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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电潜泵技术简介,加强电潜泵技术管理,提高机组运行综合效益,2004,年元月,目 录,A,、管理部分,一、建立操作性强的管理制度,1,、巡回检查,2,、定时计量,/,化验,3,、发现问题及时分析，及时处理,4,、严格随意停机,二、严格操作程序,一）启动前的检查,二）启动,三）机组运行过程中日常应收集的主要数据,四）故障,停机后再启动前至少应完成的检测维护工作,B,、技术部分,一、潜油电泵机组概述,1,、潜油泵机组井下工作管柱简图,2,、潜油电机主要结构、工作原理和电性能测试,3,、,保护器的工作原理和主要功能,4,、潜油泵主要结构、工作原理及有关的基本概念,5,、分离器的主要结构和工作原理,6,、变压器的选型设计计算,二、电潜泵机组的选型设计计算,1,、油井产能计算,a,、,PI,法（即生产指数法；适用于流压高于饱和压力）,b,、,IPR,法,(,适用于流压低于饱和压力,),略,C,、,现场简易计算法（,适用于流压高于饱和压力）,2,、,机组选型设计计算,a,、,用于水井的计算方法,b,、,用于油井的计算方法（,8,大步骤）,c,、,计算泵挂处的气液比（,V,g,/,V,t,）,三、计算泵工作时的实际效率,四、计算电机的实际散热和温升,一、建立操作性强的管理制度,A,、巡回检查,（至少内容）,1,、确定巡回检查间隔时间：建议,2,小时,2,、必须的检查点：电控柜、井口、安全阀控制盘,3,、必须的检查参数：电流运行曲线值、三相电压,/,电流是否在额,定值范围内、井口处油,/,套压值是否正常,B,、定时计量、化验,据此判断电潜泵机组实际生产情况、评估机组未来是否存在潜在故,障和机组性能,/,有关运行参数可能的走向,A,、管理部分,C,、,发现问题及时分析、及时处理,D,、,严禁随意停机（即使使用变频器。特别是机组使用的后期）,二、严格操作程序制度,一）启动前的检查,1,、,检查出油管线是否连接好、相关的生产闸门,/,放气阀是否处于正确,的开关位置、设定值是否正确,2,、,检查欠载,/,过载设定值、延时设定值是否合理,3,、,检查相关系统的电器设备是否处于正确位置,（顺序：高压真空开关,/,变压器,/,接线盒,/,电控柜（变频器）,/,井口）,4,、,检查变压器输出端电压值是否正确,5,、,检查电源熔断器的规格是否正确,6,、,记录笔的位置是否正确,7,、,系统必须接地,8,、,所有检查内容和数据应有文字记录,9,、,电控柜门上应有该井井下机组的主要技术参数数据表，以利随 时对照检查机组工作性能,马达额定参数,安装时间：,功率：,电压：,电流：,制造厂家：,泵额定参数,安装时间：,型号：,级数：,单级扬程：,排量：,制造厂家：,电缆数据,规格,/,型号：,长度：,耐温：,变压器,规格,/,型号：,初级电压：,次级电压范围：,制造厂家：,备注：,二）启动,（尽量使用变频器启动）,1,、,如果是新机组刚下井，而且事先已经知道目前井里静液面离井口的深,度超过,500m,的话，启动前最好往井里灌满轻质的清洁液体,（条件：生产管柱上必须有单流阀）,2,、,按规定要求在电控柜上或变频器上实施启动程序,3,、,启动成功之后，应尽快用钳型电流表检查三相实际电流值，并和圆盘,记录卡上的电流值进行比校,4,、,根据井口压力和产量以及现场的工作经验判断相序是否接错,5,、,待井口出液完全稳定后，如条件允许，可以采用电潜泵憋压方式，大,致估算电潜泵机组的性能和油井静液面高度,（注：,1,）憋压时间不要超过一分钟）；,2,）事先计算好井液大致密度）,6,、,待油井出液完全稳定运转后，再重新调整好电流欠,/,过载值和启动,延时时间值,7,、,两次启动之间的间隔时间不得少于,5,分钟,8,、,启动过程和启动后的机组正常