電潛泵故障分析處理PPT課件

1、1目 錄電流卡片分析電潛泵故障分析及處理第1頁/共32頁1 電潛泵采油是為適應(yīng)經(jīng)濟有效地開采地下石油而逐漸發(fā)展起來電潛泵采油是為適應(yīng)經(jīng)濟有效地開采地下石油而逐漸發(fā)展起來日趨成熟的一種人工采油方式。它具有排量揚程范圍大、功率大、日趨成熟的一種人工采油方式。它具有排量揚程范圍大、功率大、生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強、地面工藝流程簡單、機組工作壽命長、管生產(chǎn)壓差大、適應(yīng)性強、地面工藝流程簡單、機組工作壽命長、管理方便、經(jīng)濟效益顯著的特點。電潛泵采油在井下機組設(shè)計、制造理方便、經(jīng)濟效益顯著的特點。電潛泵采油在井下機組設(shè)計、制造及油井選擇、機組選型成套、工況監(jiān)測診斷及保護、分層開采和測及油井選擇、機組選型成套、

2、工況監(jiān)測診斷及保護、分層開采和測試等配套工藝方面日益完善，在制造適應(yīng)高溫、高粘度、含砂、高試等配套工藝方面日益完善，在制造適應(yīng)高溫、高粘度、含砂、高含氣、含含氣、含H H2 2S S和和COCO2 2等惡劣環(huán)境的電潛泵機組方面也取得了很大進展等惡劣環(huán)境的電潛泵機組方面也取得了很大進展。不僅用于油井采油，還用于氣井排液采氣和水井采水注水。不僅用于油井采油，還用于氣井排液采氣和水井采水注水。概 述第2頁/共32頁1 電潛泵采油是為適應(yīng)經(jīng)濟有效地開采地下石油而逐漸發(fā)展起來電潛泵采油是為適應(yīng)經(jīng)濟有效地開采地下石油而逐漸發(fā)展起來日趨電潛泵是由多級葉導(dǎo)輪串接起來的一種電動離心泵，除了其直日趨電潛泵是由多級

3、葉導(dǎo)輪串接起來的一種電動離心泵，除了其直徑小長度長外，工作原理與普通離心泵沒有多大差別。徑小長度長外，工作原理與普通離心泵沒有多大差別。工作原理是工作原理是：當(dāng)潛油電機帶動泵軸上的葉導(dǎo)輪高速旋轉(zhuǎn)時，處于葉：當(dāng)潛油電機帶動泵軸上的葉導(dǎo)輪高速旋轉(zhuǎn)時，處于葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪的四周，由于液體受到葉片的作用，其壓力和速度同時增加，在輪的四周，由于液體受到葉片的作用，其壓力和速度同時增加，在導(dǎo)輪的進一步作用下速度能又轉(zhuǎn)變成壓能，同時流向下一級葉輪入導(dǎo)輪的進一步作用下速度能又轉(zhuǎn)變成壓能，同時流向下一級葉輪入

4、口。如此逐次地通過多級葉導(dǎo)輪的作用，流體壓能逐次增高而在獲口。如此逐次地通過多級葉導(dǎo)輪的作用，流體壓能逐次增高而在獲得足以克服泵出口以后管路阻力的能量時而流至地面，達到石油開得足以克服泵出口以后管路阻力的能量時而流至地面，達到石油開采的目的。采的目的。電潛泵工作原理第3頁/共32頁1 A A、井下部分、井下部分 潛油電機潛油電機 小扁電纜小扁電纜 保護器保護器 分離器分離器 離心泵離心泵 油管油管 泄流閥泄流閥 B B、井上部分、井上部分 接線盒接線盒 控制柜控制柜 變壓器變壓器 井口井口 潛油電纜潛油電纜潛油電泵系統(tǒng)組成變壓器電控柜接線盒井口動力電纜安全閥電纜封隔器電纜穿透器生產(chǎn)油管泵油氣分

