电潜泵的详细介绍

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一、电潜泵系统概述
,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,它由定子、转子、止推轴承和机油循环冷 却系统等部分组成。
、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 、摩擦垫、轴承和卡簧。电潜泵分节,节中分级,每级就是一
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一、电潜泵系统概述
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二、井下多级离心泵工作特性
井下多级离心泵由许多单级离心泵串联组成, 单级离心泵由装在泵轴上的旋转叶轮和固定在泵壳 上的导轮组成 。
工作原理 叶轮旋转后离心力的作用使叶轮流道中的液体 增压和加速,从叶轮流道出口排出,叶轮旋转机械 能转变为流体的压能和动能。流体进入导轮,将一 部分动能转变成静压 ,流体进入下一级叶轮,重复 这一过程直到最后一级叶轮。
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一、电潜泵系统概述
大 量 应 开关、密封插管用永久式封隔器、 不 压 井
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一、电潜泵系统概述
、变压器
作用:将交流电的电源电压转变为井下电机所需要的电压。 原理:电磁感应原理。 类型: 三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器。
、控制柜
潜油泵控制柜是一种专门用于电潜泵启停、运行参数监测 和电机保护的控制设备,分手动和自动两种方式。具有短路保 护、三相过载保护、单相保护、欠载停机保护延时再启动。自 动检测和记录运行电流、电压等参数的功能和环节。
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。
水力损失
泵的叶轮流道内的沿程阻力
容积损失
高压液体通过叶轮和导轮间的间隙产生的漏失损失
机械损失
叶轮外表面与液体间、轴与轴承间的摩擦损失
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二、井下多级离心泵工作特性
、泵的特性曲线
泵的排量、压头、功率、效率和转速的关系曲 线。
一般的特性曲线是在固定的转速(电机频率 60Hz,转速为3500rpm)下,在相对密度为1、 粘度为1mPa.s的清水中测试的泵的工作特性。
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一、电潜泵系统概述
、封隔器
封隔器是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用 工具。通过外力作用,使胶筒长度缩短和直径变大密封油、套 环形空间,分隔封隔器上下的油、气、水层,从而实现油、水 井的分层测试、分层采油、分层注水、分层改造和封堵水层。
分类:根据封隔器封隔件的工作原理不同,将封隔器分为 自封式、压缩式、楔入式和扩张式四种类型。
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二、井下多级离心泵工作特性
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二、井下多级离心泵工作特性
、影响泵特性的因素
转速、相对密度和粘度对泵特性的影响
q2
q1
n2 n1
其影响遵循仿射定律
H
2
H
1
n2 n1
2
H
P2
H
P1
n2 n1
3
2 1
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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;
主要内容
、电潜泵系统概述 、井下多级离心泵工作特性 、电潜泵系统的设计 、电潜泵井生产管柱 、电潜泵井的管理 、电潜泵井工况分析及故障处理
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一、电潜泵系统概述
与其它机械采油相比,电潜泵具有排量扬程范围广、功 率大、生产压差大、适应性强、地面工艺简单、机组寿命 较长、管理方便、经济效益显著等特点,因而得到了极大 地应用,已经成为海洋石油开采的主力军。
、泄油阀
泄油阀一般安装在单流阀以上1-2跟油管处,它是检泵 作业上提管柱时油管内流体的排放口,以减轻修井机符合和防 止井液污染平台甲板和环境。泄油阀目前有两种:投棒泄流、
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一、电潜泵系统概述
投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井比较合适,用 于稠油井泄油成功率低;后者可以重复使稠油井泄油更好, 成功率高。
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一、电潜泵系统概述
、变频器
变频器是电潜泵采油系统的一种新型控制设备,具有以 下几大特点: ①输出频率可在30~90Hz范围内连续变化,使得电机的转速 1700~5130r/min内变化,泵排量变化范围是额定排量的0.6 ~1.8倍,扬程范围为0.36~3.24倍; ②可以在8~10Hz频率下启动电机,达到恒转矩软启动的目的 ,启动电流只有额定电流的1~1.5倍,大大减少了电机启动 时的电流和机械冲击,利于延长电机寿命; ③可以通过编程控制实现工作频率随油井供液和负载情况变
、洗井管汇及流程
对于电潜泵井来说,检泵作业是必然的,必须配备压井和 洗井作业设备和流程,要求管线压力等级必须满足洗井压力等 级的需要,视油井深度和油层压力而定。一般油田的洗井流程 和管汇是固定的,为了节约投资,部分油田采用临时洗井管线 。洗井流程管汇如图所示。
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一、电潜泵系统概述
、套管气定压排放
、动力电缆
动力电缆是电机与地面控制系统相联系传送电力纽带
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一、电潜泵系统概述
和PSI/PHD信号的通道,是一种耐油、耐 盐水、耐其它化学物质腐蚀的油井专用电 缆,工作于油套管之间。分为小扁电缆( 又叫电机引线,俗称小扁)、大扁电缆( 俗称大扁)和圆电缆,按温度等级可以分 为90℃、120℃、150℃等3个等级,部分 厂家还可生产更高等级的潜油电缆。
