潜油电泵简介及特殊油井的应用-KERUI

1、www.K潜油电泵简介和电泵在特殊油潜油电泵简介和电泵在特殊油井中的应用井中的应用 山东科瑞石油工程技术研究院山东科瑞石油工程技术研究院PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY INSTITUTE IN K.R.潜油电泵机组介绍潜油电泵机组介绍 潜油电泵产品技术说明潜油电泵产品技术说明特殊井况的应用特殊井况的应用 潜油电泵机组是一种重要的无杆泵采油设备，具有排量潜油电泵机组是一种重要的无杆泵采油设备，具有排量大、扬程高的优点，可广泛用于高含水井，深井及定向井等大、扬程高的优点，可广泛用于高含水井，深井及定向井等油井中采油，是油田实现高产稳产的重要手段。油井中采油，是油田

2、实现高产稳产的重要手段。 潜油电泵机组是将潜油电机、保护器、油气分离器或吸潜油电泵机组是将潜油电机、保护器、油气分离器或吸入口、潜油多级离心泵同电缆及油管一同下入井内，地面电入口、潜油多级离心泵同电缆及油管一同下入井内，地面电源通过变压器、控制柜和电缆将电能输送给潜油电机，潜油源通过变压器、控制柜和电缆将电能输送给潜油电机，潜油电机带动潜油多级离心泵旋转将电能转化为机械能，把油井电机带动潜油多级离心泵旋转将电能转化为机械能，把油井中的井液举升到地面的机械采油设备中的井液举升到地面的机械采油设备 。1.概述特特 点点: 中、大排量提液；中、大排量提液； 可用于含砂、高温、腐蚀、定向井等；可用于含

3、砂、高温、腐蚀、定向井等； 可用于单井注水及井下层间注水；可用于单井注水及井下层间注水； 检泵周期长，油井生产时效相对较高，利于原油生产；检泵周期长，油井生产时效相对较高，利于原油生产； 潜油电机工作时，部分功率转变为热能，使井底原油升温，减潜油电机工作时，部分功率转变为热能，使井底原油升温，减轻了石蜡的析出；轻了石蜡的析出； 操作简单、管理方便；操作简单、管理方便； 地面设备简单轻便，为非运动件，可在一些不利地表条件（如地面设备简单轻便，为非运动件，可在一些不利地表条件（如 沼泽、低洼、海上等）下生产；沼泽、低洼、海上等）下生产； 可安装井下测试传感器，及时监测油井及机组的各参数。可安装井下

4、测试传感器，及时监测油井及机组的各参数。 使用条件和技术参数：使用条件和技术参数：(1)油井套管公称直径油井套管公称直径 5 , 5 1/2 , 7 , 9 5/8 (2)油井温度油井温度 150(3)油层压力油层压力35MPa。(4)含砂量含砂量500g/m3。(5)油井液粘度在潜油泵工作温度下油井液粘度在潜油泵工作温度下7mm2/s（高于此值（高于此值时，潜油泵的流量、扬程、输入功率需要校正）。时，潜油泵的流量、扬程、输入功率需要校正）。(6)泵吸入口处的游离气体体积占三相总体积泵吸入口处的游离气体体积占三相总体积30%。(7)油井允许最大造斜率油井允许最大造斜率38/30m。电泵系统安装

5、示意图电泵系统安装示意图地面设备地面设备井下设备井下设备连接连接电缆电缆 中间部分主要指连接地面部分和井下部分中间部分主要指连接地面部分和井下部分的电缆，包括动力电缆和引接电缆，为潜油的电缆，包括动力电缆和引接电缆，为潜油电机供电。电机供电。电泵系统电泵系统 地面部分主要包括变压器、控制柜、接地面部分主要包括变压器、控制柜、接线盒、井口装置和地面电缆。线盒、井口装置和地面电缆。 井下部分是机组的主要部分，自下而上包井下部分是机组的主要部分，自下而上包括潜油电机、电机保护器、油气分离器和潜括潜油电机、电机保护器、油气分离器和潜油多级离心泵，根据需要接井下传感器。油多级离心泵，根据需要接井下传感器

