电潜泵机组动画详解

1、11电泵基础知识培训电泵基础知识培训22一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆1.地面设备目录目录2022-1-163抽油机抽油机2022-1-164采油树采油树5 常见的人工举升方式：抽油机、螺杆泵、常见的人工举升方式：抽油机、螺杆泵、电潜泵、电潜泵、水力活塞泵采油、水力射流泵采油。水力活塞泵采油、水力射流泵采油。电泵电泵 电动潜油离心泵电动潜油离心泵电泵井电泵井 利用地面专用变压器通过潜油电缆把电能传递利用地面专用变压器通过潜油电缆把电能传递给潜油电机，再通过多级离心泵把井液举升到地面给潜油电机，再通过多

2、级离心泵把井液举升到地面的一种机械采油方式。的一种机械采油方式。几个概念几个概念 人工举升人工举升 潜油泵机组工作管柱简图潜油泵机组工作管柱简图变压器控制柜接线盒井口动力电缆安全阀电缆封隔器电缆穿透器生产油管泵油气分离器保护器潜油电机控制管线放气阀卸油阀单流阀油层油层套管 电潜泵的组成电潜泵的组成77井下部分井下部分地面部分地面部分辅助部分辅助部分三部三部分分七大七大件件 电潜泵的组成电潜泵的组成电泵由下到上组成：电泵由下到上组成：电机、保护器、分离器（吸入口）、潜油电缆、电机、保护器、分离器（吸入口）、潜油电缆、 接线盒、控制柜、变压器接线盒、控制柜、变压器2022-1-168电泵机组电泵机

3、组 电潜泵的组成电潜泵的组成电机保护器分离器（吸入口）离心泵99一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆1.地面设备目录目录电机的基本描述电机的基本描述电机特性电机特性2 2 极极3 3 相交流相交流鼠笼式鼠笼式感应感应头部头部 绕组绕组电缆连接电动机的引出线电缆连接电动机的引出线轴轴电机特性电机特性定子绕组程序定子绕组程序定子引出漆包线定子引出漆包线定子定子- -硅钢硅钢迭片结构迭片结构定子硅钢片群架定子硅钢片群架电机特性电机特性转子转子- -硅钢迭片冲压结硅钢迭片冲压结构构转子转子- -硅钢硅钢迭片结构迭片

4、结构转子转子- -机械体机械体电机特性电机特性转子扶正轴承转子扶正轴承电机特性电机特性转子扶正轴承转子扶正轴承转子铜条转子铜条绕组绕组轴轴电机特性电机特性电机底部电机底部Buttress ThreadsButtress ThreadsO-Ring BossO-Ring Boss轴轴转子转子 “滴料、裂伤滴料、裂伤” ” 小尺寸转小尺寸转子铜条子铜条Stator LamsStator Lams全金属全金属 开槽开槽转子扶正轴承转子扶正轴承合成物合成物, , 非旋转式喷非旋转式喷灌器灌器高温清漆光泽面高温清漆光泽面电机头部电机头部渐开线花键渐开线花键动环动环静环静环“O”“O”环环高温弹性体高温弹

5、性体电机特性电机特性KA ABCA相相-外壳外壳500兆欧兆欧B相相- 外壳外壳500兆欧兆欧C相相- 外壳外壳500兆欧兆欧注注: : 每测一次后，要立即放电每测一次后，要立即放电下井前应对电机进行下列电性能测试下井前应对电机进行下列电性能测试1 1、对电机进行对地绝缘阻值测量、对电机进行对地绝缘阻值测量2 2、对电机进行相间直阻测量、对电机进行相间直阻测量BC标准值标准值天津：天津：1.72.0欧姆欧姆森垂森垂:0.91.0欧姆欧姆雷达雷达:0.91.0欧姆欧姆三相间直阻值不平衡度三相间直阻值不平衡度2%三次的平均值最小值三次的平均值最小值(最大值最大值)最下值最下值(或最大值或最大值)A

6、-BA-BB-CB-CC-AC-AA A外壳外壳外壳外壳兆欧表兆欧表万能表万能表 高绝缘强度 润滑轴承又可以在转子和电机腔室间提供导热功能. 同样的，电机上产生的热量也被传到电机的腔室电机内充满精致矿物油:电机特性电机特性因为绕组的绝缘，所有的潜油电机的工作温度是受限的. 通常NEMA(国际电气制造业协会)把绝缘分为N类, 额定的是392F（200）然而, 其他电机的组成诸如止推轴承垫、电缆终端套管等也有一个温度值对于一个优质的电机来说最佳的工作温度在230-250F（110-121）之间电机靠流体流过腔室外表达到冷却效果电机的工作温度电机特性电机特性图中表示电机热量随周围温度图中表示电机热量

