第4章无杆泵采油优秀课件.ppt
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1、第4章无杆泵采油第1页,本讲稿共44页1举升动力传输的方式不同举升动力传输的方式不同有杆泵采油有杆泵采油气举采油气举采油人人工工举举升升采采油油地面能量通过地面能量通过抽油杆抽油杆提供给抽油提供给抽油泵,将井底原油举升至地面的采油泵,将井底原油举升至地面的采油方式。方式。利用气举气体的膨胀使井筒中的利用气举气体的膨胀使井筒中的混合液密度混合液密度降低。将流到井内降低。将流到井内的原油举升到地面的原油举升到地面无杆泵采油无杆泵采油地面能量地面能量不通过抽油杆不通过抽油杆提供给抽油提供给抽油泵,将井底原油举升至地面的泵,将井底原油举升至地面的采油方式。采油方式。?第2页,本讲稿共44页2第一节第一
2、节 电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油(1)(1)能量传递过程能量传递过程潜油电机潜油电机保护器保护器分离器分离器多级离心泵多级离心泵潜油电缆潜油电缆井井下下机机组组部部分分变压器变压器控制屏控制屏接线盒接线盒地地面面控控制制部部分分泄油阀泄油阀单流阀单流阀电力传电力传输部分输部分(2)(2)地层流体举升过程地层流体举升过程第3页,本讲稿共44页3电潜泵举升方式的主要优点:电潜泵举升方式的主要优点:(1)(1)排量大;排量大;(2)(2)操作简单,管理方便;操作简单,管理方便;(3)(3)能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油;能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油;(4)(4)在防蜡方
3、面有一定的作用。在防蜡方面有一定的作用。电潜泵举升方式的主要缺点:电潜泵举升方式的主要缺点:(1)(1)下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制;下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制;(2)(2)比较昂贵,初期投资高;比较昂贵,初期投资高;(3)(3)作业费用高和停产时间过长;作业费用高和停产时间过长;(4)(4)电机、电缆易出现故障;电机、电缆易出现故障;(5)(5)日常维护要求高。日常维护要求高。第一节第一节 电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油第4页,本讲稿共44页4(一一)潜油电机潜油电机一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置作用:产生旋转磁场。作用:产生旋转磁场。(
4、2)(2)转子系统:转子系统:转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环(3)(3)止推轴承:止推轴承:作用:承受电机的轴向力。作用:承受电机的轴向力。(4)(4)润滑油循环系统:润滑油循环系统:轴孔、定转子间隙、通油孔轴孔、定转子间隙、通油孔(1)(1)定子系统:定子系统:定子铁芯、定子绕组、电机壳体定子铁芯、定子绕组、电机壳体作用:产生感应电流而受力转动,并输出机械扭矩。作用:产生感应电流而受力转动,并输出机械扭矩。作用:电机运行时,润滑油从空心轴内流入,从轴承处各通油孔流作用:电机运行时,润滑油从空心轴内流入,从轴承处各通油孔流出,润滑各轴承;然
5、后进入定转子间隙。由于转子的高速旋转,润出,润滑各轴承;然后进入定转子间隙。由于转子的高速旋转,润滑油获得离心力以及润滑油重力作用,从而使润滑油下降到电机底滑油获得离心力以及润滑油重力作用,从而使润滑油下降到电机底部,补充到空心轴内反复循环,起到部,补充到空心轴内反复循环,起到润滑和冷却润滑和冷却作用。作用。主要主要结构结构组成组成及其及其作用作用第5页,本讲稿共44页5(2)(2)外廓尺寸细长;外廓尺寸细长;(3)(3)转子和定子分节;转子和定子分节;(4)(4)保证潜油电机的严格密封;保证潜油电机的严格密封;(5)(5)润滑油循环系统比较特殊。润滑油循环系统比较特殊。(1)(1)两极、三相
