电潜泵采油技术

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潜油电泵采油生产安全技术

潜油电泵采油生产安全技术

潜油电泵采油生产安全技术潜油电泵是一种采用电机驱动的水下泵,广泛应用于油田水平井、斜井、大角度井等井下采油作业。

它可以将地下油层的石油输送到井口,并实现油田的高效稳定生产。

然而,潜油电泵采油生产过程中,也存在着许多安全隐患。

因此,有效地防控潜油电泵采油过程中的安全风险,是油田开采工作所面临的重要任务。

1. 潜油电泵的选型和资料采集采油设计师在进行油井生产设计时,需要结合油田实际情况,选择合适的潜油电泵。

潜油电泵的选型主要考虑以下因素:油井产量、井深、井径、压力、泥沙含量等。

设计师还需要准确、详尽地采集潜油电泵的资料,包括潜油电泵的各项参数、油管尺寸、油井结构图等。

资料采集需实施全程跟踪,确保资料完整准确。

2. 潜油电泵的安装和拆卸潜油电泵的安装和拆卸过程中,要特别注意电泵的稳定性和安全性。

首先,需要确定井口的支撑杆、悬挂梁、钢丝绳等承重设施的稳固程度和可靠性;其次,安装时要严格按照潜油电泵安装图和悬挂架图指导,正确地安装潜油电泵及其附件。

拆卸时,也要按照规范流程,采取安全、稳妥的方法进行拆卸,避免损坏井筒结构、影响其他油井的井壁完整性等。

3. 潜油电泵的运行管理潜油电泵的运行管理是潜油电泵采油生产中的重要环节,它涉及到潜油电泵的及时维修、保养、更换等行为,有助于延长潜油电泵的使用寿命,提高油井的生产效率和安全性。

在运行管理上,需要注重以下几点:及时发现和处理潜油电泵的故障和异常情况;定期检查潜油电泵的使用寿命,进行必要的更换或维修;严格遵守潜油电泵的使用说明,杜绝私自拆卸或改装等不当行为。

4. 潜油电泵的安全培训为了确保潜油电泵采油生产的安全,必须加强对相关人员的安全培训。

对生产一线职工进行各种安全知识教育、潜油电泵的使用规范、操作技能培训等,使其掌握潜油电泵采油生产的相关安全知识和操作技能,避免发生安全事故。

总之,潜油电泵采油生产安全技术要点包括:潜油电泵的选型和资料采集、潜油电泵的安装和拆卸、潜油电泵的运行管理以及潜油电泵的安全培训。

电潜泵采油的工作原理

电潜泵采油的工作原理

电潜泵采油的工作原理电潜泵采油是一种在油井井筒内的油层处安装电潜泵,利用电能转换成机械能,将压缩气体带动潜水泵机械部分转动,从而使机械部分带动井筒内的产液管从油层中产出石油的一种采油方式。

电潜泵采油具有简单、操作方便、采收率高的优点,是目前应用较广泛的采油方式之一。

1. 井下部分(电潜泵)电潜泵主要由潜水电机、泵壳、叶轮、密封、电缆和井下连接部分等组成。

电潜泵的工作原理是:在电源的作用下,电潜泵的潜水电机运转起来,带动叶轮旋转,将井中的油水混合物加压,然后将加压后的油水混合物送到井口。

2. 井筒内部分(产液管)产液管是将电潜泵采取的油水混合物从井底输送至井口的管道,它是由一系列的管子组成。

当潜水电机驱动叶轮旋转,将油水混合物加压后,油水混合物就被送入产液管,并通过产液管上升到井口。

3. 地面部分(分离器和油罐)油水混合物到达地面后,必须进行分离处理,以分离出水和油,这样才能将油收集到油罐中。

分离器是用来分离油水混合物的设备,它将经过加压的油水混合物进行沉淀,然后将分离出的油通过管道送入油罐,而将水排出井外。

电潜泵采油工作的基本流程是:在一口油井中,先安置电潜泵,然后接通电源让电潜泵运转起来,接着电潜泵就开始将油水混合物加压送入产液管中,随着连续不断地加压,产液管中的油水混合物不断上升,最终到达地面上的分离器,油和水被分离出来,然后油存放在油罐中,水被排出井外,这样就完成了一次电潜泵采油工作的过程。

