電潛泵知識講座

電潛泵知識講座第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二目錄

A、管理部分一、建立操作性強的管理制度

1、巡回檢查2、定時計量/化驗3、發(fā)現(xiàn)問題及時分析，及時處理4、嚴格隨意停機二、嚴格操作程序

一）啟動前的檢查二）啟動三）機組運行過程中日常應(yīng)收集的主要數(shù)據(jù)四）故障停機后再啟動前至少應(yīng)完成的檢測維護工作第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二B、技術(shù)部分

一、潛油電泵機組概述

1、潛油泵機組井下工作管柱簡圖2、潛油電機主要結(jié)構(gòu)、工作原理和電性能測試

3、保護器的工作原理和主要功能

4、潛油泵主要結(jié)構(gòu)、工作原理及有關(guān)的基本概念5、分離器的主要結(jié)構(gòu)和工作原理6、變壓器的選型設(shè)計計算二、電潛泵機組的選型設(shè)計計算

1、油井產(chǎn)能計算a、PI法（即生產(chǎn)指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）b、IPR法(適用于流壓低于適用于流壓)略第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

C、現(xiàn)場簡易計算法（適用于流壓高于飽和壓力）2、機組選型設(shè)計計算

a、用于水井的計算方法

b、用于油井的計算方法（8大步驟）

c、計算泵掛處的氣液比（Vg/Vt）

三、計算泵工作時的實際效率四、計算電機的實際散熱和溫升

第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二一、建立操作性強的管理制度

A、巡回檢查（至少內(nèi)容）

1、確定巡回檢查間隔時間：建議2小時2、必須的檢查點：電控柜、井口、安全閥控制盤3、必須的檢查參數(shù)：電流運行曲線值、三相電壓/電流是否在額定值范圍內(nèi)、井口處油/套壓值是否正常

B、定時計量、化驗

據(jù)此判斷電潛泵機組實際生產(chǎn)情況、評估機組未來是否存在潛在故障和機組性能/有關(guān)運行參數(shù)可能的走向A、管理部分第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

C、發(fā)現(xiàn)問題及時分析、及時處理

D、嚴禁隨意停機（即使使用變頻器。特別是機組使用的后期）二、嚴格操作程序制度

一）啟動前的檢查1、檢查出油管線是否連接好、相關(guān)的生產(chǎn)閘門/放氣閥是否處于正確的開關(guān)位置、設(shè)定值是否正確2、檢查欠載/過載設(shè)定值、延時設(shè)定值是否合理3、檢查相關(guān)系統(tǒng)的電器設(shè)備是否處于正確位置（順序：高壓真空開關(guān)/變壓器/接線盒/電控柜（變頻器）/井口）4、檢查變壓器輸出端電壓值是否正確5、檢查電源熔斷器的規(guī)格是否正確6、記錄筆的位置是否正確

第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

7、

系統(tǒng)必須接地

8、所有檢查內(nèi)容和數(shù)據(jù)應(yīng)有文字記錄

9、電控柜門上應(yīng)有該井井下機組的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)表，以利隨

時對照檢查機組工作性能

馬達額定參數(shù)安裝時間：功率：電壓：電流：制造廠家：泵額定參數(shù)安裝時間：型號：級數(shù)：單級揚程：排量：制造廠家：電纜數(shù)據(jù)規(guī)格/型號：長度：耐溫：變壓器規(guī)格/型號：初級電壓：次級電壓范圍：制造廠家：

備注：

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二）啟動

（盡量使用變頻器啟動）

1、如果是新機組剛下井，而且事先已經(jīng)知道目前井里靜液面離井口的深度超過500m的話，啟動前最好往井里灌滿輕質(zhì)的清潔液體（條件：生產(chǎn)管柱上必須有單流閥）2、按規(guī)定要求在電控柜上或變頻器上實施啟動程序3、啟動成功之后，應(yīng)盡快用鉗型電流表檢查三相實際電流值，并和圓盤記錄卡上的電流值進行比校