6、鼠笼式异步感应电机;两极、三相鼠笼式异步感应电机;潜油电机主要结构特点:潜油电机主要结构特点:一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第6页,本讲稿共44页6(二二)多级离心泵多级离心泵一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置1.1.泵的结构泵的结构 潜油多级离心泵结构示意图潜油多级离心泵结构示意图上接头上接头壳壳 体体叶叶 轮轮导导 轮轮转转 轴轴轴轴 套套下接头下接头泵吸入口泵吸入口第7页,本讲稿共44页7结构特点结构特点:(1)(1)直径小、级数多、长度大;直径小、级数多、长度大;(2)(2)轴向卸载、径向扶正;轴向卸载、径向扶正;(3)(3)泵吸入口装有特殊装置,如油气、油砂分离器等;泵吸入口
7、装有特殊装置,如油气、油砂分离器等;(4)(4)泵出口上部装有单流阀和泄油阀。泵出口上部装有单流阀和泄油阀。一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第8页,本讲稿共44页8 潜油多级离心泵的工作原理与地面离心泵相同。潜油多级离心泵的工作原理与地面离心泵相同。当充满在叶轮流道内的液体在离心力作用下,从叶轮当充满在叶轮流道内的液体在离心力作用下,从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时,中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时,液体受叶片的液体受叶片的作用,使压力和速度同时增加,作用,使压力和速度同时增加,并经导轮的流道被引并经导轮的流道被引向次一级叶轮,这样,逐级流过所有的叶轮和导轮,向次一级叶轮,这样,逐级
8、流过所有的叶轮和导轮,进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。2.2.泵的增压原理泵的增压原理一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第9页,本讲稿共44页93.3.泵的工作特性泵的工作特性离心泵的特性曲线:扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。离心泵的特性曲线:扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。潜油离心泵特性曲线图潜油离心泵特性曲线图一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第10页,本讲稿共44页10(一一一一)电机:电机:电机:电机:两极三相鼠笼感应电机,用于驱动离心泵转动两极三相鼠笼感应电机,用于驱动离心泵转动安装在井液流过的地方安装在井液流过的地方.一、
9、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第11页,本讲稿共44页11(二二)保护器保护器 保护器是利用井液与电机油的密度差异,以保护器是利用井液与电机油的密度差异,以防止井液进入电机防止井液进入电机造成短造成短路而烧毁电机的装置。主要是通过隔离腔连接井液与电机油来完成这路而烧毁电机的装置。主要是通过隔离腔连接井液与电机油来完成这一功能。一功能。保护器类型:保护器类型:连通式、沉淀式和胶囊式保护器连通式、沉淀式和胶囊式保护器(三三)油气分离器油气分离器 油气分离器安装在泵的液体吸入口处,当混气流体进入多级离心泵之前,先油气分离器安装在泵的液体吸入口处,当混气流体进入多级离心泵之前,先通过分离器,把自由气
10、体分离出来,防止和减少气体进泵,保证电潜泵具有良好通过分离器,把自由气体分离出来,防止和减少气体进泵,保证电潜泵具有良好的工作特性。的工作特性。常用的分离器有两种:常用的分离器有两种:沉降式和旋转(离心)式沉降式和旋转(离心)式一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第12页,本讲稿共44页12(四四)潜油电缆潜油电缆潜油电缆结构特点:潜油电缆结构特点:要求便于起下,且不易损坏;要求便于起下,且不易损坏;要求耐油、气、水,耐高温、高压;要求耐油、气、水,耐高温、高压;电缆终端有与电机插配的特殊密封接头电缆终端有与电机插配的特殊密封接头电缆头;电缆头;为满足油井对机组尺寸的要求,潜油电缆一般采用圆型