运行电性能数据应有文字记录,三）机组运行过程中日常应收集的主要数据,1,、,检查记录卡片上的电流曲线是否正常,2,、,三相电流值,/,并和额定值比较是否异常,3,、,三相电压值,/,并和额定值比较是否异常,4,、,原设定的欠,/,过载、延时值是否漂移,5,、,日产量（油、气、水分别计量,-,如条件允许的话）,6,、,出砂情况描述（如条件允许，应定期取样化验）,7,、,井口油,/,套压力值以及是否正常,8,、,井下压力,/,温度值及变化情况（如井下安装有测试仪的话）,9,、,井口温度,10,、,安全阀控制压力是否合适（在控制盘处检查）,11,、,有时为了更好地及时掌握机组的运行情况，有助于油井的动态分,析，还必须：,1,）,监测动液面深度（利用井下回声仪或通过油井憋压）,2,）,通过有关参数计算,/,分析机组运行效率,四）故障停机后、再启动前至少应完成的检测维护工作,（在确保切断电源的情况下）,1,、,检查记录卡上的电流值是否异常，并分析其原因,2,、,检测动力电缆三相对地绝缘阻值是否符合基本要求,3,、,相间直阻值平衡度是否符合要求,4,、,检查熔断器（保险丝）是否完好,5,、,检查（电控柜里）有关触点是否完好,6,、,（电控柜里）低压控制线路是否完好,7,、,欠,/,过载电流设定值和延迟设定值是否严重漂移,8,、,检查,.,动力电缆在变压器上的接头是否松动,B,、技术部分,一、电潜泵机组概述,1,、潜油泵机组工作管柱简图,变压器,电控柜,接线盒,井口,动力电缆,安全阀,电缆封隔器,电缆穿透器,生产油管,泵,油气分离器,保护器,潜油电机,控制管线,放气阀,卸油阀,单流阀,油层,套管,2,、潜油电机主要结构、工作原理和电性能测试,潜油电机为两级、细长式、三相鼠笼式异步电动机。它主要由定,子、转子轴承构成。,根据客户功率要求，潜油电机由数个这种功率相同的细长式、三相,鼠笼式异步电动机串联而成（单节），单节最大长度可达,10,米。更,大功率的电机可以由几个单节电机串联组成。,定子的铁心中均匀分布三相绕组，绕组为电机提供旋转磁场；当绕,组接通交流电时，,根据左手定则，,转子为电机提供电磁转矩。,（见下图）,1,潜油电机定子绕组,轴承全部为滑动轴承。其中一个为止推滑动轴承，承载转子的,重量；其余的为径向滑动轴承，起扶正转子的作用；,电机内部充满绝缘性能很高的润滑油，在电机中起绝缘、润滑和,转递热量作用。,根据客户的温度要求，目前国内潜油电机主要分,90,0,C,、,120,0,C,和,150,0,C,三种；,定子的绝缘结构分绝缘漆（清漆）和环氧树脂两种；两种形式各有优缺,点；,满负荷时电机的功率因数和效率比轻负荷时高；,电机的效率稍微提高一些，如果电机数量大的话，即可为用户节约大,量的电费；,效率,输入功率,功率因数,OA,OI,输出功率,o,I,A,E,线电流,感应电流,（电压）,（迟后电压,的）,滞后电流,（和电压同相位的）有效电流,90,0,（实测值）,铠皮,K,兆欧表,A,B,C,A,相,-,铠皮,B,相,-,铠皮,C,相,-,铠皮,1000,兆欧,下井前应对电缆进行下列两种电性能测量,1,、对地绝缘阻值测量,2,、测量相间直阻值,A,B,C,A,-,B,B-C,C-A,万用表,标准值,天津：,2.0,3.0,欧姆,森垂,:,2.0,2.2,欧姆,雷达,:,1.8,2.2,欧姆,三相间的阻值不平衡度,2%,三次测得的平均值最小值,(,或最大值,),最小值,(,或最大值,),2%,K,A,B,C,A,相,-,外壳,500,兆欧,B,相,-,外壳,500,兆欧,C,相,-,外壳,500,兆欧,注,:,每测一次后，要立即放电,下井前应对电机进行下列电性能测试,1,、对电机进行对地绝缘阻值测量,2,、对电机进行相间直阻测量,B,C,标准值,天津：,1.7,2.0,欧姆,森垂,:0.9,1.0,欧姆,雷达,:0.9,1.0,欧姆,三相间直阻值不平衡度,2%,三次的平均值最小值,(,最大值,),最下值,(,或最大值,),A-B,B-C,C-A,A,外壳,外壳,兆欧表,万能表,3,、保护器的工作原理和主要功能,1,、,连接泵和电机；,2,、,承担电机的部分轴向负荷（带一个止推轴承）；,3,、,为电机的动力端提供密封功能，防止井液进入电机内造成,绕组短路，并保持电机内的压力和井内的压力系统相连通；,4,、,补偿电机升温后电机油体积的膨胀；,关键作用,典型保护器密封示意图,典型的（其中一道）机械密封,4,、潜油泵主要结构、工作原理及有关基本概念,潜油泵是由多个单级离心泵串联而成。