電動潛油離心泵采油ppt課件

1、電動潛油離心泵采油（1電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理（2電動潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計（3電動潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷3 電潛泵全稱電動潛油離心泵，簡稱電泵，它是將電動機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離心泵，連同電機用油管一起下入井內(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，使電機帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，把油井中的井液舉升到地面。 近年來，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。 特別是近幾年來投入開發(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)時井下機組的工況、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：(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。電潛泵舉升方式的主要缺點：(1) 下入深

3、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(hù)要求高。日常維護(hù)要求高。井下機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離心泵分離器保護(hù)器潛油電機(1) 能量傳遞過程(2) 地層流體舉升過程潛油電纜電力傳輸部分87.1 電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理9(1) 潛油電機潛油電機潛油電機是一種兩極、三相鼠籠式異步感應(yīng)電機。其主要結(jié)構(gòu)和工作原理與常用的異步電動機相同。為了適應(yīng)油井條件，具有以下特點：外廓尺寸細(xì)長；轉(zhuǎn)子和定子分節(jié)；保證潛油電機的嚴(yán)格密封；電機

4、內(nèi)充滿專用潤滑油，起潤滑、冷卻、增強電機絕緣性能和平衡電機內(nèi)外壓力的作用。10作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(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。(1) 潛油電機(1) 定子系統(tǒng)：定子鐵芯、定子繞組、電機殼體作用：產(chǎn)生感應(yīng)電流而受力轉(zhuǎn)動，并輸出機械扭矩。(4) 潤滑油循環(huán)系統(tǒng)：軸孔、定轉(zhuǎn)子間隙、通油孔作用：電機運行時，潤滑油從空心軸內(nèi)流入，從軸承處各通油孔流出，潤滑各軸承；然后進(jìn)入定轉(zhuǎn)子間隙。由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，潤滑油獲得離心力以及潤滑油重力作用，從而使?jié)櫥拖陆档诫姍C底部，補充到空心軸內(nèi)反復(fù)循環(huán)，起到潤滑和冷卻作用。主要構(gòu)造組成及其作用1

5、1(2) 多級離心泵多級離心泵1)泵的結(jié)構(gòu)泵的結(jié)構(gòu)潛油多級離心泵的工作同地面離心泵一樣，當(dāng)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程，將井液舉升到地面。12多級離心泵的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。潛油多級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：直徑小、級數(shù)多、長度大；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)，通過實驗繪制的排量與揚程、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，泵的排量為零時泵軸功率小最多。16在離心泵特性曲線上有一個最高效率點，稱為額定工作點，這點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，這一排量范圍稱做最佳排量范圍。所以，離心

7、泵在工作時要盡可能在額定工作點附近，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油的比重差異，以防止井液進(jìn)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。保護(hù)器有四種基本功能：保護(hù)器通過連接外殼和傳動軸，把泵和電機聯(lián)接起來；保護(hù)器裝有止推軸承，以吸收泵軸的軸向推力；隔離井液與電機油，同時使井筒電機的壓力保持平衡；允許電機運行時溫度升高，造成的電機油熱膨脹以及停機后電機油的收縮。保護(hù)器種類很多，但從其原理來看，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(jìn)泵，以保證電潛泵具有良好的工作特性，使多級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)及特點潛油電纜的結(jié)構(gòu)及特點 潛油電纜作為從地面向井下機組傳輸電力的介質(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：根據(jù)油井的需要，電纜長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；電纜終端有與電機插配的特殊密封接頭電纜頭；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，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，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組的一個重要組部分。根據(jù)下泵深度，電纜的長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)多次盤繞收放，這就要求電纜的、并需要經(jīng)多次盤繞收放，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)滿足井下溫壓下不易變形，在低溫下不破裂，材質(zhì)應(yīng)滿足井下溫度相應(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所電纜應(yīng)有良好的絕緣性能，并能夠可靠地傳遞電機所需要的電能。需要的電能。222324主要內(nèi)容7電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油（1電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動潛油離心泵井設(shè)

