電潛泵 文本 - 副本

1、主要內容主要內容一、電潛泵系統(tǒng)概述一、電潛泵系統(tǒng)概述二、井下多級離心泵工作特性二、井下多級離心泵工作特性三、電潛泵系統(tǒng)的設計三、電潛泵系統(tǒng)的設計 四、電潛泵井生產管柱四、電潛泵井生產管柱 五、電潛泵井工況分析及故障處五、電潛泵井工況分析及故障處理理 一、電潛泵系統(tǒng)概述一、電潛泵系統(tǒng)概述與其它機械采油相比，電潛泵具有排量揚程范圍廣、功率大、生產壓差大、適應性強、地面工藝簡單、機組壽命較長、管理方便、經濟效益顯著等特點，因而得到了極大地應用，已經成為海洋石油開采的主力軍。1、電潛泵采油裝置及其工作原理 電動潛油離心泵(簡稱電潛泵)是一種在井下工作的多級離心泵，用油管下入井內，地面電源通過潛油泵專用

2、電纜輸入井下潛油電機，使電機帶動多級離心泵旋轉產生離心力，將井中的原油舉升到地面。 2、電潛泵由井下部分、地面部分和聯(lián)系井下地面的中間部分組成。(如圖所示)(1) 能量傳遞過程潛油電機保護器分離器多級離心泵潛油電纜和油管井下部分變壓器控制屏接線盒地面部分泄油閥單流閥中間部分(2) 地層流體舉升過程電動潛油離心泵裝置示意圖 1變壓器組；2電流表；3配電盤；4接線盒；5地面電纜；6井口裝置；7溢流閥；8單流閥；9油管；10泵頭；11多級離心泵；12吸人口；13保護器；14電動機；15扶正器；16套管；17電纜護罩；18，20電纜；19電纜接頭 井下部分;主要是電潛泵的機組，它由多級離心泵、保護器和

3、潛油電動機三部分組成，起著抽油的主要作用。地面部分：由變壓器組、自動控制臺及輔助設備 (電纜滾筒、導向輪、井口支座和掛墊等) 組成。 中間部分：由電纜和油管組成。將電流從地面部分傳送給井下部分，采用的是特殊結構的電纜 (圓電纜和扁電纜)。在油井中利用鋼帶將電纜和油管柱、泵、保護器外殼固定在一起。3、 電動潛油離心泵型號1電動潛油離心泵型號1) 電動潛油離心泵機組表示方法2) 泵型號表示方法4、電動潛油離心泵主要部件 保護器的作用是連接電動機的驅動軸與泵軸，連接電動機殼與泵殼；當充油部分與容許壓力下的井液連通時，保證電動機驅動軸密封，防止井液進入電動機。 工作方式分為：連通式、沉淀式和膠囊式。

4、3) 油氣分離器油氣分離器的作用是作為井液進入泵的吸人口；把游離氣從井液中分離出來，減少氣體對泵特性的影響。 分離器主要包括沉降式和旋轉式。4) 電纜電纜用于向井下潛油電動機供電,它由電纜卡子固定在油管上的動力電纜和帶電纜頭的電動機扁電纜組成。 電纜主要包括圓電纜和扁電纜。扁電纜可以用于潛油電動機或套管環(huán)形空間間隔較小的井。5) 控制屏控制屏主要用于控制井下電動機的運行。它由電動機啟動器、過載和欠載保護、手動開關、時間繼電器、電流表組成?？刂破恋碾妷悍秶?004900V之間。變頻控制屏通過變速驅動裝置進行工作，變速驅動裝置是一個可編程的集成控制系統(tǒng)。 6) 變壓器 變壓器用于將交流電的電源電

5、壓轉變?yōu)榫码妱訖C所需要的電壓，它是根據(jù)電磁感應原理工作的。 7) 接線盒 在井口和控制屏之間必須裝一個接線盒。 8) 壓力傳感器 壓力傳感器用于測量井下壓力和溫度。它可以確定井的產能，便于自動控制。 9) 單流閥和泄油閥 單流閥一般裝在泵上方23根油管處。單流閥的作用：在泵內不工作時保持油管柱充滿流體，易于起泵，消耗功率最??；操作安全可靠，地面關閘時油管柱內的氣體易壓縮，形成高壓，操作不安全；防止停泵后液體倒流，使機組反轉。 泄油閥應裝在單流閥上方一根油管處，它是一個剪切插銷裝置。 泄油閥的作用：防止起泵時油管柱中的井液在卸油管時流到地面上。 井下多級離心泵由許多單級離心泵串聯(lián)組成，單級離心

