電動潛油離心泵井電流卡片分析

培訓(xùn)學(xué)校2010.04.

電動潛油泵井電流卡片分析一、電動潛油泵井采油裝置及其工作原理

三、電動潛油離心泵主要部件及工作原理四、電動潛油泵井電流卡片分析電動潛油離心泵機組型號及表示方法二、內(nèi)容簡介一、電動潛油泵井采油裝置及其工作原理

電動潛油離心泵(簡稱電潛泵)是一種在井下工作的多級離心泵，用油管下入井內(nèi)，地面電源通過潛油泵專用電纜輸入井下潛油電機，使電機帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將井中的原油舉升到地面。電潛泵由井下部分、地面部分和聯(lián)系井下地面的中間部分組成。(如圖所示)

電動潛油離心泵裝置示意圖

1—變壓器組；2—電流表；3—配電盤；4—接線盒；5—地面電纜；6—井口裝置；7—溢流閥；8—單流閥；9—油管；10—泵頭；11—多級離心泵；12—吸人口；13—保護器；14—電動機；15—扶正器；16—套管；17—電纜護罩；18，20—電纜；19—電纜接頭

潛油電泵供電流程：地面電網(wǎng)→變壓器→控制屏→接線盒→電纜→潛油電機潛油電泵抽油工作流程：分離器→多級離心泵→單流閥→泄油閥→井口→輸油干線。

井下部分主要是電潛泵的機組，它由多級離心泵、保護器和潛油電動機三部分組成，三者軸用花鍵連接、外殼用法蘭連接，起著抽油的主要作用。

地面部分由變壓器組、自動控制臺及輔助設(shè)備(電纜滾筒、導(dǎo)向輪、井口支座和掛墊等)組成。

中間部分由電纜和油管組成。將電流從地面部分傳送給井下部分，采用的是特殊結(jié)構(gòu)的電纜(圓電纜和扁電纜)。在油井中利用鋼帶將電纜和油管柱、泵、保護器外殼固定在一起。二、電動潛油離心泵機組型號及表示方法1)電動潛油離心泵機組表示方法例：額定揚程1000m，額定排量200m3/d，適用油井溫度120℃的119mm電動潛油離心泵機組表示為：QYDB119—200/1000E。2)泵型號表示方法例如:額定排量500m3/d，額定揚程2000m的98mm通用節(jié)泵表示為：QYB98—500/2000T。三、電動潛油離心泵井下部分主要部件及工作原理

1)潛油電動機

電動機用于驅(qū)動離心泵轉(zhuǎn)動。一般為兩極三相鼠籠式感應(yīng)電動機，根據(jù)實際需要電動機可以采用幾級串聯(lián)達到特定的功率。

2)保護器

保護器主要用于將電動機油與井液隔開，平衡電動機內(nèi)壓力和井筒壓力。保護器的作用是連接電動機的驅(qū)動軸與泵軸，連接電動機殼與泵殼；當(dāng)充油部分與容許壓力下的井液連通時，保證電動機驅(qū)動軸密封，防止井液進入電動機。工作方式分為：連通式、沉淀式和膠囊式。

3)油氣分離器

油氣分離器的作用是作為井液進入泵的吸人口；把游離氣從井液中分離出來，減少氣體對泵特性的影響。分離器主要包括沉降式和旋轉(zhuǎn)式。

4)潛油電泵(多級離心泵)

潛油多級離心泵是給井液增加壓頭并舉升到地面的機械設(shè)備,它是由兩大部分組成的,即旋轉(zhuǎn)部分和固定部分與普通多級離心泵相比，潛油多級離心泵具有以下結(jié)構(gòu)特點：1)直徑小、長度大、級數(shù)多。主要滿足壓頭高的需要。2)軸向卸載，徑向扶正。主要是消除軸向力而引起的泵軸彎或偏擺及葉輪震動等。3)泵的出口上部裝單流閥和溢流閥。4)泵吸入口裝有脫氣裝置。5)電纜

電纜用于向井下潛油電動機供電,它由電纜卡子固定在油管上的動力電纜和帶電纜頭的電動機扁電纜組成。電纜主要包括圓電纜和扁電纜。扁電纜可以用于潛油電動機或套管環(huán)形空間間隔較小的井。6)控制屏

控制屏主要用于控制井下電動機的運行。它由電動機啟動器、過載和欠載保護、手動開關(guān)、時間繼電器、電流表組成。

7)變壓器

變壓器用于將交流電的電源電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榫码妱訖C所需要的電壓，它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。

