潛油柱塞電泵——小排量深抽,節(jié)能防偏磨

1、山東三鐵機(jī)械有限公司Shandong Angle Lron Machinery Co., Ltd世界首創(chuàng)填補(bǔ)世界潛油柱塞電泵市場(chǎng)空白 潛油柱塞電泵 磁懸浮潛油電泵 山東三鐵機(jī)械有限公司Tel磊 QQ:70260852 E-mail:zl0546 潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵）是一種新型舉升工藝，它是機(jī)電一體，屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代采油設(shè)備。一、 技術(shù)背景研發(fā)背景：傳統(tǒng)的有桿采油是通過抽油機(jī)抽油桿深井泵來達(dá)到采油目的，其弊端主要有：耗能高、泵效低、抽油桿與油管偏磨、停機(jī)調(diào)參和調(diào)參范圍窄。潛油離心電泵和潛油螺桿電泵只適用于大排量高含水的油井，排量30m

2、3/d，揚(yáng)程2300m，50地面脫氣原油粘度500mPa.s的高液量稀油井，采出液含砂0.05%，泵口氣液比30%，泵的沉沒度要求在3之間，常規(guī)電泵工作段井斜角6，一般情況下狗腿度取3，特種斜井機(jī)組狗腿度達(dá)到58，總礦化度10000，因此適用井況范圍小。針對(duì)上述問題，我們研發(fā)的以交變磁場(chǎng)和永磁動(dòng)子產(chǎn)生舉升推力為基本原理的潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵），解決了薄差油層、低滲透油層，低產(chǎn)井、斜井、叢式井、水平井的開采難題，因取消了抽油桿從而徹底解決了斜井采油中管桿偏磨的難題，填補(bǔ)了潛油離心電泵和潛油螺桿電泵的國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白，降低了砂卡、氣鎖故障，節(jié)約了大量電能、工人勞動(dòng)量、噸油成本以及井場(chǎng)用地、

3、抽油機(jī)抽油桿鋼材，意義影響深遠(yuǎn)。產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：1）、動(dòng)力裝置直接與泵在井下連接，去掉了抽油機(jī)平衡塊和抽油桿的無功損耗，因此舉升能耗低、損耗小；去掉了抽油桿的沖程損失，泵效可達(dá)90%以上；與同等產(chǎn)液量抽油機(jī)相比，耗電量減少50以上。2）、實(shí)現(xiàn)無桿采油，與現(xiàn)有舉升方式相比，在節(jié)省大量投資、減少起下作業(yè)時(shí)間和成本的同時(shí)，徹底消除了管桿偏磨。3）、動(dòng)力裝置直接與泵在井下連接，整體最大長(zhǎng)度10.8116.13m，整體外徑114143mm，在配套強(qiáng)閉式凡爾球座后，可實(shí)現(xiàn)水平井水平段采油。4）、生產(chǎn)制度調(diào)整智能化，調(diào)整幅度更精密、更精確，配合抽空保護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)“零液面”采油，滿足間歇生產(chǎn)需要；可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制集

4、中管理。5）、增產(chǎn)作用，在油層中震動(dòng)產(chǎn)生熱量，加熱稀釋周圍油液，使油層液體加速活動(dòng)，容易開采，提高供液能力。適用范圍：1）、小排量深抽井、間歇生產(chǎn)井，排量120m3/d，揚(yáng)程2000m；2）、斜井、斜直井、大斜度井、叢式井、定向井、水平井采油；3）、低液量高油氣比井、低液量高凝油井和50地面脫氣原油粘度2000mPa.s的低液量稠油井，采出液含砂0.5%，泵口氣液比40%，總礦化度100000。二、 結(jié)構(gòu)及工作原理潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵）由直線電機(jī)、抽油泵和地面智能控制柜三部分組成。直線電機(jī)與抽油泵連接后，由普通平式油管下到設(shè)計(jì)泵深，地面電源通過智能控制柜將交流電經(jīng)變頻后用潛油電纜輸送到

5、井下直線電機(jī)（主要由永磁動(dòng)子、定子繞組和機(jī)殼三部分組成），當(dāng)電流進(jìn)入定子繞組，產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過變頻方式實(shí)現(xiàn)磁極的交變，和永磁動(dòng)子上固定磁場(chǎng)的相互作用，實(shí)現(xiàn)永磁動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)，從而使懸浮的永磁動(dòng)子帶動(dòng)柱塞限位往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1、 直線電機(jī)：其動(dòng)子選用永磁材料；定子由鐵芯、線圈繞制而成，繞組絕緣采用H級(jí)絕緣材料封閉而成。其主要特性：1.1直線電機(jī)使用最高溫度為120。1.2直線電動(dòng)機(jī)外形尺寸:最大外徑114/140mm，長(zhǎng)度44609610mm。1.3電動(dòng)機(jī)定子繞組的絕緣等級(jí)為H級(jí)；1.4電動(dòng)機(jī)的定子制成充油封閉式結(jié)構(gòu)。它能承受30mpa歷時(shí)24小時(shí)的水壓試驗(yàn)，不滲漏、不產(chǎn)生局部變形。1.5電動(dòng)機(jī)絕緣電阻在熱

