電潛泵知識(shí)講座

電潛泵知識(shí)講座第1頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六目錄

A、管理部分一、建立操作性強(qiáng)的管理制度

1、巡回檢查2、定時(shí)計(jì)量/化驗(yàn)3、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析，及時(shí)處理4、嚴(yán)格隨意停機(jī)二、嚴(yán)格操作程序

一）啟動(dòng)前的檢查二）啟動(dòng)三）機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中日常應(yīng)收集的主要數(shù)據(jù)四）故障停機(jī)后再啟動(dòng)前至少應(yīng)完成的檢測(cè)維護(hù)工作第2頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六B、技術(shù)部分

一、潛油電泵機(jī)組概述

1、潛油泵機(jī)組井下工作管柱簡(jiǎn)圖2、潛油電機(jī)主要結(jié)構(gòu)、工作原理和電性能測(cè)試

3、保護(hù)器的工作原理和主要功能

4、潛油泵主要結(jié)構(gòu)、工作原理及有關(guān)的基本概念5、分離器的主要結(jié)構(gòu)和工作原理6、變壓器的選型設(shè)計(jì)計(jì)算二、電潛泵機(jī)組的選型設(shè)計(jì)計(jì)算

1、油井產(chǎn)能計(jì)算a、PI法（即生產(chǎn)指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）b、IPR法(適用于流壓低于適用于流壓)略第3頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

C、現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易計(jì)算法（適用于流壓高于飽和壓力）2、機(jī)組選型設(shè)計(jì)計(jì)算

a、用于水井的計(jì)算方法

b、用于油井的計(jì)算方法（8大步驟）

c、計(jì)算泵掛處的氣液比（Vg/Vt）

三、計(jì)算泵工作時(shí)的實(shí)際效率四、計(jì)算電機(jī)的實(shí)際散熱和溫升

第4頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六一、建立操作性強(qiáng)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(shí)間：建議2小時(shí)2、必須的檢查點(diǎn)：電控柜、井口、安全閥控制盤3、必須的檢查參數(shù)：電流運(yùn)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(shí)計(jì)量、化驗(yàn)

據(jù)此判斷電潛泵機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)情況、評(píng)估機(jī)組未來(lái)是否存在潛在故障和機(jī)組性能/有關(guān)運(yùn)行參數(shù)可能的走向A、管理部分第5頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

C、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析、及時(shí)處理

D、嚴(yán)禁隨意停機(jī)（即使使用變頻器。特別是機(jī)組使用的后期）二、嚴(yán)格操作程序制度

一）啟動(dòng)前的檢查1、檢查出油管線是否連接好、相關(guān)的生產(chǎn)閘門/放氣閥是否處于正確的開關(guān)位置、設(shè)定值是否正確2、檢查欠載/過(guò)載設(shè)定值、延時(shí)設(shè)定值是否合理3、檢查相關(guān)系統(tǒng)的電器設(shè)備是否處于正確位置（順序：高壓真空開關(guān)/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

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7、

系統(tǒng)必須接地

8、所有檢查內(nèi)容和數(shù)據(jù)應(yīng)有文字記錄

9、電控柜門上應(yīng)有該井井下機(jī)組的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表，以利隨

時(shí)對(duì)照檢查機(jī)組工作性能

馬達(dá)額定參數(shù)安裝時(shí)間：功率：電壓：電流：制造廠家：泵額定參數(shù)安裝時(shí)間：型號(hào)：級(jí)數(shù)：?jiǎn)渭?jí)揚(yáng)程：排量：制造廠家：電纜數(shù)據(jù)規(guī)格/型號(hào)：長(zhǎng)度：耐溫：變壓器規(guī)格/型號(hào)：初級(jí)電壓：次級(jí)電壓范圍：制造廠家：

備注：

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二）啟動(dòng)

（盡量使用變頻器啟動(dòng)）

1、如果是新機(jī)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(guò)500m的話，啟動(dòng)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)定要求在電控柜上或變頻器上實(shí)施啟動(dòng)程序3、啟動(dòng)成功之后，應(yīng)盡快用鉗型電流表檢查三相實(shí)際電流值，并和圓盤記錄卡上的電流值進(jìn)行比校