11、和扁型,为满足油井对机组尺寸的要求,潜油电缆一般采用圆型和扁型,扁型和扁型联接在一起的复合结构;扁型和扁型联接在一起的复合结构;要能适应施工和环境温度,进行起下作业时,电缆保护套层不破裂。要能适应施工和环境温度,进行起下作业时,电缆保护套层不破裂。作用:地面向井下机组传输电力。作用:地面向井下机组传输电力。一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置第13页,本讲稿共44页13(五五)控制屏控制屏一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置组成:组成:由电机启动器、过载和欠载保护、手动开关、时间继由电机启动器、过载和欠载保护、手动开关、时间继电器、电流表组成。电器、电流表组成。作用:作用:控制井下电机的运行,
12、自动控制潜油电泵系统的启动和控制井下电机的运行,自动控制潜油电泵系统的启动和停机停机具有短路、过载、欠载保护功能,以及欠载延时自动启具有短路、过载、欠载保护功能,以及欠载延时自动启动功能通过电器仪表随时测量电流和电压,可以跟踪系动功能通过电器仪表随时测量电流和电压,可以跟踪系统运行状况,应用变频控制屏可以改变传给井下电机的统运行状况,应用变频控制屏可以改变传给井下电机的频率,灵活调节和控制产量的大小频率,灵活调节和控制产量的大小。第14页,本讲稿共44页14(六六)变压器变压器一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置作用:作用:将交流电的电源电压转变为井下电机所需要的电压将交流电的电源电压转变为井
13、下电机所需要的电压将交流电的电源电压转变为井下电机所需要的电压将交流电的电源电压转变为井下电机所需要的电压工作原理:电磁感应原理。工作原理:电磁感应原理。工作原理:电磁感应原理。工作原理:电磁感应原理。类型类型:三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器 (七七)接线盒接线盒作用:作用:连接控制屏到井口之间的电缆;连接控制屏到井口之间的电缆;连接控制屏到井口之间的电缆;连接控制屏到井口之间的电缆;将井下电缆芯线内上升至井口的天然气放空,防止天然将井下电缆
14、芯线内上升至井口的天然气放空,防止天然将井下电缆芯线内上升至井口的天然气放空,防止天然将井下电缆芯线内上升至井口的天然气放空,防止天然气直接进入控制屏,使控制屏产生电火花时引起爆炸气直接进入控制屏,使控制屏产生电火花时引起爆炸气直接进入控制屏,使控制屏产生电火花时引起爆炸气直接进入控制屏,使控制屏产生电火花时引起爆炸安装位置:安装位置:在井口和控制屏之间在井口和控制屏之间在井口和控制屏之间在井口和控制屏之间第15页,本讲稿共44页15(八八)单流阀单流阀一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置在泵内不工作时保持油管柱充满流体,易于起泵,消耗在泵内不工作时保持油管柱充满流体,易于起泵,消耗功率最小功
15、率最小防止停泵后液体倒流,使机组反转防止停泵后液体倒流,使机组反转(九九)泄油阀泄油阀 安装在单流阀之上,以防止起泵时油管柱中的井液在安装在单流阀之上,以防止起泵时油管柱中的井液在卸油管时流到地面上。通过剪断销钉连通上下油管,将原卸油管时流到地面上。通过剪断销钉连通上下油管,将原油卸入井筒。油卸入井筒。第16页,本讲稿共44页16(十十)扶正器扶正器一、电潜泵采油装置一、电潜泵采油装置 扶扶正正泵泵和和电电机机,使使机机组组处处于于井井筒筒中中间间,以以便便电电机机很很好好冷冷却,防止电缆与套管内壁摩擦损坏。却,防止电缆与套管内壁摩擦损坏。第17页,本讲稿共44页17l标准安装方式:标准安装方
16、式:从下往上依次是电机、保护器、气液分离器、从下往上依次是电机、保护器、气液分离器、多级离心泵及其它附属部件,主要用于油井采油多级离心泵及其它附属部件,主要用于油井采油 l底部吸入口安装方式:底部吸入口安装方式:从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、吸入口吸入口 ,用于油管摩阻损失大或泵径大的井,用于油管摩阻损失大或泵径大的井 l底部排出口安装方式底部排出口安装方式 :从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、排出口排出口 ,用于将上部层位的地层水转注到下部层位,用于将上部层位的地层水转注到下部层位,适用于油田注水
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