电泵故障分析及处理

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（二）保护器故障
2、原因分析 1) 油井温度过高导致胶囊老化 2）保护器缺油。 3）频繁开关井，过度呼吸和置换。 4）保护器断轴是一种不常见的故障。多伴有保护器弯曲， 一般出现在斜井。故障点出现在双串保护器的中间连接 部位，是保护器的薄弱部位，断轴的保护器，同时伴有 花键套的严重磨损。
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保护器胶囊破裂进水
保护器胶囊破裂
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保护器胶囊破裂
胶囊破裂后机组内进入大量水
保护器胶囊破裂进水
保护器胶囊破裂
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四、影响机组运行寿命的因素
2、安装质量： 包括多处各机件的可靠连接配合、电机油的注入程序、 各密封处的可靠性、地面控制设备的正确选用、各保护参数 的正确设置，下入速度等。
小扁电缆头芯线串动，密封失效。
成绕组短路，并保持电机内的压力和井内的压力系统相连 通；
补偿电机升温后电机油体积的膨胀； 使用环境对其影响较大，特别是出砂井的砂子在高转速
下的研损，很快使机械密封损坏导致保护器失效。
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三、电泵系统组成
2.3 电潜泵的组成：油气分离器
工作原理
首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，低压吸入叶
4、井况优劣
出砂
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四、影响机组运行寿命的因素
4、井况优劣
气体影响
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四、影响机组运行寿命的因素
4、井况优劣
粘度影响
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四、影响机组运行寿命的因素
4、井况优劣
腐蚀影响
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五、电潜泵的选择与设计
1、电潜泵的选择步骤及流程
对油井的基本资料、井液物性和井身结构进行分析 对油井进行产能预测并确定产液量和泵挂深度 根据确定的产液量和泵挂深度选择配套潜油电泵机 组（包括电机、离心泵、保护器和油气分离器) 根据泵挂深度确定电缆的规格 配套控制柜、变压器及其他附件
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电机结构实物照片（定子）
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电机结构实物照片（转子）
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三、电泵系统组成
2.1 电潜泵的组成：电机
轴
止推轴承
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三、电泵系统组成
2.2 电潜泵的组成：保护器
保护器的工作原理和主要功能
连接泵和电机； 承担电机的部分轴向负荷（带一个止推轴承）； 为电机的动力端提供密封功能，防止井液进入电机内造
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四、影响机组运行寿命的因素
3、电源质量 包括电源的容量是否充裕、电压是否稳定、三相是否均 衡、供电是否持续等等。 4、井况优劣 这也是起决定作用的一项重要因素，其中包括如含砂多 少、含气多少、含水多少、含腐蚀性、结垢性物质种类、 供液能力、井液黏度、井温等。
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四、影响机组运行寿命的因素
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（一）电机故障
3、对策：
1）对于生产厂：气密性试验达到要求；电机烘干温度、 绝缘性能达到标准。 2）对于现场操作：把握几个控制点： 电缆落地、保持垂度； 更换注油阀铅垫，扭紧、变形； 电机注油要慢、注满。 检查插座、插头及引线的完好状态。缠绕规范。
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（一）电机故障
3、对策：
电潜泵 故障原因分析及对策
陈来勇
辽东作业公司
2015年3月13日
一、电泵工作原理
电潜泵机组下入油井内一定深度，在一定的沉没压力 下，电动机带动离心泵高速旋转，与此同时，井内油 流经过分离器分离出部分游离的气体后，进入多级离 心泵，油流在多级离心泵多级增压形成足够的压头， 并被举升至地面。
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二、电泵井生产管柱
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三、电泵系统组成
2、电潜泵的组成
电潜泵系统由三部分组成：井下电潜泵机组、动力电缆 及地面电气设备。电潜泵的全称为沉没式潜油电动离心 泵，英语中简称 ESP（即 ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP的缩写），它是一种无杆式抽油泵，主要由电动机 、保护器、分离器和离心泵四个部件组成。 电潜泵系统主要分为井下部分和地面部分。 井下部分：工况仪、电机、保护器、分离器、离心泵 、单流阀、泄流阀、电缆
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（一）电机故障
4)电机绝缘老化。主要有多次使用定子自然老化。油井温 度过高超过电机的耐温等级。 5)电机弯曲，导致的电机扫膛。 一般发生在斜井应用。尤其是在既有垂直角度的变化同 时伴有方位角度的变化时，极易造成电机的塑性变形。 从检修情况看，所有扫膛的电机无一例外的伴有电机弯 曲。严重的会导致无法校直。
