石油开采-潜油电泵采油优秀PPT.ppt
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1、潜油电泵采油技术潜油电泵采油技术重庆科技学院石油工程学院制作重庆科技学院石油工程学院制作渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件电潜泵采油电潜泵采油它具有排量扬程范围大、功率大、它具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。经济效益显著的特点。电潜泵采油电潜泵采油渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件电电潜潜泵泵管管柱柱工工作作示示意意图图v表述电潜泵性能的主要参数有:额定排量Q、额定扬程压头H、额定轴功率P、额定效率
2、、额定转速n等参数。v电潜泵的额定排量和效率取决于泵型,额定扬程决定于泵型和级数,额定轴功率由额定排量和扬程确定,额定转速取决于电机结构。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油电泵工作原理潜油电泵工作原理潜油电泵采油原理是潜油电泵机组下入油井内一定深度,在一定的沉没压力下,电动机带动离心泵高速旋转;与此同时,井内油流经过分离器分离出部分游离的气体后,进入多级离心泵,油流在多级离心泵多级增压形成足够的压头,并被举升至地面。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件一、潜油电泵的结构组成一、潜油电泵的结构组成 潜油电泵系统由三部分组成:潜油电泵机组、地面
3、电气设备和动力电缆。潜油电泵的全称为沉没式潜油电动离心泵,简称潜油电泵或电潜泵,英语中简称 ESP即 ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP的缩写),它是一种无杆式抽油泵,主要由电动机、保护器、分离器、和离心泵四个部件组成。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油电泵组成潜油电泵组成电潜泵井下系统主要由电机、潜油泵、保护器、分离器、测压装置PSIPHD)、动力电缆、单流阀、泄油阀、扶正器等组成。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件1电机电机电潜泵电机又叫潜油电机,它是电潜泵机组的原动机,一般位于最下端。它是三相鼠笼异步电机,把电能
4、转变成机械能。它与普通电机相比,具有以下特点:机身细长,一般直径160mm以下,长度510m,;转轴为空心,便于循环冷却电机;启动转矩大,0.3s即可达到额定转速;电机内腔充满电机油以隔绝井液和便于散热;有专门的井液与电机油的隔离密封装置保护器。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件电机系统组成及作用电机系统组成及作用潜油电机为立式悬挂结构,主要由定子、转子、止推轴承、扶正轴承、电机头、下接头等组成。潜油电机为密闭式,腔内充满高纯度、高介电强度的矿物油,它在电机内起润滑、绝缘和传递热量的作用。1定子 定子的功能是产生旋转磁场,将电能转变成磁能,主要包括定子铁芯、黄铜夹段和
5、定子绕组等。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油电机的结构图潜油电机的结构图渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油电机结构示意图潜油电机结构示意图1-止推轴承2-轴3-电缆头4-引线5-定子6-转子7-扶正轴承8-壳体渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件电潜泵井下系统主要由电机、潜油泵、保护器、分离器、测压装置PSIPHD)、动力电缆、单流阀、泄油阀、扶正器等组成。它必须安放在通风良好、空气干燥的环境,必须具有防滴、防渗和气体排放等功能。对于新防砂完井后就下电泵生产的井,可能是由于完井作业后充填砂为冲洗干净所致,可以
6、采取以下措施解决:上调过载设定值,停机进行反冲洗,调大油嘴。处理办法有几种:将套压控制在很低水平,并调低欠载设定值。二、地面系统组成及作用潜油泵按叶轮是否固定分为浮动式、半浮动式和固定式三种。对于带有泄油阀管柱的井,往往是泄油销被砸断或冲蚀引起。待下入井中后,电动机、保护器的环境温度逐步升高,其内的电机油便逐步膨胀,于是保护器腔体内多余的电机油便由保护器呼吸孔溢入井筒中。(2)电缆故障诊断与排除当出现这些情况时,只能等待适当时机进行检泵作业以更换合适的电泵机组。对于电泵试油勘探井,一方面可能是由于油井出砂引起,需要采取洗井和防砂处理后才能重新进行电潜泵试油;(4连接潜油电机轴与泵轴或分离器轴)
7、,连接潜油电机壳体或分离器壳体)。输出频率可在3090Hz范围内连续变化,使得电机的转速17005130rmin内变化,泵排量变化范围是额定排量的0.(3)电泵故障诊断与处理对于“Y管柱和带测压阀的井,可能是它们的堵塞器密封失效引起,可以通过更换堵塞器盘根来恢复生产。潜油电机潜油电机-循环冷却系统循环冷却系统 4循环冷却系统循环冷却系统 潜油电机冷却系统由润滑叶轮、滤网、定子油道、油孔和潜油电机冷却系统由润滑叶轮、滤网、定子油道、油孔和空心电机轴及电机油等组成,带走电机定子和转子在交流和空心电机轴及电机油等组成,带走电机定子和转子在交流和涡流作用下产生的热量,达到冷却电机和保护绝缘材料的作涡流