4、根據(jù)井口壓力和產(chǎn)量以及現(xiàn)場(chǎng)的工作經(jīng)驗(yàn)判斷相序是否接錯(cuò)

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(jī)組的性能和油井靜液面高度（注：1）憋壓時(shí)間不要超過(guò)一分鐘）；2）事先計(jì)算好井液大致密度）

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6、待油井出液完全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，再重新調(diào)整好電流欠/過(guò)載值和啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間值7、兩次啟動(dòng)之間的間隔時(shí)間不得少于5分鐘8、啟動(dòng)過(guò)程和啟動(dòng)后的機(jī)組正常運(yùn)行電性能數(shù)據(jù)應(yīng)有文字記錄三）機(jī)組遠(yuǎn)行過(guò)程中日常應(yīng)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(shè)定的欠/過(guò)載、延時(shí)值是否漂移5、日產(chǎn)量（油、氣、水分別計(jì)量---如條件允許的話）6、出砂情況描述（如條件允許，應(yīng)定期取樣化驗(yàn)）7、井口油/套壓力值以及是否正常

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8、井下壓力/溫度值及變化情況（如井下安裝有測(cè)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(shí)為了更好地及時(shí)掌握機(jī)組的運(yùn)行情況，有助于油井的動(dòng)態(tài)分析，還必須：

1）監(jiān)測(cè)動(dòng)液面深度（利用井下回聲儀或通過(guò)油井憋壓）

2）通過(guò)有關(guān)參數(shù)計(jì)算/分析機(jī)組運(yùn)行效率四）故障停機(jī)后、再啟動(dòng)前至少應(yīng)完成的檢測(cè)維護(hù)工作

（在確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(cè)動(dòng)力電纜三相對(duì)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

第10頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六4、檢查熔斷器（保險(xiǎn)絲）是否完好5、檢查（電控柜里）有關(guān)觸點(diǎn)是否完好

6、（電控柜里）低壓控制線路是否完好

7、欠/過(guò)載電流設(shè)定值和延遲設(shè)定值是否嚴(yán)重漂移

8、檢查.動(dòng)力電纜在變壓器上的接頭是否松動(dòng)

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B、技術(shù)部分

一、電潛泵機(jī)組概述

1、潛油泵機(jī)組工作管柱簡(jiǎn)圖

變壓器電控柜接線盒井口動(dòng)力電纜安全閥電纜封隔器電纜穿透器生產(chǎn)油管泵油氣分離器保護(hù)器潛油電機(jī)控制管線防氣閥卸油閥單流閥油層套管第12頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

2、潛油電機(jī)主要結(jié)構(gòu)、工作原理和電性能測(cè)試●

潛油電機(jī)為兩級(jí)、細(xì)長(zhǎng)式、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。它主要由定子、轉(zhuǎn)子軸承構(gòu)成。

●根據(jù)客戶功率要求，潛油電機(jī)由數(shù)個(gè)這種功率相同的細(xì)長(zhǎng)式、三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)串聯(lián)而成（單節(jié)），單節(jié)最大長(zhǎng)度可達(dá)10米。更大功率的電機(jī)可以由幾個(gè)單節(jié)電機(jī)串聯(lián)組成。

●定子的鐵心中均勻分布三相繞組，繞組為電機(jī)提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；當(dāng)繞組接通交流電時(shí)，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子為電機(jī)提供電磁轉(zhuǎn)矩。

（見下圖）第13頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六1第14頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六潛油電機(jī)定子繞組第15頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

●軸承全部為滑動(dòng)軸承。其中一個(gè)為止推滑動(dòng)軸承，承載轉(zhuǎn)子的重量；其余的為徑向滑動(dòng)軸承，起扶正轉(zhuǎn)子的作用；

