电潜泵文本-副本

1、主要内容主要内容一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 五、电潜泵井工况分析及故障处五、电潜泵井工况分析及故障处理理 一、电潜泵系统概述一、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。1、电潜泵采油装置及其工作原理 电动潜油离心泵(简称电潜泵)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

2、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。 2、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。(如图所示)(1) 能量传递过程潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电缆和油管井下部分变压器控制屏接线盒地面部分泄油阀单流阀中间部分(2) 地层流体举升过程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 井下部分;主要是电潜泵的机组，它由多级离心泵、保护器和

3、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 (电缆滚筒、导向轮、井口支座和挂垫等) 组成。 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。3、 电动潜油离心泵型号1电动潜油离心泵型号1) 电动潜油离心泵机组表示方法2) 泵型号表示方法4、电动潜油离心泵主要部件 保护器的作用是连接电动机的驱动轴与泵轴，连接电动机壳与泵壳；当充油部分与容许压力下的井液连通时，保证电动机驱动轴密封，防止井液进入电动机。 工作方式分为：连通式、沉淀式和胶囊式。

4、3) 油气分离器油气分离器的作用是作为井液进入泵的吸人口；把游离气从井液中分离出来，减少气体对泵特性的影响。 分离器主要包括沉降式和旋转式。4) 电缆电缆用于向井下潜油电动机供电,它由电缆卡子固定在油管上的动力电缆和带电缆头的电动机扁电缆组成。 电缆主要包括圆电缆和扁电缆。扁电缆可以用于潜油电动机或套管环形空间间隔较小的井。5) 控制屏控制屏主要用于控制井下电动机的运行。它由电动机启动器、过载和欠载保护、手动开关、时间继电器、电流表组成。控制屏的电压范围在6004900V之间。变频控制屏通过变速驱动装置进行工作，变速驱动装置是一个可编程的集成控制系统。 6) 变压器 变压器用于将交流电的电源电

5、压转变为井下电动机所需要的电压，它是根据电磁感应原理工作的。 7) 接线盒 在井口和控制屏之间必须装一个接线盒。 8) 压力传感器 压力传感器用于测量井下压力和温度。它可以确定井的产能，便于自动控制。 9) 单流阀和泄油阀 单流阀一般装在泵上方23根油管处。单流阀的作用：在泵内不工作时保持油管柱充满流体，易于起泵，消耗功率最小；操作安全可靠，地面关闸时油管柱内的气体易压缩，形成高压，操作不安全；防止停泵后液体倒流，使机组反转。 泄油阀应装在单流阀上方一根油管处，它是一个剪切插销装置。 泄油阀的作用：防止起泵时油管柱中的井液在卸油管时流到地面上。 井下多级离心泵由许多单级离心泵串联组成，单级离心

6、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。二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 Lfpp100pHgg.1000888800LLLPq pq Hm HgH1 1、基本概念、基本概念2 2、离心泵特性的理论分析、离心泵特性的理论分析3 3、影响离心泵实际压头的因素、影响离心泵实际压头的因素1、气体对泵特性的影响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

7、液总体积的份额；泵内流体密度与单相液体不同，对泵的功率会产生影响；泵内流体密度与单相液体不同，对泵的功率会产生影响； 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。 5、影响泵特性的因素2、气蚀 泵内任何一点流体压力小于工作温度下流体饱和蒸汽压时，产生小气泡，气泡流入高压区会冷凝和破碎，这时产生的压力很大，使泵易受到冲击和腐蚀，这种现象和水击相似，称作气蚀。 气蚀使泵的工作特性变差，排量和效率下降。 防止气蚀和气锁：泵的吸入压力足够高。6 6、轴向止推力、轴向止推力作用在叶轮上的各种轴向不平衡力的总和，包括下止推力和上止推力。 下止推力下止推力 作用在和吸入口面积相等的环形

