fā)現(xiàn)問題及時分析，及時處理 D、嚴格隨意停機 二、嚴格操作程序 一）啟動前的檢查 二）啟動 三）機組運行過程中日常應收集的主要數(shù)據(jù) 四）故障停機后再啟動前至少應完成的檢測維護工作,三、技術討論,一）電潛泵機組概述（略） 二）電潛泵機組的選型設計計算（略） 三）計算泵工作時的實際效率 四）現(xiàn)場計算機組的散熱量和機組溫升 五）海洋平臺電潛泵機組用變壓器的選型設計計算 六）如何計算泵掛處的氣液比 七）其它,加強電潛泵機組現(xiàn)場日常管理提高

2、機組運行綜合效益,一、建立操作性強的管理制度 A、巡回檢查（至少內(nèi)容） 1、確定巡回檢查間隔時間： 建議2小時 2、必須的檢查點： 電控柜、井口、安全閥控制盤 3、必須的檢查參數(shù)： 電流運行曲線值、三相電壓/電流是否在額 定值范圍內(nèi)、井口處油/套壓值是否正常 B、定時計量、化驗 據(jù)此判斷電潛泵機組實際生產(chǎn)情況、評估機組未來是否存在潛在故 障和機組性能/有關運行參數(shù)可能的走向,C、發(fā)現(xiàn)問題及時分析、及時處理 D、嚴禁隨意停機（即使使用變頻器。特別是機組使用的后期） 二、嚴格操作程序制度 一）啟動前的檢查 1、檢查出油管線是否連接好、相關的生產(chǎn)閘門/放氣閥是否處于正確 的開關位置、設定值是否正確

3、2、檢查欠載/過載設定值、延時設定值是否合理 3、檢查相關系統(tǒng)的電器設備是否處于正確位置 （順序：高壓真空開關/變壓器/接線盒/電控柜（變頻器）/井口） 4、檢查變壓器輸出端電壓值是否正確 5、檢查電源熔斷器的規(guī)格是否正確 6、記錄筆的位置是否正確,7、 系統(tǒng)必須接地 8、所有檢查內(nèi)容和數(shù)據(jù)應有文字記錄 9、電控柜門上應有該井井下機組的主要技術參數(shù)數(shù)據(jù)表，以利隨 時對照檢查機組工作性能,二）啟動 （盡量使用變頻器啟動） 1、如果是新機組剛下井，而且事先已經(jīng)知道目前井里靜液面離井口的深 度超過500m的話，啟動前最好往井里灌滿輕質(zhì)的清潔液體 （條件：生產(chǎn)管柱上必須有單流閥） 2、按規(guī)定要求在電控

4、柜上或變頻器上實施啟動程序 3、啟動成功之后，應盡快用鉗型電流表檢查三相實際電流值，并和圓盤 記錄卡上的電流值進行比校 4、根據(jù)井口壓力和產(chǎn)量以及現(xiàn)場的工作經(jīng)驗判斷相序是否接錯 5、待井口出液完全穩(wěn)定后，如條件允許，可以采用電潛泵憋壓方式，大 致估算電潛泵機組的性能和油井靜液面高度 （注：1）憋壓時間不要超過一分鐘）；2）事先計算好井液大致密度）,6、待油井出液完全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，再重新調(diào)整好電流欠/過載值和啟動 延時時間值 7、兩次啟動之間的間隔時間不得少于5分鐘 8、啟動過程和啟動后的機組正常運行電性能數(shù)據(jù)應有文字記錄 三）機組遠行過程中日常應收集的主要數(shù)據(jù) 1、檢查記錄卡片上的電流曲線是否正

5、常 2、三相電流值/并和額定值比較是否異常 3、三相電壓值/并和額定值比較是否異常 4、原設定的欠/過載、延時值是否漂移 5、日產(chǎn)量（油、氣、水分別計量-如條件允許的話） 6、出砂情況描述（如條件允許，應定期取樣化驗） 7、井口油/套壓力值以及是否正常,8、井下壓力/溫度值及變化情況（如井下安裝有測試儀的話） 9、井口溫度 10、安全閥控制壓力是否合適（在控制盤處檢查） 11、有時為了更好地及時掌握機組的運行情況，有助于油井的動態(tài)分 析，還必須： 1）監(jiān)測動液面深度（利用井下回聲儀或通過油井憋壓） 2）通過有關參數(shù)計算/分析機組運行效率 四）故障停機后、再啟動前至少應完成的檢測維護工作 （在確