●

電機(jī)內(nèi)部充滿絕緣性能很高的潤(rùn)滑油，在電機(jī)中起絕緣、潤(rùn)滑和轉(zhuǎn)遞熱量作用。

●根據(jù)客戶的溫度要求，目前國(guó)內(nèi)潛油電機(jī)主要分900C、1200C和1500C三種；

●定子的絕緣結(jié)構(gòu)分絕緣漆（清漆）和環(huán)氧樹脂兩種；兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn)；

●滿負(fù)荷時(shí)電機(jī)的功率因數(shù)和效率比輕負(fù)荷時(shí)高；

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●電機(jī)的效率稍微提高一些，如果電機(jī)數(shù)量大的話，即可為用戶節(jié)約大量的電費(fèi)；效率＝輸入功率功率因數(shù)＝OAOI輸出功率oIAE線電流感應(yīng)電流（電壓）（遲后電壓φ的）滯后電流（和電壓同相位的）有效電流φ900（實(shí)測(cè)值）第17頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

鎧皮?K兆歐表ABCA相-----鎧皮B相-----鎧皮C相-----鎧皮≥1000兆歐下井前應(yīng)對(duì)電纜進(jìn)行下列兩種電性能測(cè)量1、對(duì)地絕緣阻值測(cè)量2、測(cè)量相間直阻值?ABCA----BB-----CC-----A萬(wàn)用表標(biāo)準(zhǔn)值天津：2.0～3.0歐姆森垂:2.0～2.2歐姆雷達(dá):1.8～2.2歐姆三相間的阻值不平衡度≤2%三次測(cè)得的平均值－最小值(或最大值)最小值(或最大值)≤2%第18頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

?KABCA相-----外殼≥500兆歐B相-----外殼≥500兆歐C相-----外殼≥500兆歐注:測(cè)完后要立即放電。下井前應(yīng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行下列電性能測(cè)試1、對(duì)電機(jī)進(jìn)行對(duì)地絕緣阻值測(cè)量2、對(duì)電機(jī)進(jìn)行相間直阻測(cè)量?BC標(biāo)準(zhǔn)值天津：1.7～2.0歐姆森垂:0.9～1.0歐姆雷達(dá):0.9～1.0歐姆三相間直阻值不平衡度≤2%三次的平均值－最小值(最大值)最下值(或最大值)A--BB--CC--AA外殼外殼兆歐表萬(wàn)能表實(shí)際操作過(guò)程中，測(cè)一相即可。第19頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六3、保護(hù)器的工作原理和主要功能

1、連接泵和電機(jī)；2、承擔(dān)電機(jī)的部分軸向負(fù)荷（帶一個(gè)止推軸承）；

3、為電機(jī)的動(dòng)力端提供密封功能，防止井液進(jìn)入電機(jī)內(nèi)造成繞組短路，并保持電機(jī)內(nèi)的壓力和井內(nèi)的壓力系統(tǒng)想連通；

4、補(bǔ)償電機(jī)升溫后電機(jī)油體積的膨脹；關(guān)鍵作用第20頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六典型保護(hù)器密封示意圖第21頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六第22頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

典型的（其中一道）機(jī)械密封第23頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六4、潛油泵主要結(jié)構(gòu)、工作原理及有關(guān)基本概念

●潛油泵是由多個(gè)單級(jí)離心泵串聯(lián)而成。每一級(jí)由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪和一個(gè)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(shí)，把部分高速動(dòng)能變成低速（舉升）能量（勢(shì)能）；●泵的葉輪分“浮式”葉輪和“固定”式兩種。浮式葉輪多用于中小排量泵；固定式葉輪一般用于大排量泵；

圖（全浮式、部分浮式、圖磨損）第24頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六全浮式典型的全浮式泵示意圖第25頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

典型的半浮式泵示意圖第26頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六浮式泵平衡原理第27頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六排量曲線圖排量對(duì)軸承的影響第28頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

有關(guān)泵的一些基本概念：1、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(jí)數(shù)無(wú)關(guān)；2、離心泵的揚(yáng)程取決于：葉輪的圓周速度（H＝u2/g）和泵的級(jí)數(shù)；3、泵的揚(yáng)程與所泵送的液體的比重?zé)o關(guān);比如，泵送比重為1.0的清水、比重為0.7的油、比重為1.2的鹽水和其它任何比重的液體時(shí),其揚(yáng)程都是一樣的;但功率不同;