5、離器保護器潛油電機控制管線防氣閥卸油閥單流閥油層套管ABC第4頁/共32頁 合閘手柄合閘手柄電控柜電潛泵管柱工作示意圖生產(chǎn)油管生產(chǎn)油管 泵泵油氣分離器油氣分離器電機保護器電機保護器電機電機套管套管至安全閥控制盤至安全閥控制盤 安全安全 / 放氣閥放氣閥放氣閥放氣閥電纜封隔器電纜封隔器電纜穿透器電纜穿透器動力電纜動力電纜環(huán)空內(nèi)的天然氣環(huán)空內(nèi)的天然氣（待一定壓力后放空）（待一定壓力后放空）卸油閥卸油閥防砂護軸管防砂護軸管防砂護軸管防砂護軸管停泵時砂下沉停泵時砂下沉掉入護軸管內(nèi)掉入護軸管內(nèi)第5頁/共32頁1泵的工作原理第6頁/共32頁71、運行電流卡片的分析潛油電泵運行電流卡片是管理人員管理潛油電泵

6、井，分析井下潛油電泵機組工作狀況的主要依據(jù)之一。運行電流卡片可以直接反映出潛油電泵運行是否正常。第7頁/共32頁8 8三相異步電動機在帶動固定負(fù)載時其輸出電流近似地維持在一個固定值，故曲線應(yīng)該是一個較光滑的對稱曲線，且固定不變。記錄的電流值也可能略高或低于電機的額定電流值，但只要此曲線是對稱的，波動范圍在規(guī)定之內(nèi)，并且天天始終一致，則運行也屬于正常。1.1正常運行的電流卡片1、運行電流卡片的分析第8頁/共32頁91.2電源電壓波動的電流卡片原因：供電線路上大功率柱塞泵突然啟動而引起的電壓瞬時下降；附近采油井多口同時啟動；雷擊現(xiàn)象等。引起輸入電壓變化，進而引起馬達電流產(chǎn)生波動。防止方法：在大面積

7、停電來電后，等其它設(shè)備啟動后再啟動電泵；電泵井安裝避雷器。釘子狀突變1、運行電流卡片的分析第9頁/共32頁1.3 、氣干擾 原因：波動由井液中游離出來的氣體導(dǎo)致，這種現(xiàn)象經(jīng)常伴隨著產(chǎn)液量的減少而出現(xiàn)。（圖中所示的現(xiàn)象在世界各地的電泵井中普遍存在，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。因此，氣干擾可以當(dāng)作是系統(tǒng)正常運行狀態(tài)。）防止方法：泵吸入口加氣錨或旋轉(zhuǎn)式油氣分離器；合理控制套管氣；保證機組合理的沉沒度。曲線在正常電流附近波動101、運行電流卡片的分析第10頁/共32頁111.4、氣鎖 原因：井液中大量氣體進入泵內(nèi)，造成氣鎖抽空，而欠載停泵。防止方法：此情況除采取裝分離器來防止氣體進入泵的措施外，還應(yīng)縮小油嘴；間

8、歇生產(chǎn)；選擇與供液能力相匹配的機組等。A啟動狀態(tài)B正常狀態(tài)C氣干擾導(dǎo)致電流波動D氣的大量涌入導(dǎo)致電流忽高忽低最終系統(tǒng)過載關(guān)停1、運行電流卡片的分析第11頁/共32頁121.5、供液不足A、B、C段沒有氣鎖現(xiàn)象，也沒有明顯的游離氣體干擾D動液面已經(jīng)降到接近泵的吸入口，電流降低，產(chǎn)液量和泵的效能下降，直到無井液進入泵的吸入口，最終導(dǎo)致欠載停機。原因：若發(fā)生在電泵井投產(chǎn)初期，為選泵不適當(dāng)；若發(fā)生在生產(chǎn)一段時間后，為油井供液不足所致。處理方法：可以縮小油嘴；加深泵掛；更換小排量機組。1、運行電流卡片的分析第12頁/共32頁131.6、供液不足-自啟動失敗原因：在于自啟動時間設(shè)定太短，地層供液未能在此時