6、保切斷電源的情況下） 1、檢查記錄卡上的電流值是否異常，并分析其原因 2、檢測動力電纜三相對地絕緣阻值是否符合基本要求 3、相間直阻值平衡度是否符合要求,4、檢查熔斷器（保險絲）是否完好 5、檢查（電控柜里）有關觸點是否完好 6、 （電控柜里）低壓控制線路是否完好 7、欠/過載電流設定值和延遲設定值是否嚴重漂移 8、檢查.動力電纜在變壓器上的接頭是否松動,三 、技術培訓,一）電潛泵機組概述 1、潛油電機主要結(jié)構(gòu)及工作原理 2、泵主要結(jié)構(gòu)及工作原理 3、保護器功能及工作原理 二）電潛泵機組的選型設計計算 1、油井產(chǎn)能計算 1）PI 法（適用于生產(chǎn)時流壓高于泡點壓力） 2）IPR 法（適用于生產(chǎn)時

7、流壓低于泡點壓力） 3）現(xiàn)場簡易計算法（適用于流壓高于飽和壓力）-舉例如下,略,略,若在現(xiàn)場無法通過測試作業(yè)獲得油井產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)時，我們可以用下面簡易方法計算油井的近似最高產(chǎn)能，并大致了解油井的動液面和靜液面位置。 操作步驟如下： 1、停泵關井，待液面恢復靜止狀態(tài)。如果是虧空井或原來沒開井,在求產(chǎn)之前 應將油管灌滿液體； 2、灌滿液體之后，關閉出油閘門； 3、開泵運行（大略一分鐘）； 4、在泵運行時，立即記下井口壓力表讀數(shù)。此壓力值是排量為“0”時的壓力； 5、然后打開出油閘門； 6、計量產(chǎn)液量，直到產(chǎn)量穩(wěn)定為止； 7、關閉閘門； 8、記錄關閉閘門時的井口壓力（有氣體存在時井口壓力恢復得緩慢

8、）。這個壓 力值代表上述第6項測得的排量穩(wěn)定時的壓力；,根據(jù)上述兩個點的壓力，即可以確定出油井的產(chǎn)能。如下圖所示。 圖中閘門全關閉時泵所產(chǎn)生的壓頭用“H”表示，相應的地面表壓用 “P1”表示，靜液面高度用L1表示。 請注意，在目前給定的排量下，閘門打開時泵所產(chǎn)生的壓頭和閘門 全關閉時泵所產(chǎn)生的壓頭是一樣的，都是“H”。 穩(wěn)定生產(chǎn)時，地面表壓為“P2”（注：P1和 P2的值是永遠不相等的）； 動液面高度用L2 表示。液面從靜液面下降至動液面處的距離為L2L1， 大致相當于P1P2， 如圖所示。這種關系可用下面公式表示：,L2L1,P1P2,K,式中， L2L1 - 給定排量下的壓力降，英尺（公制

9、時為m）； P1P2 - 地面壓力表的差值，磅/英尺2（公制時為Mpa）；,K - 常數(shù)，每英尺高度液體在每平凡英寸面積上所 產(chǎn)生的重量，磅/英寸2；,壓頭（英尺）,磅/英尺22.31,r（液體比重）,壓頭(m),kg/cm210,r（液體比重）,注:, 常用K值如下（英制時）：淡水為0.43; 鹽水為0.450.5; 400API 原油為0.36; L1、P1、P2、r為已知值；,0,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,DT 1000,900,800,700,600,500,400,300,200,100,地面,排量,L2L1,L2,L1,H,P

10、1,P1,P2,L2L1P1P2,井的生產(chǎn)率,井的生產(chǎn)率,P2,H,現(xiàn)場求油井產(chǎn)能簡易計算圖,動液面,靜液面,HL1,100P1,r,HL2,100P2,r,L2L1,100（P1P2）,r,用公制時：,圖中所給出的數(shù)據(jù)是測試排量為400桶/天時的壓力降。從圖中可以看出，當動液面降至1000英尺時，該井可能達到的最大的理論排量。 作該圖時只用了兩個測試點，便作出了壓力降曲線。用幾個不同的測試排量，可以獲得更多的測試點，以便檢查曲線的正確性（重合性）。,2、機組選型設計計算 1）用于油井的計算方法 這里我們必須明白兩個基本原則： a、任何廠家提供的潛油泵的排量和揚程數(shù)據(jù)，都是按泵送水條 件提供的