6、泵由裝在泵軸上的旋轉葉輪和固定在泵殼上的導輪組成 。工作原理葉輪旋轉后離心力的作用使葉輪流道中的液體增壓和加速，從葉輪流道出口排出，葉輪旋轉機械能轉變?yōu)榱黧w的壓能和動能。流體進入導輪，將一部分動能轉變成靜壓 ，流體進入下一級葉輪，重復這一過程直到最后一級葉輪。二、井下多級離心泵工作特性二、井下多級離心泵工作特性 Lfpp100pHgg.1000888800LLLPq pq Hm HgH1 1、基本概念、基本概念2 2、離心泵特性的理論分析、離心泵特性的理論分析3 3、影響離心泵實際壓頭的因素、影響離心泵實際壓頭的因素1、氣體對泵特性的影響氣體進泵會占據(jù)一定的泵容，必然使液體進泵量減少氣體積占氣

7、液總體積的份額；泵內流體密度與單相液體不同，對泵的功率會產生影響；泵內流體密度與單相液體不同，對泵的功率會產生影響； 氣體對泵內各種能量損失也要產生影響，使泵的特性偏離單相液體的特性。 5、影響泵特性的因素2、氣蝕 泵內任何一點流體壓力小于工作溫度下流體飽和蒸汽壓時，產生小氣泡，氣泡流入高壓區(qū)會冷凝和破碎，這時產生的壓力很大，使泵易受到沖擊和腐蝕，這種現(xiàn)象和水擊相似，稱作氣蝕。 氣蝕使泵的工作特性變差，排量和效率下降。 防止氣蝕和氣鎖：泵的吸入壓力足夠高。6 6、軸向止推力、軸向止推力作用在葉輪上的各種軸向不平衡力的總和，包括下止推力和上止推力。 下止推力下止推力 作用在和吸入口面積相等的環(huán)形

8、面積上的排出壓力與吸入壓力所產生的壓力差，使泵承受向下止推力，其大小與排量成反比。上止推力上止推力 由于葉輪入口和出口速度大小、方向改變產生的向上的推力，其大小與排量成正比。 泵在最高效率點工作時，葉輪的軸向止推力接近于零，選泵時應使泵在最佳排量范圍內工作。 1 1、設計原則、設計原則 必須使泵在最高效率點附近工作，至少不應超出最佳排量范圍。 泵的額定排量必須和井的產能協(xié)調，額定壓頭必須等于井的總動壓頭 電機功率必須滿足泵舉升流體所需的功率 三、電潛泵系統(tǒng)的設計三、電潛泵系統(tǒng)的設計 2 2、設計任務、設計任務滿足供液能力所確定產量的前提下，確定下泵深度、選擇泵型、計算工作參數(shù)、使系統(tǒng)效率最高和

9、能耗最小。滿足以下條件：l泵的實際排量滿足油井設計產量，在所選泵的最佳排量范圍內工作；l下泵深度Hp不大于油層中部深度；l泵的外徑小于套管內徑：DpDc+；l進泵氣液比8%。3 3、設計方法（產量已知）、設計方法（產量已知）已知Q、井口Pt、地層IPR；分別從井口和地層為起點計算泵入口壓力和排出壓力；根據(jù)設計產量選泵型、根據(jù)泵的特性曲線和設計排量求出單級泵的揚程、功率和效率；利用泵兩端的壓差可計算泵的 級數(shù)、排量、泵效和功率等。油層油層井井底底泵機組泵機組井口井口分離器分離器函數(shù)節(jié)點函數(shù)節(jié)點4、設計方法（泵掛已知）確定井的產量在給定的泵掛深度下確定Q，同時計算泵吸入壓力、泵吸入口氣液比和總流體

