電潛泵采油簡介

1、 電潛泵采油技術(shù)簡介電潛泵采油技術(shù)簡介目目 錄錄一、電潛泵采油概一、電潛泵采油概述述二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算有桿泵有桿泵無桿泵無桿泵一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述 無桿泵采油也是一種機(jī)械采油方法，它與有桿泵采油的主要區(qū)別在無桿泵采油也是一種機(jī)械采油方法，它與有桿泵采油的主要區(qū)別在于于動力傳遞方式不同動力傳遞方式不同。 有桿泵采油是利用有桿泵采油是利用從地面下入井內(nèi)的從地面下入井內(nèi)的抽油桿抽油桿作為傳遞地面動力的手作為傳遞地面動力的手段，帶動井

2、下抽油泵，將原油抽至地面。段，帶動井下抽油泵，將原油抽至地面。 電潛泵全稱電動潛油離心泵，簡稱電泵，是將電動機(jī)和泵一起下電潛泵全稱電動潛油離心泵，簡稱電泵，是將電動機(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。入油井內(nèi)液面以下進(jìn)行抽油的井下舉升設(shè)備。電潛泵是井下工作的多級電潛泵是井下工作的多級離心泵，同油管一起下入井內(nèi)，地面電源通過變壓器、控制屏和潛油電離心泵，同油管一起下入井內(nèi)，地面電源通過變壓器、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)帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)纜將電能輸送給井下潛油電機(jī)，使電機(jī)帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，把油井中的井液舉升到地面。換為機(jī)械能，把

3、油井中的井液舉升到地面。近些年來，國內(nèi)外電潛泵舉近些年來，國內(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，大部分原油是靠升技術(shù)發(fā)展很快，在油田生產(chǎn)中，特別是在高含水期，大部分原油是靠電潛泵生產(chǎn)出來的。電潛泵在非自噴高產(chǎn)井或高含水井的舉升技術(shù)中將電潛泵生產(chǎn)出來的。電潛泵在非自噴高產(chǎn)井或高含水井的舉升技術(shù)中將起重要的作用。起重要的作用。一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述電潛泵較其它采油設(shè)備發(fā)展更快的主要原因在于：電潛泵較其它采油設(shè)備發(fā)展更快的主要原因在于：(1) 電潛泵排量大電潛泵排量大，可提高單井產(chǎn)液量，從而能夠，可提高單井產(chǎn)液量，從而能夠保持油井的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)保持油井的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；(

4、2) 采用采用電潛泵采油增大了生產(chǎn)壓差電潛泵采油增大了生產(chǎn)壓差，可，可改善油層的出油情況改善油層的出油情況，特別是對，特別是對多油層的非均質(zhì)油田多油層的非均質(zhì)油田效果更佳；效果更佳；(3) 電泵轉(zhuǎn)抽后，電泵轉(zhuǎn)抽后，降低了油層壓力，從而降低注水壓力降低了油層壓力，從而降低注水壓力，減緩套管的損壞減緩套管的損壞速度速度，并可，并可降低相鄰水井中低滲透層的啟動壓力，增大吸水量降低相鄰水井中低滲透層的啟動壓力，增大吸水量；一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述(4) 地面占用面積小，能夠較好地運(yùn)用于斜井與水平井以及海上采油；電潛泵舉升方式的主要缺點(diǎn)電潛泵舉升方式的主要缺點(diǎn)：(1) (1) 下入深度受電機(jī)

5、功率、油套管直徑、井筒下入深度受電機(jī)功率、油套管直徑、井筒高溫高溫等的限制；等的限制；(2) (2) 比較昂貴，初期投資高；比較昂貴，初期投資高；(3) (3) 作業(yè)費(fèi)用高和停產(chǎn)時間過長；作業(yè)費(fèi)用高和停產(chǎn)時間過長；(4) (4) 電機(jī)、電纜易出現(xiàn)故障；電機(jī)、電纜易出現(xiàn)故障；目目 錄錄一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算1 1、潛油電泵機(jī)組組成、潛油電泵機(jī)組組成 井下部分井下部分潛油電機(jī)、保護(hù)器、分離器潛油電機(jī)、保護(hù)器、分離器

6、和多級離心泵、和多級離心泵、潛油電纜潛油電纜 地面設(shè)備地面設(shè)備輔助設(shè)備輔助設(shè)備 扶正器、測溫測壓裝置、單流閥、扶正器、測溫測壓裝置、單流閥、泄油閥、井口穿越器、接線盒泄油閥、井口穿越器、接線盒潛油電泵供電流程 地面電源潛油電機(jī)控制屏變壓器潛油電纜潛油電泵抽油工作流程 分離器單流閥多級離心泵井口泄油閥地面出油干線變壓器電控柜接線盒井口動力電纜井下安全閥電纜封隔器電纜穿透器生產(chǎn)油管潛油離心泵油氣分離器保護(hù)器潛油電機(jī)控制管線放氣閥卸油閥單流閥油層油層套管ABC引接電纜地面電纜二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)定頻驅(qū)動：降壓變壓器、控制柜定頻驅(qū)動：降壓變壓器、控制柜變頻驅(qū)動：降壓變壓器、變頻器、升壓

7、變壓器變頻驅(qū)動：降壓變壓器、變頻器、升壓變壓器 潛油電機(jī)是潛油電泵的動力機(jī)，它驅(qū)動潛油泵抽汲地下的原油潛油電機(jī)是潛油電泵的動力機(jī)，它驅(qū)動潛油泵抽汲地下的原油 潛油電機(jī)主要是由潛油電機(jī)主要是由細(xì)長的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分組成細(xì)長的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分組成的，整個外的，整個外形像一個細(xì)長的鋼管。形像一個細(xì)長的鋼管。結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成:定子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、止推軸承、油循環(huán)系統(tǒng)、上下接頭定子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、止推軸承、油循環(huán)系統(tǒng)、上下接頭二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油電機(jī)潛油電機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): : 外形與多級離心泵相似呈細(xì)長形；外形與多級離心泵相似呈細(xì)長形；定子和轉(zhuǎn)子亦分?jǐn)?shù)節(jié)，每節(jié)定子都固定在電