11、備與工作原理（2電動潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計電動潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計（3電動潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷電動潛油離心泵井生產(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)計與施工有密切關(guān)系。合理選井與設(shè)計，可以延長電泵機組的壽命，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)計是以油井生產(chǎn)系統(tǒng)為對象，以油井供液能力IPR為依據(jù)，以整個系統(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)計目的，在設(shè)計中采用節(jié)點和系統(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組地面出油管線與分離器等四個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)都有各自不同的流動規(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)計時充分利用各子系統(tǒng)的流動規(guī)律。27281) 油層系統(tǒng)油層系統(tǒng)油層流動系統(tǒng)的流動規(guī)律可用流入動態(tài)IPR來描述，通常采的是油、氣、水三相流動時的廣義IPR曲線。2) 井筒流動系統(tǒng)井筒流動系統(tǒng)井筒流動系統(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。它們都遵守氣液多相管流流動規(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純水的實驗結(jié)果。電泵實際使用時，所抽汲的流體是油、氣、水三相混合物?；旌衔锔咚倭鹘?jīng)電泵時，同時被葉輪充分?jǐn)嚢?，易產(chǎn)生乳化，會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，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)計時必須對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，游離氣隨液體進(jìn)泵后會使泵的排量、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)計方法設(shè)計方法電潛泵油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)是在滿足由油井供液能力所確定的產(chǎn)量前提下，確定下泵深度、選擇泵型和計算工作參數(shù)，使其效率最高和能耗最小，并滿足

14、以下條件：泵的實際排量應(yīng)滿足要求的油井設(shè)計產(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)置四個節(jié)點，把泵看作功能節(jié)點，以泵兩端的壓差作為求解節(jié)點。圖 4-5 電潛泵節(jié)點設(shè)置圖3233求解時分別以井口油壓和油藏壓力為起點計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)計排量求出單級泵的平均揚程、功率和效率。利用泵兩端的壓差和泵的單級揚程可計算出泵

15、的級數(shù)、泵排量、泵效率和功率等。圖 4-5 電潛泵節(jié)點設(shè)置圖34計算的主要步聚如下：在已知設(shè)計產(chǎn)液量的條件下，根據(jù)油層的流入動態(tài)IPR曲線確定井底流壓并計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，向下計算泵上油管內(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數(shù)。35361含氣液體對電泵工作特性的影響含氣液體對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 揚程、排量及效率下降； 游離氣體過多時，葉輪流道的

16、大部分空間被氣體占據(jù)，將會使離心泵停止排液。2液體粘度對電泵工作特性的影響液體粘度對電泵工作特性的影響 液體粘度大使得泵的舉升功率增加； 同時泵的揚程、排量和效率也有所下降。3溫度對電泵工作特性的影響溫度對電泵工作特性的影響 流體溫度對電機和電纜的絕緣程度有較大的影響；流體溫度對電機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高的電機和電纜，增加采油成本。流體溫度高需要選擇耐溫等級高的電機和電纜，增加采油成本。4砂、蠟等對電泵工作特性的影響砂、蠟等對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。電機負(fù)荷增加，嚴(yán)重時過載停機。5其它如沉沒度、井下壓力等與氣體影響有關(guān)。37主要內(nèi)容7電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油（1電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理電動潛油離心泵井設(shè)備與工作原理（2電動潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計電動潛油離心泵井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計（3電動潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷電動潛油離心泵井生產(chǎn)分析與故障診斷3839潛油電泵抽油井的工況分析（一測試與機組分析原則電泵下井運轉(zhuǎn)后，應(yīng)對其工況進(jìn)行不斷監(jiān)測，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，也要通過測

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，測油井的靜壓等供電泵出故障時進(jìn)行比較。這些測試資料可用來檢查現(xiàn)有泵系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)計，必要時為重新選擇泵提供依據(jù)；檢查和防止引起電泵系統(tǒng)損壞的問題，及其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價等。潛油電泵抽油井的工況分析（一測試與機組分析原則在分析電泵抽油井系統(tǒng)的工作狀況時，一般應(yīng)注意以下幾點：可以測取到的一切資料都要用；切忌無依據(jù)地假設(shè)；生產(chǎn)和科研設(shè)計單位要保持聯(lián)系，以便取得更詳細(xì)的資料；測試資料應(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)果的錯誤。4041（二電泵的電流記錄圖分析對于潛油電泵抽油井的工況分析，采油礦上主要是通過測電流記錄圖來實現(xiàn)的。電流自動記錄儀裝在地面控制箱面板上，這是一種記錄電潛泵電機輸入電流的專用儀表。它能將一系列不同工作狀況的電流卡片記錄下來，然后根據(jù)這些卡片反映出的問題如實地進(jìn)行解釋。一般電機出現(xiàn)故障的原因可能是下列幾種：高、低電流下運行、電流不穩(wěn)時操作和電源電壓波動等，因此，采油礦上常通過典型的電流記錄圖并結(jié)合其它測試資料進(jìn)行分析，可以準(zhǔn)確地判斷出故障緣由，及時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是三相兩極感應(yīng)電動機，如果負(fù)載不變、電源電壓穩(wěn)定時，電流曲線保持不變，正常工作條件下，電流記錄圖應(yīng)畫出一條接近銘牌電流的平滑對稱曲線。432電源波動時