GBT 17386-2025潜油电泵装置的规格选用

GB/T17386-2026《潜油电泵装置的规格选用》本文件规定了潜油电泵装置规格的选用原则和流程、油水井资料收集、基本参数确定、设备选型、辅助设备选用和报告。本文件适用于油水井潜油电泵装置的规格选用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T16750潜油电泵机组GB/T17389潜油电泵电缆系统的应用SY/T5745—2024采油采气工程术语SY/T5904潜油电泵选型原则及设计方法3术语和定义SY/T5745—2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。气油比gas-oilratio;GOR标准条件下天然气产量与原油产量的比值。泵吸入口含气率gasholdupofintake在实际油藏温压条件下，泵吸入口处游离气相体积占油、气、水三相总体积的百分数。泵扬程pumphead潜油泵举升液体的高度。[来源：SY/T5745—2024,5.4.13,有修改]工4选用原则和流程4.1选用原则4.1.1潜油电泵装置规格的选用应满足油水井工况。4.1.2潜油电泵装置规格的选用应满足各组成设备之间的匹配性。4.1.3潜油电泵装置宜选用技术成熟度高、性能可靠的设备，同时兼顾经济性。选用流程包括油水井资料收集、基本参数确定、设备选型、辅助设备选用和报告。选用流程见图1。5.1.1油藏资料5油水井资料收集5油水井资料收集5.1.2井简资料6基本参数确定6基本参数确定5.1.3地面资料5.1.4其他辅助性资料8辅助设备选用图1选用流程图5油水井资料收集5.1油水井资料类型5.1.1油藏资料：包括地层压力、饱和压力(或泡点压力)、气油比、产气量、采油指数(或产液指数)、油层温度、原油相对密度、气体相对密度、地层水相对密度、原油黏度、含砂量、结蜡、结垢率等。5.1.2井筒资料：包括井身结构描述、井斜数据、套管规格、油管规格、人工井底深度、油层中部深度及射孔段深度等。5.1.3地面资料：包括井场供电电压、电源频率、地面设备的规格、油管压力、套管压力、地面管线回压、注采系统完善程度等。5.1.4其他辅助性资料：包括其他可用于选型设计的辅助性资料，如泵挂深度、预定流量、井筒图表、油气成分报告、地层水分析报告、地质设计报告、潜油电泵安装报告、潜油电泵故障分析、电流卡片及生产数据日报表等。5.2油水井资料收集表油水井资料收集表见附录A。6基本参数确定6.1基本参数确定流程基本参数确定流程见图2。6.2.1确定泵吸入口含气率6.2.1确定泵吸入口含气率6.2.2预选吸入及处理装置6.2.2确定泵吸入口压力6.3.1油井流入动态计算6.3.2确定油井最大供液能力是6.3.3确定潜油泵排量6.4.1计算泵吸入口压力6.4.2计算泵扬程图2基本参数确定流程图6.2泵吸入口含气率6.2.2绘制泵吸入口压力与泵吸入口含气率关系曲线，根据预选吸入及处理装置的气体处理能力确定泵吸入口压力。6.3流入动态曲线6.3.1流入动态计算包括流入动态判断、采油指数(或产液指数)和油水井供液能力的确定，计算应符合SY/T5904的要求。6.3.2根据流入动态类型，计算不同井底流压对应的油水井供液能力，绘制流入动态曲线，确定油水井最大供液能力。6.3.3根据油水井最大供液能力、预定流量确定潜油泵排量。46.4泵扬程6.4.1根据确定的潜油泵排量，计算对应工况下的泵吸入口压力。6.4.2根据井斜数据、泵吸入口压力和泵挂深度确定泵扬程，泵扬程的计算应符合SY/T5904的要求。7设备选型7.1潜油泵7.1.1潜油泵的选型流程见图3。