每一级由一个转动的叶轮和一,个固定的导轮（壳）组成；叶轮内的油液随着叶轮的旋转而旋转，以,实现压能的转换。导轮的主要作用是在转换液体压能的同时，把部分,高速动能变成低速（举升）能量（势能）；,泵的叶轮分“浮式”叶轮和“固定”式两种。浮式叶轮多用于中小排量,泵；固定式叶轮一般用于大排量泵；,图（全浮式、部分浮式、图磨损）,全浮式,典型的全浮式泵示意图,典型的半浮式泵示意图,浮式泵平衡原理,排量曲线图,排量对轴承的影响,有关泵的一些基本概念：,1,、,离心泵的排量取决于：转速、叶轮尺寸、出口压力和液体性质，,与泵的级数无关；,2,、,离心泵的扬程取决于：叶轮的圆周速度（,H,u,2,/g,）和泵的级,数；,3,、,泵的扬程与所泵送的液体的比重无关,;,比如，泵送比重为,1.0,的清水、比重为,0.7,的油、比重为,1.2,的,盐水和其它任何比重的液体时,其扬程都是一样的,;,但功率不同,;,1000,（英尺）,1000,（英尺）,比重,1.2,比重,1.0,比重,0.7,520,磅,/,英寸,2,433,磅,/,英寸,2,303,磅,/,英寸,2,泵,泵,泵,1000,（英尺）,4,、,额定电流不同的电机不能串联使用；,5,、,泵应在厂家所推荐的最佳范围内运转。,若实际排量超过最佳排量范围上限，则上止推轴承加速磨损；,若实际排量超过最佳排量范围下限，则下止推轴承加速磨损；,偏离的越多，上止推轴承或下止推轴承磨损得越快；,6,、,一旦泵的型号和泵的级数定了之后，就意味着泵的最大扬程定了，,再增加多大的功率也不会增加泵的扬程；,7,、,如果电机在低于额定电压下工作，电机转速下降，电流上升，长此,下去，对电机寿命是非常不利的；,电机在稍微高于额定电压下长期工作，通常对电机不会有明显的影,响,；,8,、,单流阀的作用：,1,）,防止停泵时油管内的赃物下沉而卡泵；,2,）,防止泵反转（反转时产生的电流可能烧坏电机和电缆、损坏传动轴,3,）,若管柱上没有单流阀，当电机还在反转时，若有人重新启动电机，这,时机组很可能会损坏；,9,、,气锁,如果井液中有大量的游离气存在，当游离气多到一定程度，进到,泵内的基本上都是气体时，泵就会抽空，这种现象叫气锁；发生气锁,时，泵即表现为欠载停机；,10,、,气穴,由于井液进入泵叶轮后，液体流速加快，同时压力降低，当压力下降到泡点压力以下时，液体会汽化，在泵中形成气体段塞，当气体段塞进入到叶轮的高压区时，气体段塞被压碎。此时，被压碎的气体段塞产生巨大的能量而破坏叶轮。这种现象叫气穴。,（当油层泡点压力高时，容易产生这种现象）；,5,、旋转分离器的主要结构和工作原理,a,、主要结构,主要由上下接头、分离腔、分流壳、轴、导向轮、导轮、叶轮和诱导叶轮等组成。,b,、工作原理,首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，低压吸入叶轮使油气混合液获得稳定的压头。叶轮的高速旋转使混合液的流向经过导向轮后，由径向流变为轴向流进入分离腔。混合液在高速旋转分离腔内做匀速圆周运动。由于离心力原理，比重大的液体甩向外围，比重轻的气体则聚集于轴心附近。被甩向外围的液体，经分流壳进入泵的第一级；气体则经过分流壳的分叉流道、再经过上接头放气孔进入油套环空。