8、機(jī)殼上，轉(zhuǎn)子靠鍵和定位卡簧固定在軸上；定子和轉(zhuǎn)子亦分?jǐn)?shù)節(jié)，每節(jié)定子都固定在電機(jī)殼上，轉(zhuǎn)子靠鍵和定位卡簧固定在軸上；電機(jī)為懸掛式，上部有止推軸承，承受轉(zhuǎn)子重力和其它軸向力；電機(jī)為懸掛式，上部有止推軸承，承受轉(zhuǎn)子重力和其它軸向力；電機(jī)內(nèi)充滿專用潤滑油，起潤滑、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；電機(jī)內(nèi)充滿專用潤滑油，起潤滑、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；潛油電機(jī)的性能參數(shù)包括功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、頻率潛油電機(jī)的性能參數(shù)包括功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、頻率等，一般都在潛油電機(jī)的銘牌上給出。等，一般都在潛油電機(jī)的銘牌上給出。潛潛油油電電機(jī)機(jī)的的型型號號及及參參數(shù)數(shù)二、電潛泵

9、采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 保護(hù)器是潛油電泵的重要組成部分之一保護(hù)器是潛油電泵的重要組成部分之一。 保護(hù)器的作用：保護(hù)器的作用： 1)密封電機(jī)的動力端，密封電機(jī)的動力端，防止井液進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部防止井液進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部造成繞組短路造成繞組短路，并，并保保 持電機(jī)內(nèi)的壓力和井內(nèi)的壓力系統(tǒng)相連通；持電機(jī)內(nèi)的壓力和井內(nèi)的壓力系統(tǒng)相連通； 2)在運(yùn)行過程中，對在運(yùn)行過程中，對電機(jī)內(nèi)潤滑油的膨脹和收縮有容納和補(bǔ)償電機(jī)內(nèi)潤滑油的膨脹和收縮有容納和補(bǔ)償作用作用; 3)承受來自多級離心泵的軸向力；承受來自多級離心泵的軸向力； 4)連接電機(jī)和泵（分離器），為泵傳遞動力。連接電機(jī)和泵（分離器），為泵傳遞動力。 目前，國內(nèi)

10、外在潛油電泵機(jī)組中所使用的保護(hù)器種類很多，但從目前，國內(nèi)外在潛油電泵機(jī)組中所使用的保護(hù)器種類很多，但從其原理來看，使用比較普遍的有兩種，其原理來看，使用比較普遍的有兩種，即沉淀式和膠囊式保護(hù)器。即沉淀式和膠囊式保護(hù)器。保保護(hù)護(hù)器器二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)保保護(hù)護(hù)器器的的型型號號二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 油氣分離器是潛油電泵機(jī)組的一種備選部件。如果油井含有游離油氣分離器是潛油電泵機(jī)組的一種備選部件。如果油井含有游離氣體，則需要選用油氣分離器，以消除氣體對潛油泵工作特性的影響。氣體，則需要選用油氣分離器，以消除氣體對潛油泵工作特性的影響。否則，就要選用吸入口，吸入口可單獨(dú)使

11、用，也可和潛油泵加工制做否則，就要選用吸入口，吸入口可單獨(dú)使用，也可和潛油泵加工制做在一起。在一起。油油氣氣分分離離器器作作用用作為井液進(jìn)入潛油泵的吸入口；作為井液進(jìn)入潛油泵的吸入口；當(dāng)混氣液體進(jìn)入離心泵之前，先通過分離器進(jìn)行氣、液兩相分當(dāng)混氣液體進(jìn)入離心泵之前，先通過分離器進(jìn)行氣、液兩相分離。被分離出的氣體進(jìn)入油、套管環(huán)形空間，液體則進(jìn)入潛油離。被分離出的氣體進(jìn)入油、套管環(huán)形空間，液體則進(jìn)入潛油泵內(nèi)，這樣就泵內(nèi)，這樣就可以避免氣體對泵產(chǎn)生氣蝕，減少氣體對潛油泵可以避免氣體對泵產(chǎn)生氣蝕，減少氣體對潛油泵工作性能的影響，工作性能的影響，從而從而提高泵效及延長泵的使用壽命提高泵效及延長泵的使用壽命

12、，使?jié)撚?，使?jié)撚碗姳脵C(jī)組能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電泵機(jī)組能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 按其結(jié)構(gòu)及氣體從混合液分離的方式不同，把分離器按其結(jié)構(gòu)及氣體從混合液分離的方式不同，把分離器分為三種類型分為三種類型:沉降式沉降式(重力式重力式)氣液分離器、旋轉(zhuǎn)式（離心氣液分離器、旋轉(zhuǎn)式（離心式）氣液分離器和渦流式氣液分離器。式）氣液分離器和渦流式氣液分離器。分分離離器器種種類類沉降式分離器離心式旋轉(zhuǎn)分離器渦輪式旋轉(zhuǎn)分離器二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式分離器結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式分離器結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式分離器主要是由誘導(dǎo)輪、葉輪、導(dǎo)輪、分離腔、分流殼、旋轉(zhuǎn)式分離器主要是由誘導(dǎo)輪、葉輪、導(dǎo)輪、分離腔、分流

13、殼、軸及上、下接頭等部件所組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。軸及上、下接頭等部件所組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 首先誘導(dǎo)葉輪將油氣引入低壓吸入葉輪區(qū)，然后，低壓吸入葉輪首先誘導(dǎo)葉輪將油氣引入低壓吸入葉輪區(qū)，然后，低壓吸入葉輪使油氣混合液獲得穩(wěn)定的壓頭。葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使混合液的流向經(jīng)過導(dǎo)向輪使油氣混合液獲得穩(wěn)定的壓頭。葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使混合液的流向經(jīng)過導(dǎo)向輪后，由徑向流變?yōu)檩S向流進(jìn)入分離腔。混合液在高速旋轉(zhuǎn)分離腔內(nèi)做勻速圓后，由徑向流變?yōu)檩S向流進(jìn)入分離腔?；旌弦涸诟咚傩D(zhuǎn)分離腔內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。由于離心力原理，比重大的液體甩向外圍，比重輕的氣體則聚集于周運(yùn)動。由于離心力原理，比重

