采油工程原理与设计-第04章无杆泵采油.pptVIP

* 第四章 无杆泵采油 第一节 电动潜油离心泵采油 (1) 能量传递过程 潜油电机 保护器 分离器 多级离心泵 潜油电缆 井下机组部分 变压器 控制屏 接线盒 地面控制部分 泄油阀 单流阀 电力传输部分 (2) 地层流体举升过程 电潜泵举升方式的主要优点： (1) 排量大； (2) 操作简单，管理方便； (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油； (4) 在防蜡方面有一定的作用。 电潜泵举升方式的主要缺点： (1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制； (2) 比较昂贵，初期投资高； (3) 作业费用高和停产时间过长； (4) 电机、电缆易出现故障； (5) 日常维护要求高。 (一) 潜油电机 一、电潜泵采油装置 作用：产生旋转磁场。 (2) 转子系统：转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环 (3) 止推轴承：作用：承受电机的轴向力。 (4) 润滑油循环系统：轴孔、定转子间隙、通油孔 (1) 定子系统：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：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部，补充到空心轴内反复循环，起到润滑和冷却作用。 主要结构组成及其作用 (2) 外廓尺寸细长； (3) 转子和定子分节； (4) 保证潜油电机的严格密封； (5) 润滑油循环系统比较特殊。 (1) 两极、三相鼠笼式异步感应电机； 潜油电机主要结构特点： (二) 多级离心泵 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，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周时，液体受叶片的作用，使压力和速度同时增加，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，进一步使液体的压能增加获得一定的扬程。 1 .泵的增压原理 2.泵的结构 图4-2 潜油多级离心泵结构示意图 上接头 壳 体 叶 轮 导 轮 转 轴 轴 套 下接头 泵吸入口 结构特点： ?直径小、级数多、长度大； ?轴向卸载、径向扶正； ?泵吸入口装有特殊装置，如油气、油砂分离器等； ?泵出口上部装有单流阀和泄油阀。 2.泵的工作特性 离心泵的特性曲线（纯水为介质）： 排量-扬程、功率和泵效随排量的变化关系曲线。 图4-3 潜油离心泵特性曲线图 (三) 保护器 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一功能。 保护器类型：连通式、沉淀式和胶囊式保护器 (四) 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。 常用的分离器有两种：沉降式和旋转（离心）式 (五) 潜油电缆 潜油电缆结构特点 ? 要求便于起下，且不易损坏； ? 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—电缆头； ?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； ?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。 二、电潜泵油井生产系统设计 节点系统分析方法。 （一）电潜泵油井生产系统组成 (1) 油层系统 (2) 井筒流动系统 (3) 潜油离心泵系统 流入动态（IPR） 气—液多相管流流动规律 H－Q、η－Q特性曲线 （二）电潜泵油井生产系统设计方法 1.设计任务： 确定下泵深度，选择泵型、电机、电缆和地面设备等。 2.目标：满足配产要求，效率最高、能耗最小。 3.约束条件： (1) 泵的实际排量在所选泵的推荐范围内； (2) 下泵深度不大于油层中部深度； (3) ； (4) 进泵气液比 。 4.设计步骤： (10) 电潜泵抽油井生产工况参数的预测与优化。 (2) 抽油设备的初选，包括离心泵、电机、电缆等； (7) 计算设计排量和扬程下所需要的泵的级数； (1) 油层产能分析； (3) 井筒流体压力、温度、流体物性分布计算； (4) 下泵深度的确定； (6) 泵的增压要求量计算； (5) 离心泵特性曲线的校正； (8) 电缆电压降计算，确定地面电压，选择控制屏； (9) 计算变压器的容量，确定变压器的型号和规格； 1、含气液体对电泵工作特性的影响 （三）影响电泵工作特性的因素分析 扬程、排量及效率下降； 游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，将会使离心泵停止排液。 2、液