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（二）保护器故障
3、对策：
1）对于生产厂： 气密性试验达到要求；优选高质量的胶囊。 2）对于现场操作：把握两个关键点： 更换注油阀、排气阀铅垫，扭紧、变形； 保护器注油要慢、注满。 3）保护器优化设计： 低能井优选双胶囊复合式保护器。 斜井优选单串保护器，宜短不宜长。 4）参数调整： 过欠载保护值调整合理。
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三、电泵系统组成
2.6 电潜泵的组成：变压器
变压器的结构、作用和种类 变压器的作用是将用户电网电压变换成电泵机组所需 要的地面工作电压的一种专用设备，为了能较宽的覆盖 各种电泵机组的电压等级和不同挂泵深度所产生的电压 降。
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三、电泵系统组成
2.7 电潜泵的组成：接线箱 接线箱的作用
泵的叶轮分“浮式”叶轮和“固定”式两种。浮式叶轮
多用于中小排量泵；固定式叶轮一般用于大排量泵。
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离心泵结构实物照片（叶导轮）
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潜油电泵成套试验曲线
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三、电泵系统组成
2.5 电潜泵的组成：控制柜
控制柜的作用是:对电泵机组的启动和 停止进行控制、对电泵机组的运行状态 进行监测和记录、对运行中出现的各种 非正常状态实现自动断电保护的一种设 备。
（二）保护器的故障
1、故障部位： 保护器具有传递扭矩、平衡压力、为电机补充润滑 油和呼吸作用。虽然保护器的故障点并不多，作为 电机的屏障一旦出了问题，对于电机就是致命的。 保护器的故障一般有两种： 保护器失效和保护器断轴
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（二）保护器故障
2、原因分析 1) 油井温度过高导致胶囊老化 2）保护器缺油。 3）频繁开关井，过度呼吸和置换。 4）保护器断轴是一种不常见的故障。多伴有保护器弯曲， 一般出现在斜井。故障点出现在双串保护器的中间连接 部位，是保护器的薄弱部位，断轴的保护器，同时伴有 花键套的严重磨损。
IPR 曲线
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六、电潜泵故障分析
（一）电机故障
1、故障部位：
小扁头烧
电机插座烧
电机插座烧 电机引线烧
电机定子烧
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（一）电机故障
2、原因分析
来自保护器
1)电机进水： 电机进水导致电机迅速绝缘 破坏，是电机烧毁的重要原因。 主要有：保护器失效、注油阀密 封不严、小扁电缆拉伸等原因。
小扁根部 保护器注油 阀
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五、电潜泵的选择与设计
2、电潜泵选型设计所需基础资料 油井原始资料
油井套管规格（mm)及下入深度（m); 油管规格（mm)及其连接螺纹规格； 油层中部深度及射孔井段（m); 原油及天然气相对密度； 井底温度（℃）； 原油粘度（mPa·s); 饱和压力（MPa)及原始气油比（m3/ m3)； 含砂量、结蜡及腐蚀情况，一般要求井液含砂量 不能超过万分之五。
4、电潜泵选型优化设计模流压梯度
深度
电潜泵
△P 泵 套管流压梯度
（7-2） 流出： 泵挂深度 （7-3）
p out = p wh + ∆p泵上油管
Pin
Pwf Pwf
Pout
压力
p in = Pwf − ∆p 泵下套管
井筒中的压力分布、IPR 曲线和生产系统的协调关系图
产量 q
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电缆头实物照片
电缆头是制作在引接电缆上与潜油电机相连的一种 专用密封接头。它主要由壳体、密封压套、绝缘垫块、 三相插头、纵向密封胶带和尾部浇注密封段等构成。
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四、影响机组运行寿命的因素
1、制造质量： 系统中各部件（机、保、分、泵、电缆及控制系统 ）设 计合理、各零部件选材、加工精细程度、 装配工艺质量、 各种检测手段、试验程序以及规范标准执行的有效保障等。
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三、电泵系统组成
2.3 电潜泵的组成：油气分离器
主要结构 主要由上下接头、分离腔、分流壳、轴、
导向轮、导轮、叶轮和诱导叶轮 等组成。
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三、电泵系统组成
2.4 电潜泵的组成：离心泵
潜油泵工作原理及主要结构
潜油泵是由多个单级离心泵串联而成。每一级由一个转
动的叶轮和一个固定的导轮（壳）组成；叶轮内的油液随 着叶轮的旋转而旋转，以实现压能的转换。导轮的主要作 用是在转换液体压能的同时，把部分高速动能变成低速 （举升）能量（势能）；
实际上对进水部位的控制无论从电机的 制造和修理，还是现场的安装质量的保障， 并不复杂，控制也比较容易，所欠缺的就 是细致一些就可以避免。
电机注油阀
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（一）电机故障
2)电机引线现场缠绕质量不好。 3)电机承受温度过高。 导致电机温度过高原因主要有：油井供液差、电机外壳 结垢、泵卡、电压不稳或电机运行电压、过欠载值调整 不合理。 在套管环形空间允许的情况下，尽量选用大直径电机， 使得电机效率高；液体流经电机的速度快。 在供液能力允许的情况下，尽量浅提泵挂。避免环境温 度过高。
接线箱是安装在井口与控制柜之间的一个电缆接点 ，它可以防止井下气体沿电缆窜至控制柜,避免电器设 备在分断时产生的火花遇可燃气体引起爆炸燃烧。