人工举升理论6分析.pptx

人工举升理论人工举升理论石油大学吴晓东第六讲第六讲 潜油电泵采油潜油电泵采油 潜油电泵举升液体的核心部件是井下工潜油电泵举升液体的核心部件是井下工作的多级离心泵作的多级离心泵电电机机带带动动多多级级离离心心泵泵旋旋转转，将将电电能能转转换换为机械能，为机械能，同同时时离离心心泵泵又又将将机机械械能能转转换换为为液液体体的的能能量，把油井中的液体举升至地面。量，把油井中的液体举升至地面。潜油电泵系统的组成潜油电泵系统的组成 油电机保护器分离器多级离心泵 潜油电缆 控制屏变压器 图51 潜油电泵系统示意图 1变压器；2一控制屏；3一接线盒；4一地面管线；5一井口；6一泄油阀；7一-单流阀；8一多级离心泵；9一潜油电缆；10一分离器；11一保护器；12一潜油电机潜油电机潜油电机 油电机主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油循环系统及上下接头等组成 图5一2 潜油电机结构示意图1一扁电缆；2一止推轴承；3一电机轴；4一电缆头；5一注油阀；6一引线；7一定子；8一转子；9一扶正轴承；10一电机壳体；11一打油叶轮；12一滤网；13一注、放油阀工作原理 潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机 它和其它异步电动机一样，当定子绕组的三相引出线接通三相电源时，在电机内将产生一个旋转磁场，由于转子绕组与旋转磁场之间有相对运动，根据电磁感应原理，转子导体中将产生感应电动势 转子绕组是闭合的且 认为是纯阻性的电路，则转子导体中将有感应电流通过。因为载流导体在磁场中受到电磁力的作用，由此产生电磁转矩，其方向就会沿着旋转磁场的方向转动，此时电机从电源接受电能转变为机械能输出 潜油电机的特点 外形与多级离心泵相似呈细长形，定子和转子亦分数节，每节定子都固定在电机壳上，转子靠键和定位卡簧固定在轴上。电机为悬挂式，上部有止推轴承，承受转子重力和其它轴向力。电机内充满专用润滑油，起润滑、冷却、增强电机绝缘性能和平衡电机内外压力的作用。多级离心泵多级离心泵 潜油电泵结构特点 受套管内径限制，泵外形呈细长状，直径小，长度大，叶、导轮级数多 垂直悬挂运转，轴向卸载，径向扶正在叶轮上钻有平衡孔，用来减少叶轮的轴向力 工作原理 与普通离心泵相同，电机带动泵轴上的叶轮高速旋转时，叶轮内液体的每一质点受离心力作用，从叶轮中心沿叶片间的流道被甩向叶轮四周，液体压力和速度同时增加，经过导流道被引向上一级叶轮，这样逐级经过所有的叶轮，使液体能逐级增加，最后获得一定的压头，将井液举升到地面。油气分离器油气分离器 图56沉降式分离器结构示意图保护器保护器 图513沉淀式保护器1一上接头总成；2一卡簧；3一放气阀；4一上部补偿管；5一保护器壳体；6一护轴管；7一连通管；8一放油阀；9一止推轴承座；10一止推轴承；11一机械密封；12一放气阀；13一轴；i4一下部补偿管；15一底部连通管；16一注油阀；17一下接头保护器的作用保护器的作用保护器是用来补偿电机内润滑油的损失，并起到平衡电机内外压力、防止井液迸人电机及承受泵的轴向负荷的作用。潜油离心泵井生产参数优化设计潜油离心泵井生产参数优化设计 潜油电泵井优化设计的关键是使泵机组、油井及管路均处于较合理的工况下工作，使整个系统保持最优工作状态。潜油电泵井优化设计就转化为在现有的条件下优选泵型、级数、电机参数等 优化设计步骤优化设计步骤1收集原始资料及试井(或生产)数据；2依据试井(或生产)数据绘制油井IPR曲线；3计算泵吸入口压力px；4确定油井产液量Q；5确定油井管路特性方程；6计算产液量Q下的的总动压头H；7计算有效功率N；8确定泵型及级数M；优化设计步骤优化设计步骤9选择电机型号，确定额定电流，额定电压；10选择潜油电缆；11计算地面输大功率NR；12选择变压器；13选择控制屏；14计算系统效率；若QQe，则选择相邻几种泵型并重复步骤(3)步骤(14)，取。潜油电泵井生产管理潜油电泵井生产管理 潜油电泵井技术经济指标是反映潜油电泵井管理水平的重要标志 运行电流卡片的分析运行电流卡片的分析 图518 正常运行时的电流卡片泵发生气塞时的电流卡片 图519 泵发生气塞时的电流卡片