14、大的液體甩向外圍，比重輕的氣體則聚集于軸心附近。被甩向外圍的液體，經(jīng)分流殼進(jìn)入泵的第一級；氣體則經(jīng)過分流軸心附近。被甩向外圍的液體，經(jīng)分流殼進(jìn)入泵的第一級；氣體則經(jīng)過分流殼的分叉流道、再經(jīng)過上接頭放氣孔進(jìn)入油套環(huán)空。殼的分叉流道、再經(jīng)過上接頭放氣孔進(jìn)入油套環(huán)空。旋轉(zhuǎn)式分離器旋轉(zhuǎn)式分離器工作原理工作原理潛油電泵的主要結(jié)構(gòu)潛油電泵的主要結(jié)構(gòu) 潛油泵是由多個單級離心泵串聯(lián)而成。每一級由一個轉(zhuǎn)動的葉輪和一個固定的導(dǎo)輪（殼）組成；葉輪內(nèi)的油液隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)壓能的轉(zhuǎn)換。導(dǎo)輪的主要作用是在轉(zhuǎn)換液體壓能的同時，把部分高速動能變成低速能量； 泵的葉輪分“浮式”葉輪和“固定”式兩種。浮式葉輪多用于中

15、小排量泵；固定式葉輪一般用于大排量泵； 二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油電泵的工作原理潛油電泵的工作原理 潛油電泵是在井下工作的多級離心泵，它的工作原理與地面離心泵潛油電泵是在井下工作的多級離心泵，它的工作原理與地面離心泵相同。相同。當(dāng)充滿在葉輪流道內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿葉當(dāng)充滿在葉輪流道內(nèi)的液體在離心力的作用下，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，使壓力和速度同時增片間的流道甩向葉輪四周時，液體受葉片的作用，使壓力和速度同時增加，并經(jīng)導(dǎo)輪的流道被引向次一級葉輪。這樣，逐級流過所有的葉輪和加，并經(jīng)導(dǎo)輪的流道被引向次一級葉輪。這樣，逐級流過所有的葉輪

16、和導(dǎo)輪，進(jìn)一步使液體的壓能增加，逐級疊加后就獲得一定的揚(yáng)程，從而導(dǎo)輪，進(jìn)一步使液體的壓能增加，逐級疊加后就獲得一定的揚(yáng)程，從而將井液舉升到地面。將井液舉升到地面。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油電泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)潛油電泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 潛油離心泵和普通的地面離心泵相比，在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)：潛油離心泵和普通的地面離心泵相比，在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)： 1.直徑小、級數(shù)多、長度大直徑小、級數(shù)多、長度大目前潛油泵的葉輪級數(shù)一般為目前潛油泵的葉輪級數(shù)一般為150450級，這種特殊性質(zhì)決定了潛油泵級，這種特殊性質(zhì)決定了潛油泵泵的外形尺寸又細(xì)又長。一般由幾百級葉輪組成的一臺泵，其總長度一泵的外形尺寸又細(xì)又長。一

17、般由幾百級葉輪組成的一臺泵，其總長度一般為：般為：435m，導(dǎo)致泵軸和泵殼體在制造、加工上都有很大的困難，也，導(dǎo)致泵軸和泵殼體在制造、加工上都有很大的困難，也不便于不便于 組裝、運(yùn)輸及施工。所以潛油泵一般采用分節(jié)裝配，每節(jié)長組裝、運(yùn)輸及施工。所以潛油泵一般采用分節(jié)裝配，每節(jié)長17m，每臺泵由，每臺泵由15節(jié)組成。節(jié)組成。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 2.軸向卸載、徑向扶正軸向卸載、徑向扶正 為了消除軸向力，采用了軸向卸載機(jī)構(gòu)。各級葉輪上均裝有止推為了消除軸向力，采用了軸向卸載機(jī)構(gòu)。各級葉輪上均裝有止推 墊片，承受泵的軸向力。當(dāng)泵工作時，葉輪止推墊片壓在導(dǎo)輪上，這墊片，承受泵的軸向力。當(dāng)

18、泵工作時，葉輪止推墊片壓在導(dǎo)輪上，這 樣軸向力就可通過導(dǎo)輪逐級傳遞到泵殼上去，而導(dǎo)輪止口與葉輪裙部樣軸向力就可通過導(dǎo)輪逐級傳遞到泵殼上去，而導(dǎo)輪止口與葉輪裙部 相摩擦，則起到多級扶正的作用，保證了軸不彎曲運(yùn)行。相摩擦，則起到多級扶正的作用，保證了軸不彎曲運(yùn)行。 3.泵吸入口裝有特殊裝置，如油氣、油砂分離器泵吸入口裝有特殊裝置，如油氣、油砂分離器 潛油電泵在工作時，輸送的是多相流體介質(zhì)，即液相潛油電泵在工作時，輸送的是多相流體介質(zhì)，即液相(油和水油和水)、氣相氣相(自由氣體自由氣體)和固相和固相(砂、蠟、鹽和其他機(jī)械雜質(zhì)，各相對泵的工作砂、蠟、鹽和其他機(jī)械雜質(zhì)，各相對泵的工作特性都有獨(dú)特的影響，

19、尤其是氣體和砂的影響最為嚴(yán)重。所以，在使特性都有獨(dú)特的影響，尤其是氣體和砂的影響最為嚴(yán)重。所以，在使用潛油電泵時，必須根據(jù)油井實(shí)際情況，在泵吸入口安裝氣體處理裝用潛油電泵時，必須根據(jù)油井實(shí)際情況，在泵吸入口安裝氣體處理裝置和防砂裝置，以減少氣體和砂子進(jìn)入潛油泵。置和防砂裝置，以減少氣體和砂子進(jìn)入潛油泵。 4.泵出口處上部裝有單流閥和泄油閥泵出口處上部裝有單流閥和泄油閥 潛油電泵的型號：潛油電泵的型號： 二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 潛油泵的性能參數(shù)：潛油泵的性能參數(shù)：包括排量、壓頭（揚(yáng)程）、軸功率、效率、轉(zhuǎn)速等，一般都在潛油泵的銘牌上給出。 排量：排量：潛油泵的排量有體積排量和質(zhì)量排量

20、之分。體積排量是潛油泵在單位時間內(nèi)所抽送流體的體積，既是從潛油泵壓出口截面所排出的液體體積。質(zhì)量排量則是潛油泵在單位時間內(nèi)所抽送的液體質(zhì)量。 通常所說的排量都是體積排量，只有在計(jì)算潛油泵的輸出功率時才用質(zhì)量排量。離心泵的排量取決于：轉(zhuǎn)速、葉輪尺寸、出口壓力和液體性質(zhì)，與泵的級數(shù)無關(guān)； 揚(yáng)程：揚(yáng)程：是指單位重力的液體流過潛油泵后其能量的增值，單位重力的液體流過潛油泵后其能量的增值，即是潛油潛油泵壓出口處單位重力液體的機(jī)械能減去吸入口處單位重力液體的機(jī)械泵壓出口處單位重力液體的機(jī)械能減去吸入口處單位重力液體的機(jī)械能。能。取決于：葉輪的圓周速度（Hu2/g）和泵的級數(shù)，與所泵送的液體的比重?zé)o關(guān);二、