6.3.3潜油泵排量6.3.3潜油泵排量7.1.2确定泵型7.1.3确定泵的单级扬程、单级功率和效率6.4.2泵扬程7.1.4确定泵级数校核轴强度、壳体强度及轴向力7.1.6;7.1.8;7.1.9确定防砂、防腐及防垢措施图3潜油泵选型流程图7.1.2根据油水井的套管规格、潜油泵排量和潜油泵效率等参数选用泵型。7.1.3根据确定的泵型，从特性曲线上确定潜油泵的单级扬程、单级功率和效率。7.1.4根据确定的泵扬程和单级扬程计算所需级数。7.1.5根据泵扬程、泵排量、泵效率、单级功率和级数确定潜油泵所需功率，潜油泵所需功率按SY/T5904进行计算。7.1.6根据油水井资料中的含砂量确定潜油泵的特性：a)采出液含砂量小于0.05%时，不必对潜油泵进行防砂设计；b)采出液含砂量大于或等于0.05%且小于0.5%,且颗粒直径不大于0.1mm时，宜对潜油泵进行防砂设计；c)采出液含砂量大于或等于0.5%,或颗粒直径大于0.1mm时，应对潜油泵进行防砂设计，同时宜安装防砂筛管、泵上挡砂装置等防砂设施。7.1.7根据采出液黏度对潜油泵特性的影响情况，应对潜油泵的扬程、效率和排量进行修正。7.1.8腐蚀性液体环境下，潜油泵应选用不锈钢、镍基合金等防腐材料或采取防腐喷涂措施。7.1.9结垢井况条件下，潜油泵应采取防垢措施。7.1.10根据潜油泵的极限使用情况，应对轴强度、壳体强度和轴向力进行校核。7.1.11在油水井供液能力变化范围较大或采油指数(或产液指数)存在不确定性等情况下，宜选用宽幅潜油泵。宽幅潜油泵是一种高效区较宽、适应排量范围广的潜油泵。7.2吸入及处理装置7.2.1吸入及处理装置包括吸入口、油气分离器、气体处理器。7.2.2根据泵型及泵吸入口含气率确定吸入及处理装置：a)泵吸入口处含气率小于5%时，宜选用吸入口；b)泵吸入口处含气率大于或等于5%且小于30%时，宜选用单级油气分离器；c)泵吸入口处含气率大于或等于30%且小于40%时，宜选用双级油气分离器；d)泵吸入口处含气率大于或等于40%且小于50%时，宜选用气体处理器；e)泵吸入口处含气率大于或等于50%时，应选用油气分离器和气体处理器组合。7.2.3出砂井况条件下，吸入及处理装置应采取防砂措施。7.2.4腐蚀性液体环境下，吸入及处理装置应选用不锈钢、镍基合金等防腐材料或采取防腐喷涂措施。7.2.5结垢井况条件下，吸入及处理装置应采取防垢措施。7.2.6生产现场不准许进行气液分离时，应选用气体处理器。7.3保护器7.3.1保护器的选型流程见图4。7.3.2确定保护器型式7.3.3确定保护器外径7.3.8确定防砂及防腐措施77.3.8确定防砂及防腐措施校核轴强度、止推轴承承载能力7.3保护器图4保护器选型流程图7.3.2根据油水井工况和潜油电机型号确定保护器的型式，保护器的型式按结构分为胶囊式和沉淀式。7.3.3根据潜油电机外径确定保护器外径，其外径不宜超过潜油电机的外径。7.3.4根据油层温度和散热等因素选用保护器的电机油、橡胶及密封材料的耐温等级。67.3.5高气油比、出砂严重、高温或高黏液体等恶劣环境下，保护器宜组合使用。7.3.6保护器安装倾斜角超过30°时，应选用胶囊式保护器。7.3.7出砂井况条件下，保护器应采取防砂措施。7.3.8腐蚀性液体环境下，保护器应选用不锈钢、镍基合金等防腐材料或采取防腐喷涂措施。7.3.9根据保护器极限使用情况，应对轴强度、止推轴承承载能力进行校核。7.4潜油电机7.4.1根据潜油泵、吸入及处理装置和保护器所需功率，确定潜油电机功率。7.4.2根据套管内径、全角变化率和管柱结构确定潜油电机外径。7.4.3根据潜油电机的运行温度确定其耐温等级。运行温度受油层温度、潜油电机表面液体流速、液体黏度、结垢及运行负载率影响。7.4.4根据潜油电机功率、泵挂深度和油水井工况确定潜油电机的额定电压。