电潜泵采油是一种简单、高效的采油方式,它使用电力作为能源,将电能转换成机械能,从而带动潜水泵机械部分运转,从油层中产出石油,为保障全社会的能源供应和经济发展做出了重要贡献。

电潜泵采油的应用:目前,电潜泵采油在油田开发中得到了广泛的应用。

它可以应用于各种不同类型的油井,包括陆上井和海上井,也可以被用于采集不同类型的油,如常规油、非常规油、重油、粘稠油以及稀油等。

1. 提高采油效率利用电潜泵采油可以在油井中创造更高的压力,最终增加产出。

电潜泵采油

电潜泵采油

循环压井时连通油套
单流阀的作用
单流阀的主要作用有: 保持足够高的回压,使泵启动后能很快在额定
点工作。
防止停泵后泵以上液体回落引起机组反转脱扣。
便于生产验封,一般安装在泵出口1-2根油管处
三、电潜泵采油的工作原理
1、电潜泵主要由潜油电机、电机保护器、气体分离器、 和离心泵等组成
2、工作原理:地面电源通过供电流程将电能传给井下 异步电机,电机将电能转变为机械能并带动离心泵 旋转,井内液体被吸入泵内,通过泵叶轮逐渐增压, 经油管流到地面
实现一变多控(集中切换控制柜)
变频器的作用
变频器的主要作用有: 改变电潜泵驱动电源的频率,达到改变电机转速
调节油井产量的目的。
实现电机软启动,防止电机在启动过程中烧坏 对电潜泵启停、运行参数监测和电机进行保护
泄油阀的作用 泄油阀的主要作用有:
作为检泵作业上提管柱时油管 内流体的排放口,以减轻修井机 负荷和防止井液污染平台甲板和 环境。
潜油电机的特点 潜油电机的主要特点 有:
机身细长,一般直径160mm以下,长度5-10m。 转轴空心,便于循环冷确电机。 启动转矩大,0.3s就能达到额定转速。 转动惯量小,滑行时间一般不超过3s。
绝缘等级高,绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用。
电机腔内充满电机油以隔绝井液和便于散热。 具有专门的井液和电机油的隔离密封装置(电机保护器)。
按启、停泵操作规程进行操作。
录取电潜泵井的动、静液面,保持合理的套压, 保证泵有合理的沉没度,防止抽空和欠载停机。
五、电潜泵油井故障原因分析及处理
一)泵能够运转:
现象描述 可能故障原因
泵反转 调整相序
解决方法
泵的沉没度不够, 检查套压,测动液面;提高周边注水 或地层供液不足 井的注水量;加深泵挂;更换小排量 机组 1.泵的排 量低或等 于零 泵吸入口堵塞 地面管线堵塞 油管结蜡 电机电压偏低, 电流大 管柱漏失 泵间花键或分离 器轴断 泵扬程不够 反相序冲洗泵吸入口如B19,起泵处理 检查流程及回压 清蜡作业 电压调整为合适档位 憋压检查 起泵更换及处理 换泵

采油工程—— 电动潜油离心泵采油

采油工程—— 电动潜油离心泵采油

第四章无杆泵采油第四章无杆泵采油无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别:不需用抽油杆传递地面动力,而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下,带动井下机组把原油抽至地面。

常用的无杆泵包括电动潜油离心泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等。

电动潜油离心泵采油一、电动潜油离心泵采油装置及其工作原理电动潜油离心泵是一种在井下工作的多级离心泵,用油管下入井内,地面电源通过潜油泵专用电缆输入井下潜油电机,使电机带动多级离心泵旋转产生离心力,将井中的原油举升到地面。