6、。 潜油电泵机组供电流程：潜油电泵机组供电流程： 地面电源地面电源变压器变压器控制柜控制柜接线盒接线盒潜油潜油电缆电缆潜油电机潜油电机潜油电泵机组工作流程为潜油电泵机组工作流程为 动力电缆将地面电力送到潜油电机动力电缆将地面电力送到潜油电机保护器保护器防止井液进入潜油电机防止井液进入潜油电机 潜油电机带动多级离潜油电机带动多级离心泵工作心泵工作井液经气体分离器进入多级离心泵井液经气体分离器进入多级离心泵井液经多级离心泵加速获得动能井液经多级离心泵加速获得动能动能转换为压动能转换为压头，井液被加压头，井液被加压单流阀单流阀泄油阀泄油阀油管油管井口井口输油干线输油干线QYDB - / 适用井温代号

7、适用井温代号 额定扬程，额定扬程，m 额定排量，额定排量，m3/d 机组最大轴向投影尺寸，机组最大轴向投影尺寸，mm 潜油电泵机组代号潜油电泵机组代号井温代号井温代号 90，用，用A表示；表示； 120，用，用E表示；表示； 150，用，用F表示；表示； 180，用，用G表示。表示。机组最大轴向投影尺寸电机轴向投影尺寸半径（机组最大轴向投影尺寸电机轴向投影尺寸半径（mm）+ 泵轴向投影泵轴向投影尺寸半径（尺寸半径（mm）+ 引接电缆厚度（引接电缆厚度（mm）+ 电缆护罩厚度（电缆护罩厚度（mm）如：额定排量如：额定排量550m3/d，额定扬程，额定扬程1500m，使用井温，使用井温120的的1

8、49mm潜潜油电泵机组表示为：油电泵机组表示为：QYDB149-550/1500E。机组规格机组规格配用配用电机电机 mm配用泵、保、配用泵、保、分分mm机组最大投影尺机组最大投影尺寸寸mm适用最小适用最小套管套管in102系列95861025114系列1079811451/2119系列1169811951/2（118）系列1149811851/2149系列1381301497155系列1431301557195系8结构组成结构组成 电动潜油多级离心泵主要由两大部分组成，即转动部分和固定部电动潜油多级离心泵主要由两大部分组成，即转动部分和固定部分分 工作原理工作原理

9、潜油多级离心泵工作原理同普通离心泵相同，潜油电机带动泵潜油多级离心泵工作原理同普通离心泵相同，潜油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，经过导轮流道被引向上一级叶轮，这样逐级流经所有的叶轮和导轮，过导轮流道被引向上一级叶轮，这样逐级流经所有的叶轮和导轮，使液体压能逐渐增加，最后获得一定的压头，将井液举升到地面。使液体压能逐渐增加，最后获得一定的压头，将井液举升到地面。 结构特点结构特点 受套管内

10、径限制，泵外形呈细长状，直径小、叶轮和导轮级数多受套管内径限制，泵外形呈细长状，直径小、叶轮和导轮级数多、长度大。、长度大。 垂直悬挂运转，轴向卸载、径向扶正。垂直悬挂运转，轴向卸载、径向扶正。 泵吸入口装有特殊分离装置，防止气体或砂子进入离心泵泵吸入口装有特殊分离装置，防止气体或砂子进入离心泵 泵出口装有单流阀和泄油阀泵出口装有单流阀和泄油阀 潜油多级离心泵的特性曲线潜油多级离心泵的特性曲线 型号表示方法型号表示方法 QYB - / 位置代号：位置代号： S上节；上节； T通用节通用节 额定扬程，额定扬程，m 额定排量，额定排量，m3/d 泵外径，泵外径，mm 泵代号泵代号如：如：98系列额