7.4.5潜油电机外径与套管内径之间的流体通道应保证电机散热，潜油电机表面液体流速宜不小于7.4.6腐蚀性液体环境下，潜油电机表面液体流速宜不超过3.658m/s(含砂环境宜不超过2.134m/s);潜油电机应选用不锈钢、镍基合金等防腐材料或采取防腐喷涂措施。7.4.7考虑油水井工况和节能需求，可选用潜油永磁电机。7.5潜油电缆7.5.1根据油管规格和套管规格选用潜油电缆尺寸，一般情况下宜选用圆电缆，油套环形空间不满足圆电缆安装条件时，应选用扁电缆。7.5.2潜油电缆包括动力电缆和引接电缆。根据泵挂斜深和连接部分长度之和确定动力电缆长度，根据潜油泵、吸入及处理装置和保护器确定引接电缆长度。7.5.3根据潜油电机的电压和电流确定潜油电缆导体尺寸和耐压等级，潜油电缆导体尺寸应符合GB/T17389的规定。7.5.4根据油层温度确定潜油电缆耐温等级。7.5.5根据潜油电缆耐压等级和耐温等级选用绝缘材料，常见的绝缘材料有聚丙烯、乙丙橡胶、聚酰亚胺-F46复合薄膜/乙丙橡胶组合绝缘、聚酰亚胺-F46复合薄膜/聚全氟乙丙烯组合绝缘。7.5.6根据油层温度和气油比选用潜油电缆的护套，常见的护套有丁腈橡胶护套、乙丙橡胶护套和铅合金护套。7.5.7根据油水井采出液的腐蚀程度确定潜油电缆的铠装钢带，常见的铠装钢带有镀锌钢带、不锈钢带和蒙乃尔钢带，铠装钢带的确定应符合GB/T17389的规定。7.6接线盒、控制柜和变压器7.6.1根据现场使用条件、潜油电机工作电压、工作电流和潜油电缆压降损失选用接线盒，接线盒基本参数应符合GB/T16750的规定。7.6.2根据现场使用条件、设备性能要求、工作电压和工作电流选用控制柜类型及参数：a)预测供液能力稳定的油水井，宜选用定频控制柜；b)预测供液能力不稳定的油水井，宜选用变频控制柜。7.6.3使用变频控制柜驱动的潜油电泵装置，宜在变频器输出侧使用正弦波滤波器。7.6.4使用变频控制柜宜考虑谐波对电网的影响，宜选用网侧谐波滤波器，处理后的电网谐波限制应符合GB/T14549的要求。7.6.5根据井场供电电压选用变压器类型。井场供电电压高于潜油电机额定电压与潜油电缆压降损7失之和应选用降压变压器，反之应选用升压变压器。7.6.6变压器的参数确定应符合SY/T5904的要求。7.6.7根据不同的使用环境选用变压器类型及参数：a)海上应用时，宜选用干式变压器；b)风沙较大或高海拔地区应用时，宜额外增加变压器的容量；c)高温环境应用时，宜考虑控制柜和变压器的散热率。8辅助设备选用8.1辅助设备种类根据油藏资料、井筒资料和油水井工况，可选用单流阀、泄油阀、井下传感器、扶正器、电缆穿越器、Y型工具、电缆卡子、电缆护罩、电缆保护器、导流罩等辅助设备。8.2选用要求8.2.1在天然气、煤层气、页岩气等排水采气井中不宜安装单流阀、泄油阀。8.2.2在供液能力不稳定、智能控制或数字化油田等需要对潜油电泵装置运行状态进行监测及故障诊断的油水井中宜安装井下传感器，选用的井下传感器应满足监测参数类型、耐温等级和耐压等级的要求。8.2.3在潜油电泵装置需倾斜安装时，应在潜油电机尾部安装扶正器。8.2.4以下情况应选用Y型工具，其中心距应与所选用的潜油电泵装置及旁通管中心距保持一致：a)潜油电泵装置进行油藏动态测试；b)一口井中同时安装多套潜油电泵装置。8.2.6在斜井、水平井中宜安装电缆保护器，安装电缆保护器后的潜油电泵装置最大投影尺寸应与套管内径相匹配。8.2.7以下情况宜选用导流罩：a)潜油电机表面液体流速小于0.305m/s;b)潜油电泵装置安装到射孔段下方。9.1报告内容应编制报告，报告内容应包含但不限于：a)选型依据：油水井资料清单；b)基本概况：地理位置、自然环境、气候等；c)选型过程：选型的详细步骤，包括公式、图表、曲线等；d)选用结果：各组成部分的系列、规格、外形尺寸、性能参数、特性等。