6、態(tài)下，用2500V兆歐表測(cè)試，不低于500M ；1.6電動(dòng)機(jī)的繞組在熱態(tài)下，能承受交流50赫茲，2800V歷時(shí)1分鐘的絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn)，該試驗(yàn)在產(chǎn)品出廠前已做完。不須重復(fù)試驗(yàn)，如用戶要求作此項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓值降到75%。1.7電動(dòng)機(jī)使用時(shí)允許瞬間過電流，電流值為額定值的1.5倍，歷時(shí)3min。2、抽油泵：是在常規(guī)柱塞抽油泵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將固定凡爾由泵的下端移至上端，其柱塞通過推桿與直線電動(dòng)機(jī)動(dòng)子相接；抽油泵外形尺寸:最大外徑90mm，長(zhǎng)度63506520mm。3、地面智能控制柜智能控制裝置由程序控制設(shè)定沖次，采用變頻形式進(jìn)行調(diào)速，在最大排量?jī)?nèi)隨意在線調(diào)節(jié)產(chǎn)量。三、潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵）

7、型號(hào)表示方法ZS QY DB 10/20/30/40/50 - / 最大軸向投影尺寸額定揚(yáng)程最大功率電力驅(qū)動(dòng)抽油泵潛油運(yùn)行柱塞式四、 主要技術(shù)參數(shù)1、直線電機(jī):最大外徑:114/143mm長(zhǎng)度:44609610mm額定交流電壓：380V/660V/1140V額定電流：30-70A工作制度：間歇絕緣等級(jí)：H防護(hù)等級(jí)：IP58額定限速度：0.82m/s額定推力： 8-60KN耐溫：180額定耐壓：30MPa動(dòng)子行程:1.23m冷卻方式:井液流動(dòng)2、抽油泵:最大外徑：90mm長(zhǎng)度：63506520mm沖次：0.1-10次/分基本形式泵的直徑mm排量系數(shù)k連接油管外徑mm柱塞沖程長(zhǎng)度m排量m3/d(沖

8、次10次/min)公稱直徑基本直徑管式泵整體泵筒2827.90.89731.2310.93231.81.16731.2314.23838.11.63731.2320.04444.12.19731.2326.95050.02.83731.2334.85757.03.67731.2345.16363.04.49731.2355.27070.05.54731.2368.18383.07.79731.2395.89595.010.2731.23125.53、智能控制系統(tǒng)輸入電壓：三相三線380V/660V/1140V控制電壓:380V工作電壓: 380V/660V/1140V工作溫度：-40-60控制

9、系統(tǒng)作為WFQYDB型磁懸浮電泵的重要組成部分，其主要功能是給直線電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與指示、運(yùn)行過程控制和為系統(tǒng)提供安全保護(hù)等等。主要性能：3.1動(dòng)子和柱塞移動(dòng)速度動(dòng)子和柱塞的移動(dòng)速度可在運(yùn)行中用撥碼開關(guān)在線調(diào)節(jié)（即上/下沖程頻率），共10位，單位為cm/s。3.2動(dòng)子和柱塞沖次動(dòng)子和柱塞的沖次可在運(yùn)行中用撥碼開關(guān)在線調(diào)節(jié)，單位為次/min。3.3動(dòng)子和柱塞沖程指示動(dòng)子和柱塞沖程的數(shù)值用數(shù)碼管直接即時(shí)顯示在控制器面板上，單位為cm。3.4安全保護(hù)和報(bào)警指示在系統(tǒng)運(yùn)行中如果發(fā)生負(fù)載短路、動(dòng)子推力不足、動(dòng)子和柱塞阻塞、井口結(jié)冰或油管結(jié)蠟、控制箱內(nèi)溫度過高及電網(wǎng)停電等故障時(shí)