4、根據(jù)井口壓力和產(chǎn)量以及現(xiàn)場的工作經(jīng)驗判斷相序是否接錯

5、待井口出液完全穩(wěn)定后，如條件允許，可以采用電潛泵憋壓方式，大致估算電潛泵機組的性能和油井靜液面高度（注：1）憋壓時間不要超過一分鐘）；2）事先計算好井液大致密度）

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6、待油井出液完全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，再重新調(diào)整好電流欠/過載值和啟動延時時間值7、兩次啟動之間的間隔時間不得少于5分鐘8、啟動過程和啟動后的機組正常運行電性能數(shù)據(jù)應(yīng)有文字記錄三）機組遠行過程中日常應(yīng)收集的主要數(shù)據(jù)1、檢查記錄卡片上的電流曲線是否正常2、三相電流值/并和額定值比較是否異常3、三相電壓值/并和額定值比較是否異常4、原設(shè)定的欠/過載、延時值是否漂移5、日產(chǎn)量（油、氣、水分別計量---如條件允許的話）6、出砂情況描述（如條件允許，應(yīng)定期取樣化驗）7、井口油/套壓力值以及是否正常

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8、井下壓力/溫度值及變化情況（如井下安裝有測試儀的話）9、井口溫度10、安全閥控制壓力是否合適（在控制盤處檢查）11、有時為了更好地及時掌握機組的運行情況，有助于油井的動態(tài)分析，還必須：

1）監(jiān)測動液面深度（利用井下回聲儀或通過油井憋壓）

2）通過有關(guān)參數(shù)計算/分析機組運行效率四）故障停機后、再啟動前至少應(yīng)完成的檢測維護工作

（在確保切斷電源的情況下）1、檢查記錄卡上的電流值是否異常，并分析其原因2、檢測動力電纜三相對地絕緣阻值是否符合基本要求3、相間直阻值平衡度是否符合要求

第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二4、檢查熔斷器（保險絲）是否完好5、檢查（電控柜里）有關(guān)觸點是否完好

6、（電控柜里）低壓控制線路是否完好

7、欠/過載電流設(shè)定值和延遲設(shè)定值是否嚴重漂移

8、檢查.動力電纜在變壓器上的接頭是否松動

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B、技術(shù)部分

一、電潛泵機組概述

1、潛油泵機組工作管柱簡圖

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第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

2、潛油電機主要結(jié)構(gòu)、工作原理和電性能測試●

潛油電機為兩級、細長式、三相鼠籠式異步電動機。它主要由定子、轉(zhuǎn)子軸承構(gòu)成。

●根據(jù)客戶功率要求，潛油電機由數(shù)個這種功率相同的細長式、三相鼠籠式異步電動機串聯(lián)而成（單節(jié)），單節(jié)最大長度可達10米。更大功率的電機可以由幾個單節(jié)電機串聯(lián)組成。

●定子的鐵心中均勻分布三相繞組，繞組為電機提供旋轉(zhuǎn)磁場；當繞組接通交流電時，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子為電機提供電磁轉(zhuǎn)矩。

（見下圖）第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二1第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二潛油電機定子繞組第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

●軸承全部為滑動軸承。其中一個為止推滑動軸承，承載轉(zhuǎn)子的重量；其余的為徑向滑動軸承，起扶正轉(zhuǎn)子的作用；

●

電機內(nèi)部充滿絕緣性能很高的潤滑油，在電機中起絕緣、潤滑和轉(zhuǎn)遞熱量作用。

●根據(jù)客戶的溫度要求，目前國內(nèi)潛油電機主要分900C、1200C和1500C三種；

●定子的絕緣結(jié)構(gòu)分絕緣漆（清漆）和環(huán)氧樹脂兩種；兩種形式各有優(yōu)缺點；

●滿負荷時電機的功率因數(shù)和效率比輕負荷時高；

第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

●電機的效率稍微提高一些，如果電機數(shù)量大的話，即可為用戶節(jié)約大量的電費；效率＝輸入功率功率因數(shù)＝OAOI輸出功率oIAE線電流感應(yīng)電流（電壓）（遲后電壓φ的）滯后電流（和電壓同相位的）有效電流φ900（實測值）第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