8、面积上的排出压力与吸入压力所产生的压力差，使泵承受向下止推力，其大小与排量成反比。上止推力上止推力 由于叶轮入口和出口速度大小、方向改变产生的向上的推力，其大小与排量成正比。 泵在最高效率点工作时，叶轮的轴向止推力接近于零，选泵时应使泵在最佳排量范围内工作。 1 1、设计原则、设计原则 必须使泵在最高效率点附近工作，至少不应超出最佳排量范围。 泵的额定排量必须和井的产能协调，额定压头必须等于井的总动压头 电机功率必须满足泵举升流体所需的功率 三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 2 2、设计任务、设计任务满足供液能力所确定产量的前提下，确定下泵深度、选择泵型、计算工作参数、使系统效率最高和

9、能耗最小。满足以下条件：l泵的实际排量满足油井设计产量，在所选泵的最佳排量范围内工作；l下泵深度Hp不大于油层中部深度；l泵的外径小于套管内径：DpDc+；l进泵气液比8%。3 3、设计方法（产量已知）、设计方法（产量已知）已知Q、井口Pt、地层IPR；分别从井口和地层为起点计算泵入口压力和排出压力；根据设计产量选泵型、根据泵的特性曲线和设计排量求出单级泵的扬程、功率和效率；利用泵两端的压差可计算泵的 级数、排量、泵效和功率等。油层油层井井底底泵机组泵机组井口井口分离器分离器函数节点函数节点4、设计方法（泵挂已知）确定井的产量在给定的泵挂深度下确定Q，同时计算泵吸入压力、泵吸入口气液比和总流体

10、体积；确定总动压头 总动压头是泵在设计排量下工作时所需产生的总压头，它等于泵排出口压头与泵吸入口压头之差。选泵 根据总流体体积，从选择排量接近最高效率点的最高泵效的泵，从标准特性曲线上读出单级泵的压头、功率和效率。 选择电机 根据套管内径、功率、电压和井温选择电机选择保护器 保护器应根据电机和泵的规格、电机功率和井温进行选择。 选择电缆 根据套管内径、电压降、电流、井温和腐蚀条件进行选择。套管内径限制电缆的规格，电缆的电压降一般应小于30V/304.8m，电流不能超过电缆的最大载流能力 。选择控制屏 控制屏应根据地面电压和电机电流进行选择 。选择变压器 变压器根据变压器的容量、地面所需电压和电

11、流进行选择。1、普通电潜泵合采管柱适用范围任何可以混采、气油比不超过电潜泵适用范围的油井都可以使用这种机采管柱。优点管柱结构简单、安全。缺点1、每起一次管柱，都必须对电缆封隔器进行撤卸、维修、组装，需要花费不少人力物力。四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 生产油管套管电潜泵总成动力电缆卸油阀单流阀安全阀电缆穿透器电缆封隔器放气阀2、对某些特殊井或深井，考虑到今后起管柱时的安全，应将电缆封隔器尽量下深一些，并在其上部安装循环滑套。这样，又增加了现场作业难度。操作注意事项1、下生产管柱时，应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线；电潜泵总成生产油管套管动力电缆自平衡卸

12、油阀安全阀电缆穿透器电缆封隔器放气阀控制管线2、若安全阀本身不带平衡机构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动部件；3、正常情况下，油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟，气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。2、丢手分采电潜泵管柱适用范围需要分采而又无法使用“Y”管柱的、适合于电潜泵机采的小套管井都可以使用这种管柱。优点1、在小直径套管里使用电潜泵的条件下，仍然可以满足分采的要求；2、管柱安全、可靠。缺点管柱结构比较复杂，现场作业难度大。操作注意事项：四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 电潜泵总成生产油管动力电缆放气阀电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀打捞/

13、 定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7 ”套管导向器丢手管柱总成单流阀卸流阀控制管线9-5/8 “套管电潜泵丢手管柱电潜泵丢手管柱1、分层密封接头的长度不得短于2m，2、严防井内落物；3、下生产管柱时，应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线；4、若安全阀本身不带平衡机构，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动部件；5、正常情况下，油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟，气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。3、“Y”接头分采管柱适和范围用于随时分采、分层测试的电潜泵机采的井；优点1、在采用电潜泵机采的情况下，仍然可以满足适时分采和随