9.2报告格式报告格式见附录B,选型示例见附录C。8(资料性)油水井资料收集表油水井资料收集表见表A.1。表A.1油水井资料收集表气油比/(m³/m³)产气量/(m³/d)油层温度/℃含砂量/(mg/L)蜡是/否是/否是/否CO₂含量/%H₂S含量ppm是/否(如果是，应提供井斜数据)井筒中的限制因素(Y型工具，封隔器等):电源频率/Hz预定流量/(m³/d)9(资料性)选型报告格式选型报告格式如下。×××(项目名称)×××(井号)选型报告1.油水井资料清单(选型的详细步骤，包括公式、图表、曲线)型号：×××排量：×××扬程：×××级数：×××效率：×××型号：×××含气率：×××型号：×××节数：×××型号：×××外径：×××额定功率：×××额定电压：×××额定电流：×××耐温等级：×××表面液体流速：×××外形：扁电缆/圆电缆尺寸：×××长度：×××耐温等级：×××耐压等级：×××额定电压：×××额定电流：×××型号：×××型号：×××容量：×××一次电压：×××二次电压：×××(资料性)设备选型示例C.1油水井资料套管规格5-1/2*(内径D=124.4mm)油管规格2-7/8EU气体相对密度Yg=0.7678原油相对密度。=0.908饱和压力pb=19.77MPa地层压力PR=17.225MPa油管压力p。=3.45MPa油层中部深度H₂=2624m泵挂深度Hp=2450m油层温度t=78℃采油指数(或产液指数)J=23.08含水率fw=80%气油比GOR=120m³/m³含砂量50mg/L井场供电电压6.3kVC.2基本参数确定C.2.1油井含气，计算饱和压力下的溶解气油比：预选泵吸入口压力P=4.0MPa,由于泵吸入口压力低于饱和压力，对计算出的溶解气油比进行校正。泵吸入口压力与饱和压力的比值为：校正系数：校正后的溶解气油比：C.2.2计算天然气体积系数C.2.3计算油层原油体积系数C.2.4计算泵吸入口含气率按照以上计算步骤，分别取不少于5个不同泵吸入口压力(取值范围0～PR),计算对应的泵吸入口含气率(见表C.1)。表C.1不同泵吸入口压力对应的泵吸入口含气率绘制泵吸入口含气率与泵吸入口压力的关系曲线，如图C.1所示。p/MPa图C.1泵吸入口压力与泵吸入口含气率关系曲线C.2.5预选单级油气分离器作为吸入及处理装置，其能处理的最高泵吸入口含气率为30%,从图C.1查出对应的泵吸入口压力，该压力即为潜油电泵装置工作时的泵吸入口压力，即p=4.06MPa。C.2.6计算井底流压Pw=p+(H₂-Hp)γ1./102C.2.7根据流入动态类型，计算不同井底流压对应的油水井供液能力(见表C.2)。表C.2不同流量供液能力对应的井底流压供液能力/(m³/d)0井底流压/(MPa)0根据计算结果，绘制流入动态曲线，如图C.2所示。用C.2.6计算的井底流压pw=5.73MPa,从曲线上确定选用单级油气分离器时最大排量Q=206m³/d。为保证潜油电泵装置稳定工作，此处推荐潜油泵排量为200m³/d,从图C.2上查出200m³/d对应的井底流压为6.44MPa,用C.2.6反推此时的泵入口压力为4.77MPa,从图C.1上查出此时对应的泵吸入口含气率为25.81%。图C.2流入动态曲线C.2.8计算泵扬程=2450+3.45×102/0.9816+20/1000×2450-4.77×102C.3设备选型C.3.1潜油泵根据套管规格、潜油泵排量、潜油泵特性曲线，选用101系列Q20型潜油泵，外径101.6mm,当排量200m³/d时，其单级扬程6.06m/级，泵效62.0%,单级功率0.22kW。总级数=2361.8/6.06≈390级。计算潜油泵所需功率C.3.2吸入及处理装置泵吸入口含气率25.81%,选用101系列单级油气分离器。C.3.3