鎧皮?K兆歐表ABCA相-----鎧皮B相-----鎧皮C相-----鎧皮≥1000兆歐下井前應(yīng)對電纜進行下列兩種電性能測量1、對地絕緣阻值測量2、測量相間直阻值?ABCA----BB-----CC-----A萬用表標準值天津：2.0～3.0歐姆森垂:2.0～2.2歐姆雷達:1.8～2.2歐姆三相間的阻值不平衡度≤2%三次測得的平均值－最小值(或最大值)最小值(或最大值)≤2%第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

?KABCA相-----外殼≥500兆歐B相-----外殼≥500兆歐C相-----外殼≥500兆歐注:測完后要立即放電。下井前應(yīng)對電機進行下列電性能測試1、對電機進行對地絕緣阻值測量2、對電機進行相間直阻測量?BC標準值天津：1.7～2.0歐姆森垂:0.9～1.0歐姆雷達:0.9～1.0歐姆三相間直阻值不平衡度≤2%三次的平均值－最小值(最大值)最下值(或最大值)A--BB--CC--AA外殼外殼兆歐表萬能表實際操作過程中，測一相即可。第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二3、保護器的工作原理和主要功能

1、連接泵和電機；2、承擔電機的部分軸向負荷（帶一個止推軸承）；

3、為電機的動力端提供密封功能，防止井液進入電機內(nèi)造成繞組短路，并保持電機內(nèi)的壓力和井內(nèi)的壓力系統(tǒng)想連通；

4、補償電機升溫后電機油體積的膨脹；關(guān)鍵作用第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二典型保護器密封示意圖第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

典型的（其中一道）機械密封第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二4、潛油泵主要結(jié)構(gòu)、工作原理及有關(guān)基本概念

●潛油泵是由多個單級離心泵串聯(lián)而成。每一級由一個轉(zhuǎn)動的葉輪和一個固定的導(dǎo)輪（殼）組成；葉輪內(nèi)的油液隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)壓能的轉(zhuǎn)換。導(dǎo)輪的主要作用是在轉(zhuǎn)換液體壓能的同時，把部分高速動能變成低速（舉升）能量（勢能）；●泵的葉輪分“浮式”葉輪和“固定”式兩種。浮式葉輪多用于中小排量泵；固定式葉輪一般用于大排量泵；

圖（全浮式、部分浮式、圖磨損）第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二全浮式典型的全浮式泵示意圖第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

典型的半浮式泵示意圖第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二浮式泵平衡原理第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二排量曲線圖排量對軸承的影響第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

有關(guān)泵的一些基本概念：1、離心泵的排量取決于：轉(zhuǎn)速、葉輪尺寸、出口壓力和液體性質(zhì)，與泵的級數(shù)無關(guān)；2、離心泵的揚程取決于：葉輪的圓周速度（H＝u2/g）和泵的級數(shù)；3、泵的揚程與所泵送的液體的比重?zé)o關(guān);比如，泵送比重為1.0的清水、比重為0.7的油、比重為1.2的鹽水和其它任何比重的液體時,其揚程都是一樣的;但功率不同;

1000（英尺）1000（英尺）比重1.2比重1.0比重0.7520磅/英寸2433磅/英寸2303磅/英寸2泵泵泵1000（英尺）第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

4、額定電流不同的電機不能串聯(lián)使用；

5、泵應(yīng)在廠家所推薦的最佳范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。

?若實際排量超過最佳排量范圍上限，則上止推軸承加速磨損；

?若實際排量超過最佳排量范圍下限，則下止推軸承加速磨損；

?偏離的越多，上止推軸承或下止推軸承磨損得越快；6、一旦泵的型號和泵的級數(shù)定了之后，就意味著泵的最大揚程定了，再增加多大的功率也不會增加泵的揚程；7、如果電機在低于額定電壓下工作，電機轉(zhuǎn)速下降，電流上升，長此下去，對電機壽命是非常不利的；電機在稍微高于額定電壓下長期工作，通常對電機不會有明顯的影響；