1000（英尺）1000（英尺）比重1.2比重1.0比重0.7520磅/英寸2433磅/英寸2303磅/英寸2泵泵泵1000（英尺）第29頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

4、額定電流不同的電機(jī)不能串聯(lián)使用；

5、泵應(yīng)在廠家所推薦的最佳范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。

?若實(shí)際排量超過(guò)最佳排量范圍上限，則上止推軸承加速磨損；

?若實(shí)際排量超過(guò)最佳排量范圍下限，則下止推軸承加速磨損；

?偏離的越多，上止推軸承或下止推軸承磨損得越快；6、一旦泵的型號(hào)和泵的級(jí)數(shù)定了之后，就意味著泵的最大揚(yáng)程定了，再增加多大的功率也不會(huì)增加泵的揚(yáng)程；7、如果電機(jī)在低于額定電壓下工作，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，電流上升，長(zhǎng)此下去，對(duì)電機(jī)壽命是非常不利的；電機(jī)在稍微高于額定電壓下長(zhǎng)期工作，通常對(duì)電機(jī)不會(huì)有明顯的影響；

第30頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

8、單流閥的作用：1）防止停泵時(shí)油管內(nèi)的贓物下沉而卡泵；

2）防止泵反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電流可能燒壞電機(jī)和電纜、損壞傳動(dòng)軸

3）若管柱上沒有單流閥，當(dāng)電機(jī)還在反轉(zhuǎn)時(shí)，若有人重新啟動(dòng)電機(jī)，這時(shí)機(jī)組很可能會(huì)損壞；

9、氣鎖如果井液中有大量的游離氣存在，當(dāng)游離氣多到一定程度，進(jìn)到泵內(nèi)的基本上都是氣體時(shí)，泵就會(huì)抽空，這種現(xiàn)象叫氣鎖；發(fā)生氣鎖時(shí)，泵即表現(xiàn)為欠載停機(jī)；第31頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六10、氣穴由于井液進(jìn)入泵葉輪后，液體流速加快，同時(shí)壓力降低，當(dāng)壓力下降到泡點(diǎn)壓力以下時(shí)，液體會(huì)汽化，在泵中形成氣體段塞，當(dāng)氣體段塞進(jìn)入到葉輪的高壓區(qū)時(shí)，氣體段塞被壓碎。此時(shí)，被壓碎的氣體段塞產(chǎn)生巨大的能量而破壞葉輪。這種現(xiàn)象叫氣穴。（當(dāng)油層泡點(diǎn)壓力高時(shí)，容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象）；第32頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六5、旋轉(zhuǎn)分離器的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

a、主要結(jié)構(gòu)

主要由上下接頭、分離腔、分流殼、軸、導(dǎo)向輪、導(dǎo)輪、葉輪和誘導(dǎo)葉輪等組成。

b、工作原理

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(guò)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)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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(jí)；氣體則經(jīng)過(guò)分流殼的分叉流道、再經(jīng)過(guò)上接頭放氣孔進(jìn)入油套環(huán)空。

第33頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六1上接頭分流殼（不轉(zhuǎn)）分流腔（轉(zhuǎn)）軸（轉(zhuǎn)）導(dǎo)向輪（轉(zhuǎn)）導(dǎo)輪（不轉(zhuǎn)）誘導(dǎo)葉輪（轉(zhuǎn)）下接頭葉輪（轉(zhuǎn)）旋轉(zhuǎn)氣體分離器工作原理油氣混合液油氣第34頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六6、海洋平臺(tái)電潛泵變壓器的選型設(shè)計(jì)計(jì)算A、基本原則：１）合適足夠的防爆、防雨／水性能（防護(hù)等級(jí)IP23，絕緣等級(jí)F）２）容量能滿足目前最小機(jī)組功率和今后可能的最大機(jī)組功率要求;（多檔；一般1２檔基本夠用）３）電壓、電流的取值范圍至少能基本上覆蓋目前國(guó)內(nèi)幾大電潛泵生產(chǎn)廠家的機(jī)組的電壓、電流值；B、變壓器容量計(jì)算