,1,上接头,分流壳（不转）,分流腔（转）,轴（转）,导向轮（转）,导轮（不转）,诱导叶轮（转）,下接头,叶轮（转）,旋转气体分离器工作原理,油气混合液,油,气,6,、海洋平台电潜泵变压器的选型设计计算,A,、基本原则：,）合适足够的防爆、防雨水性能（防护等级,IP23,，绝缘等级,F,）,）容量能满足目前最小机组功率和今后可能的最大机组功率要求,;,（多档；一般,1,档基本够用）,）电压、电流的取值范围至少能基本上覆盖目前国内几大电潜泵,生产厂家的机组的电压、电流值；,B,、变压器容量计算,KVA,3,V,i,1000,式中：,KVA -,千伏安（视在功率）,V -,电压，伏特,i -,电流（线性电流），安培,公式：,假设某平台在,20,年内，电潜泵的最小功率为,35,千瓦，最大功率,为,130,千瓦。在这种情况下，如何设计变压器的容量和电压档位？,方法：,1,）,首先应根据最小功率,35,千瓦和最大功率,130,千瓦，查有关电潜泵,生产厂家的电机目录，圈定出符合这两种功率的最低,/,最高电压,范围和最小,/,最大电流值范围。,2,）,符合功率,35,千瓦的电机有：,760v/43A,；,975V/34A,；,1230V/27A,970V/38A,；,693V/43A,；,-,；,符合功率,130,千瓦的电机有：,1820V/63A,；,-,；,因此，最低电压为,693,伏 ；最高电压为,1820,伏；最小电流为,27,安培；最大电流为,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：按变压器的功率因素（,cos,）,0.65,计算,则变压器的最,大容量为,200,千伏安才能满足,130,千瓦要求。,电压档位设计,（以某平台为例）,注：,千伏安和千瓦之间的关系,线电流,电压,电流,（和电压同相位）,滞后电流,（,滞后电压,90,0,）,90,0,0,A,I,E,KVA,3,V,i,1000,Kw,3,v,i,cos,1000,（视在功率）,（实际功率）,二、电潜泵机组的选型设计计算,1,）,油井的产能,计算,a,、,PI,法（即产液指数法；适用于流压高于饱和压力）,当流压高于饱和压力时，液流近似单向流，其特性曲线是一,条斜率为,“,J,”,的直线。,式中：,q-,油井日产量，,m,3,/d,（已知）；,P,ws,-,油层静压，,MPa,（,已知）；,p,wf,-,在产量为,q,时的流压，,MPa,（已知）；,J-,产液指数，,m3/d/MPa,根据已知的油井生产测试数据,(q,、,P,ws,、,P,wf,），即可计算出,斜率,“,J,”,。毫无疑问，当流压,P,wf,0,时，产液量,q,为最大值，即,q,P,ws,P,wf,J,这时的,q,即为,q,max,。,计算出,q,max,后，用斜率“,J”,即可画出一条直线。在“,PI”,曲线以内每,一个流压值（,P,wf,）都对应于一个相应的产量值（,q,）。根据“,PI”,曲线,有关工程师可以选择合适的生产制度、选择合适排量的电潜泵机组。,举例：,根据油藏部门提供的下列已知数据，计算该井的最大产能。,1,、已知数据,测试产量,-q,119.2 m,3,/d(750bb/d);,油层静压,-,P,ws,6.5 MPa(925psi);,在产量为,119.2m3/d,时的流压,P,wf,3.87MPa(550psi);,2,、求该井的最大产能,解：将已知数据代入公式，求出直线斜率“,J”,J,q,P,ws,P,wf,119.2,6.5,3.87,45.3m3/d/MPa,当流压,P,wf,0,时，产量,q,为最大值,q,max,，,所以，,q,max,p,ws,q,max,JP,ws,45.36.5,294m3/d,（,1850bb/d,）,典型的,“,PI,”,油井产能曲线图见下图。