11、定排量系列额定排量250m3/d，额定扬程，额定扬程1500m，上节泵表，上节泵表示为：示为： QYB98-250/1500S 作用作用 可作为井液进入多级离心泵的吸入口；可作为井液进入多级离心泵的吸入口； 含气井液进入多级离心泵之前，首先通过油气分离器将游离含气井液进入多级离心泵之前，首先通过油气分离器将游离气体从井液中分离出来，以减少游离气体对多级离心泵工作性气体从井液中分离出来，以减少游离气体对多级离心泵工作性能的影响。能的影响。组成及原理组成及原理 旋转式分离器主要由诱导轮、叶轮、导壳、分离腔、分流旋转式分离器主要由诱导轮、叶轮、导壳、分离腔、分流壳、轴及上下接头等部件组成。壳、轴及上

12、下接头等部件组成。 工作原理是井液由下接头的吸入口进入分离器后，被螺旋状工作原理是井液由下接头的吸入口进入分离器后，被螺旋状的诱导轮引入到低压吸入叶轮，低压吸入叶轮使液气混合物产的诱导轮引入到低压吸入叶轮，低压吸入叶轮使液气混合物产生一个稳定压头。叶轮甩出的液气混合物的流向，经导向轮由生一个稳定压头。叶轮甩出的液气混合物的流向，经导向轮由径向流动变为轴向流动后进入分离腔。分离器内高速旋转的分径向流动变为轴向流动后进入分离腔。分离器内高速旋转的分离器转子，将液气混合物中重的液体甩至分离器外壁，进入分离器转子，将液气混合物中重的液体甩至分离器外壁，进入分离壳流道供泵抽吸。轻的气体或较轻的气液乳化物

13、聚集在中心离壳流道供泵抽吸。轻的气体或较轻的气液乳化物聚集在中心部位，沿轴流至分离壳，从出气孔进入油套环形空间，完成了部位，沿轴流至分离壳，从出气孔进入油套环形空间，完成了油气分离过程。油气分离过程。型号表示方法型号表示方法 QYF 型式代号：型式代号：C沉降式；沉降式；X旋转式旋转式 分离器外径，分离器外径，mm 分离器代号分离器代号 如：潜油电泵机组用如：潜油电泵机组用130mm旋转式油气分离器表示为旋转式油气分离器表示为QYF130X 作用作用 连接潜油电机轴与多级离心泵轴，连接电连接潜油电机轴与多级离心泵轴，连接电机壳与机壳与 泵壳，间接将动力传递给潜油多级泵壳，间接将动力传递给潜油多

14、级离心泵离心泵 防止井液进入电机防止井液进入电机 ，补充潜由电机内润滑，补充潜由电机内润滑油的损失。油的损失。 承载离心泵的轴向力承载离心泵的轴向力 平衡电机内外压力平衡电机内外压力 组成及原理组成及原理 沉淀式保护器主要由机械密封、沉淀室、沉淀管、止推轴沉淀式保护器主要由机械密封、沉淀室、沉淀管、止推轴承及上下接头等部件组成。工作原理是沉淀式保护器全部注电承及上下接头等部件组成。工作原理是沉淀式保护器全部注电机润滑油，当保护器下入油井后，井液中的水进入保护器沉淀机润滑油，当保护器下入油井后，井液中的水进入保护器沉淀管内挤出润滑油，一直进入沉淀室，当水与沉淀管尾部一样高管内挤出润滑油，一直进入

15、沉淀室，当水与沉淀管尾部一样高时，水再也挤不出润滑油。时，水再也挤不出润滑油。 胶囊保护器主要由胶囊、单流阀、机械密封及上下接头等胶囊保护器主要由胶囊、单流阀、机械密封及上下接头等部件组成。有单胶囊和双胶囊两种，这种保护器下部为沉淀式部件组成。有单胶囊和双胶囊两种，这种保护器下部为沉淀式结构，上部为胶囊式结构，因此具有这两种保护器的优点结构，上部为胶囊式结构，因此具有这两种保护器的优点 。型号表示方法型号表示方法 QYH 型式代号：型式代号：L连通式；连通式；C沉淀式沉淀式 J胶囊式；胶囊式；B补偿式补偿式 保护器外径，保护器外径，mm 保护器代号保护器代号 如：潜油电泵机组用如：潜油电泵机组