21、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油泵的性能參數(shù)：潛油泵的性能參數(shù)： 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：單位時間內(nèi)潛油泵內(nèi)葉輪的回轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示，單位：r/min。 功率：功率：指潛油泵的輸入功率，即潛油電機(jī)傳遞給潛油泵軸的功率，用P表示,單位為：kW。潛油泵的輸出功率是指液體流過潛油泵時由潛油泵傳給液體的有效功率，也就是質(zhì)量排量與單位質(zhì)量液體流過潛油泵時能量的增值g*H的乘積，輸出功率用Pu表示，單位:Kw。 效率：效率：潛油泵的輸入功率與輸出功率是不相等的，在潛油泵內(nèi)有功率損失，功率損失的大小以效率來衡量。潛油泵的效率是輸出功率與輸入功率之比。 二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 潛油電泵的工作特性曲線潛油電

22、泵的工作特性曲線二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 潛油電泵的工作特性曲線是指潛油電泵的工作特性曲線是指泵的泵的揚(yáng)程、功率和效率揚(yáng)程、功率和效率同同排量排量之之間的關(guān)系曲線，它是選泵設(shè)計(jì)的間的關(guān)系曲線，它是選泵設(shè)計(jì)的重要依據(jù)重要依據(jù)。 一般的特性曲線是在固定的轉(zhuǎn)速一般的特性曲線是在固定的轉(zhuǎn)速(電機(jī)頻率電機(jī)頻率60Hz，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為3500rpm)下，在相對密度為下，在相對密度為1、粘度為、粘度為1mPa.s的清水中測試的泵的的清水中測試的泵的工作特性。工作特性。 潛油電泵的工作特性曲線潛油電泵的工作特性曲線二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)221122211322P2P111NqqNNH

23、HNNPPN 影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素粘度粘度二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 液體粘度大使得泵的液體粘度大使得泵的舉升功率舉升功率增加；增加； 同時泵的揚(yáng)程、排量和效率也有所下降。同時泵的揚(yáng)程、排量和效率也有所下降。影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素溫度溫度 流體溫度對電機(jī)和電纜的流體溫度對電機(jī)和電纜的絕緣程度絕緣程度有較大的影響；有較大的影響； 流體溫度高需要選擇流體溫度高需要選擇耐溫等級高耐溫等級高的電機(jī)和電纜，增加的電機(jī)和電纜，增加采油成本。當(dāng)采油成本。當(dāng)溫度溫度比電機(jī)的額定溫

24、度每高出比電機(jī)的額定溫度每高出1010，電機(jī)電機(jī)的的使用壽命就將縮短一半；當(dāng)溫度比使用壽命就將縮短一半；當(dāng)溫度比電纜的極限使用溫度電纜的極限使用溫度每每高出高出8.48.4時，電纜的壽命也將降低一半時，電纜的壽命也將降低一半。 影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素氣體氣體二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素氣蝕氣蝕影響泵特性曲線的因素影響泵特性曲線的因素砂、蠟等砂、蠟等 要求含砂小于要求含砂小于0.05%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。 蠟沉積堵塞葉導(dǎo)輪流道，蠟沉積堵塞葉導(dǎo)

25、輪流道，井液阻力增加。井液阻力增加。 電機(jī)負(fù)荷增加，嚴(yán)重時過載停機(jī)。電機(jī)負(fù)荷增加，嚴(yán)重時過載停機(jī)。泵排量下降。泵排量下降。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng) 潛油電纜作為潛油電泵機(jī)組輸送電能的通道部分，長期工作在高溫、潛油電纜作為潛油電泵機(jī)組輸送電能的通道部分，長期工作在高溫、高壓和具有腐蝕性流體的環(huán)境中。高壓和具有腐蝕性流體的環(huán)境中。潛油電纜包括動力電纜和潛油電機(jī)引接潛油電纜包括動力電纜和潛油電機(jī)引接電纜。動力電纜分為圓電纜和扁電纜，電機(jī)引接電纜只有扁電纜一種。電纜。動力電纜分為圓電纜和扁電纜，電機(jī)引接電纜只有扁電纜一種。潛油電纜潛油電纜潛油電機(jī)引接電纜

26、的外形結(jié)構(gòu)和各部分的潛油電機(jī)引接電纜的外形結(jié)構(gòu)和各部分的作用都與動力電纜是很相似，但由于工作作用都與動力電纜是很相似，但由于工作的環(huán)境空間小于動力電纜工作的環(huán)境空間，的環(huán)境空間小于動力電纜工作的環(huán)境空間，其外形尺寸要比動力電纜小一些。同時，其外形尺寸要比動力電纜小一些。同時，由于其外形尺寸較小，工作環(huán)境溫度較高，由于其外形尺寸較小，工作環(huán)境溫度較高，所以，其絕緣強(qiáng)度要求比動力電纜更高。所以，其絕緣強(qiáng)度要求比動力電纜更高。為了提高強(qiáng)度，有些引接電纜在結(jié)構(gòu)上采為了提高強(qiáng)度，有些引接電纜在結(jié)構(gòu)上采用鉛護(hù)套。用鉛護(hù)套。電纜作用：向井下電機(jī)供電電纜作用：向井下電機(jī)供電二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)

27、潛油電纜和普通動力電纜相比具有以下特點(diǎn)潛油電纜和普通動力電纜相比具有以下特點(diǎn):1)要求耐高溫、油、氣和水，有適應(yīng)井下工作狀況的特性。要求耐高溫、油、氣和水，有適應(yīng)井下工作狀況的特性。2)外形結(jié)構(gòu)尺寸要符合環(huán)形空間的要求。外形結(jié)構(gòu)尺寸要符合環(huán)形空間的要求。3)為滿足油井對機(jī)組尺寸的要求，潛油電纜一般采用圓形或扁形為滿足油井對機(jī)組尺寸的要求，潛油電纜一般采用圓形或扁形(小小扁扁)，扁形和扁形，扁形和扁形(小扁小扁)連接在一起的復(fù)合結(jié)構(gòu)。連接在一起的復(fù)合結(jié)構(gòu)。4）要適應(yīng)井下工作溫度）要適應(yīng)井下工作溫度50150,并要求在并要求在-30環(huán)境下，進(jìn)行起下環(huán)境下，進(jìn)行起下泵作業(yè)時，潛油電纜護(hù)套層不破裂。泵