电潜泵由井下部分、地面部分和联系井下地面的中间部分组成。

井下部分主要是电潜泵的机组,它由多级离心泵、保护器和潜油电动机三部分组成,起着抽油的主要作用。

地面部分由变压器组、自动控制台及辅助设备组成。

自动控制台用来控制电潜泵工作,同时保护潜油电动机,防止电动机电缆系统短路和电动机过载。

电动潜油离心泵装置示意图1—变压器组;2—电流表;3—配电盘;4—接线盒;5—地面电缆;6—井口装置;7—溢流阀;8—单流阀;9—油管;10—泵头;11—多级离心泵;12—吸人口;13—保护器;14—电动机;15—扶正器;16—套管;17—电缆护罩;18,20—电缆;19—电缆接头中间部分由电缆和油管组成。

将电流从地面部分传送给井下部分,采用的是特殊结构的电缆(圆电缆和扁电缆)。

在油井中利用钢带将电缆和油管柱、泵、保护器外壳固定在一起。

(一) 电动潜油离心泵型号及主要部件1.电动潜油离心泵型号1) 电动潜油离心泵机组表示方法示例:额定扬程1000m,额定排量200m3/d ,适用油井温度120℃的119mm 电动潜油离心泵机组表示为:QYDB119—200/1000E。

2)泵型号表示方法示例:额定排量500m3/d,额定扬程2000m的98mm通用节泵表示为:QYB98—500/2000T。

2.电动潜油离心泵主要部件1) 潜油电动机示例:容量45kW的114mm潜油电泵机组用的电动机表示为:YQYll4—45S。

电潜泵采油技术

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、滑套
滑套主要用来提供油管和环空之间的流动通道,有下列 用途:
① 完井后诱喷; ② 循环压井; ③ 气举; ④ 坐挂射流泵;
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一、电潜泵系统概述
⑤多油层内,选择性对不同的油层进行生产、测试或增产措 施; ⑥多层混采; ⑦下入堵塞器关井或油管试压; ⑧循环化学剂防腐等。
滑套开关常用的工具,用钢丝把它下入井中滑套位置, 通过钢丝作业可对井下滑套进行开关作业。有的滑套通过向 下震击使内套筒下移而打开滑套,有的则需要向上震击向上 移动内套筒使滑套打开。
电缆头是电机和电缆连接的特殊部件,其质量好坏直接关系 到电机的运行寿命,要求较高的电气和机械性能。从性能和结构 分为两种:缠绕式和插入式。
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一、电潜泵系统概述
、单流阀
其作用主要是:保护足够高的回压,使得泵在启动后能 很快在额定点工作;防止停泵以上流体回落引起机组反转脱扣 ;便于生产管柱验封。一般安装在泵出口1-2跟油管处,采用 标准油管扣于上下油管连接。
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二、井下多级离心泵工作特性
气体对泵特性的影响
① 气体进泵会占据一定的泵容,必然使液体进泵量减少 气体积占气液总体积的份额;
② 泵内流体密度与单相液体不同,对泵的功率会产生影 响;
③ 泵内流体密度与单相液体不同,对泵的功率会产生影 响;
④ 气体对泵内各种能量损失也要产生影响,使泵的特性 偏离单相液体的特性。
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一、电潜泵系统概述
、测压装置
电潜泵井测压系统有两大类,一类是电子式的,一类 是机械式的。主要用于监测油井的供液和电机工作温度情 况。电子式的有PHD和PSI两种,可以进行连续监测;机械 式的也有两种,一种是测压阀,一种是毛细管,前者通过 钢丝作业实施但不能连续监测,后者通过毛细钢管传递压 力,可以连续工作和监测。