16、用130mm胶囊式保护器表示为胶囊式保护器表示为QYH130J 工作原理工作原理 潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机。它和普通异步潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机。它和普通异步电动机一样，在定子绕租接通三相正弦交流电源后，在电机电动机一样，在定子绕租接通三相正弦交流电源后，在电机内产生一个旋转磁场，并以内产生一个旋转磁场，并以60f/p的转速旋转，旋转磁场与的转速旋转，旋转磁场与转子绕组之间产生相对运动，根据电磁感应原理，因而在转转子绕组之间产生相对运动，根据电磁感应原理，因而在转子绕组中出现感应电势和电流。转子中的感应电流也将产生子绕组中出现感应电势和电流。转子中的感应电流也将产生转子旋转

17、磁场，它与定子旋转磁场相互作用产生的电磁力作转子旋转磁场，它与定子旋转磁场相互作用产生的电磁力作用在转子上，电磁力对转子形成电磁转矩，从而驱动转子带用在转子上，电磁力对转子形成电磁转矩，从而驱动转子带动机械负荷旋转，实现由电能到机械能的转变。另外，转子动机械负荷旋转，实现由电能到机械能的转变。另外，转子的转向由定子电流的相序决定。的转向由定子电流的相序决定。 组成组成 潜油电机由定子、转子、止推轴承、扶正轴承和油循环系统等组成潜油电机由定子、转子、止推轴承、扶正轴承和油循环系统等组成 。定子系统定子系统 ：用来产生旋转磁场的，它包括定子铁芯、定子绕组和电机壳体：用来产生旋转磁场的，它包括定子铁

18、芯、定子绕组和电机壳体 转子系统转子系统 ：产生感应电流而受力转动，并输出机械转矩的部分。它由转子铁芯：产生感应电流而受力转动，并输出机械转矩的部分。它由转子铁芯、转子绕组、短路环、扶正轴承和转轴组成。、转子绕组、短路环、扶正轴承和转轴组成。 油循环系统油循环系统 :主要包括轴孔、转子与定子之间的间隙和各通油孔主要包括轴孔、转子与定子之间的间隙和各通油孔 。特征特征1.外形尺寸细长。外形尺寸细长。2. 转子与定子分节。定子固定在电机壳体上，转子通过键固转子与定子分节。定子固定在电机壳体上，转子通过键固定在电机轴上定在电机轴上3. 电机内充满的专用润滑油，保证了电机内部各工作件的润电机内充满的专

19、用润滑油，保证了电机内部各工作件的润滑、冷却，增强电机的绝缘性能，同时具有平衡电机内外压滑、冷却，增强电机的绝缘性能，同时具有平衡电机内外压力的作用；力的作用；4. 电机为悬挂式，其上部的止推轴承可承受转子重力及其它电机为悬挂式，其上部的止推轴承可承受转子重力及其它轴向力。轴向力。YQY - 位置代号：位置代号：D-单单 ,S上上, X下下 ,T-通通 功率，功率，kW 电机外径，电机外径，mm 电机代号电机代号 如：功率如：功率66 kW的的138系列上节电机表示为系列上节电机表示为YQY138-66S 型号表示方法型号表示方法 0 潜油电泵潜油电泵 排量：排量：301600m3/d(200

20、-10000BPD)扬程：扬程：3800m (12460FT)产产 品品 技技 术术 说说 明明潜潜 油油 电电 泵泵产产 品品 技技 术术 说说 明明潜潜 油油 电电 泵泵产产 品品 技技 术术 说说 明明气气 体体 分分 离离 器器产产 品品 技技 术术 说说 明明保保 护护 器器产产 品品 技技 术术 说说 明明潜潜 油油 电电 机机产产 品品 技技 术术 说说 明明产产 品品 技技 术术 说说 明明产产 品品 技技 术术 说说 明明井下部分井下部分 ( 传感器传感器 ) 压力压力 : 0-35MPa (0-5000psi) accuracy :1 % 温度温度 : 0-120 (0-2