7、随周围温度增加和液体流过电机的速度的增加和液体流过电机的速度的关系关系图表中涉及的是油和水图表中涉及的是油和水速度在速度在1 1英尺英尺/ /秒或是更高时，秒或是更高时，没有附加的冷却设备会造成事没有附加的冷却设备会造成事故故 油的比热比水低油的比热比水低, ,所以允许电机所以允许电机温度上升到差不多是水的两倍温度上升到差不多是水的两倍。气体更坏。气体更坏 如果流过电机的流体是油、气如果流过电机的流体是油、气和水的混合物，就会充分保证和水的混合物，就会充分保证电机的冷却电机的冷却电机特性电机特性电机的工作温度电机的工作温度井孔（井底）温度井孔（井底）温度负载的大小和名牌等级负载的大小和名牌等级

8、流过电机的液体流速（流量和套管间的的尺寸）流过电机的液体流速（流量和套管间的的尺寸）作为冷却用的井液（如气体、水、缩放比例趋向等）作为冷却用的井液（如气体、水、缩放比例趋向等）电源质量（三相电压电流的不平衡、波形失真、名牌电压的可利用性等）电源质量（三相电压电流的不平衡、波形失真、名牌电压的可利用性等） 电机特性电机特性电机运行过程中的五个因素将影响电机过热电机运行过程中的五个因素将影响电机过热: :电机装配定子迭片进入腔室准备压紧定子迭片进入腔室准备压紧电机特性电机特性电机装配定子狭缝里的衬垫定子狭缝里的衬垫插入绕组导体插入绕组导体电机特性电机特性俄克拉荷马市的组装车间俄克拉荷马市的组装车间

9、电机组装电机特性电机特性大车上准备组装的电机部件大车上准备组装的电机部件电机组装电机特性电机特性2626一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆1.地面设备目录目录保护器部分保护器原理保护器原理保护器位于分离器和电机之间Labyrinth Labyrinth ChamberChamber保护器原理保护器原理沉淀式保护器沉淀式保护器 保护器作用保护器作用 (1).(1). 隔离作用隔离作用 隔离电机油和井液，防止井液进入电机隔离电机油和井液，防止井液进入电机沉降室沉降室保护器原理保护器原理 保护器的作用保护器的作

10、用 (1).(1). 隔离作用隔离作用 隔离电机油和井液，防止井液进入电机隔离电机油和井液，防止井液进入电机轴密封轴密封 防止流体流动到轴封以下防止流体流动到轴封以下保护器原理保护器原理保护器原理保护器原理 保护器的作用保护器的作用 (1).(1). 隔离作用隔离作用隔离电机油和井液，防止井液进入电机隔离电机油和井液，防止井液进入电机胶囊式胶囊式 在斜井中提供隔离作用在斜井中提供隔离作用保护器原理保护器原理 保护器的作用保护器的作用 (2).(2). 平衡作用平衡作用沉降室沉降室平衡电机内部和电机壳外部的压力平衡电机内部和电机壳外部的压力保护器原理保护器原理胶囊容器胶囊容器保护器原理保护器原理

11、电机电机 供热供热沉降室沉降室保护器原理保护器原理电机电机 冷却冷却沉降室沉降室保护器原理保护器原理 保护器的作用保护器的作用 (3).(3). 膨胀作用膨胀作用允许电机油膨胀，并为新的油进入提供了空间允许电机油膨胀，并为新的油进入提供了空间沉降室沉降室保护器原理保护器原理电机电机 提供热量提供热量胶囊腔体胶囊腔体保护器原理保护器原理电机电机 冷却冷却胶囊腔体胶囊腔体保护器原理保护器原理胶囊胶囊 保护器的走用保护器的走用 (3).(3). 膨胀膨胀 允许电机油膨胀并却为新的油提供空间允许电机油膨胀并却为新的油提供空间保护器原理保护器原理保护器保护器保护器原理保护器原理保护器保护器轴上发生了什么

12、轴上发生了什么? ?保护器原理保护器原理SealSeal什么类型的泵什么类型的泵? ?浮动式浮动式 叶轮可叶轮可以在轴上上下移动以在轴上上下移动保护器原理保护器原理电机电机泵泵保护器保护器力作用在保护器的轴力作用在保护器的轴承上承上电机电机泵泵保护器保护器排出口排出口生产管柱生产管柱电机电机泵泵保护器保护器排出口排出口生产管柱充生产管柱充满液体满液体电机电机泵泵保护器保护器排出口排出口生产管柱充生产管柱充满液体满液体保护器轴的重量泵轴的重量液体重量泵轴顶部泵轴顶部电机电机泵泵保护器保护器排出口排出口生产油管生产油管保护器轴的重量泵轴重量)液体重量电机可能损坏电机可能损坏 保护器作用保护器作用

