潛油電泵選擇配套設(shè)計課件

目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇潛油電泵選擇配套設(shè)計潛油電泵采油基本知識

潛油電泵抽油工作原理

潛油電泵機組基本組成－－潛油電泵抽油流程－－潛油電泵供電流程－－潛油電機－－保護器－－分離器/吸入口－－潛油泵－－潛油電纜－－控制柜－－變壓器潛油電泵基礎(chǔ)知識

根據(jù)潛油電泵井的特點和節(jié)點分析的原理，可以在潛油電泵井生產(chǎn)系統(tǒng)中選擇六個節(jié)點，即地面轉(zhuǎn)油站、井口、泵出口、泵入口、油層中部和地層，這六個節(jié)點將潛油電泵井生產(chǎn)系統(tǒng)分成五個部分?；緣毫﹃P(guān)系潛油電泵采油基本知識流體通過地層流入井底時產(chǎn)生的壓降

流體從井底到泵入口處產(chǎn)生的壓降

流體通過潛油泵時產(chǎn)生的壓降

流體從泵出口到井口時產(chǎn)生的壓降

流體從井口到分離器時產(chǎn)生的壓降

潛油電泵采油基本知識油井地層滲流潛油電泵采油基本知識目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇設(shè)計資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇潛油電泵選擇設(shè)計程序潛油電泵九步選擇法資料準備氣體計算產(chǎn)能預測計算揚程確定泵型選擇電機選擇分離器選擇保護器選擇電纜選擇變壓器選擇控制柜選擇附件潛油電泵選擇設(shè)計程序目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇潛油電泵選擇所需資料

針對一特定的油井，要求選擇潛油電泵機組，最基礎(chǔ)的資料是什么？

油井產(chǎn)量－－氣體計算＋油井產(chǎn)能預測－－IPR方法

舉升揚程－－泵掛深度＋井口壓力－－總動壓頭計算

機組系列－－井身結(jié)構(gòu)－－最大投影尺寸＋最大流速潛油電泵選擇所需資料油井基礎(chǔ)資料

油井套管尺寸及規(guī)格油管尺寸及其連接螺紋規(guī)格油層中部深度及射孔井段井底溫度飽和壓力是否是斜井，造斜點深度及狗腿度潛油電泵選擇所需資料油井地質(zhì)資料原油物性資料

原油重度或比重天然氣比重原油粘度

H2S、CO2等腐蝕物含量含砂量及結(jié)垢情況潛油電泵選擇所需資料油井生產(chǎn)資料

油管壓力及套管壓力油井產(chǎn)液量及含水率產(chǎn)液指數(shù)及產(chǎn)油指數(shù)地層壓力及井底流動壓力生產(chǎn)油氣比及總產(chǎn)氣量

潛油電泵選擇所需資料設(shè)計數(shù)據(jù)其它資料

設(shè)計泵掛深度設(shè)計產(chǎn)量設(shè)計井口壓力井場供電網(wǎng)絡(luò)電壓及頻率套管損壞情況及部位潛油電泵選擇所需資料目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇油井氣體計算溶解油氣比油井氣體計算溶解油氣比校正曲線油井氣體計算溶解油氣比校正公式油井氣體計算原油體積系數(shù)天然氣體積系數(shù)油井氣體計算泵吸入口氣液比油井氣體計算

根據(jù)上述公式，就可以計算出在不同泵吸入口壓力下的泵吸入口氣液比，并可以作出泵吸入口壓力與泵吸入口氣液比之間的關(guān)系曲線，如圖所示。這樣，根據(jù)分離器分離氣體的能力，從曲線上就可以查出在潛油電泵抽油時的泵吸入口壓力。泵吸入口壓力與氣液比曲線油井氣體計算目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇油井產(chǎn)能預測

油井滲流特性方法IPR曲線

純液相(油、水)滲流油、氣兩相滲流油、氣、水三相滲流油井產(chǎn)能預測

油、氣兩相滲流油井產(chǎn)能預測油井產(chǎn)能預測

油、氣、水三相滲流油井產(chǎn)能預測油井產(chǎn)能預測當確定出油井滲流屬于哪一種類型后，應用其相應的整套公式，就可以進行油井產(chǎn)能的計算。首先，取不同的產(chǎn)量值，根據(jù)公式計算出相應的井底流動壓力，并根據(jù)計算結(jié)果繪制出相應的油井流入動態(tài)特性曲線。其次，將確定的泵吸入口壓力折算為油層中部流動壓力，以此流動壓力值從油井流入動態(tài)特性曲線上查出相應的產(chǎn)量值。此產(chǎn)量值即為在新的條件下的油井產(chǎn)量。

油井產(chǎn)能預測油井產(chǎn)能預測目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇潛油電泵的選擇

根據(jù)油井套管尺寸，選擇潛油電泵機組系列，即設(shè)備的軸向最大投影尺寸必須能夠滿足下井要求。潛油電泵設(shè)備的軸向最大投影尺寸計算方法如圖所示。機組最大投影尺寸機組最大投影計算圖潛油電泵的選擇電機表面流速計算

