潜油电泵选择配套设计课件

目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择潜油电泵选择配套设计潜油电泵采油基本知识

潜油电泵抽油工作原理

潜油电泵机组基本组成－－潜油电泵抽油流程－－潜油电泵供电流程－－潜油电机－－保护器－－分离器/吸入口－－潜油泵－－潜油电缆－－控制柜－－变压器潜油电泵基础知识

根据潜油电泵井的特点和节点分析的原理，可以在潜油电泵井生产系统中选择六个节点，即地面转油站、井口、泵出口、泵入口、油层中部和地层，这六个节点将潜油电泵井生产系统分成五个部分。基本压力关系潜油电泵采油基本知识流体通过地层流入井底时产生的压降

流体从井底到泵入口处产生的压降

流体通过潜油泵时产生的压降

流体从泵出口到井口时产生的压降

流体从井口到分离器时产生的压降

潜油电泵采油基本知识油井地层渗流潜油电泵采油基本知识目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择设计资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择潜油电泵选择设计程序潜油电泵九步选择法资料准备气体计算产能预测计算扬程确定泵型选择电机选择分离器选择保护器选择电缆选择变压器选择控制柜选择附件潜油电泵选择设计程序目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择潜油电泵选择所需资料

针对一特定的油井，要求选择潜油电泵机组，最基础的资料是什么？

油井产量－－气体计算＋油井产能预测－－IPR方法

举升扬程－－泵挂深度＋井口压力－－总动压头计算

机组系列－－井身结构－－最大投影尺寸＋最大流速潜油电泵选择所需资料油井基础资料

油井套管尺寸及规格油管尺寸及其连接螺纹规格油层中部深度及射孔井段井底温度饱和压力是否是斜井，造斜点深度及狗腿度潜油电泵选择所需资料油井地质资料原油物性资料

原油重度或比重天然气比重原油粘度

H2S、CO2等腐蚀物含量含砂量及结垢情况潜油电泵选择所需资料油井生产资料

油管压力及套管压力油井产液量及含水率产液指数及产油指数地层压力及井底流动压力生产油气比及总产气量

潜油电泵选择所需资料设计数据其它资料

设计泵挂深度设计产量设计井口压力井场供电网络电压及频率套管损坏情况及部位潜油电泵选择所需资料目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择油井气体计算溶解油气比油井气体计算溶解油气比校正曲线油井气体计算溶解油气比校正公式油井气体计算原油体积系数天然气体积系数油井气体计算泵吸入口气液比油井气体计算

根据上述公式，就可以计算出在不同泵吸入口压力下的泵吸入口气液比，并可以作出泵吸入口压力与泵吸入口气液比之间的关系曲线，如图所示。这样，根据分离器分离气体的能力，从曲线上就可以查出在潜油电泵抽油时的泵吸入口压力。泵吸入口压力与气液比曲线油井气体计算目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择油井产能预测

油井渗流特性方法IPR曲线

纯液相(油、水)渗流油、气两相渗流油、气、水三相渗流油井产能预测

油、气两相渗流油井产能预测油井产能预测

油、气、水三相渗流油井产能预测油井产能预测当确定出油井渗流属于哪一种类型后，应用其相应的整套公式，就可以进行油井产能的计算。首先，取不同的产量值，根据公式计算出相应的井底流动压力，并根据计算结果绘制出相应的油井流入动态特性曲线。其次，将确定的泵吸入口压力折算为油层中部流动压力，以此流动压力值从油井流入动态特性曲线上查出相应的产量值。此产量值即为在新的条件下的油井产量。

油井产能预测油井产能预测目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择潜油电泵的选择

根据油井套管尺寸，选择潜油电泵机组系列，即设备的轴向最大投影尺寸必须能够满足下井要求。潜油电泵设备的轴向最大投影尺寸计算方法如图所示。机组最大投影尺寸机组最大投影计算图潜油电泵的选择电机表面流速计算

根据美国石油工程师学会标准(API标准)，潜油电泵在油井内运行时，流经电机表面的液体流速必须大于或等于1ft/s，这样才能保证电机运行时的散热。所以，在进行潜油电泵选择设计时，必须计算流经电机表面的液体流速是否能满足要求。潜油电泵的选择油井总动压头计算