KVA＝√3×V×i1000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：第35頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

假設(shè)某平臺(tái)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。在這種情況下，如何設(shè)計(jì)變壓器的容量和電壓檔位？

方法：1）首先應(yīng)根據(jù)最小功率35千瓦和最大功率130千瓦，查有關(guān)電潛泵生產(chǎn)廠家的電機(jī)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(jī)有：760v/43A；975V/34A；1230V/27A970V/38A；693V/43A；-----；符合功率130千瓦的電機(jī)有：1820V/63A；-----；

第36頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

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；700V（60A，47kw）770（60A，52kw）847（60A，57kw）932（60A，63w）1025（60A，69kw）1128（60A，76kw）1241（60A，84kw）1365（60A，92kw）1502（60A，101kw）1652（60A，112kw）1817（60A，123kw）1999V（60A，135kw）注：按變壓器的功率因素（cos）0.65計(jì)算,則變壓器的最大容量為200千伏安才能滿足130千瓦要求。電壓檔位設(shè)計(jì)（以某平臺(tái)為例）注：千伏安和千瓦之間的關(guān)系線電流電壓①電流（和電壓同相位）②滯后電流（滯后電壓900）9000AIEKVA＝√3×V×i1000Kw＝√3×v×i×cos1000（視在功率）（實(shí)際功率）第37頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

二、電潛泵機(jī)組的選型設(shè)計(jì)計(jì)算

1）油井的產(chǎn)能計(jì)算

a、PI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(shí)，液流近似單向流，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(shí)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(cè)試數(shù)據(jù)(q、Pws、Pwf），即可計(jì)算出斜率“J”。毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)流壓Pwf＝0時(shí)，產(chǎn)液量q為最大值，即qPws－PwfJ＝第38頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六這時(shí)的q即為qmax。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(gè)流壓值（Pwf）都對(duì)應(yīng)于一個(gè)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。

舉例：

根據(jù)油藏部門提供的下列已知數(shù)據(jù)，計(jì)算該井的最大產(chǎn)能。

1、已知數(shù)據(jù)測(cè)試產(chǎn)量-------q＝119.2m3/d(750bb/d);油層靜壓-------Pws＝6.5MPa(925psi);在產(chǎn)量為119.2m3/d時(shí)的流壓Pwf＝3.87MPa(550psi);

2、求該井的最大產(chǎn)能

第39頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

解：將已知數(shù)據(jù)代入公式，求出直線斜率“J”J＝qPws－Pwf＝119.26.5－3.87＝45.3m3/d/MPa當(dāng)流壓Pwf＝0時(shí)，產(chǎn)量q為最大值qmax，所以，qmaxpwsqmax＝J×Pws＝45.3×6.5＝294m3/d（1850bb/d）典型的“PI”油井產(chǎn)能曲線圖見下圖。＝J第40頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

油井產(chǎn)能曲線圖第41頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

b、IPR法（即沃格法；適用于流壓低于飽和壓力）

基本方程：qqmax＝1－0.2PwfPws－0.8PwfPws2式中:q-------測(cè)試時(shí)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(shí)的井底流壓，MPa；（已知）qmax-------油井最大日產(chǎn)量，m3/d；（未知）舉例（略）第42頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

C、現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易計(jì)算方法若在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法通過(guò)測(cè)試作業(yè)獲得油井產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)時(shí)，我們可以用下面簡(jiǎn)易方法計(jì)算油井的近似最高產(chǎn)能，并大致了解油井的動(dòng)液面和靜液面置。

操作步驟如下：1、停泵關(guān)井，待液面恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)。如果是虧空井或原來(lái)沒開井,在求產(chǎn)之前應(yīng)將油管灌滿液體；2、灌滿液體之后，關(guān)閉出油閘門；3、開泵運(yùn)行（大略一分鐘）；4、在泵運(yùn)行時(shí)，立即記下井口壓力表讀數(shù)。此壓力值是排量為“0”時(shí)的力；5、然后打開出油閘門；6、計(jì)量產(chǎn)液量，直到產(chǎn)量穩(wěn)定為止；7、關(guān)閉閘門；