电潜泵采油技术

电潜泵采油技术

电潜泵采油工艺目录第一节电潜泵工作原理及系统组成 (2)第二节电潜泵管柱及测试 (21)第三节电潜泵井工况分析及故障处理 (24)第四节电潜泵采油的发展趋势 (38)电潜泵采油就是为适应经济有效地开采地下石油而逐渐发展起来日趋成熟的一种人工采油方式。

它具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。

自1928年第一台电潜泵投人使用以来,经过20世纪70年的发展,电潜泵采油在井下机组设计、制造及油井选择、机组选型成套、工况监测诊断及保护、分层开采与测试等配套工艺方面日臻完善,在制造适应高温、高粘度。

高含砂、高含气、含H2S与CO2等恶劣环境的电潜泵机组方面也取得了很大进展。

不仅用于油井采油,还用于气井排液采气与水井采水注水。

本章着重介绍电潜泵的工作原理、系统组成、地面控制及管柱结构、油井选井、机组配套、工况监测、工况分析、故障诊断、油井分层开采与测试等配套工艺技术。

第一节电潜泵工作原理及系统组成一、电潜泵工作原理电潜泵就是由多级叶导轮串接起来的一种电动离心泵,除了其直径小长度长外,工作原理与普通离心泵没有多大差别,原理图如图3一1所示。

其工作原理就是:当潜油电机带动泵轴上的叶导轮高速旋转时,处于叶轮内的液体在离心力的作用下,从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周,由于液体受到叶片的作用,其压力与速度同时增加,在导轮的进一步作用下速度能又转变成压能,同时流向下一级叶轮人口。

如此逐次地通过多级叶导轮的作用,流体压能逐次增高而在获得足以克服泵出口以后管路阻力的能量时而流至地面,达到石油开采的目的。

表述电潜泵性能的主要参数有:额定排量Q、额定扬程(压头)H。

额定轴功率P、额定效率 、额定转速n等参数。

电潜泵的额定排量与效率取决于泵型,额定扬程决定于泵型与级数,额定轴功率由额定排量与扬程确定,额定转速取决于电机结构。

图3-1 电潜泵工作原理图二、电潜泵系统组成及作用电潜泵采油系统由井下与地面两部分组成,如图3一2所示。

电潜泵采油技术分析

电潜泵采油技术分析

电潜泵采油技术分析2长庆油田分公司第四采油厂杨米涧作业区,陕西西安 710200摘要:目前广泛应用的采油技术主要有喷泉采油和手举采油两大类。

人工提油是在地层能量不能满足井喷的情况下进行的,用机械设备补充井筒能量,将井筒内的原料提至井底采油方式。

电泵采油技术是无杆泵采油的一种方法,本文分析了电潜泵采油工艺。

关键词:电潜泵;采油技术;工艺前言随着现代社会的发展,人们对能源的依赖与日俱增,这直接导致了石油的减少。

随着石油产量的上升,石油产量的条件越来越糟。

这在很大程度上增加了开发它的困难。

在这一点上,更广泛的石油开采方法包括独立的喷泉和手工采油。

石油作为无支柱泵开采的一种技术有许多好处,并且广泛应用于没有喷泉的高产量油井、高产量油井等油井,这是以后开采石油的主要方式。

相应的统计数据表明,在石油开采过程中,平均流量可能是传统泵的两倍多。

因此,对水泵中石油的全面研究及其发展趋势具有重大的实际意义。

一、国内外电潜泵发展状况电潜泵开始开发石油在世界各国不同的发展水平看,包括美国石油最为先进的电动浸入式泵,最多的是前苏联国家石油产量浸入式电动泵,占该国石油产量总额约占56%。