10、，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，并由“報(bào)警指示”燈用不同的閃爍信號(hào)給出指示。3.5電源電壓 380V/660V/1140V3.6輸出最大功率 50kw3.7輸出平均功率 （1-6）kw 取決于速度和沖次五、 功能和參數(shù)設(shè)置1、按鈕功能控制箱的操作面板布局，如下圖所示。 、自動(dòng)運(yùn)行 按下“自動(dòng)運(yùn)行”按鈕，保持0.2秒，抬起時(shí)，啟動(dòng)機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行。、停止運(yùn)行 按下“停止運(yùn)行”按鈕時(shí)，機(jī)組立即停止運(yùn)行。、手動(dòng)上行 按下“手動(dòng)上行”按鈕，保持0.2秒，抬起時(shí)，電機(jī)動(dòng)子和泵柱塞開始上行移動(dòng)，手動(dòng)上行的頻率由“上頻”撥碼開關(guān)設(shè)定。、手動(dòng)下行 按下“手動(dòng)下行”按鈕，保持0.2秒，抬起時(shí)，電機(jī)動(dòng)子和泵柱塞開始下行移動(dòng)，手

11、動(dòng)下行的頻率也是由“上頻”撥碼開關(guān)設(shè)定。手動(dòng)操作主要用來調(diào)整直線電機(jī)動(dòng)子的起始位置或安裝時(shí)判斷移動(dòng)方向是否與按鈕標(biāo)示一致，也可用于堵塞故障的排除，但不允許長(zhǎng)時(shí)間使用，最多只能運(yùn)行一個(gè)單行程便會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行。而且，必須等待6秒后才能啟動(dòng)下一次運(yùn)行。、復(fù)位 當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)死機(jī)或停機(jī)報(bào)警期間，按下“復(fù)位”按鈕，使程序復(fù)位并重新開始自動(dòng)運(yùn)行。2、顯示 顯示器在運(yùn)行中顯示沖程，單位為厘米。在因故障停機(jī)時(shí)，顯示故障的原因：dLU -輸出端短路（duan LU）, dSE -管路或油泵堵塞（du SE）, CFH -超負(fù)荷（CHAO FUHE）, CUd -控制器箱內(nèi)溫度超過允許值（CHAO WENDU）.3、

12、參數(shù)設(shè)置、上頻率 電機(jī)動(dòng)子上行運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)頻率由“上頻”撥碼開關(guān)設(shè)置，置碼范圍為： 8，9，0，1，2，3，4，5分別代表頻率8，9，10，11，12，13，14，15Hz。上頻率數(shù)值越大，上行速度就越快、電流越小、耗能越低，但電機(jī)的推力也越小。初次開機(jī)時(shí)，可選15Hz，而當(dāng)液面逐漸下降出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象時(shí)，則應(yīng)及時(shí)把上頻率逐漸調(diào)整到14，13，12數(shù)值，以提高電機(jī)的推力。、下頻率 電機(jī)動(dòng)子下行運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)頻率由“下頻”撥碼開關(guān)設(shè)置，置碼范圍為：5，6，7，8，9，0，1，2，3，4分別代表頻率15，16，17，18，19，20，21，22，23，24Hz。一般情況下，下頻率都可以選擇24Hz。 、沖

13、次 電機(jī)動(dòng)子每分鐘的沖程次數(shù)，由“沖次”撥碼開關(guān)設(shè)置，置碼范圍為0.10.0，分辨率為0.1次/分。這樣，沖程次數(shù)可以在0.110次/分之間選擇。 六、操作步驟1、設(shè)置參數(shù)（1）、設(shè)置上頻率 按液位高低或所需推力的大小，選擇適當(dāng)?shù)纳项l率，由“上頻”撥碼開關(guān)設(shè)置。 （2）、設(shè)置沖次 按所定的產(chǎn)量多少、液位高低，選擇沖次的數(shù)值，由“沖次”撥碼開關(guān)設(shè)置。2、上電 先開低壓開關(guān)，等待3秒鐘后，再開高壓開關(guān)，檢查電壓指示是否正常。3、啟動(dòng) 按下“自動(dòng)運(yùn)行”按鈕，保持0.2秒，抬起后，機(jī)組開始自動(dòng)運(yùn)行。沖程顯示器上顯示柱塞的行程，單位為厘米。在系統(tǒng)運(yùn)行中由于電網(wǎng)故障而停機(jī)后，當(dāng)恢復(fù)供電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)