8、記錄關(guān)閉閘門時(shí)的井口壓力（有氣體存在時(shí)井口壓力恢復(fù)得緩慢）。這個(gè)壓力值代表上述第6項(xiàng)測(cè)得的排量穩(wěn)定時(shí)的壓力；第43頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

根據(jù)上述兩個(gè)點(diǎn)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(guān)閉時(shí)泵所產(chǎn)生的壓頭用“H”表示，相應(yīng)的地面表壓用“P1”表示，靜液面高度用L1表示。請(qǐng)注意，在目前給定的排量下，閘門打開時(shí)泵所產(chǎn)生的壓頭和閘門全關(guān)閉時(shí)泵所產(chǎn)生的壓頭是一樣的，都是“H”。穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，地面表壓為“P2”（注：P1和P2的值是永遠(yuǎn)不相等的）；

動(dòng)液面高度用L2表示。液面從靜液面下降至動(dòng)液面處的距離為L(zhǎng)2－L1，大致相當(dāng)于P1－P2，如圖所示。這種關(guān)系可用下面公式表示：

式中，L2－L1

-------給定排量下的壓力降，英尺（公制時(shí)為m）；

P1－P2-------地面壓力表的差值，磅/英尺2（公制時(shí)為Mpa）；P1－P2KL2－L1＝第44頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

壓頭（英尺）＝磅/英尺2×2.31r（液體比重）壓頭(m)＝kg/cm2×10r（液體比重）注:

■常用K值如下（英制時(shí)）：淡水為0.43;鹽水為0.45～0.5;400API原油為0.36;

■L1、P1、P2、r為已知值；

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；第45頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六01002003004005006007008009001000DT1000900800700600500400300200100地面排量L2－L1L2L1HP1P1P2L2－L1＝P1－P2井的生產(chǎn)率井的生產(chǎn)率P2H現(xiàn)場(chǎng)求油井產(chǎn)能簡(jiǎn)易計(jì)算圖動(dòng)液面靜液面H＝L1＋100P1rH＝L2＋100P2rL2＝L1＋100（P1－P2）r用公制時(shí)：第46頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

圖中所給出的數(shù)據(jù)是測(cè)試排量為400桶/天時(shí)的壓力降。從圖中可以看出，當(dāng)動(dòng)液面降至1000英尺時(shí)，該井可能達(dá)到的最大的理論排量。作該圖時(shí)只用了兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)，便作出了壓力降曲線。用幾個(gè)不同的測(cè)試排量，可以獲得更多的測(cè)試點(diǎn)，以便檢查曲線的正確性（重合性）。第47頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

2)、機(jī)組選型設(shè)計(jì)計(jì)算

這里我們必須明白幾個(gè)基本問(wèn)題：

■任何廠家提供的潛油泵的排量和揚(yáng)程數(shù)據(jù)，都是按泵送水條件提供的。如果泵送介質(zhì)變了（不是水），在計(jì)算泵的排量和揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)有關(guān)公式或有關(guān)圖表或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)對(duì)排量和揚(yáng)程進(jìn)行修正;

■同一套機(jī)組在泵水時(shí)的排量比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油時(shí)的排量大得多；比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油時(shí)的揚(yáng)程和功率都要小得多；

■電潛泵機(jī)組選型設(shè)計(jì)計(jì)算的核心，是計(jì)算在要求的產(chǎn)量下泵的揚(yáng)程和電機(jī)功率。第48頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

a、用于水井的計(jì)算方法（基本的）

基本公式：8813×η式中N電機(jī)----------電機(jī)功率，kw；Q--------------泵排量，m3/日H總--------------泵總揚(yáng)程，m；r---------------水比重；

η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(jī)組的選型設(shè)計(jì)計(jì)算。Q×H×rN電機(jī)＝b、用于高黏度油井的計(jì)算方法