根據(jù)美國石油工程師學會標準(API標準)，潛油電泵在油井內(nèi)運行時，流經(jīng)電機表面的液體流速必須大于或等于1ft/s，這樣才能保證電機運行時的散熱。所以，在進行潛油電泵選擇設(shè)計時，必須計算流經(jīng)電機表面的液體流速是否能滿足要求。潛油電泵的選擇油井總動壓頭計算

油井總動壓頭是指在油井生產(chǎn)情況下，井底壓力將井液舉升到地面所消耗的能量折算成液柱高度。對于潛油電泵井來說，就是潛油泵將井液舉升到地面所消耗能量折算成液柱高度。潛油電泵的選擇油管摩阻計算潛油電泵的選擇潛油電泵選擇設(shè)計

潛油泵的選擇

根據(jù)計算出來的油井產(chǎn)量及所給出的泵工作特性曲線就可以選擇出合適的泵型。所需泵葉導輪的級數(shù)可根據(jù)油井總動壓頭進行計算。潛油電泵的選擇

潛油電機選擇軸功率＝單級功率×總級數(shù)×井液平均比重電機功率＝軸功率＋(分＋保)消耗功率×系數(shù)潛油電泵的選擇

保護器的選擇主要根據(jù)機組的系列、電機功率及油井情況來確定，包括沉淀式結(jié)構(gòu)、膠囊式結(jié)構(gòu)及沉淀與膠囊復合結(jié)構(gòu)的保護器。但是，對于斜井則必須采用膠囊式保護器。

根據(jù)所選擇的機組系列和油井含氣情況，確定油氣分離器的型號。油氣分離器：GLR≤25％高效分離器：25％<GLR≤50％

分離器的選擇

保護器的選擇潛油電泵的選擇

潛油電纜型號可以根據(jù)井底溫度、電機功率、電壓和電流進行選擇，其長度可按泵掛深度來確定。此外，還應考慮電纜的壓降損失和功率損失。

潛油電纜的選擇潛油電泵的選擇電纜壓降損失曲線潛油電泵的選擇

定頻控制柜的選擇比較簡單，是根據(jù)現(xiàn)場使用條件和潛油電泵機組性能要求來進行選擇的。但主要還是根據(jù)電機的功率、額定電流和地面所需要的電壓來選擇控制柜的容量。

控制柜的選擇

變壓器的選擇潛油電泵的選擇潛油電泵選擇設(shè)計舉例目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇否CO2含量15否H2S含量14否是否結(jié)垢及成分13否%含砂量1210cp原油粘度110.60天然氣相對密度100.86原油相對密度9原油物性否是否斜井(水平井)810.0MPa飽和壓力7100℃井底溫度62000～2150m射孔井段52000m射孔頂界431/2in油管尺寸329Lbs/ft套管規(guī)格27in套管尺寸1基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位名稱序號項目潛油電泵選擇所需資料潛油電泵選擇設(shè)計舉例1.5MPa井口壓力301800m泵掛深度29530m3/d設(shè)計產(chǎn)量28設(shè)計數(shù)據(jù)否套管損壞部位2750Hz供電頻率2613.5V供電網(wǎng)絡(luò)電壓25其它資料自噴[]電泵[]螺桿泵[√]抽油機[]其它[]生產(chǎn)方式2465m3/m3生產(chǎn)油氣比239.5Mpa井底流壓2214.5MPa地層壓力2160m3/(MPa·d)生產(chǎn)指數(shù)(PI)200.80%含水率19300m3/d油井產(chǎn)量180.5Mpa套管壓力171.5MPa井口壓力16生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位名稱序號

項目潛油電泵選擇所需資料潛油電泵選擇設(shè)計舉例氣體計算，確定分離器型號

首先，計算溶解油氣比

潛油電泵選擇設(shè)計舉例潛油電泵選擇設(shè)計舉例潛油電泵選擇設(shè)計舉例

然后，計算天然氣體積系數(shù)潛油電泵選擇設(shè)計舉例

第三，計算油層原油體積系數(shù)潛油電泵選擇設(shè)計舉例

第四，計算泵吸入口氣液比潛油電泵選擇設(shè)計舉例

根據(jù)以上計算步驟，分別取泵吸入口壓力為2.0，4.0，6.0，8.0，10.0時，計算泵吸入口氣液比。計算結(jié)果見下表：9.713.921.238.18.06.04.02.0。

根據(jù)以上計算結(jié)果，繪制出泵吸入口壓力與泵吸入口氣液比關(guān)系曲線，如圖1所示。在潛油電泵機組配套中使用旋轉(zhuǎn)式油氣分離器，取泵吸入口壓力，這樣從圖中查出相對應的泵吸入口壓力為：p，MpaGLR，％10.07.0潛油電泵選擇設(shè)計舉例泵吸入口壓力與氣液比關(guān)系曲線潛油電泵選擇設(shè)計舉例油井產(chǎn)能計算

由于井底流動壓力低于飽和壓力，根據(jù)該井油井資料可知，該井在井底附近為油、氣、水三相滲流。所以，進行油井產(chǎn)能預測，應使用油、氣、水三相滲流時動態(tài)預測的全套公式。潛油電泵選擇設(shè)計舉例