28、作業(yè)時，潛油電纜護(hù)套層不破裂。電纜頭電纜頭是電機(jī)引接電纜與潛油電機(jī)相連接的一種特殊密封接頭，是電機(jī)引接電纜與潛油電機(jī)相連接的一種特殊密封接頭，是潛油電纜的重要組成部分。是潛油電纜的重要組成部分。它主要由上下殼體它主要由上下殼體(銅或鋼銅或鋼)、上、下、上、下絕緣壓墊、與電機(jī)插座相插配的三相插頭、縱向密封膠墊及尾部絕緣壓墊、與電機(jī)插座相插配的三相插頭、縱向密封膠墊及尾部澆注密封端等組成。澆注密封端等組成。潛油電纜潛油電纜二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)變壓器變壓器 變壓器是一種靜止電氣設(shè)備，利用電磁感應(yīng)作用把一種電壓的交變壓器是一種靜止電氣設(shè)備，利用電磁感應(yīng)作用把一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成同頻

29、率的另一種電壓的交流電能。在潛油電泵油井中的流電能轉(zhuǎn)變成同頻率的另一種電壓的交流電能。在潛油電泵油井中的作用是為潛油電機(jī)提供工作電壓作用是為潛油電機(jī)提供工作電壓(數(shù)百伏至數(shù)千伏的電源數(shù)百伏至數(shù)千伏的電源)?？刂乒窨刂乒?潛油電泵的啟動和停機(jī)以及運(yùn)行中的一系列控制，需要專門的控潛油電泵的啟動和停機(jī)以及運(yùn)行中的一系列控制，需要專門的控制設(shè)備來完成，潛油電泵控制柜分為手動、自動兩種控制方式?？刂浦圃O(shè)備來完成，潛油電泵控制柜分為手動、自動兩種控制方式?？刂乒窬哂卸搪繁Ｗo(hù)、單相保護(hù)、三相過載保護(hù)和欠載停機(jī)、延時自啟動柜具有短路保護(hù)、單相保護(hù)、三相過載保護(hù)和欠載停機(jī)、延時自啟動等功能，并且通過儀表隨時測量

30、電機(jī)運(yùn)行電壓、電流參數(shù)并自動記錄等功能，并且通過儀表隨時測量電機(jī)運(yùn)行電壓、電流參數(shù)并自動記錄電機(jī)運(yùn)行電流，從而使電泵管理人員及時掌握和判斷潛油電機(jī)的運(yùn)行電機(jī)運(yùn)行電流，從而使電泵管理人員及時掌握和判斷潛油電機(jī)的運(yùn)行狀況。狀況。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油電泵的附屬設(shè)備潛油電泵的附屬設(shè)備 在潛油電泵使用過程中，除了所必須具有的三部分七大部件之外，在潛油電泵使用過程中，除了所必須具有的三部分七大部件之外，還要使用一些如測溫測壓裝置、單流閥、泄油閥及接線盒等附屬配套還要使用一些如測溫測壓裝置、單流閥、泄油閥及接線盒等附屬配套設(shè)備，這樣才能保證潛油電泵的正常使用。設(shè)備，這樣才能保證潛油電泵的

31、正常使用。測溫測壓裝置：測溫測壓裝置：測量井下壓力和溫度測量井下壓力和溫度接線盒：接線盒： 作用主要有兩個作用主要有兩個: 1) 連接控制柜至井口電纜，便于在接線盒處檢查井下機(jī)組的對連接控制柜至井口電纜，便于在接線盒處檢查井下機(jī)組的對地絕緣電阻和三相直流電阻。地絕緣電阻和三相直流電阻。 2) 使用接線盒后，可排除由潛油電纜芯線內(nèi)上升至井口的天然使用接線盒后，可排除由潛油電纜芯線內(nèi)上升至井口的天然氣，起到放空的作用，以防止天然氣直接進(jìn)入控制柜后，使控制柜出氣，起到放空的作用，以防止天然氣直接進(jìn)入控制柜后，使控制柜出現(xiàn)電火花而引起爆炸?，F(xiàn)電火花而引起爆炸。 所以，在潛油電泵系統(tǒng)中必須使用接線盒。所

32、以，在潛油電泵系統(tǒng)中必須使用接線盒。二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)潛油電泵的附屬設(shè)備潛油電泵的附屬設(shè)備單流閥：單流閥：單流閥的作用：單流閥的作用： 1）防止停泵時油管內(nèi)的贓物下沉而卡泵；防止停泵時油管內(nèi)的贓物下沉而卡泵； 2）防止泵反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電流可能燒壞電機(jī)和電纜、損壞傳防止泵反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電流可能燒壞電機(jī)和電纜、損壞傳動軸）；動軸）； 3）若管柱上沒有單流閥，當(dāng)電機(jī)還在反轉(zhuǎn)時，若有人重新啟動電若管柱上沒有單流閥，當(dāng)電機(jī)還在反轉(zhuǎn)時，若有人重新啟動電 機(jī)，這時機(jī)組很可能會損壞；機(jī)，這時機(jī)組很可能會損壞；泄油閥：泄油閥：以防止起泵時油管柱中的井液在卸油管時流到地面上以防止起泵時油

33、管柱中的井液在卸油管時流到地面上。使機(jī)組處于井筒中間，以便電機(jī)很好冷卻，防止電纜與套管內(nèi)壁摩使機(jī)組處于井筒中間，以便電機(jī)很好冷卻，防止電纜與套管內(nèi)壁摩擦損壞擦損壞 變壓器電控柜接線盒井口動力電纜井下安全閥電纜封隔器電纜穿透器生產(chǎn)油管潛油離心泵油氣分離器保護(hù)器潛油電機(jī)控制管線放氣閥卸油閥單流閥油層油層套管ABC引接電纜地面電纜以電能為動力源，電網(wǎng)電壓首先以電能為動力源，電網(wǎng)電壓首先經(jīng)過經(jīng)過變壓器改變電壓后輸入到控制變壓器改變電壓后輸入到控制柜，通過潛油電纜將電能傳給潛油柜，通過潛油電纜將電能傳給潛油電機(jī)，電機(jī)，潛油電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械潛油電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動潛油泵高速旋轉(zhuǎn)，潛油泵能，帶動