14、时测试的工艺要求；2、管柱安全缺点管柱结构复杂，现场作业难度大。电潜泵总成生产油管动力电缆控制管线放气阀电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7 ”套管导向器堵塞器座带孔管电潜泵电潜泵 Y 管柱管柱操作注意事项1、下入管柱时，轻轻地将密封件插入密封孔内，防止损坏密封件；2、分层密封接头的长度不得短于2m；3、下生产管柱时，应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线；4、若安全阀本身不带平衡机构9-5/8 “套管电潜泵总成生产油管动力电缆控制管线放气阀Y 接头电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7 ”套管导向

15、器堵塞器座带孔管分层密封电潜泵电潜泵 Y 管柱管柱部件，打开安全阀之前，必须先给油管内打平衡压力，否则，将损坏密封件和有关运动；5、正常情况下，油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟，气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。4、其它类型管柱电潜泵毛细管管柱电潜螺杆泵管柱不压井电潜泵管柱动力电缆卸油阀单流阀电缆穿透器井下安全阀控制管线放气阀电缆封隔器毛细管抽油杆氮气筒生产油管套管电潜泵毛细管管柱电潜泵毛细管管柱电潜螺杆泵管柱电潜螺杆泵管柱生产油管电缆减速器电机螺杆泵总成氮气筒油管锚防污装置总成封隔器转子定子毛细管油油 层层生产油管循环滑套卸油阀电潜泵总成通杆 （活门）动力电缆 油油 层层不压井电潜泵

16、管柱不压井电潜泵管柱1、工况分析步骤如下收集机组参数，如电机功率、额定电流、额定电压、空载电流、功率因数、电机效率、泵特性曲线等；利用机组特性曲线建立泵况图；结合电机参数建立三维工况图；收集电泵井的生产资料，如日产液量、含水率、生产气油比、油压、泵出口压力（测试或多相管流计算可以获得）、泵出口温度、泵入口压力、泵人口温度、泵挂深度（斜深和垂深）、电机运行电流、电压、功率因数等；收集油井物性参数，如油气水相对密度、脱气油粘度、原油泡点压力等；五、电潜泵井工况分析及故障处理五、电潜泵井工况分析及故障处理 1)、电机及保护器故障诊断与处理 电机损坏分电气损坏、电机轴断和机械磨损等情况。电气损坏故障表

17、现十分明显，通常是控制柜过载停机，电流卡片上的电流突然上升后又突然掉下来三相对地绝缘电阻为零，直阻很不平衡，只能通过检泵作业恢复生产。机械磨损故障表现为控制柜显示过载停机，机组电气性能良好，电流卡片显示为电流逐渐上升，停机冷却一段时间2、故障诊断与处理后又能重新开机生产运行较长时间，但每次的运行时间间隔逐渐缩短，可以等待适当时机进行检泵作业。电机机械磨损实际上是轴承磨损，与泵、保护器的轴承磨损一致，很难区分开来。发生电机轴断故障时，通常表现为井口无产液，无油压，运行电流低于电机空载电流，电流卡片不光滑，控制柜显示欠载停机，机组电气性能检测时一切正常。保护器故障是通过电机表现出来的，当其机械密封

18、或胶囊失效后，电机油被井液置换，绝缘性能大幅度下降而引起电机烧毁，需要检泵作业才能恢复生产。推力轴承损坏现象与电机轴承损坏相似。2)、电缆故障诊断与排除 当电缆发生故障时，一般表现为地面控制柜过载停机，有时配电盘也跳闸，电流卡片上的电流曲线突然上升，与电机电气损坏相似，进行机组电气性能检测时，三相对地绝缘电阻为零，电阻平衡。电缆损坏常有两种情况：一种是在井口或油管挂处损坏，表现为直阻不超过l，一种是远离井口，直阻为23（视井深而定），具体损坏处可以根据每米电缆的阻值进行测算得出。对于在井口损坏情况，可以采取重新接缆来解决；如果在采油树帽以下到几根油管处，可以采取上提油管重新接缆来处理；如果损坏