首先，計算出qb、qMI和qmax

潛油電泵選擇設(shè)計舉例

其次，計算出在不同產(chǎn)量下的井底流動壓力潛油電泵選擇設(shè)計舉例

分別計算出產(chǎn)量為0，270，340，410，480，550，620，685m3/d時的井底流動壓力值，結(jié)果見下表。

根據(jù)以上計算結(jié)果，畫出油、氣、水三相滲流時的混合型流入特性曲線。并用計算出的井底流動壓力值從曲線上查出相對應的產(chǎn)量值，此產(chǎn)量值即為在新的生產(chǎn)條件下的產(chǎn)量值，即dmq/5003=潛油電泵選擇設(shè)計舉例潛油電泵選擇設(shè)計舉例潛油電泵選擇設(shè)計

潛油電泵機組系列選擇

選擇適應井溫120℃、143(562)/130(513)系列潛油電泵機組，電機外經(jīng)為143mm，保護器、分離器、潛油泵外經(jīng)為130mm。機組最大投影尺寸，能夠滿足7″套管安裝要求。潛油電泵選擇設(shè)計舉例

計算流經(jīng)電機表面液體流速

計算出的流經(jīng)電機表面的液體流速為15.3m/s，遠遠大于標準所要求的滿足電機散熱的最小流速(0.3048m/s)。潛油電泵選擇設(shè)計舉例

油井總動壓頭計算潛油電泵選擇設(shè)計舉例

潛油電泵的選擇－潛油泵的選擇系列：130(513)型號：QN55額定排量：550m3/d單級揚程：7.9m(500m3/d)單級功率：0.7kW泵效：63.5%潛油泵總級數(shù)＝1638/7.9＝207.3級=208級潛油電泵選擇設(shè)計舉例電機功率=N+(分+保)功率=142.3+(1.5+1×2)=145.8kW－潛油電機的選擇電機系列：143(562)額定功率：180kW額定電壓：1710V額定電流：82A

電機引接電纜選用耐壓3000V、適應井溫120℃的4＃扁電纜為宜，長度根據(jù)機組長度而定。潛油電泵選擇設(shè)計舉例－分離器及保護器的選擇

根據(jù)計算結(jié)果，選用大慶油田力神泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的130系列旋轉(zhuǎn)式油氣分離器；保護器選用2節(jié)大慶油田力神泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的適應井溫120℃的130系列膠囊式保護器。－電纜的選擇

根據(jù)電機功率、額定電壓和額定電流?？蛇x用大慶油田力神泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的耐壓為3000V、適應井溫120℃的2#圓電纜為宜，其電纜壓降損失為30V/304.8m，長度為1800m。潛油電泵選擇設(shè)計舉例－變壓器的選擇容量：320KVA一次電壓：13500V二次電壓：1650～1950V，共7檔每檔50V潛油電泵選擇設(shè)計舉例－控制柜的選擇

根據(jù)電機的額定電流和電纜壓堿損失，選用大慶油田力神泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的QYK3.0P型控制柜，其電壓為3000V，電流為200A。

由于原油粘度比較小(≤10cp)，粘度對潛油電泵機組工作特性的影響可忽略不計，故以上計算結(jié)果可不進行粘度校正。否則，需對計算結(jié)果進行校正潛油電泵選擇設(shè)計舉例變頻潛油電泵的選擇目錄一、潛油電泵選擇設(shè)計程序二、潛油電泵選擇所需資料三、油井氣體計算四、油井產(chǎn)能預測五、潛油電泵機組的選擇六、潛油電泵選擇設(shè)計舉例七、變頻潛油電泵的選擇變頻潛油電泵特性通過潛油泵的流量與泵的轉(zhuǎn)速成正比潛油泵的壓頭與泵轉(zhuǎn)速的平方成正比潛油泵軸功率與泵轉(zhuǎn)速的立方成正比

潛油電機輸出功率與頻率成正比關(guān)系

變頻潛油電泵的選擇頻率與功率關(guān)系曲線

在預定調(diào)整頻率下電機的輸出功率，必須大于或等于預定頻率下泵所需要的軸功率。變頻潛油電泵的選擇變頻潛油電泵的選擇

按排量計算已知：排量400～750m3/d，揚程1200m求解：⒈頻率調(diào)節(jié)范圍，⒉50Hz下電機額定功率－選用泵型為130系列QN55型泵，單級揚程7.4m，泵效66％－在揚程一定(單級揚程7.4m)，從QN55型泵變頻特性曲線查得：排量400m3/d→頻率47Hz；排量750m3/d→頻率55.5Hz－在排量為550m3/d(f1=50Hz)、揚程為1200m時，軸功率為：變頻潛油電泵的選擇

在排量為750m3/d(f2=55.5Hz)、揚程為1200m時，軸功率為：－計算出50Hz下的電機額定功率為：－根據(jù)以上計算結(jié)果，就可以選擇出相應的電機。變頻潛油電泵的選擇

按頻率計算已知：泵型為QN55，揚程1200m，頻率最高為60Hz求解：⒈