34、潛油泵高速旋轉(zhuǎn)，潛油泵中的每級葉輪、導(dǎo)殼均使井液壓力中的每級葉輪、導(dǎo)殼均使井液壓力逐步提高，在潛油泵出口處達(dá)到潛逐步提高，在潛油泵出口處達(dá)到潛油電泵機(jī)組要求的舉升揚(yáng)程，所提油電泵機(jī)組要求的舉升揚(yáng)程，所提升的井液通過油管被舉升至地面，升的井液通過油管被舉升至地面，再通過地面管線傳輸至地面集輸系統(tǒng)。再通過地面管線傳輸至地面集輸系統(tǒng)。2、潛油電泵機(jī)組的工作原理、潛油電泵機(jī)組的工作原理二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)3 3、潛油電泵機(jī)組的特點(diǎn)、潛油電泵機(jī)組的特點(diǎn) 1) 排量范圍大排量范圍大 2) 揚(yáng)程高揚(yáng)程高 3) 可以根據(jù)產(chǎn)液變化要求進(jìn)行變頻調(diào)速可以根據(jù)產(chǎn)液變化要求進(jìn)行變頻調(diào)速 4) 地面設(shè)備占

35、用面積和空間小，適用于海上平臺地面設(shè)備占用面積和空間小，適用于海上平臺 5) 使用壽命長使用壽命長 6) 便于管理便于管理 7) 可適用于斜井與水平井可適用于斜井與水平井二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)目目 錄錄一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析油井產(chǎn)能計(jì)算方法：油井產(chǎn)能計(jì)算方法：（1）PI法即生產(chǎn)指數(shù)法（流壓高于飽和壓力）法即生產(chǎn)指數(shù)法（流壓高于飽和壓力）（2）IPR法法 (流壓低于飽

36、和壓力流壓低于飽和壓力) （1 1）PIPI法（即產(chǎn)液指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）法（即產(chǎn)液指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力） 當(dāng)流壓高于飽和壓力時，液流近似單相流，其特性曲線是一 條斜率為“J”的直線。 式中：q - 油井日產(chǎn)量，m3/d（已知）； Pws - 油層靜壓，MPa（已知）； pwf - 在產(chǎn)量為q時的流壓，MPa（已知）； J - 產(chǎn)液指數(shù)，m3/d/MPa 根據(jù)已知的油井生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)(q、Pws、Pwf），即可計(jì)算出 斜率“J”。毫無疑問，當(dāng)流壓Pwf0時，產(chǎn)液量q為最大值.qPwsPwfJ三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析（1）PI法（即產(chǎn)液指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）

37、法（即產(chǎn)液指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）計(jì)算出qmax后，用斜率“J”即可畫出一條直線。在“PI”曲線以內(nèi)每一個流壓值（Pwf）都對應(yīng)于一個相應(yīng)的產(chǎn)量值（q）。根據(jù)“PI”曲線，有關(guān)工程師可以選擇合適的生產(chǎn)制度、選擇合適排量的電潛泵機(jī)組。 三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析 （2）IPRIPR法（即沃格法；適用于流壓低于飽和壓力）法（即沃格法；適用于流壓低于飽和壓力） 基本方程基本方程： qqmax10.2PwfPws0.8PwfPws2式中: q - 測試時的日產(chǎn)量，m3/d；（已知） Pws - 油層靜壓，MPa；（已知） Pwf - 在q產(chǎn)量下時的井底流壓，MPa；（已知） qmax-

38、油井最大日產(chǎn)量，m3/d； （未知）三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析目目 錄錄一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算 由于電潛泵的存在，井筒內(nèi)的壓力、溫度不再呈連續(xù)分布，由于電潛泵的存在，井筒內(nèi)的壓力、溫度不再呈連續(xù)分布，而是在電潛泵位置處存在跳躍。而是在電潛泵位置處存在跳躍。 為電潛泵所提供的提升液體所需為電潛泵所提供的提升液體所需的壓力，的壓力， 為井下電泵機(jī)組的由于電機(jī)

39、和電纜發(fā)熱引起的溫升，為井下電泵機(jī)組的由于電機(jī)和電纜發(fā)熱引起的溫升，所以電潛泵不但是提供生產(chǎn)所需動力的動力源，而且還是一個固定所以電潛泵不但是提供生產(chǎn)所需動力的動力源，而且還是一個固定熱源。其中，泵掛深度以上為油管流動，泵掛深度以下為套管流動，熱源。其中，泵掛深度以上為油管流動，泵掛深度以下為套管流動，二者的差異在于流通截面不同，同時壓力、溫度也不同。二者的差異在于流通截面不同，同時壓力、溫度也不同。 pT 因此，建立井筒內(nèi)不因此，建立井筒內(nèi)不同井段的壓力和溫度分布同井段的壓力和溫度分布模型，是電潛泵的優(yōu)化設(shè)模型，是電潛泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。計(jì)的基礎(chǔ)。（一）壓降預(yù)測模型（一）壓降預(yù)測模型四、井筒

40、流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算 多相管流壓力計(jì)算公式很多，如多相管流壓力計(jì)算公式很多，如Hagedorn-Brown法、法、Beggs-Brill法、法、Orkiszewski法、法、Aziz法、法、Duns-Ros法和法和Cornish法、法、Hasan-Kabir法等，這些方法各具有一定的適用條件，法等，這些方法各具有一定的適用條件，如如Hagedorn-Brown法適用于低氣液比的高產(chǎn)排液井，法適用于低氣液比的高產(chǎn)排液井，Orkiszewski法適用于高氣油比的中低產(chǎn)井，法適用于高氣油比的中低產(chǎn)井，Beggs-Brill法可用法可用于計(jì)算垂直、水平及任何傾斜角度的多相流。于

41、計(jì)算垂直、水平及任何傾斜角度的多相流。 （一）壓降預(yù)測模型（一）壓降預(yù)測模型四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算Beggs-Brill方法可用于計(jì)算垂直、水平及任何傾斜角度的多相流。方法可用于計(jì)算垂直、水平及任何傾斜角度的多相流。壓降梯度方程為壓降梯度方程為: pvvdvfghpsgmmmnmm/1)2/(sin2陸地井筒溫度場分析陸地井筒溫度場分析（二）電潛泵井筒溫度場（二）電潛泵井筒溫度場四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算油層至電機(jī)底部深度段油層至電機(jī)底部深度段(AB段段) 電機(jī)底部至泵吸入口深度段電機(jī)底部至泵吸入口深度段(BC段段) 電潛泵吸入口至排出口