近年来,来自外部水泵的石油产量一直在朝着大量排放、高功率、高可靠性等方向发展。

随着油田的开采继续下去,油田的能源将会消失,导致油井无法运转,从而导致石油的人工生长。

人工提升意味着,当底部的能量不能直接喷射时,机械设备就会吸收桶的能量,将原油从坑中拉到地面。

手工采油技术可以分为三种:石油桅杆、无矿泵和石油天然气开采。

与此同时,信息和知识主义的趋势也在很大程度上扩大了使用电动泵石油的范围和寿命,降低了生产成本。

在20世纪90年代,我国首次从美国借入了水泵和相关设备,并在许多油田推广,产生了巨大的影响,并为以后在大型油田开采提供了可靠的技术支持。

例如,在我国达钦油田,电气泵占机械石油产量的10%左右,而石油占油田石油产量的30%左右,辅助泵的引入大大提高了大庆油田的产量和质量。

电潜泵采油技术分析

电潜泵采油技术分析

74目前常用的采油技术主要有自喷采油与人工举升采油两大类。

人工举升采油是在地层能量无法满足自喷时,采用机械设备补充井筒能量,将井筒中原油举升至地面的采油方式。

人工举升采油技术主要分为有杆泵采油、无杆泵采油以及气举采油三大类[1]。

电潜泵采油技术是无杆泵采油技术的一种。

本文对电潜泵采油技术进行分析。

1 电潜泵采油技术1.1 电潜泵采油技术原理电潜泵采油技术采用油管将离心泵下入井筒,地面电源通过专用电缆线连接潜油电机,进而带动离心泵旋转,将井筒中原油举升至地面。

电潜泵采油具有设备简单、采油效率高、排量大、自动化控制程度高等优点。

其主要应用高含水油井、高产井等液量较大的油井,海上油田由于平台面积限制,也常采用电潜泵进行采油[2]。

1.2 电潜泵采油技术常见问题在电潜泵采油过程中,由于液量低、流体性质等影响常造成电潜泵异常。

常见的有电潜泵不出液,电机烧坏以及机组过载等问题。

造成电潜泵不出液的主要原因可分为泵轴断裂、叶轮磨损、泵发生气锁、管柱泄漏等;造成电潜泵电机损坏的主要原因可分为电机过载运行、液量低、电压过高等;造成泵机组过载的主要原因可分为,原油粘度大、电机不匹配、泵故障等[3]。

1.3 电潜泵系统优化高气液比对电潜泵的影响较大,造成电潜泵剧烈震动,严重时造成电潜泵欠载停泵,同时气蚀损害缩短电潜泵寿命。

因此,需保证电潜泵有足够的沉没度,降低进泵气液比。

但电潜泵绝缘设备对温度具有一定的要求,温度过高,会引起电潜泵设备损坏。

因此,确定下泵处温度也是十分必要的。

一般可以通过井筒温度场分析,求得井筒温度变化。

2 电潜泵采油技术进展为了适应不同井况特征,满足复杂井况采油,电潜泵技术不断丰富发展。

例如高粘流体性质电潜泵、耐腐蚀性电潜泵、高效多级电潜泵等。

高粘流体性质电潜泵,通过悬挂式泵级设计,降低原油与叶轮之间的摩擦力,大大降低高粘原油举升的动力需求,提高举升效率;耐腐蚀性电潜泵,针对储层中硫化氢腐蚀性气体,设计了密封腔式波纹管阻止硫化氢气体的渗透。

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电潜泵采油工艺目录第一节电潜泵工作原理及系统组成 (2)第二节电潜泵管柱及测试 (21)第三节电潜泵井工况分析及故障处理 (25)第四节电潜泵采油的发展趋势 (38)电潜泵采油是为适应经济有效地开采地下石油而逐渐发展起来日趋成熟的一种人工采油方式。

它具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。

自1928年第一台电潜泵投人使用以来,经过20世纪70年的发展,电潜泵采油在井下机组设计、制造及油井选择、机组选型成套、工况监测诊断及保护、分层开采和测试等配套工艺方面日臻完善,在制造适应高温、高粘度。

