电潜泵的详细介绍课件.ppt
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1、欧姆龙贸易(上海)有限公司主要内容、电潜泵系统概述、井下多级离心泵工作特性、电潜泵系统的设计、电潜泵井生产管柱、电潜泵井的管理、电潜泵井工况分析及故障处理欧姆龙贸易(上海)有限公司与其它机械采油相比,电潜泵具有排量扬程范围广、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺简单、机组寿命较长、管理方便、经济效益显著等特点,因而得到了极大地应用,已经成为海洋石油开采的主力军。电潜泵采油系统主要由井下和地面两大部分组成。地面部分:变压器、控制柜、接线盒、井上安全阀、井口盘、采油树等。井下部分:动力电缆、多级离心泵、气体分离器、电机、电机保护器、单流阀、泄油阀、井下安全阀等组成。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系
2、统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述井口动力电缆安全阀电缆封隔器电缆穿透器生产油管泵油气分离器保护器潜油电机控制管线防气阀卸油阀单流阀油层油层套管接线盒欧姆龙贸易(上海)有限公司、电机电潜泵电机又叫潜油电机,它是电潜泵机组的原动机,一般位于最下端。它是三相鼠笼异步电机,其工作原理与普通三相异步电机一样,把电能转变成机械能。但是,它与普通电机相比,具有以下特点:机身细长,一般直径160mm以下,长度510m,有的更长,长径比达 28.3125.2;转轴为空心,便于循环冷却电机;启动转矩大,0.3s即可达到额定转速;转动惯量小一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆
3、龙贸易(上海)有限公司,滑行时间一般不超过3s;绝缘等级高,绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用;电机内腔充满电机油以隔绝井液和便于散热;有专门的井液与电机油的隔离密封装置一一保护器。潜油电机结构,它由定子、转子、止推轴承和机油循环冷却系统等部分组成。、潜油泵 潜油泵为多级离心泵,包括固定和转动两大部分。固定部分由导轮、泵壳和轴承外套组成;转动部分包括叶轮、轴、键、摩擦垫、轴承和卡簧。电潜泵分节,节中分级,每级就是一一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司个离心泵。潜油泵按叶轮是否固定分为浮动式、半浮动式和固定式三种。、保护器 保护器又叫潜油电机保护器,是电潜泵所特有的
4、。其位于电机与气体分离器之间,上端与分离器相连,下端与电机相连,起保护电机作用。其基本作用有以下四个方面:密封电机轴动力输出端,防止井液进人电机;保护器充油部分允许与井液相通起平衡作用,平衡电机一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司内外腔压力,容纳电机升温时膨胀的电机油和补充电机冷却时电机油的收缩和损耗的电机油;通过其内的止推轴承承担泵轴、分离器轴和保护器轴的重量及泵所承受的任何不平衡轴向力;起连接作用,连接电机轴与泵/分离器轴,连接电机壳体与泵/为离器壳体。保护器的种类很多,从原理上可以分为连通式保护器、沉淀式保护器和胶囊式保护器等三种。、油气分离器 气体分离器,又叫
5、油气分离器,简称分离器,位于潜油泵的下端,是泵的入口。其作用是将油井生产流体中的自由 一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司气分离出来,以减少气体对泵的排量、扬程和效率等特性参数的影响,和避免气蚀发生。按不同的工作原理,可将其分为沉降式(重力式)和旋转式(离心式)两种。沉降分离器:GLR10,效率37旋转式分离器:GLR90 一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司、测压装置 电潜泵井测压系统有两大类,一类是电子式的,一类是机械式的。主要用于监测油井的供液和电机工作温度情况。电子式的有PHD和PSI两种,可以进行连续监测;机械式的也有两种,一种是测
6、压阀,一种是毛细管,前者通过钢丝作业实施但不能连续监测,后者通过毛细钢管传递压力,可以连续工作和监测。、动力电缆 动力电缆是电机与地面控制系统相联系传送电力纽带一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司和PSI/PHD信号的通道,是一种耐油、耐盐水、耐其它化学物质腐蚀的油井专用电缆,工作于油套管之间。分为小扁电缆(又叫电机引线,俗称小扁)、大扁电缆(俗称大扁)和圆电缆,按温度等级可以分为90、120、150等3个等级,部分厂家还可生产更高等级的潜油电缆。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司、单流阀 其作用主要是:保护足够高的回压,使得泵在启动后能很