42、段電潛泵吸入口至排出口段(CD段段) 泵排出口至動液面深度段泵排出口至動液面深度段(DE段段) 動液面至井口段動液面至井口段(EF段段) 電潛泵井的井筒溫度分布與自噴井類似，但井下電泵機(jī)組與潛油電纜的發(fā)熱使得井筒內(nèi)的流體獲得額外的熱量海上井筒溫度場分析海上井筒溫度場分析（二）電潛泵井筒溫度場（二）電潛泵井筒溫度場四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算 與陸地電潛泵井相比，海上電潛泵井要經(jīng)與陸地電潛泵井相比，海上電潛泵井要經(jīng)過海水段和海平面以上的空氣段，其井身結(jié)過海水段和海平面以上的空氣段，其井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與陸地電潛泵井不同，導(dǎo)致井筒總傳構(gòu)特點(diǎn)與陸地電潛泵井不同，導(dǎo)致井筒總傳熱系數(shù)不

43、同熱系數(shù)不同 在海底之上至平臺井口可分為兩部分，一部在海底之上至平臺井口可分為兩部分，一部分是海底至海面深度段，一部分是海面至平臺分是海底至海面深度段，一部分是海面至平臺井口位置，在這兩段，套管外還有隔水管，隔井口位置，在這兩段，套管外還有隔水管，隔水管與套管的環(huán)形空間為水泥層。隔水管的外水管與套管的環(huán)形空間為水泥層。隔水管的外壁直接與海水和空氣接觸。壁直接與海水和空氣接觸。目目 錄錄一、電潛泵采油概述一、電潛泵采油概述二、電潛泵采油系統(tǒng)二、電潛泵采油系統(tǒng)三、油井產(chǎn)能分析三、油井產(chǎn)能分析五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算四、井筒流體壓力、溫度計(jì)算 從

44、系統(tǒng)工程學(xué)的角度來看，油井應(yīng)用潛油電泵抽油的過程可以作從系統(tǒng)工程學(xué)的角度來看，油井應(yīng)用潛油電泵抽油的過程可以作為一個系統(tǒng)來考慮，在這個系統(tǒng)中，油井和潛油電泵機(jī)組分別是該系為一個系統(tǒng)來考慮，在這個系統(tǒng)中，油井和潛油電泵機(jī)組分別是該系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)。統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)。所以，在潛油電泵的應(yīng)用中，油井和潛油電泵機(jī)組所以，在潛油電泵的應(yīng)用中，油井和潛油電泵機(jī)組這兩個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，即這兩個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，即油井的生產(chǎn)能力與潛油電泵的排量及揚(yáng)程是油井的生產(chǎn)能力與潛油電泵的排量及揚(yáng)程是否匹配否匹配，將直接影響潛油電泵的應(yīng)用效果。將直接影響潛油電泵的應(yīng)用效果。 潛油電泵機(jī)組的選擇與其他機(jī)械采油方法一樣，潛油電泵機(jī)組

45、的選擇與其他機(jī)械采油方法一樣，沒有一成不變的沒有一成不變的科學(xué)公式可循，科學(xué)公式可循，其計(jì)算過程也并不復(fù)雜。但是，其計(jì)算過程也并不復(fù)雜。但是，必須系統(tǒng)地考慮所有必須系統(tǒng)地考慮所有的因素，的因素，最重要的是必須能夠滿足油井產(chǎn)能的要求，最大限度地發(fā)揮最重要的是必須能夠滿足油井產(chǎn)能的要求，最大限度地發(fā)揮油井的潛能。油井的潛能。由于泵和電機(jī)的特性受到油井中所舉升的混合流體性質(zhì)由于泵和電機(jī)的特性受到油井中所舉升的混合流體性質(zhì)的影響。所以，在進(jìn)行選泵設(shè)計(jì)時，必須考慮到所舉升流體的密度、的影響。所以，在進(jìn)行選泵設(shè)計(jì)時，必須考慮到所舉升流體的密度、粘度、含氣量、含水量及井底溫度等諸因素。粘度、含氣量、含水量及

46、井底溫度等諸因素。五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，流入動態(tài)關(guān)系計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，流入動態(tài)關(guān)系(IPR)曲線曲線采用了油、氣、水三采用了油、氣、水三相流動時的廣義相流動時的廣義IPR曲線方法，垂直管流的壓降計(jì)算采用合適的方法曲線方法，垂直管流的壓降計(jì)算采用合適的方法， 把獲得規(guī)定泵口壓力下的最高產(chǎn)量和最低能耗為設(shè)計(jì)目標(biāo)，并獲得電把獲得規(guī)定泵口壓力下的最高產(chǎn)量和最低能耗為設(shè)計(jì)目標(biāo)，并獲得電泵機(jī)組工作參數(shù)泵機(jī)組工作參數(shù)(泵型、泵深、級數(shù)等泵型、泵深、級數(shù)等)和工況指標(biāo)和工況指標(biāo)(油壓、功率、效率、油壓、功率、效率、噸油耗電量等噸油耗電量等)等參數(shù)。等參數(shù)。五、

47、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 在滿足由油井供液能力所確定的產(chǎn)量的前提下確定下泵深度、選在滿足由油井供液能力所確定的產(chǎn)量的前提下確定下泵深度、選擇泵型和計(jì)算工作參數(shù)，使產(chǎn)液最高和能耗最小，并滿足以下條件：擇泵型和計(jì)算工作參數(shù)，使產(chǎn)液最高和能耗最小，并滿足以下條件：(1) 泵的實(shí)際排量應(yīng)滿足要求的油井設(shè)計(jì)產(chǎn)量，在所選泵的推薦范圍內(nèi)泵的實(shí)際排量應(yīng)滿足要求的油井設(shè)計(jì)產(chǎn)量，在所選泵的推薦范圍內(nèi)工作；工作；(2)下泵深度不大于油層中部深度下泵深度不大于油層中部深度H，即，即HPH；(3)泵的最大外徑小于套管內(nèi)徑，泵的最大外徑小于套管內(nèi)徑， DP=DC（表示泵與套管的允許表示泵與套管的允