11、。如果泵送介質(zhì)變了（不是水），在計算泵的排量 和揚程時，應根據(jù)有關公式或有關圖表或?qū)嶒灁?shù)據(jù)對排量和 揚程進行修正; b、同一套機組（同樣的排量、同樣的揚程）在泵水時的排量， 比泵高粘度原油或含水在30%50%的原油時的排量大得多； 而比泵高粘度原油或含水在30%50%的原油時的揚程（一般 情況下）小得多；,用于油井的機組選型設計計算，一般分八大步驟 （略） 注：電潛泵機組選型設計計算的核心，是計算在要求的產(chǎn)量下 泵的揚程和電機功率。 2）用于水井的簡易計算方法 N電機 ,QHr,8813,式中 N電機 - 電機功率，kw； Q - 泵排量，m3/日 H總 - 泵總揚程，m； r - 水比重；

12、泵 - 泵的效率；,注：該公式也基本上適用于含水70%以上的油井機組的選型設計計算。,三）計算泵工作時的實際效率,泵的名牌效率一般都比較高，但在現(xiàn)場實際應用中泵的有效功率到底有多大，泵運轉(zhuǎn)得是否合理，可以通過計算泵的實際工作效率與泵的名牌效率進行比較來衡量。如果實際運轉(zhuǎn)效率太低，應采取措施整改。 基本公式：,泵實際效率,N泵出,N泵入,- （1）,N泵入（kw）,3 ViCOS電機效率,1000,- （2）,N泵出（kw）,QH總r混,102,- （3）,式中,N泵出 - 泵的輸出功率，kw； N泵入 - 泵的輸入功率（即電機的輸出功率），kw；,V - 電機工作電壓； I - 電機工作電流；

13、 COS - 電機功率因素； 電 - 電機效率； r混 - 產(chǎn)液混合液比重（kg/m3）； H總 - 泵的實際總揚程（m）；,Q,日產(chǎn)液量（kg）,混合液比重（kg/m3 ）86400,例題： 某井下入雷達公司電潛泵，日產(chǎn)液量539噸，含水80/%，動液面高度 （H動）607m，井口壓力1.1Mpa，套壓2.1Mpa，工作電流49A，工作電壓2000V，功率因素COS為0.70，電機效率電為0.85，原油比重r油為863.4kg/m3，水比重r水為1000kg/m3。試計算電潛泵的實際工作效率是多少？,解： 1、計算泵的實際軸功率（即泵的實際輸入功率）,3 2000490.700.85,100

14、0,101 (kw),2、計算泵的實際輸出功率（即泵的有效功率） A、計算油井混合液的比重r混 r混r水0.80(10.80)r油 10000.800.20863.4973 kg/m3 B、計算總揚程 H總H動H井口H套H磨 式中：H動607m；H磨略；H井口1.1Mpa；H套2.1Mpa .,N泵入,H井口,102,0.973,1.12.1)104m,所以, H總6071040503 m,注: 1Mpa9.87(物理)大氣壓 1（物理）大氣壓1.0322(工程)大氣壓 1Mpa9.871.032210.187(工程)大氣壓 10m高水柱相當于1（ 工程）大氣壓 （水的比重按1.0計算) C、

15、泵的實際輸出功率,N泵出,QH總r混,102,102,97386400,539000,503973,30.7kw,3、計算泵的實際效率,N泵出,N泵入,30.7,101,0.303930.4%,泵實際效率,四）現(xiàn)場計算機組的實際散熱量和溫升,公式：,t（0F）,泵實際輸出功率(1泵實際效率)0.70760,加侖/分8.33比重比熱,泵實際輸出功率(馬力) - 根據(jù)泵的實際排量Q、揚程H總和比 重r混算出（參考上述N泵出計算公式） 泵實際效率 - 泵運轉(zhuǎn)時的實際效率，非名牌上的效率（參考 上述泵實際效率計算公式） 比重 - 混合液的比重 比熱 - 混合液的比熱 例題： 某型泵在最高效率點時的排量

16、為600桶/日（17.5加侖/分),壓頭為3000英尺,泵最高效率為60%，電機效率為0.83,混合液的比重為0.7938，混合液的比熱為0.5。求該泵在最高效率點時的機組溫升是多少？,注：此例題是求機組在最高效率點（名牌效率）工作狀態(tài)下的溫升。 但現(xiàn)場計算時，泵的實際效率往往低于泵的名牌效率，因此， 在現(xiàn)場計算機組的溫升時，應先計算出泵的實際工作效率（參 考上述泵實際效率計算公式），然后再根據(jù)公式計算機組溫升。 解： 1） 計算泵的輸出功率,N泵出,17.5加侖/分30000.7938,3960,13.3 (馬力),2),計算泵的輸入功率(泵制動功率),N泵入,N泵出,0.6,13.3,0.