7、快在额定点工作;防止停泵以上流体回落引起机组反转脱扣;便于生产管柱验封。一般安装在泵出口12跟油管处,采用标准油管扣于上下油管连接。、泄油阀 泄油阀一般安装在单流阀以上12跟油管处,它是检泵作业上提管柱时油管内流体的排放口,以减轻修井机符合和防止井液污染平台甲板和环境。泄油阀目前有两种:投棒泄流、一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井比较合适,用于稠油井泄油成功率低;后者可以重复使稠油井泄油更好,成功率高。、滑套滑套主要用来提供油管和环空之间的流动通道,有下列用途:完井后诱喷;循环压井;气举;坐挂射流泵;一、电潜泵系统概述一、电潜
8、泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司多油层内,选择性对不同的油层进行生产、测试或增产措施;多层混采;下入堵塞器关井或油管试压;循环化学剂防腐等。滑套开关常用的工具,用钢丝把它下入井中滑套位置,通过钢丝作业可对井下滑套进行开关作业。有的滑套通过向下震击使内套筒下移而打开滑套,有的则需要向上震击向上移动内套筒使滑套打开。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司、井下安全阀 井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置,安全阀下入井中后,通过地面加压,压力经液控管线传至两个密封盘根之间的传压孔到活塞上,推动活塞向下移动,并压缩弹簧,将活瓣打开,如果保持控制管线压力,安全阀处于打开位
9、置,释放控制管线压力,靠弹簧张力向上推动活塞上移,阀处于关闭状态。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司、封隔器封隔器是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用工具。通过外力作用,使胶筒长度缩短和直径变大密封油、套环形空间,分隔封隔器上下的油、气、水层,从而实现油、水井的分层测试、分层采油、分层注水、分层改造和封堵水层。分类:根据封隔器封隔件的工作原理不同,将封隔器分为自封式、压缩式、楔入式和扩张式四种类型。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述大量应用永久式封隔器、不压井开关、密封插管欧姆龙贸易(上海)有限
10、公司、变压器作用:将交流电的电源电压转变为井下电机所需要的电压。原理:电磁感应原理。类型:三个单相变压器、三相标准变压器和三相自耦变压器。、控制柜 潜油泵控制柜是一种专门用于电潜泵启停、运行参数监测和电机保护的控制设备,分手动和自动两种方式。具有短路保护、三相过载保护、单相保护、欠载停机保护延时再启动。自动检测和记录运行电流、电压等参数的功能和环节。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司、变频器 变频器是电潜泵采油系统的一种新型控制设备,具有以下几大特点:输出频率可在3090Hz范围内连续变化,使得电机的转速17005130rmin内变化,泵排量变化范围是额定排量的0.
11、61.8倍,扬程范围为0.363.24倍;可以在810Hz频率下启动电机,达到恒转矩软启动的目的,启动电流只有额定电流的11.5倍,大大减少了电机启动时的电流和机械冲击,利于延长电机寿命;可以通过编程控制实现工作频率随油井供液和负载情况变一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司化,如供液不足时频率降低,泵沉没度较大,吸口压力较高时,增大频率可以增大排量和扬程,保证不停机改变泵工作参数而减少启动次数和以最小的能量举升液体,延长寿命和发挥最好效益可以改变井下电机的电感负荷,提高电机的功率因素,可以平稳保护电机转人欠压和超压状态下工作。、接线盒 接线盒是电潜泵井下电缆与地面电缆
12、之间的过渡连接装置,其作用是排放通过电缆保护套渗到地面的天然气,防止天然气沿电缆进人控制柜而发生爆炸。火灾等不安全事故;另一个一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司作用是方便地面接线工作。它必须安放在通风良好、空气干燥的环境,必须具有防滴、防渗和气体排放等功能。、安装方式标准安装方式 从下往上依次是电机、保护器、气液分离器、多级离心泵及其它附属部件,主要用于油井采油。底部吸入口安装方式(带封隔器)从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、吸入口,用于油管摩阻损失大或泵径大的井。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司底部排出口安装方式(带封隔器)从上