48、許間隙值）；間隙值）；(4)進(jìn)泵氣液比進(jìn)泵氣液比RPI10。 （一）設(shè)計(jì)任務(wù)（一）設(shè)計(jì)任務(wù)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 通常，由于通常，由于地面出油管線的壓力降變化范圍不大地面出油管線的壓力降變化范圍不大，可將，可將井口壓力井口壓力作為作為常數(shù)常數(shù)。這樣，設(shè)計(jì)的油井生產(chǎn)系統(tǒng)范圍只。這樣，設(shè)計(jì)的油井生產(chǎn)系統(tǒng)范圍只從井口到油層，在油層、從井口到油層，在油層、井底、泵的入口處分別設(shè)置四個節(jié)點(diǎn)，井底、泵的入口處分別設(shè)置四個節(jié)點(diǎn)，并把并把泵看作功能節(jié)點(diǎn)，以泵兩泵看作功能節(jié)點(diǎn)，以泵兩端的壓差作為求解節(jié)點(diǎn)端的壓差作為求解節(jié)點(diǎn)。求解時分別以井口壓力和油藏壓力為起點(diǎn)計(jì)。求解時分別以井口壓

49、力和油藏壓力為起點(diǎn)計(jì)算泵的排出壓力和入口壓力，算泵的排出壓力和入口壓力，根據(jù)產(chǎn)量按選定泵型后，根據(jù)該泵的特根據(jù)產(chǎn)量按選定泵型后，根據(jù)該泵的特性曲線和設(shè)計(jì)排量求出單級泵的平均揚(yáng)程、功率和效率。性曲線和設(shè)計(jì)排量求出單級泵的平均揚(yáng)程、功率和效率。利用泵兩端利用泵兩端的壓差和泵的單級揚(yáng)程可計(jì)算出泵的級數(shù)、泵排量、泵效率和功率等。的壓差和泵的單級揚(yáng)程可計(jì)算出泵的級數(shù)、泵排量、泵效率和功率等。 五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)（二）所需數(shù)據(jù)資料（二）所需數(shù)據(jù)資料油井原始資料：油井原始資料：1) 油井套管尺寸及規(guī)格油井套管尺寸及規(guī)格; 2) 油管尺寸及其連接螺紋規(guī)格油管尺寸及其連接螺紋規(guī)

50、格;3) 油層中部深度及射孔井段油層中部深度及射孔井段; 4) 井底溫度井底溫度;5) 飽和壓力及原始?xì)庥捅蕊柡蛪毫霸細(xì)庥捅? 6) 是否為斜井，造斜點(diǎn)深度及狗腿度。是否為斜井，造斜點(diǎn)深度及狗腿度。原油物性資料：原油物性資料：1) 原油相對密度原油相對密度; 2) 天然氣相對密度天然氣相對密度:3) 原油粘度原油粘度; 4) 等腐蝕物含量等腐蝕物含量;5) 含砂量。含砂量。22COSH、五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)（二）所需數(shù)據(jù)資料（二）所需數(shù)據(jù)資料油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)：油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)：1) 油管壓力及套管壓力油管壓力及套管壓力; 2) 油井產(chǎn)液量及含水率油井產(chǎn)液量及含水率;

51、3) 產(chǎn)液指數(shù)及產(chǎn)油指數(shù)產(chǎn)液指數(shù)及產(chǎn)油指數(shù); 4) 地層壓力及井底流動壓力地層壓力及井底流動壓力;5) 生產(chǎn)氣油比及總產(chǎn)氣量。生產(chǎn)氣油比及總產(chǎn)氣量。其他資料其他資料:1) 套管損壞情況及部位套管損壞情況及部位; 2) 井場供電網(wǎng)絡(luò)電壓及頻率。井場供電網(wǎng)絡(luò)電壓及頻率。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):1) 設(shè)計(jì)泵掛深度設(shè)計(jì)泵掛深度; 2) 設(shè)計(jì)產(chǎn)量設(shè)計(jì)產(chǎn)量; 五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要步驟如下：設(shè)計(jì)計(jì)算的主要步驟如下： 1、已知、已知設(shè)計(jì)產(chǎn)液量的條件下設(shè)計(jì)產(chǎn)液量的條件下，根據(jù)油層的流入動態(tài)（，根據(jù)油層的流入動態(tài)（IPR曲線）確定曲線）確定井底流壓井底流壓Pwf并計(jì)算其壓力

52、布和氣液比，以給定的泵入口壓力并計(jì)算其壓力布和氣液比，以給定的泵入口壓力 或泵或泵入口氣液比率入口氣液比率 確定下泵深度確定下泵深度 。 2、以井口壓力為起點(diǎn)，向下計(jì)算井筒壓力布，求出下泵深度處的壓力，、以井口壓力為起點(diǎn)，向下計(jì)算井筒壓力布，求出下泵深度處的壓力，即為泵出口壓力。即為泵出口壓力。 3、泵出口壓力與泵入口壓力之差即為泵的有效總揚(yáng)程、泵出口壓力與泵入口壓力之差即為泵的有效總揚(yáng)程 。 pIpPIRPHzH（三）潛油電泵井優(yōu)化設(shè)計(jì)（三）潛油電泵井優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)五、電潛泵采油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 4、氣液混合物從泵入口到出口，由于壓力不斷增加，泵內(nèi)氣液比不斷、氣液混合物從泵入

53、口到出口，由于壓力不斷增加，泵內(nèi)氣液比不斷地減少，每一級導(dǎo)葉輪的工作條件也將不同。故在設(shè)計(jì)時，應(yīng)將有效總揚(yáng)程地減少，每一級導(dǎo)葉輪的工作條件也將不同。故在設(shè)計(jì)時，應(yīng)將有效總揚(yáng)程分段，假設(shè)分為分段，假設(shè)分為n段，在給定泵的特性曲線的基礎(chǔ)上，逐段校核計(jì)算排量、段，在給定泵的特性曲線的基礎(chǔ)上，逐段校核計(jì)算排量、揚(yáng)程和功率（揚(yáng)程和功率（i=1,2,3,n）：）： 式中：式中：H、Q、和和N第第i計(jì)算段的單級揚(yáng)程、排量、效率和功率；計(jì)算段的單級揚(yáng)程、排量、效率和功率；H(i)、Q(i)、(i)、和、和N(i)第第i計(jì)算段進(jìn)行粘度和含氣校正的單級揚(yáng)程、排量、效率和功率；計(jì)算段進(jìn)行粘度和含氣校正的單級揚(yáng)程、排量、效率和功率；KH、KHEG揚(yáng)程的粘度和揚(yáng)程的粘度和含氣校正系數(shù)；含氣校正系數(shù)；KQ、KQG排量的粘度和含氣校正系數(shù)；排量的粘度和含氣校正系