9、間內(nèi)恢復(fù)；泵排量過大；導(dǎo)致自啟動失敗。處理方法：適當(dāng)延長啟動時間（一般要求欠載延時啟動時間不少于40分鐘）；縮小油嘴；加深泵掛；在修井施工中更換小排量機組。由于地層供液不足欠載停機，當(dāng)達到自啟時間設(shè)定時，由于欠載，自啟失敗。1、運行電流卡片的分析第13頁/共32頁141.7、瞬時欠載停機圖中顯示系統(tǒng)啟動后即刻欠載，當(dāng)超過欠載時間后停機，之后，系統(tǒng)按照自啟動設(shè)定反復(fù)啟停。原因：1）井液密度低或供液不足以維持正常運行電流；此時應(yīng)檢查液面高度，如確定液面沒過泵的吸入口，可將欠載電流適當(dāng)降低，注意：欠載電流不能低于馬達空載電流；2）泵軸斷，馬達空載運行；3）安全閥關(guān)閉；4）泵出口處油管漏；5）管路堵塞

10、；6）控制系統(tǒng)故障。1、運行電流卡片的分析第14頁/共32頁151.8、欠載電流低于空載電流圖中曲線表示由于欠載電流設(shè)定過低，開始階段馬達正常運行，當(dāng)發(fā)生欠載時，系統(tǒng)無法停機，導(dǎo)致馬達過熱燒毀。原因：欠載保護電流過小；欠載繼電器失靈。處理方法：調(diào)大欠載保護電流；檢修欠載繼電器。1、運行電流卡片的分析第15頁/共32頁161.9、過載過載A系統(tǒng)啟動，初始運行電流較低，低于銘牌電流，后緩慢上升到正常值B正常電流穩(wěn)定運行C電流緩慢上升，最終過載機原因：1）井液比重，粘度的增大，含砂等，取樣分析確認(rèn)；2）長時間的電壓波動；3）容器泄露導(dǎo)致泥漿等進入井內(nèi)，最終進入到泵體。預(yù)防及處理方法：對于正常過載停機

11、應(yīng)進行洗井；下泵前沖砂，同時對出砂井要考慮上提機組；定時清蠟和熱洗地面管線；更換機組。1、運行電流卡片的分析第16頁/共32頁171.10、過載頻繁手動重啟開始階段系統(tǒng)運行比較正常，最后由于電壓波動導(dǎo)致過載停機，并進行了頻繁手動重啟原因：1）電壓波動，如閃電竄入等都會引起系統(tǒng)過載關(guān)停。系統(tǒng)如果不能啟動，應(yīng)仔細(xì)檢查。例如，進線保險燒毀，導(dǎo)致系統(tǒng)缺相運行，系統(tǒng)立即過載關(guān)斷，此時如果不檢查就多次重啟最終會導(dǎo)致系統(tǒng)損壞；2）電纜斷裂。預(yù)防及處理方法：上述情況，在一次人工啟動不生效，應(yīng)馬上請有關(guān)技術(shù)人員來檢查處理，不允許強制再啟動。1、運行電流卡片的分析第17頁/共32頁181.11、負(fù)載變化曲線變化較

12、大且無法預(yù)知，系統(tǒng)最終過載停機，無法自啟，此時不要嘗試手動重啟，要先對系統(tǒng)進行全面的檢查。原因：1）由于井液特性的突然變化（如粘度、密度、流量等）或地面、井下壓力的突然變化；2）泵磨損嚴(yán)重，此時應(yīng)檢查產(chǎn)量、液面高度并且查看井史資料加以確認(rèn)；3）此類過載的典型原因有卡泵、馬達燒毀、電纜燒毀及進、出線端保險熔斷。1、運行電流卡片的分析第18頁/共32頁192、潛油電泵常見故障處理方法第19頁/共32頁202、潛油電泵常見故障處理方法第20頁/共32頁212、潛油電泵常見故障處理方法第21頁/共32頁222、潛油電泵常見故障處理方法第22頁/共32頁23案例分析12010年12月A14井大泵提液修井

13、作業(yè)，下入排量700方/天，揚程為1500米的潛油電泵。該井生產(chǎn)一直比較正常，測試產(chǎn)液情況為724方左右，正常生產(chǎn)時電流為50A，井底流壓穩(wěn)定在12.0Mpa左右。2011年2月22日突然過載停泵，過載電流設(shè)定為77。檢查過程：（1）檢查地面電氣部分，三相直流電阻為6.03歐姆*6.02歐姆*6.01歐姆，對地絕緣為零；（2）檢查控制柜為正常狀態(tài)，再次啟泵電流為117A，過載停泵；（3）換相啟泵嘗試，啟泵電流為114A，過載停泵；（4）檢查驗證井下安全閥為開啟狀態(tài)；（5）泥漿泵對生產(chǎn)管柱打壓至1000Psi，管柱無法穩(wěn)壓；根據(jù)以上資料，回答下列問題： （1）根據(jù)以上現(xiàn)象和檢查結(jié)果分析該泵可能存

