潜油电泵基础.ppt

1 塔北油田技术服务公司培训教材 潜油电泵基础 李江2012 95 2 一 基本结构及工作原理二 影响电泵正常运行因素三 常见故障及处理四 安全注意事项 目录 3 基本结构及工作原理 基本构成 三大部分 七大件 四小件井下部分 潜油电机 保护器 分离器 多级离心泵 俗称井下四大件 中间部分 电缆地面部分 控制屏和变压器 附件 PHD或PSI 二次仪表 单流阀泄油阀或测压阀接线盒 一 管串结构 4 工作流程 1 动力电缆将地面电力输送到电机2 电机带动离心泵叶轮高速旋转3 井液通过油气分离器吸入口进入离心泵内4 泵给井液加速使其动能增加 电能转换为动能 5 动能转换为压能 井液经油管被举升至地面 一 管串结构 基本结构及工作原理 5 动画演示 一 管串结构 基本结构及工作原理 6 1 排量范围大30m3 d 4000m3 d 2 扬程高1000m 4500m 3 可以根据产液变化要求进行变频调速 4 地面设备占用面积和空间小 适用于海上平台 5 使用寿命长 6 便于管理 7 可适用于斜井与水平井 二 潜油电泵特点 三 潜油电泵缺点 1 成本高 施工工艺较为复杂2 不适合于高含气井3 不适合于供液不足井4 耐温是限制下泵深度及寿命的主要制约因素 基本结构及工作原理 7 潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机 当定子绕组接通三相电源时 电机内将产生一个转速为n1 60转 s的旋转磁场 转子导体中将产生电磁转矩 当电磁转矩大于轴上的阻力矩时 转子就会沿着旋转磁场的方向转动 电机从电源接受的电能转变为机械能输出 四 潜油电机 基本结构及工作原理 8 五 保护器 保护器主要是实现隔离井液和电机油 9 保护器的工作原理 电机油的膨胀 10 保护器的工作原理 电动机润滑油的冷却 11 五 保护器 作用 1 保护电机油 使之不被井液污染 2 平衡套管环形空间与电机内部的压力 也就是热胀冷缩的呼吸功能 3 保护器是联接电机与泵之间的桥梁 用它来传递扭矩 4 保护器需随时为电机补充电机油 12 旋转式分离器 作用 1 作为井液进入泵筒的吸入口2 油气分离 减少气锁 气蚀 1 由于液体与天然气相对密度差异大 在高速旋转中所产生的离心力差异大 达到油气分离的目的2 可处理油气水三相总体积30 的游离气3 分离效果达90 以上 六 油气分离器 说明 基本结构及工作原理 13 七 多级离心泵 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甩向叶轮四周压力和速度同时增加 经过倒轮流到被引向上一级叶轮 这样逐级流经所有的叶轮和导轮 使液体压能逐次增加 最后获得一定的扬程 将井液输送到地面 简单说电能转变成旋转机械能 基本结构及工作原理 14 头一级叶轮增压后传递到第二级叶轮 它的总扬程等于N级叶轮的叠加 150m2 d 七 多级离心泵 基本结构及工作原理 15 分类 圆形 扁形1 抗腐蚀性好 密封性好 保证井液不渗入绝缘层2 耐温耐压性好 在高温高压下长期工作3 机械强度高 铠装钢带 避免在起下过程中损坏 重要技术指标 1 耐温等级 决定下泵深度 适应的井况 温度环境 2 电缆直径 决定过电流大小4 60A2 90A1 120A 1 导体2 绝缘体3 护套层4 填充料5 钢带铠装 1 3 2 八 潜油电缆 54 基本结构及工作原理 16 用于控制潜油电泵的启动 停机及电机 电缆系统的短路电机过载或欠载的自动保护1 分为高压 供电1000 3000V 低压 控制110V 两部分2 控制面板上一般有电流记录仪 保护中心 电压表 启停按钮及指示灯等装置3 可由转换开关的置位实现人工控制或自动控制4 在自动控制状态下能实现供电间断后的再启动或由于供液不足欠载停机并经过预定时间间隔后的再启动 塔里木油田由于管理原因禁用自动启动 九 控制屏 基本结构及工作原理 17 单流阀作用 1 防止停泵后井液下落使泵反转引起泵组发生脱扣事件 2 使油管中充满井液形成回压 使泵保持高扬程启动状态 减少功率损耗 18 泄油阀作用 起泵时使油套连通 使油管内液体流出 方便作业 19 2 避免井下气体沿电缆保护层进入控制屏内聚集 引起火灾甚至爆炸 接线盒作用 1 用于地面与井下电缆的连接 20 1 供电电压波动 导致机组温升加剧 绝缘冲击加大 影响最大频繁停泵 对机组绝缘性能造成冲击2 举升液体性质气量大会造成气锁 气蚀 影响泵效原油乳化造成负荷增大粘度大造成泵效低 负荷大3 其它因素杂质 砂造成泵堵 卡泵或长时间高电流烧机温度高则电潜泵工作环境差 影响寿命 影响泵工作特性因素 21 一 过载处理流程 检查零克 判断是否过载 检查控制柜 零克是否脱落保险丝是否烧断 过载指示灯电流卡片趋势保险是否烧坏电缆接头是否松动 测量绝缘 测量直阻 启机 合闸旋至手动启机 拉闸断电检查接线盒 电缆接头 测量对地绝缘电阻值 判断是否偏载 判断是否偏载 判断是否机组 电缆烧断 判断相间是否短路 相间直流电阻小于3 观察电流 常见故障及处理 22 启机 解卡 调相序 反转 调高电压 调回电压 调变压器电压 调变压器电压 200V 减小电流 观察电流 合闸旋至手动启机 观察电流 合闸旋至手动启机 启机 保护电机 一 过载处理流程 常见故障及处理 23 1 电机烧 保护器失效或电缆头结构不合理造成井液进入电机电机绝缘性能在频繁电压波动 启停泵过程中损坏出砂导致长时间高负荷运行 破坏电机绝缘性能机组质量差或不能适应复杂工作环境2 电缆损坏 起下作业过程中造成电缆损伤腐蚀或正常老化造成损坏因出砂造成运行电流过大使电缆芯线产生高温 破坏绝缘井口安装困难造成井口电缆损坏3 控制屏内保险烧4 泵卡 砂卡及杂质卡5 机组落井 控制屏参数设置不合理 二 导致过载原因 常见故障及处理 24 三 欠载处理流程 检查井口 观察出液情况 套压数值 提高沉没度 油压取样口温度计量 观察井口 检查控制柜 欠载指示灯电流卡片趋势 判断是否过载 启机 合闸旋至手动启机 观察电流 憋泵 测试阀安装压力表打开测试阀关闭生产阀观察压力上升情况 时间 停泵观察是否稳压 判断管柱是否漏失 泵轴是否断 常见故障及处理 25 1 管柱漏失 油管刺穿 泄油阀漏 沉砂管漏2 供液不足 地层供液差 防砂筛管异物堵3 泵 管柱砂堵 泥浆堵4 泵轴 分离器轴断另外 泵长期运行可能因机械磨损 砂磨等造成泵效降低 四 导致过载原因 常见故障及处理 26 1 防触电电泵用的是高压电 1000 3000V都有 触电风险很高 需注意 一是远离配电区域 不触摸可能的带电设备 二是严格遵守操作规程 严格遵守监护和确认程序 三是注意接地是否完好 2 防憋压电泵井能量很高