,J,油井产能曲线图,b,、,IPR,法（即沃格法；适用于流压低于饱和压力）,基本方程,：,q,q,max,1,0.2,P,wf,P,ws,0.8,P,wf,P,ws,2,式中,:,q,-,测试时的日产量，,m,3,/d,；（已知）,P,ws,-,油层静压，,MPa,；（,已知）,P,wf,-,在,q,产量下时的井底流压，,MPa,；,（已知）,q,max,-,油井最大日产量，,m,3,/d,；,（未知）,举例,（,略）,C,、现场简易计算方法,若在现场无法通过测试作业获得油井产量和压力数据时，我们可以用下面,简易方法计算油井的近似最高产能，并大致了解油井的动液面和静液面值。,操作步骤如下：,1,、,停泵关井，待液面恢复静止状态。如果是亏空井或原来没开井,在求产之,前应将油管灌满液体；,2,、,灌满液体之后，关闭出油闸门；,3,、,开泵运行（大略一分钟）；,4,、,在泵运行时，立即记下井口压力表读数。此压力值是排量为,“,0,”,时的力；,5,、,然后打开出油闸门；,6,、,计量产液量，直到产量稳定为止；,7,、,关闭闸门；,8,、,记录关闭,闸门时的井口压力,（有气体存在时井口压力恢复得缓慢）,。这个压,力值代表上述第,6,项测得的排量稳定时的压力；,根据上述两个点的压力，即可以确定出油井的产能。如下图所示。,图中闸门全关闭时泵所产生的压头用,“,H,”,表示，相应的地面表压用,“,P,1,”,表示，静液面高度用,L,1,表示。,请注意，在目前给定的排量下，闸门打开时泵所产生的压头和闸门,全关闭时泵所产生的压头是一样的，都是,“,H,”,。,稳定生产时，地面表压为,“,P,2,”,（注：,P,1,和,P,2,的值是永远不相等的）,；,动液面高度用,L,2,表示。液面从静液面下降至动液面处的距离为,L,2,L,1,，,大致相当于,P,1,P,2,，,如图所示。这种关系可用下面公式表示：,式中，,L,2,L,1,-,给定排量下的压力降，英尺（公制时为,m,）；,P,1,P,2,-,地面压力表的差值，磅,/,英尺,2,（公制时为,Mpa,）,；,P,1,P,2,K,L,2,L,1,压头（英尺）,磅,/,英尺,2,2.31,r,（液体比重）,压头,(m),kg/cm,2,10,r,（液体比重）,注,:,常用,K,值如下（英制时）：,淡水为,0.43;,盐水为,0.45,0.5;40,0,API,原油为,0.36;,L,1,、,P,1,、,P,2,、,r,为已知值；,K,-,常数，每英尺高度液体在每平凡英寸面积上所,产生的重量，磅,/,英寸,2,；,0,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,DT 1000,900,800,700,600,500,400,300,200,100,地面,排量,L,2,L,1,L,2,L,1,H,P,1,P,1,P,2,L,2,L,1,P,1,P,2,井的生产率,井的生产率,P,2,H,现场求油井产能简易计算图,动液面,静液面,H,L,1,100P,1,r,H,L,2,100P,2,r,L,2,L,1,100,（,P,1,P,2,）,r,用公制时,：,图中所给出的数据是测试排量为,400,桶,/,天时的压力降。从图中可以看出，当动液面降至,1000,英尺时，该井可能达到的最大的理论排量。,作该图时只用了两个测试点，便作出了压力降曲线。用几个不同的测试排量，可以获得更多的测试点，以便检查曲线的正确性（重合性）。,2),、机组选型设计计算,这里我们必须明白几个基本问题：,任何厂家提供的潜油泵的排量和扬程数据，都是按泵送水条,件提供的。如果泵送介质变了（不是水），在计算泵的排量,和扬程时，应根据有关公式或有关图表或实验数据对排量和,扬程进行修正,;,同一套机组在泵水时的排量比泵高粘度原油或含水在,30%,50%,的原油时的排量大得多；,比泵高粘度原油或含水在,30%,50%,的原油时的扬程和功率都,要小得多；,电潜泵机组选型设计计算的核心，是计算在要求的产量下泵的扬程,和电机功率。