14、在的故障？ （2）提出處理故障的方法？第23頁/共32頁24案例分析參考答案：（1）分析故障原因三相直流電阻較小且平衡，說明電機繞組良好，對地絕緣為零，說明電纜絕緣效果差控制柜正常，說明過載的原因不在控制柜生產(chǎn)管柱漏失或者電泵出口單流閥內(nèi)漏導(dǎo)致管柱無法穩(wěn)壓電泵在運行過程中可能遇卡（2）提出處理意見通過反循環(huán)洗井作業(yè)來解卡，如果啟泵仍然過載，需要檢泵作業(yè)第24頁/共32頁25案例分析2某電泵井，于2月份下入排量為200m3電泵投入生產(chǎn)。開井后，產(chǎn)液量、電流、沉沒度、壓力等生產(chǎn)參數(shù)一直都很正常。在11月份的一天，該井產(chǎn)液量、油壓、電流突然下降。具體情況見附表1： 時間油嘴 Mm產(chǎn)液td 產(chǎn)油td含

15、水率油壓MPa套壓MPa回壓MPa電流 A 備注11月12日15182149210720560544611月13日1518214210450.640393511月14日1594693304207103636量油11月15日1589693404308503535量油11月16日159l69360420.8503435量油11月25日15000000關(guān)井施工檢 電泵注：泵下人深度8685m。第25頁/共32頁26案例分析為查清電泵井的變化，首先對錄取資料的設(shè)備進行了檢查。校對壓力表、沖洗量油分離器，經(jīng)過檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題以及堵塞現(xiàn)象，說明核實的生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在檢查沒有問題的情況下，在11月16日對電

16、泵進行憋壓。憋壓數(shù)據(jù)見附表2：時間min正常油壓135102030停機10油壓MPa0420607083105121.45145根據(jù)以上資料信息，回答下列問題： （1）分析該井存在的故障及其原因（2）提出解決辦法第26頁/共32頁27案例分析參考答案: （1）分析從表中可以看出，該井的憋壓情況不好。30min油壓從042 MPa上升到145 MPa，上升了103 MPa，而且油壓上升緩慢，沒有達到電泵憋壓3 MPa以上的要求,電泵的揚程下降。電泵的產(chǎn)油比原來減少一半、產(chǎn)液減少一半。含水變化不大，油壓下降，套壓上升。電泵的電流下降較多。而且管柱憋壓時壓力上升較慢，達不到泵的揚程要求。從診斷的數(shù)據(jù)

17、分析。判斷為以下原因：多級電潛泵的一級或多級發(fā)生了斷軸故障。套壓升高造成沉沒度降低，泵受到氣體影響。（2）采取措施措施：降低套壓；修井檢泵，更換電潛泵的多級離心泵。第27頁/共32頁28案例分析3某電潛泵井下入排量為250m3的電泵井，在一次井下測壓工作完成后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)液量下降。具體情況見附表1：附表1：某井生產(chǎn)數(shù)據(jù)表時間油嘴mm產(chǎn)液td產(chǎn)油td含水率 油壓MPa套壓MPa回壓MPa電流A備注3月8日2026317934065026O51453月9日2024l169340640280504414：00關(guān)井測壓3月11日201819340530560464214：20開井，量油3月12日20168994605105303542量油3月13日201598950050503441量油3月14日20171109430504803643注：泵下入深度938.2m。第28頁/共32頁29案例分析為查清該井液量下降的原因，進行了逐步的落實。第一步，核實生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過連續(xù)三天量油、錄取井口資料，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。第二步進行憋壓，在3月13日進行。具體數(shù)據(jù)見附表2：附表2：憋壓試驗數(shù)據(jù)表時間min生產(chǎn)時油壓1351020