第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

8、單流閥的作用：1）防止停泵時油管內(nèi)的贓物下沉而卡泵；

2）防止泵反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電流可能燒壞電機和電纜、損壞傳動軸

3）若管柱上沒有單流閥，當電機還在反轉(zhuǎn)時，若有人重新啟動電機，這時機組很可能會損壞；

9、氣鎖如果井液中有大量的游離氣存在，當游離氣多到一定程度，進到泵內(nèi)的基本上都是氣體時，泵就會抽空，這種現(xiàn)象叫氣鎖；發(fā)生氣鎖時，泵即表現(xiàn)為欠載停機；第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二10、氣穴由于井液進入泵葉輪后，液體流速加快，同時壓力降低，當壓力下降到泡點壓力以下時，液體會汽化，在泵中形成氣體段塞，當氣體段塞進入到葉輪的高壓區(qū)時，氣體段塞被壓碎。此時，被壓碎的氣體段塞產(chǎn)生巨大的能量而破壞葉輪。這種現(xiàn)象叫氣穴。（當油層泡點壓力高時，容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象）；第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二5、旋轉(zhuǎn)分離器的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

a、主要結(jié)構(gòu)

主要由上下接頭、分離腔、分流殼、軸、導(dǎo)向輪、導(dǎo)輪、葉輪和誘導(dǎo)葉輪等組成。

b、工作原理

首先誘導(dǎo)葉輪將油氣引入低壓吸入葉輪區(qū)，然后，低壓吸入葉輪使油氣混合液獲得穩(wěn)定的壓頭。葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使混合液的流向經(jīng)過導(dǎo)向輪后，由徑向流變?yōu)檩S向流進入分離腔?；旌弦涸诟咚傩D(zhuǎn)分離腔內(nèi)做勻速圓周運動。由于離心力原理，比重大的液體甩向外圍，比重輕的氣體則聚集于軸心附近。被甩向外圍的液體，經(jīng)分流殼進入泵的第一級；氣體則經(jīng)過分流殼的分叉流道、再經(jīng)過上接頭放氣孔進入油套環(huán)空。

第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二1上接頭分流殼（不轉(zhuǎn)）分流腔（轉(zhuǎn)）軸（轉(zhuǎn)）導(dǎo)向輪（轉(zhuǎn)）導(dǎo)輪（不轉(zhuǎn)）誘導(dǎo)葉輪（轉(zhuǎn)）下接頭葉輪（轉(zhuǎn)）旋轉(zhuǎn)氣體分離器工作原理油氣混合液油氣第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二6、海洋平臺電潛泵變壓器的選型設(shè)計計算A、基本原則：１）合適足夠的防爆、防雨／水性能（防護等級IP23，絕緣等級F）２）容量能滿足目前最小機組功率和今后可能的最大機組功率要求;（多檔；一般1２檔基本夠用）３）電壓、電流的取值范圍至少能基本上覆蓋目前國內(nèi)幾大電潛泵生產(chǎn)廠家的機組的電壓、電流值；B、變壓器容量計算

KVA＝√3×V×i1000式中：KVA---------千伏安（視在功率）V---------電壓，伏特i---------電流（線性電流），安培公式：第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

假設(shè)某平臺在20年內(nèi)，電潛泵的最小功率為35千瓦，最大功率為130千瓦。在這種情況下，如何設(shè)計變壓器的容量和電壓檔位？

方法：1）首先應(yīng)根據(jù)最小功率35千瓦和最大功率130千瓦，查有關(guān)電潛泵生產(chǎn)廠家的電機目錄，圈定出符合這兩種功率的最低/最高電壓范圍和最小/最大電流值范圍。2）符合功率35千瓦的電機有：760v/43A；975V/34A；1230V/27A970V/38A；693V/43A；-----；符合功率130千瓦的電機有：1820V/63A；-----；