10、體積；確定總動壓頭 總動壓頭是泵在設計排量下工作時所需產生的總壓頭，它等于泵排出口壓頭與泵吸入口壓頭之差。選泵 根據(jù)總流體體積，從選擇排量接近最高效率點的最高泵效的泵，從標準特性曲線上讀出單級泵的壓頭、功率和效率。 選擇電機 根據(jù)套管內徑、功率、電壓和井溫選擇電機選擇保護器 保護器應根據(jù)電機和泵的規(guī)格、電機功率和井溫進行選擇。 選擇電纜 根據(jù)套管內徑、電壓降、電流、井溫和腐蝕條件進行選擇。套管內徑限制電纜的規(guī)格，電纜的電壓降一般應小于30V/304.8m，電流不能超過電纜的最大載流能力 。選擇控制屏 控制屏應根據(jù)地面電壓和電機電流進行選擇 。選擇變壓器 變壓器根據(jù)變壓器的容量、地面所需電壓和電

11、流進行選擇。1、普通電潛泵合采管柱適用范圍任何可以混采、氣油比不超過電潛泵適用范圍的油井都可以使用這種機采管柱。優(yōu)點管柱結構簡單、安全。缺點1、每起一次管柱，都必須對電纜封隔器進行撤卸、維修、組裝，需要花費不少人力物力。四、電潛泵井生產管柱四、電潛泵井生產管柱 生產油管套管電潛泵總成動力電纜卸油閥單流閥安全閥電纜穿透器電纜封隔器放氣閥2、對某些特殊井或深井，考慮到今后起管柱時的安全，應將電纜封隔器盡量下深一些，并在其上部安裝循環(huán)滑套。這樣，又增加了現(xiàn)場作業(yè)難度。操作注意事項1、下生產管柱時，應特別注意避免電纜封隔器以上的兩根控制管線相互纏繞而損壞控制管線；電潛泵總成生產油管套管動力電纜自平衡卸

12、油閥安全閥電纜穿透器電纜封隔器放氣閥控制管線2、若安全閥本身不帶平衡機構，打開安全閥之前，必須先給油管內打平衡壓力，否則，將損壞密封件和有關運動部件；3、正常情況下，油井允許安全閥泄漏400cm3/分鐘，氣井允許安全閥泄漏15立方英尺/分鐘。2、丟手分采電潛泵管柱適用范圍需要分采而又無法使用“Y”管柱的、適合于電潛泵機采的小套管井都可以使用這種管柱。優(yōu)點1、在小直徑套管里使用電潛泵的條件下，仍然可以滿足分采的要求；2、管柱安全、可靠。缺點管柱結構比較復雜，現(xiàn)場作業(yè)難度大。操作注意事項：四、電潛泵井生產管柱四、電潛泵井生產管柱 電潛泵總成生產油管動力電纜放氣閥電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥打撈/

13、 定位密封生產滑套防砂管座落接頭NO-GO7 ”套管導向器丟手管柱總成單流閥卸流閥控制管線9-5/8 “套管電潛泵丟手管柱電潛泵丟手管柱1、分層密封接頭的長度不得短于2m，2、嚴防井內落物；3、下生產管柱時，應特別注意避免電纜封隔器以上的兩根控制管線相互纏繞而損壞控制管線；4、若安全閥本身不帶平衡機構，打開安全閥之前，必須先給油管內打平衡壓力，否則，將損壞密封件和有關運動部件；5、正常情況下，油井允許安全閥泄漏400cm3/分鐘，氣井允許安全閥泄漏15立方英尺/分鐘。3、“Y”接頭分采管柱適和范圍用于隨時分采、分層測試的電潛泵機采的井；優(yōu)點1、在采用電潛泵機采的情況下，仍然可以滿足適時分采和隨

14、時測試的工藝要求；2、管柱安全缺點管柱結構復雜，現(xiàn)場作業(yè)難度大。電潛泵總成生產油管動力電纜控制管線放氣閥電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥定位密封生產滑套防砂管座落接頭NO-GO7 ”套管導向器堵塞器座帶孔管電潛泵電潛泵 Y 管柱管柱操作注意事項1、下入管柱時，輕輕地將密封件插入密封孔內，防止損壞密封件；2、分層密封接頭的長度不得短于2m；3、下生產管柱時，應特別注意避免電纜封隔器以上的兩根控制管線相互纏繞而損壞控制管線；4、若安全閥本身不帶平衡機構9-5/8 “套管電潛泵總成生產油管動力電纜控制管線放氣閥Y 接頭電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥定位密封生產滑套防砂管座落接頭NO-GO7 ”套管導向