油井总动压头是指在油井生产情况下，井底压力将井液举升到地面所消耗的能量折算成液柱高度。对于潜油电泵井来说，就是潜油泵将井液举升到地面所消耗能量折算成液柱高度。潜油电泵的选择油管摩阻计算潜油电泵的选择潜油电泵选择设计

潜油泵的选择

根据计算出来的油井产量及所给出的泵工作特性曲线就可以选择出合适的泵型。所需泵叶导轮的级数可根据油井总动压头进行计算。潜油电泵的选择

潜油电机选择轴功率＝单级功率×总级数×井液平均比重电机功率＝轴功率＋(分＋保)消耗功率×系数潜油电泵的选择

保护器的选择主要根据机组的系列、电机功率及油井情况来确定，包括沉淀式结构、胶囊式结构及沉淀与胶囊复合结构的保护器。但是，对于斜井则必须采用胶囊式保护器。

根据所选择的机组系列和油井含气情况，确定油气分离器的型号。油气分离器：GLR≤25％高效分离器：25％<GLR≤50％

分离器的选择

保护器的选择潜油电泵的选择

潜油电缆型号可以根据井底温度、电机功率、电压和电流进行选择，其长度可按泵挂深度来确定。此外，还应考虑电缆的压降损失和功率损失。

潜油电缆的选择潜油电泵的选择电缆压降损失曲线潜油电泵的选择

定频控制柜的选择比较简单，是根据现场使用条件和潜油电泵机组性能要求来进行选择的。但主要还是根据电机的功率、额定电流和地面所需要的电压来选择控制柜的容量。

控制柜的选择

变压器的选择潜油电泵的选择潜油电泵选择设计举例目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择否CO2含量15否H2S含量14否是否结垢及成分13否%含砂量1210cp原油粘度110.60天然气相对密度100.86原油相对密度9原油物性否是否斜井(水平井)810.0MPa饱和压力7100℃井底温度62000～2150m射孔井段52000m射孔顶界431/2in油管尺寸329Lbs/ft套管规格27in套管尺寸1基本数据数据单位名称序号项目潜油电泵选择所需资料潜油电泵选择设计举例1.5MPa井口压力301800m泵挂深度29530m3/d设计产量28设计数据否套管损坏部位2750Hz供电频率2613.5V供电网络电压25其它资料自喷[]电泵[]螺杆泵[√]抽油机[]其它[]生产方式2465m3/m3生产油气比239.5Mpa井底流压2214.5MPa地层压力2160m3/(MPa·d)生产指数(PI)200.80%含水率19300m3/d油井产量180.5Mpa套管压力171.5MPa井口压力16生产数据数据单位名称序号

项目潜油电泵选择所需资料潜油电泵选择设计举例气体计算，确定分离器型号

首先，计算溶解油气比

潜油电泵选择设计举例潜油电泵选择设计举例潜油电泵选择设计举例

然后，计算天然气体积系数潜油电泵选择设计举例

第三，计算油层原油体积系数潜油电泵选择设计举例

第四，计算泵吸入口气液比潜油电泵选择设计举例

根据以上计算步骤，分别取泵吸入口压力为2.0，4.0，6.0，8.0，10.0时，计算泵吸入口气液比。计算结果见下表：9.713.921.238.18.06.04.02.0。

根据以上计算结果，绘制出泵吸入口压力与泵吸入口气液比关系曲线，如图1所示。在潜油电泵机组配套中使用旋转式油气分离器，取泵吸入口压力，这样从图中查出相对应的泵吸入口压力为：p，MpaGLR，％10.07.0潜油电泵选择设计举例泵吸入口压力与气液比关系曲线潜油电泵选择设计举例油井产能计算

由于井底流动压力低于饱和压力，根据该井油井资料可知，该井在井底附近为油、气、水三相渗流。所以，进行油井产能预测，应使用油、气、水三相渗流时动态预测的全套公式。潜油电泵选择设计举例