（八大步驟。略）

第49頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

計(jì)算泵掛處的c、氣液比（Vg/Vt）

舉例：1、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(yù)計(jì)泵沉沒處壓力----400磅/英寸2預(yù)計(jì)產(chǎn)油量-----------154桶/日原油重度------------320API預(yù)計(jì)產(chǎn)水量----------446桶/日地面油氣比----------225英尺3/桶2、計(jì)算步驟

第50頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

1）、計(jì)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(guān)地質(zhì)資料上查得RS

方法B：

應(yīng)用公式計(jì)算：

RS＝Y(jié)g×Pb18×10×0API1010.83式中RS---在地層條件下的溶解油氣比(標(biāo)準(zhǔn)英尺3/標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算出來(lái)的溶解油氣比值，必須用下圖的系數(shù)進(jìn)行修正。此系數(shù)校正了井底流壓低于飽和壓力時(shí)的影響。0.00091T0.0125第51頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

先計(jì)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溶解度為52%）。，（此例題的第52頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

0.520.266第53頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

因此，泵掛處的溶解油氣比，即RS修＝RS×0.52；根據(jù)已知油井?dāng)?shù)據(jù)，查有關(guān)地質(zhì)資料或經(jīng)過(guò)計(jì)算,得地層條件下的溶解油氣比RS＝347標(biāo)準(zhǔn)英尺3/標(biāo)準(zhǔn)桶。所以，泵掛處的溶解油氣比應(yīng)為:RS修＝347×0.52＝180.44(標(biāo)準(zhǔn)英尺3/標(biāo)準(zhǔn)桶)

注：也可直接用下面公式計(jì)算校正系數(shù)fc：fc＝0.629×

Pb＋0.37P式中P------泵入口壓力，MpaPb------地層飽和壓力，Mpa第54頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

2)、計(jì)算泵掛處氣體體積系數(shù)Bg（泵掛處桶/標(biāo)準(zhǔn)千英尺3--英制單位）Bg＝5.05×Z×TP式中Bg----（泵掛處）氣體體積系數(shù)，(泵掛處桶/標(biāo)準(zhǔn)千英尺3)Z-----氣體壓縮系數(shù)(0.81～0.91)T-----（泵掛處）井底溫度,0F,(460＋0F)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×

ZTP＝5.05×0.85×(460＋145)400＝6.49(泵處桶/標(biāo)準(zhǔn)千英尺3)3)、計(jì)算泵掛處的油體積系數(shù)B0

（泵掛處桶/標(biāo)準(zhǔn)桶，英制單位）B0＝0.972＋0.000147×F

1.175式中F＝RS修×YgY00.5＋1.25T第55頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

將已知數(shù)據(jù)代入上述方程式，得B0＝0.972＋0.000147×RS修×YgY00.5＋1.25T1.175＝0.972＋0.000147×180.44×0.800.5＋1.25×1450.8651.175＝1.121(泵掛處桶/標(biāo)準(zhǔn)桶)4)、計(jì)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＝154×2251000＝34.66千英尺3其中：?

泵處溶解氣氣量＝日產(chǎn)油量（桶）×RS修1000＝154×180.441000＝27.78千英尺3注:指地面氣量?！?82m3第56頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

?泵處游離氣氣量＝34.66－27.78＝6.88千英尺3?泵掛處油體積V0＝日產(chǎn)油量（桶）×B0＝154×1.121＝172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)3×Bg

＝6.88×6.49＝45桶?泵掛處水體積＝446桶?泵掛處油、氣、水總體積＝172＋45＋446＝663桶?泵掛處游離氣占泵入口處三相流總體積的百分率為：

VgVt＝45663＝6.78%從計(jì)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(yīng)選擇排量為663桶的泵才能滿足日產(chǎn)液600桶要求。第57頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