、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。 ⑨ 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。
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一、电潜泵系统概述
个离心泵。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。
、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
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一、电潜泵系统概述
化,如供液不足时频率降低,泵沉没度较大,吸口压力较高时 ,增大频率可以增大排量和扬程,保证不停机改变泵工作参数 而减少启动次数和以最小的能量举升液体,延长寿命和发挥最 好效益 ④可以改变井下电机的电感负荷,提高电机的功率因素,可以 平稳保护电机转人欠压和超压状态下工作。
、接线盒
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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二、井下多级离心泵工作特性
吸入口气液比
G L V V g t R B w fw 1 1 ffw w G B o O G R sB g R O R sB g R
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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。
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一、电潜泵系统概述
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。
保护器的种类很多,从原理上可以分为连通式保护器、 沉淀式保护器和胶囊式保护器等三种。
接线盒是电潜泵井下电缆与地面电缆之间的过渡连接装置 ,其作用是排放通过电缆保护套渗到地面的天然气,防止天然 气沿电缆进人控制柜而发生爆炸。火灾等不安全事故;另一个
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一、电潜泵系统概述
作用是方便地面接线工作。它必须安放在通风良好、空气干燥 的环境,必须具有防滴、防渗和气体排放等功能。
、安装方式
①标准安装方式 从下往上依次是电机、保护器、气液分离器、多级离心泵
在稳定流动状态下,单位时间内流体流入和流出叶轮的动量矩变 化等于作用在流体上的外力矩。
H c 2 R 2 c2 o c 1 R s 1 c1 o gs
泵产生的有效压头与流体密度无关
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二、井下多级离心泵工作特性
、影响离心泵实际压头的因素
叶轮的实际叶片数目有限
叶轮流道中形成相对环流,叶轮出口处的绝对速度, 吸入口处的绝对速度,叶轮实际压头低于理论压头。
及其它附属部件,主要用于油井采油。 ①底部吸入口安装方式(带封隔器)
从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、吸入口 ,用 于油管摩阻损失大或泵径大的井。
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一、电潜泵系统概述
③底部排出口安装方式 (带封隔器) 从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、排出口 ,
用于将上部层位的地层水转注到下部层位,适用于油田注水开 发或气井排水采气。
电潜泵采油系统主要由井下和地面两大部分组成。 地面部分:变压器、控制柜、接线盒、井上安全阀、井口 盘、采油树等。 井下部分:动力电缆、多级离心泵、气体分离器、电机、 电机保护器、单流阀、泄油阀、井下安全阀等组成。
3百度文库
一、电潜泵系统概述
控制管线 防气阀
卸油阀 单流阀
套管
接线盒 井口 动力电缆 安全阀 电缆封隔器
、油气分离器
气体分离器,又叫油气分离器,简称分离器,位于潜油 泵的下端,是泵的入口。其作用是将油井生产流体中的自由
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一、电潜泵系统概述
气分离出来,以减少气体对泵的排量、 扬程和效率等特性参数的影响,和避免 气蚀发生。
按不同的工作原理,可将其分为沉 降式(重力式)和旋转式(离心式)两 种。 沉降分离器:GLR<10%,效率<37% 旋转式分离器:GLR<30%,效率>90%
随着电潜泵采油工艺的发展,为减少游离气体对电潜泵效率 的影响和避免气蚀气锁发生,人们往往在电潜泵人口处安装一 个气体分离器,电潜泵工作时不断地向油套环形空间排人游离 气体,随着生产的进行,环空中的气体越集越多,压力不断升
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一、电潜泵系统概述
高,迫使油气界面不断下降,当其降到泵吸口附近时,泵发生 抽空现象,分离器失去作用,这就是为什么环空要保持一定沉 没度的原因。维持一定液面高度,可以通过人工放气来实现, 但往往使得流程受到冲击,各容器的液位不稳,波动大,甚至 引起流程关断。套管气定压排放阀可以实现电潜泵井环空气体 的定压排放,放气阀安装在采油树套管闸门与生产管汇之间。 如图所示。
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一、电潜泵系统概述
、井下安全阀
井下安全阀是井中流体非正常流动的控制 装置,安全阀下入井中后,通过地面加压, 压力经液控管线传至两个密封盘根之间的传 压孔到活塞上,推动活塞向下移动,并压缩 弹簧,将活瓣打开,如果保持控制管线压力 ,安全阀处于打开位置,释放控制管线压力 ,靠弹簧张力向上推动活塞上移,阀处于关 闭状态。
电缆穿透器
生产油管 泵 油气分离器 保护器
潜油电机
油层 4
一、电潜泵系统概述
、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
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二、井下多级离心泵工作特性
、基本概念
离心泵的特性:排量、压头、功率、效率与转速的关系
液柱压头与压力 :H p p 100p
Lg gf
泵的有效功率:泵内流体获得的功率
.
HP
mHgqLpqLHL
1000 88 8800
泵的效率:泵的有效功率/泵的轴功率
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二、井下多级离心泵工作特性
、离心泵特性的理论分析
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