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因此，最低電壓為693伏；最高電壓為1820伏；最小電流為27安培；最大電流為63安培；700V（60A，47kw）770（60A，52kw）847（60A，57kw）932（60A，63w）1025（60A，69kw）1128（60A，76kw）1241（60A，84kw）1365（60A，92kw）1502（60A，101kw）1652（60A，112kw）1817（60A，123kw）1999V（60A，135kw）注：按變壓器的功率因素（cos）0.65計算,則變壓器的最大容量為200千伏安才能滿足130千瓦要求。電壓檔位設(shè)計（以某平臺為例）注：千伏安和千瓦之間的關(guān)系線電流電壓①電流（和電壓同相位）②滯后電流（滯后電壓900）9000AIEKVA＝√3×V×i1000Kw＝√3×v×i×cos1000（視在功率）（實際功率）第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

二、電潛泵機組的選型設(shè)計計算

1）油井的產(chǎn)能計算

a、PI法（即產(chǎn)液指數(shù)法；適用于流壓高于飽和壓力）

當流壓高于飽和壓力時，液流近似單向流，其特性曲線是一條斜率為“J”的直線。

式中：q-------油井日產(chǎn)量，m3/d（已知）；Pws------油層靜壓，MPa（已知）；pwf-----在產(chǎn)量為q時的流壓，MPa（已知）；J-------產(chǎn)液指數(shù)，m3/d/MPa根據(jù)已知的油井生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)(q、Pws、Pwf），即可計算出斜率“J”。毫無疑問，當流壓Pwf＝0時，產(chǎn)液量q為最大值，即qPws－PwfJ＝第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二這時的q即為qmax。計算出qmax后，用斜率“J”即可畫出一條直線。在“PI”曲線以內(nèi)每一個流壓值（Pwf）都對應(yīng)于一個相應(yīng)的產(chǎn)量值（q）。根據(jù)“PI”曲線有關(guān)工程師可以選擇合適的生產(chǎn)制度、選擇合適排量的電潛泵機組。

舉例：

根據(jù)油藏部門提供的下列已知數(shù)據(jù)，計算該井的最大產(chǎn)能。

1、已知數(shù)據(jù)測試產(chǎn)量-------q＝119.2m3/d(750bb/d);油層靜壓-------Pws＝6.5MPa(925psi);在產(chǎn)量為119.2m3/d時的流壓Pwf＝3.87MPa(550psi);

2、求該井的最大產(chǎn)能

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解：將已知數(shù)據(jù)代入公式，求出直線斜率“J”J＝qPws－Pwf＝119.26.5－3.87＝45.3m3/d/MPa當流壓Pwf＝0時，產(chǎn)量q為最大值qmax，所以，qmaxpwsqmax＝J×Pws＝45.3×6.5＝294m3/d（1850bb/d）典型的“PI”油井產(chǎn)能曲線圖見下圖。＝J第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

油井產(chǎn)能曲線圖第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

b、IPR法（即沃格法；適用于流壓低于飽和壓力）

基本方程：qqmax＝1－0.2PwfPws－0.8PwfPws2式中:q-------測試時的日產(chǎn)量，m3/d；（已知）

Pws------油層靜壓，MPa；（已知）Pwf------在q產(chǎn)量下時的井底流壓，MPa；（已知）qmax-------油井最大日產(chǎn)量，m3/d；（未知）舉例（略）第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

C、現(xiàn)場簡易計算方法若在現(xiàn)場無法通過測試作業(yè)獲得油井產(chǎn)量和壓力數(shù)據(jù)時，我們可以用下面簡易方法計算油井的近似最高產(chǎn)能，并大致了解油井的動液面和靜液面置。

操作步驟如下：1、停泵關(guān)井，待液面恢復(fù)靜止狀態(tài)。如果是虧空井或原來沒開井,在求產(chǎn)之前應(yīng)將油管灌滿液體；2、灌滿液體之后，關(guān)閉出油閘門；3、開泵運行（大略一分鐘）；4、在泵運行時，立即記下井口壓力表讀數(shù)。此壓力值是排量為“0”時的力；5、然后打開出油閘門；6、計量產(chǎn)液量，直到產(chǎn)量穩(wěn)定為止；7、關(guān)閉閘門；