21、48F) accuracy:2 地面部分地面部分 (二次仪表二次仪表 ) 温度温度:-25C+50(-77 122F) ; 相对湿度相对湿度: 90%;产产 品品 技技 术术 说说 明明产产 品品 技技 术术 说说 明明井下传感器主要功能：井下传感器主要功能： 井下压力、温度信号的采集。井下压力、温度信号的采集。 根据采集出来的信号由微处理器处理得出井下的根据采集出来的信号由微处理器处理得出井下的 温度与压力值。温度与压力值。 将处理结果按用户要求可以随时显示并进行传输。将处理结果按用户要求可以随时显示并进行传输。 能够定时切断测温、测压系统的工作电源。能够定时切断测温、测压系统的工作电源。

22、根据用户要求，可实现遥控遥测功能。根据用户要求，可实现遥控遥测功能。 高温深井高温潜油电泵机组高温深井高温潜油电泵机组出砂油井防砂耐磨型潜油电泵机组出砂油井防砂耐磨型潜油电泵机组腐蚀性油井防腐电泵机组腐蚀性油井防腐电泵机组稠油井潜油电泵开采技术稠油井潜油电泵开采技术高气油比油井电泵开采技术高气油比油井电泵开采技术易结垢油井防垢电泵机组易结垢油井防垢电泵机组高温深井高温深井高温电泵机组1、用途：、用途： 用于用于5 1/2以上套管高温井中开采原油。以上套管高温井中开采原油。2、主要特点：、主要特点： 该机组对原有的转子轴承衬套进行改进，对定子端部线圈该机组对原有的转子轴承衬套进行改进，对定子端部

23、线圈进行有效防护。止推轴承与密封件均采用高温材料。浸渍漆进行有效防护。止推轴承与密封件均采用高温材料。浸渍漆与电机油均采用耐高温型的。与电机油均采用耐高温型的。3、技术参数：、技术参数：泵排量：泵排量：30-1600m3/d 泵扬程：泵扬程：3800m以下以下电机最大串接功率：电机最大串接功率：216kw 电机功率因数：电机功率因数：0.82电机效率：电机效率：80% 电机额定转速：电机额定转速：2850r/min高温深井高温深井潜油电泵机组4、适应井况：、适应井况：1）环境井温最大）环境井温最大1502）油井含砂少于）油井含砂少于0.53） 油井造斜：油井造斜：3/30m4）套管内径：）套管

24、内径：124mm5）潜油泵吸入口压力下含气量）潜油泵吸入口压力下含气量30%防砂耐磨型潜油电泵机组1、用途：、用途： 适用于出砂较严重的油适用于出砂较严重的油井，也适用于常规油井。该井，也适用于常规油井。该泵独特的耐磨、减振结构较泵独特的耐磨、减振结构较常规机组，可提高机组整体常规机组，可提高机组整体使用寿命。使用寿命。防砂耐磨型潜油电泵机组2、主要特点：、主要特点： 采用了新型导叶轮结构设计。可采用了新型导叶轮结构设计。可减少井液在泵内的循环流动；减少减少井液在泵内的循环流动；减少了摩擦副数量；采取了措施使砂粒了摩擦副数量；采取了措施使砂粒不进入摩擦副内；采用了双止推厚不进入摩擦副内；采用了

25、双止推厚垫片，减少了叶轮的下止推磨损。垫片，减少了叶轮的下止推磨损。 设计了新型硬质塑性材料轴承。设计了新型硬质塑性材料轴承。该轴承硬度大，耐磨性好，减少了该轴承硬度大，耐磨性好，减少了径向磨损速度；塑性轴承可实现自径向磨损速度；塑性轴承可实现自动找正、自动定心，轴承处于良好动找正、自动定心，轴承处于良好的工作状况，塑性还可以对高速旋的工作状况，塑性还可以对高速旋转的泵起减振作用。转的泵起减振作用。防砂耐磨型潜油电泵机组 3、主要技术指标、主要技术指标 适用油井最大含砂量：适用油井最大含砂量：3 ； 适用砂粒直径：适用砂粒直径：0.1mm 。腐蚀性油井腐蚀性油井防腐电泵机组防腐电泵机组1、原理、原理 对潜油电泵机组与腐蚀性井液