14、行。4、運(yùn)行后參數(shù)的調(diào)整、調(diào)整上頻率 當(dāng)柱塞向上運(yùn)行時(shí)，電流表指針向右轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)如果指針出現(xiàn)抖動(dòng)，則表示電機(jī)已超負(fù)荷，應(yīng)立即減小上行頻率。每次只減1個(gè)碼，然后再觀察，直到指針不抖動(dòng)為止。（減到8為止）。、調(diào)整沖次 在機(jī)組運(yùn)行過程中，要改變產(chǎn)量，則只需隨時(shí)在線調(diào)整沖次即可。七、故障診斷及處理1、意外停機(jī) 由于意外干擾，如電網(wǎng)有較大的波動(dòng)或雷電干擾等，可能發(fā)生意外停機(jī)，這種停機(jī)故障“報(bào)警指示”燈沒有指示。巡檢中發(fā)現(xiàn)這種停機(jī)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)首先檢查面板上的電壓指示，如果正常，可按下“復(fù)位”按鈕，重新啟動(dòng)機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。2、短路 在運(yùn)行中如果發(fā)現(xiàn)停機(jī)，同時(shí)“報(bào)警指示”燈連續(xù)明亮，顯示器顯示dLU，表明負(fù)載電路

15、中發(fā)生了短路，應(yīng)切斷電源進(jìn)行檢查。3、超溫度 當(dāng)機(jī)箱內(nèi)的溫度較高時(shí)，風(fēng)機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，如果溫度仍繼續(xù)上升以致過高時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)停止電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)，“報(bào)警指示”燈一亮一滅連續(xù)閃亮，顯示器顯示CUd。當(dāng)溫度下降到正常范圍時(shí)，電機(jī)會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)運(yùn)行。4、超負(fù)荷 在自動(dòng)運(yùn)行過程中，如果發(fā)現(xiàn)剛開始上行或剛開始下行時(shí)電流表指示就很大，并且連續(xù)抖動(dòng)，表明電機(jī)已經(jīng)超負(fù)荷，必須立即減小頻率，提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。若當(dāng)時(shí)機(jī)旁無人監(jiān)測(cè)時(shí)，稍后程序會(huì)自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)，“報(bào)警指示”燈一短亮一長(zhǎng)亮連續(xù)閃亮,顯示器顯示CFH。5、堵塞 由于油管內(nèi)結(jié)冰、結(jié)蠟、柱塞卡緊或沙堵等原因造成堵塞時(shí)，泵的行程會(huì)縮短。這時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)

16、調(diào)整行程，以避免電流過大。如果堵塞現(xiàn)象未消除，則行程會(huì)繼續(xù)減小，當(dāng)減到一半時(shí)，將自動(dòng)停止運(yùn)行。同時(shí)，“報(bào)警指示”燈二短亮一長(zhǎng)亮連續(xù)閃亮,顯示器顯示dSE。這時(shí)，可將“上頻”撥碼開關(guān)置于較低值，然后，用“手動(dòng)上行”和“手動(dòng)下行”按鈕啟動(dòng)上下交替運(yùn)行，反復(fù)沖擊幾次，如果堵塞不嚴(yán)重時(shí)，就有可能沖開，恢復(fù)正常運(yùn)行。6、在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)高壓空氣開關(guān)自動(dòng)跳閘，不要直接送電，應(yīng)檢查排除故障后再送電。潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵）作業(yè)規(guī)程1 定義1.1 潛油柱塞電泵（磁懸浮潛油電泵）由管式抽油泵、直線電機(jī)、電纜和地面智能控制柜構(gòu)成，可在油井下運(yùn)行，用于抽汲油井液體的抽油裝置。1.2 直線電機(jī) 采用電力驅(qū)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)

17、部分應(yīng)做直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。2 要求2.1 整機(jī)要求2.1.1 潛油泵應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)， 2.1.2 井下工作條件2.1.2.1 工作溫度：釤鈷120。2.1.2.2 井底靜壓力：30MPa。2.1.2.3 油液中含油量應(yīng)10%。2.1.3 井上環(huán)境條件2.1.3.1 額定電壓：380V/660V/1140V、三相三線制，五檔調(diào)節(jié)，頻率：50HZ。3 操作規(guī)程3.1 電泵井下泵前的準(zhǔn)備與要求3.1.1 校正井架，大鉤對(duì)準(zhǔn)井口。3.1.2 起出原井管柱，用蒸氣清洗干凈。3.1.3 刮蠟。刮蠟器直徑小于套管內(nèi)徑2mm能通過為合格，若下不去應(yīng)依次減少2mm，然后再加大直徑確保刮蠟質(zhì)量。3.1.4 通井。通井