,a,、,用于,水井的计算,方法,（基本的）,基本公式：,8813,式中,N,电机,-,电机功率，,kw,；,Q -,泵排量，,m,3,/,日,H,总,-,泵总扬程，,m,；,r -,水比重；,泵,-,泵的效率；,注：,该公式也基本上适用于含水,70%,以上的油井机组的选型设计计算。,Q,H,r,N,电机,b,、用于高黏度油井的计算方法,（八大步骤。略）,计算泵挂处的,c,、气液比（,V,g,/,V,t,）,举例：,1,、已知条件：,气体比重,-,0.80,原油比重,-0.865,饱和压力,-1500,磅,/,英寸,2,泵挂处的温度,-145,0,F,预计泵沉没处压力,-400,磅,/,英寸,2,预计产油量,-154,桶,/,日,原油重度,-32,0,API,预计产水量,-446,桶,/,日,地面油气比,-225,英尺,3,/,桶,2,、计算步骤,1,）、计算（地层条件下的）溶解油气比（,R,S,）,-,英制单位,方法,A,：,可直接从有关地质资料上查得,R,S,方法,B,：,应用公式计算,：,R,S,Y,g,P,b,18,1,0,0,API,10,1,0.83,式中,R,S,-,在地层条件下的溶解油气比,(,标准英尺,3,/,标准桶,),Y,g,-,气体比重,P,b,-,地层饱和压力,(,磅,/,英寸,2,),T-,（地层）井底温度,(,0,F),上述计算出来的溶解油气比值，必须用下图的系数进行修正。此系数校正了井底流压低于饱和压力时的影响。,0.00091T,0.0125,先计算地层饱和压力和泵挂处的压力之比值,泵处沉没压力,地层饱和压力,比值,0.266,），然后再根据下图，查找在泵挂处压力下溶解油气比的,溶解度为,52%,）。,，（此例题的,0.52,0.266,因此，泵挂处的溶解油气比，即,R,S,修,R,S,0.52,；,根据已知油井数据，查有关地质资料或经过计算,得地层条件下的溶,解油气比,R,S,347,标准英尺,3,/,标准桶。所以，,泵挂处的溶解油气比应为,:,R,S,修,347,0.52,180.44(,标准英尺,3,/,标准桶,),注：,也可直接用下面公式计算校正系数,f,c,：,f,c,0.629,P,b,0.37,P,式中,P-,泵入口压力，,Mpa,P,b,-,地层饱和压力，,Mpa,2),、计算泵挂处气体体积系数,B,g,（,泵挂处桶,/,标准千英尺,3,-,-,英制单位）,B,g,5.05,Z,T,P,式中,B,g,-,（泵挂处）,气体体积系数，,(,泵挂处桶,/,标准千英尺,3,),Z-,气体压缩系数,(0.81,0.91),T-,（泵挂处）井底温度,0,F,(460,0,F),P-,泵挂处的压力,(,磅,/,英寸,2,),将已知数据代入上述方程，得：,B,g,5.05,ZT,P,5.05,0.85,(460,145),400,6.49,(,泵处桶,/,标准千英尺,3,),3),、计算泵挂处的油体积系数,B,0,（泵挂处桶,/,标准桶，英制单位）,B,0,0.972,0.000147,F,1.175,式中,F,R,S,修,Y,g,Y,0,0.5,1.25T,将已知数据代入上述方程式，得,B,0,0.972,0.000147,R,S,修,Y,g,Y,0,0.5,1.25T,1.175,0.972,0.000147,180.44,0.80,0.5,1.25,145,0.865,1.175,1.121(,泵挂处桶,/,标准桶,),4),、计算泵入口处气体总体积,V,t,（游离气和溶解气之合,英制单位）,V,t,日产油量（桶）,油气比,1000,154225,1000,34.66,千英尺,3,其中：,泵处,溶解气气量,日产油量（桶,）,R,S,修,1000,154,180.44,1000,27.78,千英尺,3,注,:,指地面气量。