19、深度较深，则必须检泵作业。3)、电泵故障诊断与处理 在油田现场实际生产中，电泵故障主要是叶轮磨损、断轴、窜轴、轴承磨损等现象。泵叶轮磨损时表现为产量和油压逐渐降低，运行电流逐渐变小，电流卡片比较光滑，也可能出现欠载停机，进行正挤憋压时压力很快升高。发生这种故障时可以继续生产以等待作业换泵。这种故障发生在机组连续运行时间很长、油井轻微出砂或井液有腐蚀情况。4、套管气引起的故障诊断与排除油井供液不足时，引起油井液面很低接近泵吸人口，套管环空内的气体进人电泵内导致欠载停泵。处理办法有几种：将套压控制在很低水平，并调低欠载设定值。采用间歇生产，在等待液面恢复后再开泵生产，可以采取人工方式，也可以实行控

20、制柜自动启泵方式。在调低欠载设定值的同时，缩小油嘴。如果泵挂较浅，可以通过作业加深泵挂深度。检泵作业更换与油井相匹配的小泵。对油层进行酸化、压裂、有机解堵等增产措施。有的井还可以打开未开采层位生产，以补充液源。5、管柱漏失判断与处理 当管柱发生漏失时，会出现油压下降，产量下降，对于新检泵作业的井产量达不到检泵作业前的产量，进行憋泵和正挤憋压试验时，油压起不来。 对于带有泄油阀管柱的井，往往是泄油销被砸断或冲蚀引起。发生这种情况时，只有检泵作业才能恢复生产。 对于“Y”管柱和带测压阀的井，可能是它们的堵塞器密封失效引起，可以通过更换堵塞器盘根来恢复生产。6、机组匹配不合理引起的故障判断与处理如果

21、电泵机组匹配不合理，也可能引起故障，一种是“大马拉小车”，一种是“小马拉大车”。“大马拉小车”时，一般不会引起事故，但当电机余量太大时，可能发生欠载。“小马拉大车”时，一般会出现运行电流高于额定电流，严重时会出现启动困难和机组烧毁现象。当出现这些情况时，只能等待适当时机进行检泵作业以更换合适的电泵机组。6、地面设备故障诊断与排除1变压器 在实际生产中，变压器可能出现以下故障。变压器油变坏 变压器在长期的运行过程中，由于受到环境温度、气候条件和负载的影响，变压器油受到污染和氧化，并产生有害的杂质和沉淀物，使得变压器油的绝缘性能变坏降低。有两种简易方法可以鉴别运行中变压器的油质好坏。一种是通过油位

22、表的玻璃看窗观察变压器油的颜色。变压器油的正常颜色应该是浅红色的，透明度好。如果颜色变成深暗色，且浑浊，表明油质变坏。一种是闻油的气味来鉴别，方法是从变压器内取一小杯变压器油，好油的气味应该只有微弱的煤油味，无其它杂味，已变坏的油会有焦味或酸味。变压器空载投人运行时高压容丝烧断 变压器在空载投入运行时高压容丝烧断，而检查变压器的各项参数均正常，可能是由于巧合，正赶上交流电压的零值，变压器中铁心的磁通量最大，使得变压器的空载电流超过了额定电流。遇上这种情形，更换熔断丝即可。变压器渗油 一种是绝缘套管渗油，一种是油箱渗油。导致套管渗油的原因可能是：套管顶端和导电杆露出部位的耐油橡胶腐蚀变质，密封性

23、能遭到破坏；瓷套管底座的耐油胶垫出现裂伤；固定套管的压紧螺丝固定不平衡，套管受力不均引起出现缝隙。出现这种情况时应立即停机更换胶垫和固紧螺丝。如果油箱漏油，应立即进行堵漏处理。变压器输出电压不正常变压器的三相输出电压一相正常，其它两相比正常值低了一半，而变压器的直流电阻和绝缘电阻正常，进一步检查可能发现高压熔断丝断了一相。在这种情况下，更换熔丝即可。变压器匝间短路 匝间短路的主要症状表现为三相输出电压不平衡。对于Y接线的三相变压器，如果三相负载平衡，线路又无故障，三相电压不平衡度超过2时，可以认为是绕组匝间短路，停电检查时，直流电阻也出现较大的不平衡。引起绕组匝间短路的原因很多，主要原因是变压器长期过负荷运行产生高温使绝缘材料老化，在电磁力的交变作用下，线圈