18、規(guī)長(zhǎng)度不小于9m，外徑應(yīng)等于機(jī)組最大投影尺寸加2mm，起下順利無阻卡。通井深度在直線電機(jī)以下20m。3.1.5 電纜滾筒安裝在距井口15-20m處，與井口和作業(yè)機(jī)中心連線夾角為3045。3.1.6 電纜導(dǎo)向滑輪應(yīng)牢固地裝在距地面8-10m高處，與井口、電纜滾筒成一作業(yè)平面。3.1.7 機(jī)組按順序擺放在導(dǎo)向輪的相對(duì)方向。3.1.8 打開電纜頭護(hù)蓋，將其終端用導(dǎo)線短接，用萬用表R1檔分別測(cè)三相直流電阻，不平衡率不大于2%，測(cè)完后拆除接線。用2500V兆歐表測(cè)量電纜三相對(duì)地及相間絕緣電阻，應(yīng)大于2000M，測(cè)完應(yīng)對(duì)地放電，并蓋好護(hù)蓋。3.2 連接電機(jī)與抽油泵操作3.2.1 拆掉電機(jī)引出線防護(hù)罩，用2

19、500V兆歐表測(cè)電機(jī)對(duì)機(jī)殼絕緣電阻不小于1000 M,測(cè)電機(jī)三相繞組的直線電阻是否平衡。3.2.2 吊卡卡在電機(jī)吊裝位置，將電機(jī)吊起，在起吊過程中電機(jī)引出線必須對(duì)準(zhǔn)吊卡缺口處，確保電纜不受損害。3.2.3 用專用工具將電機(jī)動(dòng)子吊出，距電機(jī)接箍150mm左右。3.2.4 將抽油泵吊起，去掉防護(hù)罩，用專用工具將泵體內(nèi)的聯(lián)桿拉出泵筒的200mm左右，與電機(jī)動(dòng)子對(duì)接。在對(duì)接前應(yīng)清洗螺紋，擦干后涂厭氧膠，擰緊。直線電機(jī)與抽油泵外殼連接時(shí)作業(yè)工用管鉗帶緊即可，決不允許使用液壓鉗。為防止電纜損壞，在對(duì)接過程中，不允許電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.2.5 進(jìn)行電機(jī)引出線與電纜連接，連接處應(yīng)置于泵體防砂接頭以下位置、電機(jī)引出線

20、超長(zhǎng)部分減掉三根導(dǎo)線長(zhǎng)度錯(cuò)開各差60mm，在去掉外絕緣層90mm，內(nèi)絕緣層去掉25mm，再插入銅套，用專用卡鉗卡緊。電纜端的處理與電機(jī)引出線相同。連接處用砂紙打磨，清洗干凈。處理過的接頭用聚全氟乙丙烯壓敏粘帶半疊包10層，再用聚四氟乙烯壓敏粘帶半疊包6層，再用玻璃絲布?jí)好粽硯О氙B包12層，最后用鎧皮鎧裝而成。3.2.6 固定電纜，電機(jī)引出線、電機(jī)接箍、大小扁電纜接頭上下、防砂接頭、篩管兩端100mm處、泵體兩端和中間各打一個(gè)電纜卡子。3.3 下泵3.3.1 將原井套管頭換成電泵采油樹的套管頭。3.3.2 泵出口上部位安裝泄油器。3.3.2 電纜并在油管柱外壁上，每根油管接箍上下0.2m處和油管

21、中間，各打一個(gè)電纜卡子或保護(hù)器，電纜卡子應(yīng)使電纜鎧皮輕微變形而又不損傷電纜絕緣層為原則。在定向井、水平井，在造斜點(diǎn)以下，應(yīng)全部采用保護(hù)器保護(hù)電纜。3.3.3 每下6根油管測(cè)量一次機(jī)組電阻及對(duì)地絕緣電阻，油管全部下完所測(cè)的阻值均符合規(guī)定要求方可安裝井口。3.3.4 下泵注意事項(xiàng)3.3.4.1 連接機(jī)組時(shí)，井口必須放蓋板，防止發(fā)生井下落物。3.3.4.2 下油管時(shí)應(yīng)防止下部油管旋轉(zhuǎn)，打好背鉗，每根油管節(jié)箍上下使用1個(gè)雙聯(lián)保護(hù)器或油管節(jié)箍上下200mm處各使用1個(gè)電纜卡子，油管中間使用1個(gè)單聯(lián)保護(hù)器或電纜卡子，起下油管限速6根/h。3.3.4.3 下泵時(shí)作業(yè)機(jī)和電纜滾筒必須相應(yīng)同步運(yùn)行，不允許靠油管自重帶著電纜滾筒旋轉(zhuǎn)。3.3.4.4 必須按規(guī)定位置打保護(hù)器或電纜卡子，電纜卡子松緊要合適，避免損