13、到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、排出口,用于将上部层位的地层水转注到下部层位,适用于油田注水开发或气井排水采气。、洗井管汇及流程 对于电潜泵井来说,检泵作业是必然的,必须配备压井和洗井作业设备和流程,要求管线压力等级必须满足洗井压力等级的需要,视油井深度和油层压力而定。一般油田的洗井流程和管汇是固定的,为了节约投资,部分油田采用临时洗井管线。洗井流程管汇如图所示。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述、套管气定压排放、套管气定压排放欧姆龙贸易(上海)有限公司高,迫使油气界面不断下降,当其降到泵吸口附近时,泵发生抽空现象,分离器失去
14、作用,这就是为什么环空要保持一定沉没度的原因。维持一定液面高度,可以通过人工放气来实现,但往往使得流程受到冲击,各容器的液位不稳,波动大,甚至引起流程关断。套管气定压排放阀可以实现电潜泵井环空气体的定压排放,放气阀安装在采油树套管闸门与生产管汇之间。如图所示。一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司一、电潜泵系统概述一、电潜泵系统概述欧姆龙贸易(上海)有限公司井下多级离心泵由许多单级离心泵串联组成,单级离心泵由装在泵轴上的旋转叶轮和固定在泵壳上的导轮组成。工作原理叶轮旋转后离心力的作用使叶轮流道中的液体增压和加速,从叶轮流道出口排出,叶轮旋转机械能转变为流体的压能和动能。
15、流体进入导轮,将一部分动能转变成静压,流体进入下一级叶轮,重复这一过程直到最后一级叶轮。二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司Lfpp100pHgg.1000888800LLLPq pq Hm HgH、基本概念、基本概念二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司、离心泵特性的理论分析、离心泵特性的理论分析二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 gRcRcH111222coscos欧姆龙贸易(上海)有限公司、影响离心泵实际压头的因素、影响离心泵实际压头的因素二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工
16、作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司2211222113222111PPnqqnnHHnnHHn 二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司gsowwwgswtgBRGORBffBBRGORfVVGLR11二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级
17、离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司下止推力下止推力上止推力上止推力 作。二、井下多级离心泵工作特性二、井下多级离心泵工作特性 欧姆龙贸易(上海)有限公司三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司油层油层井井底底泵机组泵机组井口井口分离器分离器函数节点函数节点三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司泵的级数泵的级数:spHnH 根据套管内径、功率、电压和井温选择电机8800LLpq HH电机功率:电机
18、功率:保护器应根据电机和泵的规格、电机功率和井温进行选择。三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司选择电缆 根据套管内径、电压降、电流、井温和腐蚀条件进行选择。套管内径限制电缆的规格,电缆的电压降一般应小于30V/304.8m,电流不能超过电缆的最大载流能力。选择控制屏 控制屏应根据地面电压和电机电流进行选择。选择变压器 变压器根据变压器的容量、地面所需电压和电流进行选择。变压器的容量:1000UUI3三、电潜泵系统的设计三、电潜泵系统的设计 欧姆龙贸易(上海)有限公司、普通电潜泵合采管柱适用范围任何可以混采、气油比不超过电潜泵适用范围的油井都可以使用这种机采管柱。
19、优点管柱结构简单、安全。缺点u每起一次管柱,都必须对电缆封隔器进行撤卸、维修、组装,需要花费不少人力物力。四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 生产油管套管电潜泵总成动力电缆卸油阀单流阀安全阀电缆穿透器电缆封隔器放气阀欧姆龙贸易(上海)有限公司u 对某些特殊井或深井,考虑到今后起管柱时的安全,应将电缆封隔器尽量下深一些,并在其上部安装循环滑套。这样,又增加了现场作业难度。操作注意事项u 下生产管柱时,应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线;四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 电潜泵总成生产油管套管动力电缆自平衡卸油阀安全阀电缆穿透器电缆封隔器放气阀控制管线欧