,982m,3,泵处,游离气气量,34.66,27.78,6.88,千英尺,3,泵挂处油体积,V,0,日产油量（桶）,B,0,154,1.121,172,桶,泵挂处游离气的体积,V,g,(,按体积系数,B,g,转换为桶数,),游离气量,(,千英尺,),3,B,g,6.88,6.49,45,桶,泵挂处水体积,446,桶,泵挂处油、气、水总体积,172,45,446,663,桶,泵挂处游离气占泵入口处三相流总体积的百分率为：,V,g,V,t,45,663,6.78%,从计算结果可以看出，要想日采出,600,桶产液量,(,油,154,桶，水,446,桶），应选择排量为,663,桶的泵才能满足日产液,600,桶要求。,注,1,：,对中等油气比的重原油，如果一时得不到某油田的实际,R,S,、,B,G,和,B,0,值，可用下面的简易方法计算,R,S,、,B,g,和,B,0,。其误差为,5%,10%,。,R,S,135,0.25P,标准英尺,3,/,标准桶,式中,P-,泵沉没处压力，磅,/,英寸,2,B,g,2572,P,桶,/,标准千英尺,3,B,0,1.05,0.0005R,s,其它具体计算方法同前。,注,2,:,用公制单位直接计算时，计算公式为：,R,S,0.1342Y,g,10,P,b,10,0.0125,141.5,Y,0,131.5,10,0.00091(1.8t,32),1,0.83,式中,Y,g,-,气体比重,Y,0,-,原油比重,P,b,-,原油地层饱和压力，,Mpa,t-,泵挂处温度，,0,C,R,s,-,-,泵挂处溶解油气比（没修正前的），,m,3,/m,3,注：,应根据：泵入口压力（,Mpa,）,/,地层饱和压力（,Mpa,）比值，查曲线图对,R,s,进行修正。,B,0,0.972,0.000147,5.61R,s,修,Y,g,Y,o,0.5,1.25,1.8t,32,1.175,式中,B,0,-,（泵挂处）原油体积系数，,m,3,/m,3,Y,g,-,气体比重,Y,o,-,原油比重,R,s,修,-(,泵入口处,),根据,R,s,修正后的溶解油气比，,m,3,/m,3,t -,（泵入口处）温度，,0,C,B,g,0.000378,Z,P,，,m,3,/m,3,式中,B,g,-,（泵入口处）天然气体积系数,m,3,/m,3,Z-,天然气压缩系数，,0.81,0.91,t-,（泵挂处）井底温度，,0,C,P-,泵入口处压力，,Mpa,t,273,最后，泵入口处的气液比,（,GLR,）,为：,（,1,f,w,）,（,GOR,R,s,修,）,B,g,（,1,f,w,）,B,0,（,1,f,w,）,（,GOR,R,s,修,）,B,g,f,w,GLR,式中,f,w,-,含水率，小数,GOR-,地面油气比，,m,3,/m,3,R,s,修,-,地层溶解油气比（,R,s,）的修正值,B,g,-,（泵入口处）天然气体积系数，,m,3,/m,3,B,o,-,泵入口处油体积系数，,m,3,/m,3,注：,泵入口处的气液比是随流压的变化而变化的。为了随时掌握泵挂处,的气液比值，可以事先假设数个不同的泵入口压力值，并计算出相,应值下的、泵挂处数个不同气液比值。根此即可绘制出泵入口处气,液比与泵入口处的压力关系曲线图。,三、现场计算泵工作时的实际效率,泵的名牌效率一般都比较高，但在现场实际应用中泵的有效功率到底有多大，泵运转得是否合理，可以通过计算泵的实际工作效率与泵的名牌效率进行比较来衡量。如果实际运转效率太低，应采取措施整改。,基本公式：,泵实际效率,N,泵出,N,泵入,-,（,1,）,N,泵入,（,kw,）,3,V,i,COS,电机效率,1000,-,（,2,）,N,泵出,（,kw,）,Q,H,总,r,混,102,-,（,3,）,式中,N,泵出,-,泵的输出功率，,kw,；,N,泵入,-,泵的输入功率（即电机的输出功率），,kw,；,V -,电机工作电压；,I -,电机工作电流；,COS,-,电机功率因素；,电,-,电机效率；,r,混,-,产液混合液比重,（,kg/m,3,）；,H,总,-,泵的实际总扬程,（,m,）；,Q,日产液量（,kg,）,混合液比重（,kg/m,3,）,86400,例题：,某井下入雷达公司电潜泵，日产液量,539,吨，含水,80/%,，,动液面高度,（,H,动,）,607m,，井口压力,1.1Mpa,，套压,2.1Mpa,，,工作电流,49A,，,工作电压,2000V,，,功率因素,COS,为,0.70,，电机效率,电,为,0.85,，,原油比重,r,油,为,863.4kg/m,3,，水比重,r,水,为,1000kg/m,3,。