15、器堵塞器座帶孔管分層密封電潛泵電潛泵 Y 管柱管柱部件，打開安全閥之前，必須先給油管內打平衡壓力，否則，將損壞密封件和有關運動；5、正常情況下，油井允許安全閥泄漏400cm3/分鐘，氣井允許安全閥泄漏15立方英尺/分鐘。4、其它類型管柱電潛泵毛細管管柱電潛螺桿泵管柱不壓井電潛泵管柱動力電纜卸油閥單流閥電纜穿透器井下安全閥控制管線放氣閥電纜封隔器毛細管抽油桿氮氣筒生產油管套管電潛泵毛細管管柱電潛泵毛細管管柱電潛螺桿泵管柱電潛螺桿泵管柱生產油管電纜減速器電機螺桿泵總成氮氣筒油管錨防污裝置總成封隔器轉子定子毛細管油油 層層生產油管循環(huán)滑套卸油閥電潛泵總成通桿 （活門）動力電纜 油油 層層不壓井電潛泵

16、管柱不壓井電潛泵管柱1、工況分析步驟如下收集機組參數(shù)，如電機功率、額定電流、額定電壓、空載電流、功率因數(shù)、電機效率、泵特性曲線等；利用機組特性曲線建立泵況圖；結合電機參數(shù)建立三維工況圖；收集電泵井的生產資料，如日產液量、含水率、生產氣油比、油壓、泵出口壓力（測試或多相管流計算可以獲得）、泵出口溫度、泵入口壓力、泵人口溫度、泵掛深度（斜深和垂深）、電機運行電流、電壓、功率因數(shù)等；收集油井物性參數(shù)，如油氣水相對密度、脫氣油粘度、原油泡點壓力等；五、電潛泵井工況分析及故障處理五、電潛泵井工況分析及故障處理 1)、電機及保護器故障診斷與處理 電機損壞分電氣損壞、電機軸斷和機械磨損等情況。電氣損壞故障表

17、現(xiàn)十分明顯，通常是控制柜過載停機，電流卡片上的電流突然上升后又突然掉下來三相對地絕緣電阻為零，直阻很不平衡，只能通過檢泵作業(yè)恢復生產。機械磨損故障表現(xiàn)為控制柜顯示過載停機，機組電氣性能良好，電流卡片顯示為電流逐漸上升，停機冷卻一段時間2、故障診斷與處理后又能重新開機生產運行較長時間，但每次的運行時間間隔逐漸縮短，可以等待適當時機進行檢泵作業(yè)。電機機械磨損實際上是軸承磨損，與泵、保護器的軸承磨損一致，很難區(qū)分開來。發(fā)生電機軸斷故障時，通常表現(xiàn)為井口無產液，無油壓，運行電流低于電機空載電流，電流卡片不光滑，控制柜顯示欠載停機，機組電氣性能檢測時一切正常。保護器故障是通過電機表現(xiàn)出來的，當其機械密封

18、或膠囊失效后，電機油被井液置換，絕緣性能大幅度下降而引起電機燒毀，需要檢泵作業(yè)才能恢復生產。推力軸承損壞現(xiàn)象與電機軸承損壞相似。2)、電纜故障診斷與排除 當電纜發(fā)生故障時，一般表現(xiàn)為地面控制柜過載停機，有時配電盤也跳閘，電流卡片上的電流曲線突然上升，與電機電氣損壞相似，進行機組電氣性能檢測時，三相對地絕緣電阻為零，電阻平衡。電纜損壞常有兩種情況：一種是在井口或油管掛處損壞，表現(xiàn)為直阻不超過l，一種是遠離井口，直阻為23（視井深而定），具體損壞處可以根據(jù)每米電纜的阻值進行測算得出。對于在井口損壞情況，可以采取重新接纜來解決；如果在采油樹帽以下到幾根油管處，可以采取上提油管重新接纜來處理；如果損壞

19、深度較深，則必須檢泵作業(yè)。3)、電泵故障診斷與處理 在油田現(xiàn)場實際生產中，電泵故障主要是葉輪磨損、斷軸、竄軸、軸承磨損等現(xiàn)象。泵葉輪磨損時表現(xiàn)為產量和油壓逐漸降低，運行電流逐漸變小，電流卡片比較光滑，也可能出現(xiàn)欠載停機，進行正擠憋壓時壓力很快升高。發(fā)生這種故障時可以繼續(xù)生產以等待作業(yè)換泵。這種故障發(fā)生在機組連續(xù)運行時間很長、油井輕微出砂或井液有腐蝕情況。4、套管氣引起的故障診斷與排除油井供液不足時，引起油井液面很低接近泵吸人口，套管環(huán)空內的氣體進人電泵內導致欠載停泵。處理辦法有幾種：將套壓控制在很低水平，并調低欠載設定值。采用間歇生產，在等待液面恢復后再開泵生產，可以采取人工方式，也可以實行控