注1：對(duì)中等油氣比的重原油，如果一時(shí)得不到某油田的實(shí)際RS、BG和B0值，可用下面的簡(jiǎn)易方法計(jì)算RS、Bg和B0。其誤差為5%～10%?！馬S＝135＋0.25P標(biāo)準(zhǔn)英尺3/標(biāo)準(zhǔn)桶式中P-----泵沉沒處壓力，磅/英寸2●Bg＝2572P＝桶/標(biāo)準(zhǔn)千英尺3●B0＝1.05＋0.0005Rs其它具體計(jì)算方法同前。注2:用公制單位直接計(jì)算時(shí)，計(jì)算公式為：

RS＝0.1342Yg×10×Pb×100.0125×141.5Y0－131.5100.00091×(1.8t＋32)10.83第58頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

式中Yg-------氣體比重Y0-------原油比重Pb-------原油地層飽和壓力，Mpat--------泵掛處溫度，0CRs--------泵掛處溶解油氣比（沒修正前的），m3/m3注：應(yīng)根據(jù)：泵入口壓力（Mpa）/地層飽和壓力（Mpa）比值，查曲線圖對(duì)Rs進(jìn)行修正。B0＝0.972＋0.000147×5.61Rs修×YgYo0.5

1.25×1.8t＋321.175式中B0-------（泵掛處）原油體積系數(shù)，

m3/m3Yg--------氣體比重Yo--------原油比重Rs修-----(泵入口處)根據(jù)Rs修正后的溶解油氣比，m3/m3t--------（泵入口處）溫度，0C＋第59頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

Bg＝0.000378×ZP，m3/m3式中Bg--------（泵入口處）天然氣體積系數(shù),m3/m3Z--------天然氣壓縮系數(shù)，0.81～0.91t--------（泵掛處）井底溫度，0CP--------泵入口處壓力，Mpat＋273最后，泵入口處的氣液比（GLR）為：（1－fw）×（GOR－Rs修）×Bg（1－fw）×B0＋（1－fw）×（GOR－Rs修）×Bg＋fwGLR＝式中fw------含水率，小數(shù)GOR----地面油氣比，m3/m3Rs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

第60頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

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(shí)掌握泵掛處的氣液比值，可以事先假設(shè)數(shù)個(gè)不同的泵入口壓力值，并計(jì)算出相應(yīng)值下的、泵掛處數(shù)個(gè)不同氣液比值。根此即可繪制出泵入口處氣液比與泵入口處的壓力關(guān)系曲線圖。第61頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

三、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算泵工作時(shí)的實(shí)際效率

泵的名牌效率一般都比較高，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中泵的有效功率到底有多大，泵運(yùn)轉(zhuǎn)得是否合理，可以通過(guò)計(jì)算泵的實(shí)際工作效率與泵的名牌效率進(jìn)行比較來(lái)衡量。如果實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率太低，應(yīng)采取措施整改?；竟剑?/p>

η泵實(shí)際效率＝N泵出N泵入----------------（1）N泵入（kw）＝√3×V×i×COSφ×η電機(jī)效率1000---------------（2）N泵出（kw）＝Q×H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(jī)的輸出功率），kw；第62頁(yè)，共69頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)3分，星期六

V--------------電機(jī)工作電壓；I--------------電機(jī)工作電流；COSφ--------------電機(jī)功率因素；

η電---------------電機(jī)效率；r混----------------產(chǎn)液混合液比重（kg/m3）；H總---------------泵的實(shí)際總揚(yáng)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(dá)公司電潛泵，日產(chǎn)液量539噸，含水80/%，動(dòng)液面高度（H動(dòng)）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COSφ為0.70，電機(jī)效率η電為0.85，原油比重r油為863.4kg/m3，水比重r水為1000kg/m3。試計(jì)算電潛泵的實(shí)際工作效率是多少？

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解：1、計(jì)算泵的實(shí)際軸功率（即泵的實(shí)際輸入功率）

√3×2000×49×0.70×0.851000＝101(kw)N泵入＝H井口＝1020.973×1.1－2.1)＝－104m所以,H總＝607－104＋0＝503m

2、計(jì)算泵的實(shí)際輸出功率（即泵的有效功率）A、計(jì)算油井混合液的比重r混

r混＝r水×0.80＋(1－0.