试计算电潜泵的实际工作效率是多少？,解：,1,、计算泵的实际轴功率,（即泵的实际输入功率）,3,2000,49,0.70,0.85,1000,101,(,kw,),N,泵,入,H,井口,102,0.973,1.1,2.1),104m,所以,H,总,607,104,0,503 m,2,、计算泵的实际输出功率,（即泵的有效功率）,A,、,计算油井混合液的比重,r,混,r,混,r,水,0.80,(1,0.80),r,油,1000,0.80,0.20,863.4,973,kg/m,3,B,、,计算总扬程,H,总,H,动,H,井口,H,套,H,磨,式中：,H,动,607m,；,H,磨,略；,H,井口,1.1Mpa,；,H,套,2.1Mpa,注,:,1,Mpa,9.87(,物理,),大气压,1,（物理）大气压,1.0322(,工程,),大气压,1,Mpa,9.87,1.0322,10.187,(,工程,),大气压,10m,高水柱相当于,1,（工程）大气压（水的比重按,1.0,计算,),C,、,泵的实际输出功率,N,泵,出,Q,H,总,r,混,102,102,973,86400,539000,503,973,30.7,kw,N,泵出,N,泵入,30.7,101,0.3039,30.4%,泵实际效率,四、现场计算机组的实际散热量和温升,公式：,t,（,0,F,）,泵实际输出功率,(1,泵实际效率,)0.70760,加仑,/,分,8.33,比重,比热,泵实际输出功率,(,马力,)-,根据泵的实际排量,Q,、扬程,H,总,和比,重,r,混,算出（,参考上述,N,泵出,计算公式,）,泵实际效率,-,泵运转时的实际效率，非名牌上的效率（,参考,上述,泵实际效率,计算公式,）,比重,-,混合液的比重,比热,-,混合液的比热,例题,：,某型泵在最高效率点时的排量为,600,桶,/,日（,17.5,加仑,/,分,),压头为,3000,英尺,泵最高效率为,60%,，电机效率为,0.83,混合液的比重为,0.7938,，混合液的比热为,0.5,。求该泵在最高效率点时的机组温升是多少？,注：,此例题是求机组在最高效率点（名牌效率）工作状态下的温升。,但现场计算时，泵的实际效率往往低于泵的名牌效率，因此，,在现场计算机组的温升时，应先计算出泵的实际工作效率（参,考上述,泵实际效率,计算公式）,，然后再根据公式计算机组温升。,解：,1,）,计算泵的输出功率,N,泵出,17.5,加仑,/,分,30000.7938,3960,13.3(,马力,),2),计算泵的输入功率,(,泵制动功率,),N,泵入,N,泵出,0.6,13.3,0.6,22.2,(,马力,),3),计算电机的输入功率,N,电入,N,泵入,0.83,22.2,0.83,26.74(,马力,),4),分析,很显然,给电机输入的,26.74,马力中,除了,22.2,马力之外,其余的,功率都以热的形式损失掉了。因此：,N,电损,26.74,13.3,13.44(,马力,),；,因为，,1,马力,42.44,英热单位,/,分；,因此，,13.44,马力,42.44,英热单位,/,分,570.4,英热单位,/,分（即电机,每分钟损失的热量）；,电机的上述热量被流过电机而进入泵的液体带走。,17.5,加仑,/,分,8.1,磅,/,加仑,142,磅,/,分,注,:,当液体的比重为,0.7938,时,每加仑液体重为,8.1,磅。,在这种情况下，每磅液体每分钟应带走的热量为：,570.4,英热单位,/,分,142,磅,/,分,4.02,英热单位,/,磅,温升,t,4.02,0.5,8.04,0,F,