13、(4).(4). 承载作用承载作用 承载来自上部的力承载来自上部的力 ( (轴载荷轴载荷 & & 级载荷级载荷) )止推轴承止推轴承保护器原理保护器原理保护器原理保护器原理 保护器的主要组件保护器的主要组件机械密封机械密封胶囊胶囊迷宫腔迷宫腔止推轴承止推轴承小结提供隔离作用，隔离电机油和井液提供平衡作用，平衡井底压力和电机油压提供膨胀作用，为电机油膨胀提供膨胀空间提供承载作用，承载电机以上的负荷迷宫式保护器是利用电机油和井液的比重不同来达到分离效果的密封件的作用是防止井液下移到轴下部胶囊式保护器用于斜井止推轴承所承载的力来自于泵保护器原理保护器原理5252一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电

14、泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆1.地面设备目录目录泵的吸入口吸入口吸入口 & & 气体分离器气体分离器螺栓连接或者一个整体螺栓连接或者一个整体含量少量的自由气体含量少量的自由气体; 10% ; 20%旋转式分离器可以用于自由气体达30%油井吸入口吸入口 & & 气体分离器气体分离器旋转式气体分离器 进口段 (压缩流体的能量传递给留底) 分离器室 (离心力推送高密度的物质, 油和水到外围，并把密度低的成分自由气体移动到中心处) 旁通管单元排除气体进入环空，推动液体进入泵旋转式分离器进口段导叶轮转子旁通管基座顶部吸入口吸入口 & & 气体分离

15、器气体分离器多气井可以要求串联分离器多砂井要求旋转式分离器将设计特殊的抗磨损单元或者其他的处理技术吸入口吸入口 & & 气体分离器气体分离器气体分离器小结吸入口可以用在气体 15%的油井可以利用筛片防止岩屑进入机组磨蚀井要求摻碳的轴承可用的气体分离器有静态 (逆流) 和旋转当自由气体20%需要用旋转式分离器旋转式分离器利用离心力，将中的液体甩到外围，轻的气体保留在中间. 旁通管排出气体到环空，重的流体进入泵多气井要求串联分离器吸入口吸入口 & & 气体分离器气体分离器6161一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵

16、电缆1.地面设备目录目录组装电泵机组组装电泵机组泵基本知识泵基本知识 叶轮叶轮叶轮泵基本知识泵基本知识- -叶轮叶轮叶轮通过键连接到轴上并能随轴一起沿着泵轴线旋转轴叶轮叶轮 上观上观轴轴键键泵基本知识泵基本知识- -叶轮叶轮泵基本知识泵基本知识 叶轮叶轮井液通过井液通过 “眼眼”进入叶轮进入叶轮, , ,通过边缘流出叶轮通过边缘流出叶轮轴离心力使液体从中心流向叶轮边缘 液体获得能量泵基本知识泵基本知识 叶轮叶轮轴泵基本知识泵基本知识 叶轮叶轮轮毂上壳叶下壳裙部眼轴叶轮 组成部分泵基本知识泵基本知识 导轮导轮导轮泵基本知识泵基本知识 导轮导轮轴导轮就像一个碗导轮就像一个碗; ;它是固定不转它是固

17、定不转的的. . 它引导井液进入下级叶轮它引导井液进入下级叶轮它将液体的动能转化为扬程它将液体的动能转化为扬程泵基本知识泵基本知识 叶轮叶轮 & & 导轮导轮轴导轮引导液体进入下级叶轮的导轮引导液体进入下级叶轮的眼眼导轮使液体改变流向后进入下导轮使液体改变流向后进入下级叶轮同时将液体的能量转化级叶轮同时将液体的能量转化为扬程为扬程叶轮旋转增加了从边缘流出液叶轮旋转增加了从边缘流出液体的能量体的能量泵基本知识泵基本知识 单级单级叶轮在导轮里面轴轴& & 叶轮叶轮 旋转旋转单级扬程乘以泵级数就能得到单级扬程乘以泵级数就能得到泵的扬程泵的扬程泵基本知识泵基本知识 多级多级安装在轴上且压缩在泵壳中多级

18、是安装在轴上且压缩在泵壳中多级是离心泵的一部分离心泵的一部分泵基本知识泵基本知识 离心泵离心泵泵基本知识泵基本知识 叶轮状态叶轮状态Shaft叶轮并不是真正的浮动叶轮并不是真正的浮动 它它们沿轴的运动取决于所受到的们沿轴的运动取决于所受到的力力多数泵的叶轮可以沿着轴径向多数泵的叶轮可以沿着轴径向移动移动这样的泵叫做这样的泵叫做 “ “浮动泵浮动泵”泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷轴叶轮重量是向下的载荷叶轮重量是向下的载荷泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷轴叶轮重量是向下载荷叶轮重量是向下载荷泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷轴在正常生产条件下在正常生产条件下, ,叶轮的上部叶轮的