8、記錄關(guān)閉閘門時的井口壓力（有氣體存在時井口壓力恢復(fù)得緩慢）。這個壓力值代表上述第6項測得的排量穩(wěn)定時的壓力；第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

根據(jù)上述兩個點的壓力，即可以確定出油井的產(chǎn)能。如下圖所示。圖中閘門全關(guān)閉時泵所產(chǎn)生的壓頭用“H”表示，相應(yīng)的地面表壓用“P1”表示，靜液面高度用L1表示。請注意，在目前給定的排量下，閘門打開時泵所產(chǎn)生的壓頭和閘門全關(guān)閉時泵所產(chǎn)生的壓頭是一樣的，都是“H”。穩(wěn)定生產(chǎn)時，地面表壓為“P2”（注：P1和P2的值是永遠不相等的）；

動液面高度用L2表示。液面從靜液面下降至動液面處的距離為L2－L1，大致相當于P1－P2，如圖所示。這種關(guān)系可用下面公式表示：

式中，L2－L1

-------給定排量下的壓力降，英尺（公制時為m）；

P1－P2-------地面壓力表的差值，磅/英尺2（公制時為Mpa）；P1－P2KL2－L1＝第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

壓頭（英尺）＝磅/英尺2×2.31r（液體比重）壓頭(m)＝kg/cm2×10r（液體比重）注:

■常用K值如下（英制時）：淡水為0.43;鹽水為0.45～0.5;400API原油為0.36;

■L1、P1、P2、r為已知值；

K---------常數(shù)，每英尺高度液體在每平凡英寸面積上所產(chǎn)生的重量，磅/英寸2；第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二01002003004005006007008009001000DT1000900800700600500400300200100地面排量L2－L1L2L1HP1P1P2L2－L1＝P1－P2井的生產(chǎn)率井的生產(chǎn)率P2H現(xiàn)場求油井產(chǎn)能簡易計算圖動液面靜液面H＝L1＋100P1rH＝L2＋100P2rL2＝L1＋100（P1－P2）r用公制時：第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

圖中所給出的數(shù)據(jù)是測試排量為400桶/天時的壓力降。從圖中可以看出，當動液面降至1000英尺時，該井可能達到的最大的理論排量。作該圖時只用了兩個測試點，便作出了壓力降曲線。用幾個不同的測試排量，可以獲得更多的測試點，以便檢查曲線的正確性（重合性）。第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

2)、機組選型設(shè)計計算

這里我們必須明白幾個基本問題：

■任何廠家提供的潛油泵的排量和揚程數(shù)據(jù)，都是按泵送水條件提供的。如果泵送介質(zhì)變了（不是水），在計算泵的排量和揚程時，應(yīng)根據(jù)有關(guān)公式或有關(guān)圖表或?qū)嶒灁?shù)據(jù)對排量和揚程進行修正;

■同一套機組在泵水時的排量比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油時的排量大得多；比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油時的揚程和功率都要小得多；

■電潛泵機組選型設(shè)計計算的核心，是計算在要求的產(chǎn)量下泵的揚程和電機功率。第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

a、用于水井的計算方法（基本的）

基本公式：8813×η式中N電機----------電機功率，kw；Q--------------泵排量，m3/日H總--------------泵總揚程，m；r---------------水比重；

η泵--------------泵的效率；

注：該公式也基本上適用于含水70%以上的油井機組的選型設(shè)計計算。Q×H×rN電機＝b、用于高黏度油井的計算方法

（八大步驟。略）

第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

計算泵掛處的c、氣液比（Vg/Vt）

舉例：1、已知條件：氣體比重-------------

0.80原油比重-------------0.865飽和壓力------------1500磅/英寸2泵掛處的溫度---------1450F預(yù)計泵沉沒處壓力----400磅/英寸2預(yù)計產(chǎn)油量-----------154桶/日原油重度------------320API預(yù)計產(chǎn)水量----------446桶/日地面油氣比----------225英尺3/桶2、計算步驟