17、6,22.2(馬力),3) 計算電機的輸入功率,N電入,N泵入,0.83,22.2,0.83,26.74(馬力),4) 分析 很顯然,給電機輸入的26.74馬力中,除了22.2馬力之外,其余的 功率都以熱的形式損失掉了。因此： N電損26.7413.313.44(馬力)； 因為，1馬力42.44英熱單位/分； 因此，13.44馬力42.44英熱單位/分570.4英熱單位/分（即電機 每分鐘損失的熱量）； 電機的上述熱量被流過電機而進入泵的液體帶走。,17.5加侖/分8.1磅/加侖142磅/分 注: 當液體的比重為0.7938時,每加侖液體重為8.1磅。 在這種情況下，每磅液體每分鐘應帶走的熱量

18、為：,570.4英熱單位/分,142磅/分,4.02英熱單位/磅,溫升t,4.02,0.5,8.040F,五）海洋平臺電潛泵機組變壓器的選型設計計算； A、基本原則： ）合適足夠的防爆、防雨水性能（？）； ）容量能滿足目前最小機組功率和今后可能的最大機組功率要求; （多檔。一般檔基本夠用） ）電壓、電流的取值范圍至少能基本上覆蓋目前國內(nèi)幾大電潛泵 生產(chǎn)廠家的機組的電壓、電流值； B、變壓器容量計算,KVA,3Vi,1000,式中： KVA - 千伏安（視在功率） V - 電壓，伏特 i - 電流（線性電流），安培,公式：,假設某平臺在20年內(nèi)，電潛泵的最小功率為35千瓦，最大功率 為130千瓦

19、。在這種情況下，如何設計變壓器的容量和電壓檔位？,方法： 1）首先應根據(jù)最小功率35千瓦和最大功率130千瓦，查有關電潛泵 生產(chǎn)廠家的電機目錄，圈定出符合這兩種功率的最低/最高電壓 范圍和最小/最大電流值范圍。 2）符合功率35千瓦的電機有：760v/43A；975V/34A；1230V/27A 970V/38A；693V/43A；-； 符合功率130千瓦的電機有：1820V/63A；-；,電壓檔位設計（以某平臺為例）,因此，最低電壓為693伏 ；最高電壓為1820伏； 最小電流為27安培；最大電流為63安培；,注：千伏安和千瓦之間的關系,線電流,感應電流,電壓,電流 （和電壓同相位）,滯后電

20、流 （滯后電壓900）,900,0,A,I,E,KVA,3,Vi,1000,Kw,3,vicos,1000,（視在功率）,（實際功率）,六）如何計算泵掛處的氣液比(Vg/Vt),舉例： 一、已知條件： 氣體比重 - 0.80 原油比重 - 0.865 飽和壓力 - 1500磅/英寸2 泵掛處的溫度- 1450F 預計泵沉沒處壓力 - 400磅/英寸2 預計產(chǎn)油量 - 154桶/日 原油重度 - 320API 預計產(chǎn)水量 - 446桶/日 地面油氣比 - 225英尺3/桶 二、計算步驟,1、計算（地層條件下的）溶解油氣比（RS）- 英制單位 方法A： 可直接從有關地質(zhì)資料上查得 RS 方法B：

21、應用公式計算：,RSYg,Pb,18,10 0API,10,1,0.83,式中 RS - 在地層條件下的溶解油氣比 (標準英尺3/標準桶) Yg - 氣體比重 Pb - 地層飽和壓力 (磅/英寸2) T - （地層）井底溫度 (0F),上述計算出來的溶解油氣比值，必須用下圖的系數(shù)進行修正。此系數(shù)校正了井底流壓低于飽和壓力時的影響。,0.00091T,0.0125,先計算地層飽和壓力和泵掛處的壓力之比值,泵處沉沒壓力,地層飽和壓力,比值0.266），然后再根據(jù)下圖，查找在泵掛處壓力下溶解油氣比的,修正系數(shù)。此例中的修正系數(shù)fc0.52（即只相當于地層條件下天然氣溶解度的52%）。,圖,，（此例題