8)接線盒

在井口和控制屏之間必須裝一個接線盒。

9)壓力傳感器

壓力傳感器用于測量井下壓力和溫度。它可以確定井的產(chǎn)能，便于自動控制。10)單流閥和泄油閥

單流閥一般裝在泵上方2～3根油管處。單流閥的作用：在泵內(nèi)不工作時保持油管柱充滿流體，易于起泵，消耗功率最?。徊僮靼踩煽?，地面關(guān)閘時油管柱內(nèi)的氣體易壓縮，形成高壓，操作不安全；防止停泵后液體倒流，使機組反轉(zhuǎn)。泄油閥應(yīng)裝在單流閥上方一根油管處，它是一個剪切插銷裝置。

泄油閥的作用：防止起泵時油管柱中的井液在卸油管時流到地面上。

四、電動潛油泵井電流卡片分析

正常運行時，卡片上畫出的是一條等于或近似于電動機額定電流值的圓滑、勻稱曲線,如圖所示。(1)正常運行電流卡片(2)電源電壓波動電流卡片電流曲線上出現(xiàn)“釘子狀”突變，就是電壓波動的反映。

產(chǎn)生的原因:供電線路上大功率柱塞泵突然啟動而引起的電壓瞬時下降;附近抽油機多口井同時啟動;雷擊現(xiàn)象等.

解決方法:在大面積停電來電后,等其他設(shè)備啟動后再啟動電泵;電泵井安裝避雷器（3）欠載停機電流卡片

該電流曲線表示油井供液不足,電泵運行一段時間后,因抽空欠載而自動停機,曲線中的周期性啟動是由自動控制實現(xiàn)的欠載停機原因:井液密度過低;產(chǎn)液量小,選泵不合理;延時繼電器或欠載繼電器部分出現(xiàn)故障;電泵運行電流值小于欠載電流整定值所導(dǎo)致;泵軸斷或花鍵套脫離等.解決方法:檢修延時繼電器或欠載繼電器;更換與該井相匹配的機組;改變采油方式,改選其他采油方法,對于泵故障應(yīng)起泵檢查并更換機組.（4）過載停機電流卡片

該電流曲線表示電泵啟動后正常運行一段時間后由于受井下不正常因素的影響,工作電流不斷上升,當(dāng)電流增加到過載保護電流時,過載保護裝置動作而自動停泵.過載停機原因:井液密度、粘度的增加；洗井不徹底，井內(nèi)有雜質(zhì)過低;油管或地面管線結(jié)蠟;雷擊造成缺相;機組本身故障(機械磨損電動機過熱等).解決方法:正常過載停機應(yīng)進行洗井;下泵前沖砂,同時對出砂井要考慮上提機組;定期清蠟或熱洗地面管線;查處原因處理缺相;更換機組.（5）氣體影響電流卡片

卡片上的曲線呈鋸齒狀,曲線呈小范圍密波動,說明井液中含有較多氣體.產(chǎn)生的原因:電流波動是由于井液中含有游離氣體而造成電流不穩(wěn)定,這種情況不僅造成排量效率低,而且也容易燒壞電機;另外可能是泵內(nèi)的液體被氣體乳化而引起的.解決方法:泵吸入口加氣錨或旋轉(zhuǎn)式油氣分離器;合理控制套管氣;保證機組合理的沉沒度;井液中加破乳劑.（6）泵發(fā)生氣塞時的電流卡片

該卡片表現(xiàn)為電動潛油泵剛啟動，此時沉沒度比較高，運行電流比較平穩(wěn)，但產(chǎn)量和電流都因液面的下降而逐漸減小，然后因氣體分離出來，電流出現(xiàn)上下波動，波動幅度隨時間的延長越來越大，當(dāng)液面接近泵的吸入口，電流波動最大，直到因氣鎖抽空而欠載停泵。產(chǎn)生的原因:電動潛油泵在運行過程中由于某些因素影響,使井液中大量氣體進入泵內(nèi),造成因氣鎖抽空,而欠載停泵.解決方法:采取防止氣體進入泵的措施;縮小油嘴;間歇生產(chǎn);提供與供液能力相匹配的機組等.思考題1、正確判斷電流卡片的特征、分析產(chǎn)生的原因及提出解決的方法.第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當(dāng)于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關(guān)注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機軸的輸入功率