高含砂、高含气、含H2S和CO2等恶劣环境的电潜泵机组方面也取得了很大进展。

不仅用于油井采油,还用于气井排液采气和水井采水注水。

本章着重介绍电潜泵的工作原理、系统组成、地面控制及管柱结构、油井选井、机组配套、工况监测、工况分析、故障诊断、油井分层开采和测试等配套工艺技术。

第一节电潜泵工作原理及系统组成一、电潜泵工作原理电潜泵是由多级叶导轮串接起来的一种电动离心泵,除了其直径小长度长外,工作原理与普通离心泵没有多大差别,原理图如图3一1所示。

其工作原理是:当潜油电机带动泵轴上的叶导轮高速旋转时,处于叶轮内的液体在离心力的作用下,从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮的四周,由于液体受到叶片的作用,其压力和速度同时增加,在导轮的进一步作用下速度能又转变成压能,同时流向下一级叶轮人口。

如此逐次地通过多级叶导轮的作用,流体压能逐次增高而在获得足以克服泵出口以后管路阻力的能量时而流至地面,达到石油开采的目的。

表述电潜泵性能的主要参数有:额定排量Q、额定扬程(压头)H。

额定轴功率P、额定效率 、额定转速n等参数。

电潜泵的额定排量和效率取决于泵型,额定扬程决定于泵型和级数,额定轴功率由额定排量和扬程确定,额定转速取决于电机结图3-1 电潜泵工作原理图构。

二、电潜泵系统组成及作用电潜泵采油系统由井下和地面两部分组成,如图3一2所示。

1.井下系统组成及作用电潜泵井下系统主要由电机。

潜油泵、保护器、分离器、测压装置(PSI/PHD)、动力电缆、单流阀、测压阀/泄油阀、扶正器等组成。

(1)电机电潜泵电机又叫潜油电机,它是电潜泵机组的原动机,一般位于最下端。

它是三相鼠笼异步电机,其工作原理与普通三相异步电机一样,把电能转变成机械能。

但是,它与普通电机相比,具有以下特点:机身细长,一般直径160mm以下,长度5~10m,有的更长,长径比达28.3~125.2;转轴为空心,便于循环冷却电机;启动转矩大,0.3s即可达到额定转速;转动惯量小,滑行时间一般不超过3s;绝缘等级高,绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用;电机内腔充满电机油以隔绝井液和便于散热;有专门的井液与电机油的隔离密封装置一一保护器。

潜油电机结构如图3—3所示,它由定子、转子、止推轴承和机油循环冷却系统等部分组成。

1)定子定子的功能是产生旋转磁场,将电能转变成磁能,主要包括定子铁芯、黄铜夹段和定子绕组等。

定子铁芯是由许多彼此绝缘的圆形硅钢片重叠而成的,铁芯内圆周上有用来嵌入绕组导线的玉米形切槽,外圆周电机油循环的油槽。

定子铁芯横截面目前有两种形式,一种是开式结构,一种是闭式结构,如图3—4所示。

图 3-2 电潜泵采油系统组成示意图图 3-3 潜油电机结构示意图图 3-4 定子截面示意图图 3-5 星点结构示意图 图 3-6 潜油电机转子总成示意图黄铜夹段是为了防止转子扶正轴承被磁化而加人的一段磁阻较大的黄铜。