19、上部和下部都有部分液体循环和下部都有部分液体循环泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷Shaft叶轮上下壳都受到了液体作用力叶轮上下壳都受到了液体作用力泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷Shaft由于上壳面积大于下壳由于上壳面积大于下壳, ,所以受所以受到力的方向向下的到力的方向向下的泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷Shaft上壳的面积大导致其受力大上壳的面积大导致其受力大叶轮受到向下的力叶轮受到向下的力这个向下的力这个向下的力, ,导致叶轮处于导致叶轮处于 “下磨下磨”状态状态泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷轴有时有时, ,液体进入叶轮会克服叶轮液体进入叶轮会克服叶轮受到的下

20、推力受到的下推力这就会导致叶轮向上移动这就会导致叶轮向上移动泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷Shaft这就造成了一个更大的底部过流这就造成了一个更大的底部过流面积，从而增加了叶轮底部受力面积，从而增加了叶轮底部受力这就导致叶轮被举升起来这就导致叶轮被举升起来这就是所谓叶轮的这就是所谓叶轮的“上磨上磨”状状态态 泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷Shaft在正常生产条件下，叶轮是被作在正常生产条件下，叶轮是被作用在较大过流面积上的力向下推用在较大过流面积上的力向下推的（叶轮的重量充当了部分的下的（叶轮的重量充当了部分的下推力）推力）根据设计，泵生产时应该处在轻根据设计，泵生产时应该处在

21、轻微到适度的下磨状态微到适度的下磨状态 泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷轴摩擦垫片用来阻止下磨摩擦垫片用来阻止下磨下推力摩擦垫片下推力摩擦垫片上推力摩擦垫片上推力摩擦垫片泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷作为浮动泵是以一种下磨的状作为浮动泵是以一种下磨的状态生产的，它们是以抵抗研磨态生产的，它们是以抵抗研磨的下止推垫片为支撑的。的下止推垫片为支撑的。止推垫片也可以作为一种密封止推垫片也可以作为一种密封来阻止级内的局部循环来阻止级内的局部循环下推状态上推状态泵基本知识泵基本知识 推力载荷的范围推力载荷的范围0+ve-ve可接受可接受( (用于连续生产用于连续生产) )严重的严重的最小值

22、最小值避免上磨避免上磨的安全区的安全区域域可接受的推力载荷可接受的推力载荷( (用于连续生产用于连续生产) )泵在适度的下磨状态下生产所以要避免该区域泵在适度的下磨状态下生产所以要避免该区域泵在适度的下磨状态下生产所以要避免该区域泵在适度的下磨状态下生产所以要避免该区域作用在叶轮上的力作用在叶轮上的力泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷0+ve-ve下推状态上推状态0排量低排量导致的严重下磨可以接受的可以接受的用于连续性生产用于连续性生产严重的严重的最小值最小值生产范围生产范围通过流量测试的到的真通过流量测试的到的真实数据实数据避免上磨避免上磨的安全区的安全区域域作用在叶轮上的力作用在叶轮上

23、的力下磨状态泵基本知识泵基本知识 推力载荷推力载荷0+ve-ve上磨状态0流量可接受的流量范围可接受的流量范围生产范围生产范围 作用在叶轮上的力作用在叶轮上的力是 泵特性曲线(或者简称; 泵曲线)泵的每一级都有可测量的参数泵的每一级都有可测量的参数, ,这些参数可以在图形上面表示出来这些参数可以在图形上面表示出来. .泵基本知识泵基本知识 泵特性泵特性扬程扬程FeetMeters3530252015105107.552.5流量流量BPDM3/Day0050010001500200025003000350040001252503755006250.07.5扬程扬程- -流量流量泵基本知识泵基本知

24、识 泵特性曲线泵特性曲线扬程扬程FeetMeters3530252015105107.552.5流量流量BPDM3/Day0050010001500200025003000350040001252503755006250.07.5扬程扬程- -流量流量导轮 叶轮严重下磨严重下磨生产范围生产范围上磨上磨最大流量最小流量泵基本知识泵基本知识 泵特性曲线泵特性曲线概述泵基本知识泵基本知识叶轮旋转, 导轮固定 它们一起构成了泵的一级在某个特定的流量下,每个单级都会提供一定的举升(扬程) 单级的扬程泵的级数=泵的总扬程低流量时导致下磨高流量时导致上磨在轻微下磨的时,泵有一个合理的生产范围9696一、电泵的组成一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍二、电泵各组成部分