第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

1）、計算（地層條件下的）溶解油氣比（RS）---英制單位方法A：

可直接從有關(guān)地質(zhì)資料上查得RS

方法B：

應(yīng)用公式計算：

RS＝Y(jié)g×Pb18×10

×0API1010.83式中RS---在地層條件下的溶解油氣比(標準英尺3/標準桶)Yg---氣體比重Pb---地層飽和壓力(磅/英寸2)T----（地層）井底溫度(0F)

上述計算出來的溶解油氣比值，必須用下圖的系數(shù)進行修正。此系數(shù)校正了井底流壓低于飽和壓力時的影響。0.00091T0.0125第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

先計算地層飽和壓力和泵掛處的壓力之比值

泵處沉沒壓力地層飽和壓力比值＝0.266），然后再根據(jù)下圖，查找在泵掛處壓力下溶解油氣比的溶解度為52%）。，（此例題的第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

0.520.266第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

因此，泵掛處的溶解油氣比，即RS修＝RS×0.52；根據(jù)已知油井數(shù)據(jù)，查有關(guān)地質(zhì)資料或經(jīng)過計算,得地層條件下的溶解油氣比RS＝347標準英尺3/標準桶。所以，泵掛處的溶解油氣比應(yīng)為:RS修＝347×0.52＝180.44(標準英尺3/標準桶)

注：也可直接用下面公式計算校正系數(shù)fc：fc＝0.629×

Pb＋0.37P式中P------泵入口壓力，MpaPb------地層飽和壓力，Mpa第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

2)、計算泵掛處氣體體積系數(shù)Bg（泵掛處桶/標準千英尺3--英制單位）Bg＝5.05×Z×TP式中Bg----（泵掛處）氣體體積系數(shù)，(泵掛處桶/標準千英尺3)Z-----氣體壓縮系數(shù)(0.81～0.91)T-----（泵掛處）井底溫度,0F,(460＋0F)P------泵掛處的壓力(磅/英寸2)將已知數(shù)據(jù)代入上述方程，得：Bg＝5.05×

ZTP＝5.05×0.85×(460＋145)400＝6.49(泵處桶/標準千英尺3)3)、計算泵掛處的油體積系數(shù)B0

（泵掛處桶/標準桶，英制單位）B0＝0.972＋0.000147×F

1.175式中F＝RS修×YgY00.5＋1.25T第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

將已知數(shù)據(jù)代入上述方程式，得B0＝0.972＋0.000147×RS修×YgY00.5＋1.25T1.175＝0.972＋0.000147×180.44×0.800.5＋1.25×1450.8651.175＝1.121(泵掛處桶/標準桶)4)、計算泵入口處氣體總體積Vt（游離氣和溶解氣之合—英制單位）Vt＝

日產(chǎn)油量（桶）×油氣比1000＝154×2251000＝34.66千英尺3其中：?

泵處溶解氣氣量＝日產(chǎn)油量（桶）×RS修1000＝154×180.441000＝27.78千英尺3注:指地面氣量?！?82m3第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

?泵處游離氣氣量＝34.66－27.78＝6.88千英尺3?泵掛處油體積V0＝日產(chǎn)油量（桶）×B0＝154×1.121＝172桶?泵掛處游離氣的體積Vg(按體積系數(shù)Bg轉(zhuǎn)換為桶數(shù))

＝游離氣量(千英尺)3×Bg

＝6.88×6.49＝45桶?泵掛處水體積＝446桶?泵掛處油、氣、水總體積＝172＋45＋446＝663桶?泵掛處游離氣占泵入口處三相流總體積的百分率為：

VgVt＝45663＝6.78%從計算結(jié)果可以看出，要想日采出600桶產(chǎn)液量(油154桶，水446桶），應(yīng)選擇排量為663桶的泵才能滿足日產(chǎn)液600桶要求。第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

注1：對中等油氣比的重原油，如果一時得不到某油田的實際RS、BG和B0值，可用下面的簡易方法計算RS、Bg和B0。其誤差為5%～10%?！馬S＝135＋0.25P標準英尺3/標準桶式中P-----泵沉沒處壓力，磅/英寸2●Bg＝2572P＝桶/標準千英尺3●B0＝1.05＋0.0005Rs其它具體計算方法同前。注2:用公制單位直接計算時，計算公式為：