定子绕组是较粗的外面包裹有耐油、气、水,耐高温高压和高绝缘强度材料的均匀铜导线,输送励磁电流。

绕组制作有两种方式,一种是工程塑料挤制,一种是薄膜绕包烧结。

定子绕组都是星形联接,星点结构一般如图3一5示。

2)转子转子是产生感应电流而受力转动并将电磁能转变图3-7 潜油电机止推轴承成机械能的部分,由转子铁芯、转子绕组、短路环、轴和键组成,如图3—6所示。

同定子一样,转子也由许多段组成,每段通过键与轴相连,各段转子间有扶正轴承,扶正轴承与黄铜夹段相对应,转子的上下端用螺帽或卡簧固定。

3)止推轴承由于潜油电机是立式悬挂结构,其轴向载荷由止推轴承承担。

止推轴承除承担轴向载荷,还承担因偏转运动而产生的径向载荷。

潜油电机的止推轴承有两种,一种是滚动轴承,一种是滑动轴承,见图3一7。

4)循环冷却系统潜油电机冷却系统由润滑叶轮、滤网、定子油道、油孔和空心电机轴及电机油等组成,参看图3一表3-1 胜利油田无杆泵公司生产潜油电机性能参数3,带走电机定子和转子在交流和涡流作用下产生的热量,达到冷却电机和保护绝缘材料的作用,延长电机寿命。

潜油电机油的性能必须达到如下要求:闪点不低于150℃;凝固点不高于-40℃;介电损失剪切角为0.001~0.002(20℃);介电强度不低于20kV /mA (20℃);体积电阻力1014~1016 /cm 3(20℃);粘度为8.7 ×10-4Pa·s 左右;密度为0.87g/cm 3左右;酸值为0.021mg/gKOH 当量;长期工作在80~120℃、8~12MPa 及2800~2900r /min 条件下性能稳定。

表3-l 是国内外常用的潜油电机性能参数。

(2)潜油泵潜油泵为多级离心泵,包括固定和转动两大部分。

固定部分由导轮、泵壳和轴承外套组成;转动部分包括叶轮、轴、键、摩擦每级就是一个离心泵,结构组成如图3一8示。

潜油泵按叶轮是否固定分为浮动式、半浮动式和固定式三种。

与普通离心泵相比,电潜泵具有以下特点:直径小,排量范围大,外径一般为85.5~102mm ,排量范围可达30~8000m 3/d ;级数多,长度长,扬程范围宽,级数可达400级,长度可达20m ,扬程一般在150~4500m ;泵吸口有气体分离或压缩装置,防止气蚀和提高泵效;有径向扶正,轴向卸载和液压平衡机构。

电潜泵在工作时,由于进出口之间存在很大的压力差,产生很大的轴向力。

为减小或消除轴向力,在叶轮上下部装有止推垫,通过导轮将轴向力传递给泵壳。

径向扶正和轴向卸载机构如图3—9所示。

液压平衡机构有两种,一种是平式叶轮液压平衡机构,如图3—10示,一种是混流型叶轮的平衡机构,如图3一11所示。

平式叶轮的平衡原理是,经增压后的流体大部分流向导轮,一部分进人A 、B 区,因A 、B 区连通,压力相等,达到平衡目的,只要面积相等,则轴向力抵消。

混流型叶轮的平衡原理是,在叶轮的中心部位打孔,使得B 区内的压力接近泵吸人口压力,从而消除部分轴向力。

l )叶轮图 3-10 平式叶轮液压平衡机构 图 3-8 电潜泵结构示意图 图 3-9 径向扶正和轴向卸载机构 图 3-11 混流型叶轮的平衡机构叶轮是电潜泵的核心部分,它是将机械能转变成生产流体压能的关键部件,液体通过叶轮时,液体的压能和动能都得到增加,叶轮结构如图3—12所示,采用铸造后机加工工艺生产。