首先，计算出qb、qMI和qmax

潜油电泵选择设计举例

其次，计算出在不同产量下的井底流动压力潜油电泵选择设计举例

分别计算出产量为0，270，340，410，480，550，620，685m3/d时的井底流动压力值，结果见下表。

根据以上计算结果，画出油、气、水三相渗流时的混合型流入特性曲线。并用计算出的井底流动压力值从曲线上查出相对应的产量值，此产量值即为在新的生产条件下的产量值，即dmq/5003=潜油电泵选择设计举例潜油电泵选择设计举例潜油电泵选择设计

潜油电泵机组系列选择

选择适应井温120℃、143(562)/130(513)系列潜油电泵机组，电机外经为143mm，保护器、分离器、潜油泵外经为130mm。机组最大投影尺寸，能够满足7″套管安装要求。潜油电泵选择设计举例

计算流经电机表面液体流速

计算出的流经电机表面的液体流速为15.3m/s，远远大于标准所要求的满足电机散热的最小流速(0.3048m/s)。潜油电泵选择设计举例

油井总动压头计算潜油电泵选择设计举例

潜油电泵的选择－潜油泵的选择系列：130(513)型号：QN55额定排量：550m3/d单级扬程：7.9m(500m3/d)单级功率：0.7kW泵效：63.5%潜油泵总级数＝1638/7.9＝207.3级=208级潜油电泵选择设计举例电机功率=N+(分+保)功率=142.3+(1.5+1×2)=145.8kW－潜油电机的选择电机系列：143(562)额定功率：180kW额定电压：1710V额定电流：82A

电机引接电缆选用耐压3000V、适应井温120℃的4＃扁电缆为宜，长度根据机组长度而定。潜油电泵选择设计举例－分离器及保护器的选择

根据计算结果，选用大庆油田力神泵业有限公司生产的130系列旋转式油气分离器；保护器选用2节大庆油田力神泵业有限公司生产的适应井温120℃的130系列胶囊式保护器。－电缆的选择

根据电机功率、额定电压和额定电流。可选用大庆油田力神泵业有限公司生产的耐压为3000V、适应井温120℃的2#圆电缆为宜，其电缆压降损失为30V/304.8m，长度为1800m。潜油电泵选择设计举例－变压器的选择容量：320KVA一次电压：13500V二次电压：1650～1950V，共7档每档50V潜油电泵选择设计举例－控制柜的选择

根据电机的额定电流和电缆压碱损失，选用大庆油田力神泵业有限公司生产的QYK3.0P型控制柜，其电压为3000V，电流为200A。

由于原油粘度比较小(≤10cp)，粘度对潜油电泵机组工作特性的影响可忽略不计，故以上计算结果可不进行粘度校正。否则，需对计算结果进行校正潜油电泵选择设计举例变频潜油电泵的选择目录一、潜油电泵选择设计程序二、潜油电泵选择所需资料三、油井气体计算四、油井产能预测五、潜油电泵机组的选择六、潜油电泵选择设计举例七、变频潜油电泵的选择变频潜油电泵特性通过潜油泵的流量与泵的转速成正比潜油泵的压头与泵转速的平方成正比潜油泵轴功率与泵转速的立方成正比

潜油电机输出功率与频率成正比关系

变频潜油电泵的选择频率与功率关系曲线

在预定调整频率下电机的输出功率，必须大于或等于预定频率下泵所需要的轴功率。变频潜油电泵的选择变频潜油电泵的选择

按排量计算已知：排量400～750m3/d，扬程1200m求解：⒈频率调节范围，⒉50Hz下电机额定功率－选用泵型为130系列QN55型泵，单级扬程7.4m，泵效66％－在扬程一定(单级扬程7.4m)，从QN55型泵变频特性曲线查得：排量400m3/d→频率47Hz；排量750m3/d→频率55.5Hz－在排量为550m3/d(f1=50Hz)、扬程为1200m时，轴功率为：变频潜油电泵的选择

在排量为750m3/d(f2=55.5Hz)、扬程为1200m时，轴功率为：－计算出50Hz下的电机额定功率为：－根据以上计算结果，就可以选择出相应的电机。变频潜油电泵的选择

按频率计算已知：泵型为QN55，扬程1200m，频率最高为60Hz求解：⒈