RS＝0.1342Yg×10×Pb×100.0125×141.5Y0－131.5100.00091×(1.8t＋32)10.83第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

式中Yg-------氣體比重Y0-------原油比重Pb-------原油地層飽和壓力，Mpat--------泵掛處溫度，0CRs--------泵掛處溶解油氣比（沒修正前的），m3/m3注：應(yīng)根據(jù)：泵入口壓力（Mpa）/地層飽和壓力（Mpa）比值，查曲線圖對Rs進行修正。B0＝0.972＋0.000147×5.61Rs修×YgYo0.5

1.25×1.8t＋321.175式中B0-------（泵掛處）原油體積系數(shù)，

m3/m3Yg--------氣體比重Yo--------原油比重Rs修

-----(泵入口處)根據(jù)Rs修正后的溶解油氣比，m3/m3t--------（泵入口處）溫度，0C＋第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

Bg＝0.000378×ZP，m3/m3式中Bg--------（泵入口處）天然氣體積系數(shù),m3/m3Z--------天然氣壓縮系數(shù)，0.81～0.91t--------（泵掛處）井底溫度，0CP--------泵入口處壓力，Mpat＋273最后，泵入口處的氣液比（GLR）為：（1－fw）×（GOR－Rs修）×Bg（1－fw）×B0＋（1－fw）×（GOR－Rs修）×Bg＋fwGLR＝式中fw------含水率，小數(shù)GOR----地面油氣比，m3/m3Rs修----地層溶解油氣比（Rs）的修正值Bg------（泵入口處）天然氣體積系數(shù)，m3/m3

第60頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

Bo-------泵入口處油體積系數(shù)，m3/m3

注：泵入口處的氣液比是隨流壓的變化而變化的。為了隨時掌握泵掛處的氣液比值，可以事先假設(shè)數(shù)個不同的泵入口壓力值，并計算出相應(yīng)值下的、泵掛處數(shù)個不同氣液比值。根此即可繪制出泵入口處氣液比與泵入口處的壓力關(guān)系曲線圖。第61頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

三、現(xiàn)場計算泵工作時的實際效率

泵的名牌效率一般都比較高，但在現(xiàn)場實際應(yīng)用中泵的有效功率到底有多大，泵運轉(zhuǎn)得是否合理，可以通過計算泵的實際工作效率與泵的名牌效率進行比較來衡量。如果實際運轉(zhuǎn)效率太低，應(yīng)采取措施整改?；竟剑?/p>

η泵實際效率＝N泵出N泵入----------------（1）N泵入（kw）＝√3×V×i×COSφ×η電機效率1000---------------（2）N泵出（kw）＝Q×H總×r混102---------------（3）式中N泵出-------------泵的輸出功率，kw；N泵入-------------泵的輸入功率（即電機的輸出功率），kw；第62頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

V--------------電機工作電壓；I--------------電機工作電流；COSφ--------------電機功率因素；

η電---------------電機效率；r混----------------產(chǎn)液混合液比重（kg/m3）；H總---------------泵的實際總揚程（m）；Q＝日產(chǎn)液量（kg）混合液比重（kg/m3）×86400例題：某井下入雷達公司電潛泵，日產(chǎn)液量539噸，含水80/%，動液面高度（H動）607m，井口壓力1.1Mpa，套壓2.1Mpa，工作電流49A，工作電壓2000V，功率因素COSφ為0.70，電機效率η電為0.85，原油比重r油為863.4kg/m3，水比重r水為1000kg/m3。試計算電潛泵的實際工作效率是多少？

第63頁，共69頁，2023年，2月20日，星期二

解：1、計算泵的實際軸功率（即泵的實際輸入功率）

√3×2000×49×0.70×0.851000＝101(kw)N泵入＝H井口＝1020.973×1.1－2.1)＝－104m所以,H總＝607－104＋0＝503m

2、計算泵的實際輸出功率（即泵的有效功率）A、計算油井混合液的比重r混

r混＝r水×0.80＋(1－0.80)