22、的,因此，泵掛處的溶解油氣比，即RS修RS0.52； 根據(jù)已知油井數(shù)據(jù)，查有關地質(zhì)資料或經(jīng)過計算,得地層條件下的溶 解油氣比 RS347標準英尺3/標準桶。所以，泵掛處的溶解油氣比應為: RS修3470.52180.44 (標準英尺3/標準桶) 注：也可直接用下面公式計算校正系數(shù)fc： fc0.629,P,Pb,0.37,式中 P - 泵入口壓力，Mpa Pb - 地層飽和壓力，Mpa,2、計算泵掛處氣體體積系數(shù) Bg（泵掛處桶/標準千英尺3- 英制單位） Bg5.05,ZT,P,式中 Bg -（泵掛處）氣體體積系數(shù)， (泵掛處桶/標準千英尺3) Z - 氣體壓縮系數(shù) (0.810.91) T

23、 -（泵掛處）井底溫度,0F, (4600F) P -泵掛處的壓力 (磅/英寸2) 將已知數(shù)據(jù)代入上述方程，得： Bg 5.05,ZT,P,5.05,0.85(460145),400,6.49(泵處桶/標準千英尺3),3、計算泵掛處的油體積系數(shù)B0 （泵掛處桶/標準桶，英制單位） B00.9720.000147F,1.175,式中 F RS修,Yg,Y0,0.5,1.25T,將已知數(shù)據(jù)代入上述方程式，得,B00.9720.000147,RS修,Yg,Y0,0.5,1.25T,1.175,0.9720.000147,180.44,0.80,0.5,1.25145,0.865,1.175,1.12

24、1 (泵掛處桶/標準桶),4、計算泵入口處氣體總體積 Vt（游離氣和溶解氣之合英制單位） Vt,日產(chǎn)油量（桶） 油氣比,1000,154225,1000,34.66 千英尺3,其中： 泵處溶解氣氣量,日產(chǎn)油量（桶）RS修,1000,154180.44,1000,27.78千英尺3,注: 指地面氣量。982m3, 泵處游離氣氣量34.6627.786.88 千英尺3 泵掛處油體積 V0日產(chǎn)油量（桶）B0 1541.121172桶 泵掛處游離氣的體積Vg (按體積系數(shù)Bg轉(zhuǎn)換為桶數(shù)) 游離氣量(千英尺)3Bg 6.886.4945桶 泵掛處水體積446桶 泵掛處油、氣、水總體積1724544666

25、3桶 泵掛處游離氣占泵入口處三相流總體積的百分率為：,Vg,Vt,45,663,6.78%,從計算結(jié)果可以看出，要想日采出600桶產(chǎn)液量(油154桶，水 446桶），應選擇排量為663桶的泵才能滿足日產(chǎn)液600桶要求。,注1：對中等油氣比的重原油，如果一時得不到某油田的實際RS、BG和 B0值，可用下面的簡易方法計算RS、Bg和B0。其誤差為5%10%。 RS1350.25P 標準英尺3/標準桶 式中 P- 泵沉沒處壓力，磅/英寸2 Bg,2572,P,桶/標準千英尺,3, B01.050.0005Rs,其它具體計算方法同前。,注2: 用公制單位直接計算時，計算公式為： RS0.1342Yg,

26、10Pb,10,0.0125 ,141.5,Y0,131.5,10,0.00091(1.8t32),1,0.83,式中 Yg - 氣體比重 Y0 - 原油比重 Pb - 原油地層飽和壓力，Mpa t - 泵掛處溫度，0C Rs - 泵掛處溶解油氣比（沒修正前的），m3/m3 注：應根據(jù)：泵入口壓力（Mpa）/地層飽和壓力（Mpa）比值，查曲線圖對Rs進行修正。,B00.9720.000147,5.61Rs修,Yg,Yo,0.5,1.25,1.8t32,1.175,式中 B0 - （泵掛處）原油體積系數(shù)， m3/m3 Yg - 氣體比重 Yo - 原油比重 Rs修 - (泵入口處)根據(jù)Rs修正后

27、的溶解油氣比，m3/m3 t - （泵入口處）溫度，0C,Bg0.000378,Z,P,，m3/m3,式中 Bg- （泵入口處）天然氣體積系數(shù), m3/m3 Z - 天然氣壓縮系數(shù)，0.810.91 t - （泵掛處）井底溫度，0C P - 泵入口處壓力，Mpa,t273,最后，泵入口處的氣液比（GLR）為：,（1fw）（GORRs修） Bg,（1fw） B0 （1fw）（GORRs修） Bgfw,GLR,式中 fw - 含水率，小數(shù) GOR - 地面油氣比，m3/m3 Rs修 - 地層溶解油氣比（Rs）的修正值 Bg - （泵入口處）天然氣體積系數(shù)，m3/m3,Bo - 泵入口處油體積系數(shù)，m3/m3 注：泵入口處的氣液比是隨流壓的變化而變化的。為了隨時掌握泵掛處 的