20、姆龙贸易(上海)有限公司u 若安全阀本身不带平衡机构,打开安全阀之前,必须先给油管内打平衡压力,否则,将损坏密封件和有关运动部件;u 正常情况下,油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟,气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。、丢手分采电潜泵管柱 适用范围需要分采而又无法使用“Y”管柱的、适合于电潜泵机采的小套管井都可以使用这种管柱。四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 欧姆龙贸易(上海)有限公司 优点u 在小直径套管里使用电潜泵的条件下,仍然可以满足分采的要求;u 管柱安全、可靠。缺点管柱结构比较复杂,现场作业难度大。操作注意事项u 插入丢手管柱时,严禁猛提猛放,防止损坏密封元件。四、电潜泵
21、井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 电潜泵总成生产油管动力电缆放气阀电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀打捞/定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7”套管导向器丢手管柱总成单流阀卸流阀控制管线9-5/8“套管电潜泵丢手管柱电潜泵丢手管柱欧姆龙贸易(上海)有限公司u分层密封接头的长度不得短于2m,u严防井内落物;u下生产管柱时,应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线;u若安全阀本身不带平衡机构,打开安全阀之前,必须先给油管内打平衡压力,否则,将损坏密封件和有关运动部件;u正常情况下,油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟,气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。四、电潜泵井生产管
22、柱四、电潜泵井生产管柱 欧姆龙贸易(上海)有限公司、“Y”接头分采管柱 适和范围用于随时分采、分层测试的电潜泵机采的井;优点u 在采用电潜泵机采的情况下,仍然可以满足适时分采和随时测试的工艺要求;u 管柱安全 缺点管柱结构复杂,现场作业难度大。四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 电潜泵总成生产油管动力电缆控制管线放气阀电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7”套管导向器堵塞器座带孔管电潜泵电潜泵 Y 管柱管柱欧姆龙贸易(上海)有限公司 操作注意事项u 下入管柱时,轻轻地将密封件插入密封孔内,防止损坏密封件;u 分层密封接头的长度不得短于2m;u 下生产管柱
23、时,应特别注意避免电缆封隔器以上的两根控制管线相互缠绕而损坏控制管线;u 若安全阀本身不带平衡机构四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 9-5/8“套管电潜泵总成生产油管动力电缆控制管线放气阀Y 接头电缆封隔器电缆穿透器井下安全阀定位密封生产滑套防砂管座落接头NO-GO7”套管导向器堵塞器座带孔管分层密封电潜泵电潜泵 Y 管柱管柱欧姆龙贸易(上海)有限公司部件,打开安全阀之前,必须先给油管内打平衡压力,否则,将损坏密封件和有关运动;u正常情况下,油井允许安全阀泄漏400cm3/分钟,气井允许安全阀泄漏15立方英尺/分钟。、其它类型管柱 电潜泵毛细管管柱 电潜螺杆泵管柱 不压井电潜泵管柱四、
24、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 动力电缆卸油阀单流阀电缆穿透器井下安全阀控制管线放气阀电缆封隔器毛细管抽油杆氮气筒生产油管套管电潜泵毛细管管柱电潜泵毛细管管柱欧姆龙贸易(上海)有限公司四、电潜泵井生产管柱四、电潜泵井生产管柱 电潜螺杆泵管柱电潜螺杆泵管柱生产油管电缆减速器电机螺杆泵总成氮气筒油管锚防污装置总成封隔器转子定子毛细管油油 层层生产油管循环滑套卸油阀电潜泵总成通杆(活门)动力电缆 油油 层层不压井电潜泵管柱不压井电潜泵管柱欧姆龙贸易(上海)有限公司、建立操作性强的管理制度u 巡回检查u定时计量/化验u发现问题及时分析,及时处理u严格随意停机、严格操作程序u 启动前的检查u启动u
25、机组运行过程中日常应收集的主要数据u故障停机后再启动前至少应完成的检测维护工作 五、电潜泵井的管理五、电潜泵井的管理欧姆龙贸易(上海)有限公司、加强电潜泵机组现场日常管理 建立操作性强的管理制度 A、巡回检查(至少内容)1、确定巡回检查间隔时间:建议2小时 2、必须的检查点:电控柜、井口、安全阀控制盘 3、必须的检查参数:电流运行曲线值、三相电压/电流是否在额定值范围内、井口处油/套压值是否正常 B、定时计量、化验 据此判断电潜泵机组实际生产情况、评估机组未来是否存在潜在故障和机组性能/有关运行参数可能的走向。五、电潜泵井的管理五、电潜泵井的管理欧姆龙贸易(上海)有限公司C、发现问题及时分析、
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