分为浮动叶轮、顶部浮动、叶轮压紧叶轮、轴承叶轮等四种。

前三种叶轮在泵中的安装顺序是:从上到下依次为压紧叶轮、顶部浮动、浮动叶轮。

浮动叶轮在装配后允许有一定的轴向窜动量,叶轮之间互不影响。

有这样几点好处:装配时不存在轴向的长度累积误差问题;在一定排量范围内,叶轮处于浮动状态,叶轮消耗的摩擦功率小,泵效比较高,接触部分的磨损小。

它不能承受轴向载荷,也不能传递自身的轴向力,其轴向载荷是通过止推垫片传递给泵壳的。

Centrilift 、ODI 、天津斯波泰克公司生产的电潜泵的叶轮全是浮动式的,REDA 公司的机组有60%叶轮为浮动式。

对于浮动叶轮,泵工作排量必须处于合理排量范围内工作叶轮才处于悬浮状态,否则,叶轮要么靠上贴紧导轮,要么靠下贴紧导轮,都增加摩擦和磨损,如图3—13示。

轴承叶轮也叫短把叶轮,其轮我比普通的短13mm ,装配时用塑料轴承代替被切去部分,运转时处于浮动状态,有助于减轻电潜泵的振动。

一般是每6~10级装一个轴承叶轮和塑料轴承。

顶部浮动叶轮在每一节泵中都有一个,其安装在半环键的下面,轮我尾部短6mm ,相当于半环键的长度。

压紧叶轮在泵轴上由两端的半环键固定起轴向定位作用,由压紧螺母将多级叶轮压紧,达到首尾相连的目的,叶轮与泵轴间无窜动,能够承受较大的轴向力。

2)导轮导轮是泵的固定部分,其与叶轮吸人口配合形成吸人室将液体引人下一级叶轮的进口处。

它一方面将动能转变成压能和降低速度减小摩阻损失;一方面改变流向,将流体导人下一级叶轮人口,导轮结构见图3—14。

3)轴泵轴将来自电机的扭矩传递给泵内的每一级叶轮,并通过花键连接传递给上一节泵。

其特点是传递功率大,细长,两端为花键,轴向上有一通长的键槽,见图3—15。

其材料强度高,韧性和塑性好,耐腐蚀。

美国使用的材料一般为蒙乃尔(MONEL )K—500合金材料,抗拉强度达960MPa ,屈服强度为686MPa ,硬度为 HRC36,冲击韧性为100J /crn 2,延伸率达28%。

国内尚未找到与K —500材料在强度上与K —500相近,但塑性和韧性没有达到。

直线度要求为万分之一,即0.1/1000,直径公差控制在0.05mm 以内。

一般采用冷拔工艺制成。

4)平键图 3-12 叶轮结构示意图 图 3-14 导轮结构示意图 图 3-15 泵轴示意图图 3-13 浮动叶轮工作时受力示意图电潜泵的平键为细长形键,尺寸为 1.6mrn ×l.6mm ×800mrn,安装在泵轴与叶轮之间。

其侧面为工作面,不能承受轴向力,保证叶轮可U轴窜动。

美国材质一般为K—500,国内材料为1Cr18Ni9Ti,一般采用冷拔工艺制造。

5)泵壳泵壳是泵的外壳,它是多级叶导轮的支架。

要求直线度为0.1/1000,材料的抗拉强度较高,弹性和刚性好。

一般采用25Mn材料,美国采用钢板卷焊成型,国内采用无缝管热扎或冷拔制造。

表3一2和表3-3是国外各生产厂家潜油泵基本数据。

表3-2 沈阳电机厂生产的潜油泵基本数据排量,m3/d 50 100 150 180 200泵效,%44.9 59.5 59l 58.5 60单级扬程,m 4.83 5.95 4.7 4.8 4.8额定转速,r/Inin 2850 2850 2850 2850 2850 (3)保护器保护器又叫潜油电机保护器,是电潜泵所特有的。

其位于电机与气体分离器之间,上端与分离器相连,下端与电机相连,起保护电机作用。

其基本作用有以下四个方面:密封电机轴动力输出端,防止井表3-3 美国ODI公司生产的潜油泵基本数据液进人电机;保护器充油部分允许与井液相通起平衡作用,平衡电机内外腔压力,容纳电机升温时膨胀的电机油和补充电机冷却时电机油的收缩和损耗的电机油;通过其内的止推轴承承担泵轴、分离器轴和保护器轴的重量及泵所承受的任何不平衡轴向力;起连接作用,连接电机轴与泵/分离器轴,连接电机壳体与泵/为离器壳体。

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