20、制柜自動啟泵方式。在調低欠載設定值的同時，縮小油嘴。如果泵掛較淺，可以通過作業(yè)加深泵掛深度。檢泵作業(yè)更換與油井相匹配的小泵。對油層進行酸化、壓裂、有機解堵等增產措施。有的井還可以打開未開采層位生產，以補充液源。5、管柱漏失判斷與處理 當管柱發(fā)生漏失時，會出現(xiàn)油壓下降，產量下降，對于新檢泵作業(yè)的井產量達不到檢泵作業(yè)前的產量，進行憋泵和正擠憋壓試驗時，油壓起不來。 對于帶有泄油閥管柱的井，往往是泄油銷被砸斷或沖蝕引起。發(fā)生這種情況時，只有檢泵作業(yè)才能恢復生產。 對于“Y”管柱和帶測壓閥的井，可能是它們的堵塞器密封失效引起，可以通過更換堵塞器盤根來恢復生產。6、機組匹配不合理引起的故障判斷與處理如果

21、電泵機組匹配不合理，也可能引起故障，一種是“大馬拉小車”，一種是“小馬拉大車”?！按篑R拉小車”時，一般不會引起事故，但當電機余量太大時，可能發(fā)生欠載?！靶●R拉大車”時，一般會出現(xiàn)運行電流高于額定電流，嚴重時會出現(xiàn)啟動困難和機組燒毀現(xiàn)象。當出現(xiàn)這些情況時，只能等待適當時機進行檢泵作業(yè)以更換合適的電泵機組。6、地面設備故障診斷與排除1變壓器 在實際生產中，變壓器可能出現(xiàn)以下故障。變壓器油變壞 變壓器在長期的運行過程中，由于受到環(huán)境溫度、氣候條件和負載的影響，變壓器油受到污染和氧化，并產生有害的雜質和沉淀物，使得變壓器油的絕緣性能變壞降低。有兩種簡易方法可以鑒別運行中變壓器的油質好壞。一種是通過油位

22、表的玻璃看窗觀察變壓器油的顏色。變壓器油的正常顏色應該是淺紅色的，透明度好。如果顏色變成深暗色，且渾濁，表明油質變壞。一種是聞油的氣味來鑒別，方法是從變壓器內取一小杯變壓器油，好油的氣味應該只有微弱的煤油味，無其它雜味，已變壞的油會有焦味或酸味。變壓器空載投人運行時高壓容絲燒斷 變壓器在空載投入運行時高壓容絲燒斷，而檢查變壓器的各項參數(shù)均正常，可能是由于巧合，正趕上交流電壓的零值，變壓器中鐵心的磁通量最大，使得變壓器的空載電流超過了額定電流。遇上這種情形，更換熔斷絲即可。變壓器滲油 一種是絕緣套管滲油，一種是油箱滲油。導致套管滲油的原因可能是：套管頂端和導電桿露出部位的耐油橡膠腐蝕變質，密封性

23、能遭到破壞；瓷套管底座的耐油膠墊出現(xiàn)裂傷；固定套管的壓緊螺絲固定不平衡，套管受力不均引起出現(xiàn)縫隙。出現(xiàn)這種情況時應立即停機更換膠墊和固緊螺絲。如果油箱漏油，應立即進行堵漏處理。變壓器輸出電壓不正常變壓器的三相輸出電壓一相正常，其它兩相比正常值低了一半，而變壓器的直流電阻和絕緣電阻正常，進一步檢查可能發(fā)現(xiàn)高壓熔斷絲斷了一相。在這種情況下，更換熔絲即可。變壓器匝間短路 匝間短路的主要癥狀表現(xiàn)為三相輸出電壓不平衡。對于Y接線的三相變壓器，如果三相負載平衡，線路又無故障，三相電壓不平衡度超過2時，可以認為是繞組匝間短路，停電檢查時，直流電阻也出現(xiàn)較大的不平衡。引起繞組匝間短路的原因很多，主要原因是變壓器長期過負荷運行產生高溫使絕緣材料老化，在電磁力的交變作用下，線圈