8、作用下产生的热量,达到冷却电机和保护绝缘材料的作用,延长电机寿命。用,延长电机寿命。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油电机的工作原理潜油电机的工作原理 潜油电机工作原理:当三相交流电通过电缆输送到电机定子绕组时,流入电机的电流在气隙内产生一同步旋转磁场,该磁场与转子切割时,转子绕组中有感应电流产生,由于通电导体在磁场内产生一同步旋转磁场,该磁场与转子切割时,转子绕组中有感应电流产生,由于通电导体在磁场内受磁力作用,转子就会跟着磁场旋转,如果电机轴端带有机械负载,电机就输出机械功率,从而将电能转化为机械能。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件
9、2.潜油泵潜油泵电潜泵具有以下特点:直径小,排量范围大,外径一般为85.5102mm,排量范围可达308000m3d;级数多,长度长,扬程范围宽,扬程一般在1504500m;泵吸口有气体分离,防止气蚀和提高泵效。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油泵潜油泵 结构组成结构组成潜油泵为多级离心泵,包括固定和转动两大部分。固定部分由导轮、泵壳和轴承外套组成;转动部分包括叶轮、轴、键、摩擦垫、轴承和卡簧。电潜泵每级就是一个离心泵。潜油泵按叶轮是否固定分为浮动式、半浮动式和固定式三种。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油泵潜油泵l叶轮叶轮 叶轮是电
10、潜泵的核心部分,叶轮是电潜泵的核心部分,它是将机械能转变成生产流体压它是将机械能转变成生产流体压能的关键部件,液体通过叶轮时,能的关键部件,液体通过叶轮时,液体的压能和动能都得到增加。液体的压能和动能都得到增加。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件潜油泵潜油泵2导轮导轮 导轮是泵的固定部分,它一导轮是泵的固定部分,它一方面将动能转变成压能和降低方面将动能转变成压能和降低速度减小摩阻损失;一方面改速度减小摩阻损失;一方面改变流向,将流体导人下一级叶变流向,将流体导人下一级叶轮人口。轮人口。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件3.油气分离器油气分离器
11、 对于含气电泵井而言,井液在进入潜对于含气电泵井而言,井液在进入潜油泵之前,要先通过油气分离器进行气、液油泵之前,要先通过油气分离器进行气、液分离,以减少气体对潜油泵工作性能的影响。分离,以减少气体对潜油泵工作性能的影响。其作用:一是作为多级离心泵的吸入口通道;其作用:一是作为多级离心泵的吸入口通道;二是将游离气从井液中分离出来,减少气体二是将游离气从井液中分离出来,减少气体对离心泵的影响,提高泵效,保证离心泵正对离心泵的影响,提高泵效,保证离心泵正常工作。常工作。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件油气分离器的结构原理图油气分离器的结构原理图 位于潜油泵的下端,是泵的
12、入口,其作用是将油井生产流体中的自由气分离出来,以减少气体对泵的排量、扬程和效率等特性参数的影响,和避免气蚀发生。按不同的工作原理,可将其分为沉降式重力式和旋转式离心式两种。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件油气分离器原理油气分离器原理 气、液混合物进入分离器后,由叶轮来提高其扬程和旋转速度,然后由倒流轮再进一步提高其旋转速度,使气、液混合物在高速旋转的条件下,质量越大,所受到的离心力也越大。这样,质量较大的液体被甩到分离腔的外缘,而气体则被外缘的液体挤向分离腔中部,两者均呈螺旋上升。从而实现气、液分离。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件4.
13、保护器保护器 保护器又叫潜油电机保护器,是电潜泵所特有的。其位于电机与气体分离器之间,上端与分离器相连,下端与电机相连,起保护电机作用。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件保护器结构图保护器结构图 各类保护器腔体内的呼吸通道都是多级迷各类保护器腔体内的呼吸通道都是多级迷各类保护器腔体内的呼吸通道都是多级迷各类保护器腔体内的呼吸通道都是多级迷宫式结构。电机内腔压力与井液压力相差很宫式结构。电机内腔压力与井液压力相差很宫式结构。电机内腔压力与井液压力相差很宫式结构。电机内腔压力与井液压力相差很小,基本处于平衡状态。起到密封作用。小,基本处于平衡状态。起到密封作用。小,基本处
14、于平衡状态。起到密封作用。小,基本处于平衡状态。起到密封作用。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件保护器的作用保护器的作用 保护器主要是保护潜油电机的,最终目的是阻止井液进入潜油电机,避免烧毁潜油电机。保护器在潜油电泵机组中主要有以下四个作用:(1密封潜油电机轴的动力输出端,防止井液进入潜油电机。(2保护器的充油腔体与油井相连通,从而平衡潜油电机和保护器中各密封部位两端的压差。当潜油电机因温度升高而使润滑油体积膨胀时,润滑油可通过保护器溢出;当潜油电机因停机温度下降时,保护器可向潜.油电机补充润滑油。(3内设一个推力轴承,承担作用在泵轴、分离器轴和保护器轴向下的轴向力。
15、(4连接潜油电机轴与泵轴或分离器轴),连接潜油电机壳体或分离器壳体)。渤海石油系列培训教材多媒体课件渤海石油系列培训教材多媒体课件保护器的呼吸过程保护器的呼吸过程 在使用时,保护器各级腔体内都注满电机油。待下入井中后,电动机、保护器的环境温度逐步升高,其内的电机油便逐步膨胀,于是保护器腔体内多余的电机油便由保护器呼吸孔溢入井筒中。当电动机工作时,电动机和保护器的工作温度大幅度上升,于是电动机停机后,其温度逐渐下降,其内的电机油也逐渐收缩,其电机油空缺部分由保护器内的电机油回流来补充;而保护器内电机油的空缺则由井液通过呼吸孔流入填充,但由于保护器腔体的特殊构造,回流井液开始只限制在特定的腔体内。
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