人工举升理论第16讲 潜油电泵采油

循环压井时连通油套
单流阀的作用
单流阀的主要作用有： 保持足够高的回压，使泵启动后能很快在额定
点工作。
防止停泵后泵以上液体回落引起机组反转脱扣。
便于生产验封，一般安装在泵出口1-2根油管处
三、电潜泵采油的工作原理
1、电潜泵主要由潜油电机、电机保护器、气体分离器、 和离心泵等组成
2、工作原理：地面电源通过供电流程将电能传给井下 异步电机，电机将电能转变为机械能并带动离心泵 旋转，井内液体被吸入泵内，通过泵叶轮逐渐增压， 经油管流到地面
实现一变多控（集中切换控制柜）
变频器的作用
变频器的主要作用有： 改变电潜泵驱动电源的频率，达到改变电机转速
调节油井产量的目的。
实现电机软启动，防止电机在启动过程中烧坏 对电潜泵启停、运行参数监测和电机进行保护
泄油阀的作用 泄油阀的主要作用有：
作为检泵作业上提管柱时油管 内流体的排放口，以减轻修井机 负荷和防止井液污染平台甲板和 环境。
潜油电机的特点 潜油电机的主要特点 有：
机身细长，一般直径160mm以下，长度5-10m。 转轴空心，便于循环冷确电机。 启动转矩大，0.3s就能达到额定转速。 转动惯量小，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。
电机腔内充满电机油以隔绝井液和便于散热。 具有专门的井液和电机油的隔离密封装置（电机保护器）。
按启、停泵操作规程进行操作。
录取电潜泵井的动、静液面，保持合理的套压， 保证泵有合理的沉没度，防止抽空和欠载停机。
五、电潜泵油井故障原因分析及处理
一）泵能够运转：
现象描述 可能故障原因
泵反转 调整相序
解决方法
泵的沉没度不够， 检查套压，测动液面；提高周边注水 或地层供液不足 井的注水量；加深泵挂；更换小排量 机组 1.泵的排 量低或等 于零 泵吸入口堵塞 地面管线堵塞 油管结蜡 电机电压偏低， 电流大 管柱漏失 泵间花键或分离 器轴断 泵扬程不够 反相序冲洗泵吸入口如B19，起泵处理 检查流程及回压 清蜡作业 电压调整为合适档位 憋压检查 起泵更换及处理 换泵

（1）对已投产井，下泵深度已知的，需检验计算是 否合理；
（2）对欲转抽或新井，需确定下泵深度。 考虑因素：泵吸入口处的气液比、分离器的类
型和分离能力以及沉没度。
Fgl
(1
(1 f w )( Rgo Rs )Bg f w )Bo (1 f w )Rs Bg

fw
泵吸入口处气液比
2. 系统的设备装置 (1) 离心泵
离心泵是由多级组成的，其中每一级包括一个 固定的导轮和一个可转动的叶轮。
叶轮的型号决定了泵的排量； 叶轮的级数决定了泵的扬程和电机所需的功率。
叶轮有固定式和浮动式两种。
浮动式叶轮可以轴向窜动，每级叶轮产生的 轴向力被叶轮和导轮上的止推轴承承受。整节泵 所产生的轴向推力由保护器中的止推轴承承受。
固定式叶轮固定在泵轴上，既不能轴向窜动， 也不能靠在导轮的止推垫上。叶轮及压差所产生 的全部推力，都由装在保护器内的止推轴承承受。
（2）保护器
保护器是电泵机组正常运转不可缺少的重要部 件之一。根据结构和作用原理不同，可将其分为连 通式、沉降式和胶囊式三种类型。
作用：
1）密封电机轴的动力输出端，防止井液进入电机 2）在电泵机组启、停过程中，为电机油的热胀冷缩
第十一章 其它人工举升方法
潜油电泵 螺杆泵 水力活塞泵 射流泵 气举 排水采气
第一节 潜油电泵采油
潜油电泵全称为电动潜油离心泵，简称电 泵，是重要的机械采油方法。 优点：排量大、自动化程度
一、 系统组成及设备装置
1. 系统组成
(1) 地面部分: 包括变压器、 控制屏、接线盒和特殊井 口装置等。
(2) 中间部分: 主要有油管 和电缆。
分离出的气体排走，油则流回储罐。一部 分油送到选油站，另一部分油滤清后再进入地 面动力泵，作动力液使用。

当年损坏机组累积运转 天数 平均检泵周期＝ 100 ％ 当年累积损坏机组总套 数
潜油电泵井技术经济指标
当年下井当年损坏机组 总数 机组返厂率＝ 100 ％ 当年下井机组总数
完好运转机组总数 设备完好率＝ 100 ％ 下井机组总数
正常井累积运转天数 平均免修期＝ 井下运转总井数
潜油电泵井技术经济指标
离心式旋 转分离器
涡轮式旋 转分离器
保护器
连通式 保护器
保护器注 油后状况
连通式保护 器呼出过程
连通式保护 器吸入过程
保护器
沉淀式 保护器
沉淀式保护 器呼出过程
沉淀式保护 器吸入过程
潜油离心泵井生产参数优化设计
潜 油 电 泵 井 优 化 设 计 所 需 资 料
井套管规格及下入深度； 油管压力及套管压力； 液量及含水率； 采液指数及采油指数； 地层压力及井底流压； 生产气油比及总产气量； 套管损坏情况及部位； 井场网路电源电压； 预计泵挂深度； 注采系统是否完善。
人工举升理论
第16讲 电潜泵采油
吴晓东
潜油电泵系统的组成
井下部分 中间部分 地面部分 潜油 电泵 供电 流程 潜油 电泵 抽油 工作 流程
地面电源 潜油电机
潜油电机、保护器、分离器 和多级离心泵 潜油电缆、油管 控制屏、变压器、接线盒
变压器 控制屏
潜油电缆
分离器 地面管线
多级离心泵 井口
单流阀 油 电 机 的 特 点
外形与多级离心泵相似呈细长形， 定子和转子亦分数节，每节定子 都固定在电机壳上，转子靠键和 定位卡簧固定在轴上。电机为悬 挂式，上部有止推轴承，承受转 子重力和其它轴向力。电机内充 满专用润滑油，起润滑、冷却、 增强电机绝缘性能和平衡电机内 外压力的作用。

工作原理是地面通过变压器、控制屏和 电缆将 电能输送给井 动装置通过调节电机转速 ， 提供不同泵的优化流量， 灵活地适 下 电机， 电机带动 多级离心泵叶轮旋转 ， 将 电能转换为机械能， 应电潜泵 的耗 电及发热，解决 了这一问题 。与 固定速度的电 将井液举升到地面 。电潜泵广泛应用于非 自喷高产井、高含 机相 比， 配备变速驱动装置 的电潜泵可提供宽范围的泵量 ， 对
一
产量可通过 向井流动动态 曲线 （ Ｉ Ｐ Ｒ ） 和油管入 口曲线进行估 胀或 收缩 。 算， 其 中必须考虑油管尺寸、 井液特性 以及温度 的影响 。这两 ３电潜 泵 的 故障 及 解 决 方 法 条关系 曲线 的交点决定了预计 的产量 。当油管入 口曲线位于 （ １ ）地层的高温环境 。电潜泵依靠产 出液的运动给电机 Ｉ Ｐ Ｒ之上时， 地层没有足够 的能量 ， 需要使用人工举升方法。 散热 ， 这一要求将 电潜泵的内部工作温度限制在 ２ ０ ０ ℃左右。 最常用的人工举升方式是使用有杆泵。有杆泵操作简单，比 随着天然气处理 内部组件材料 的发展， 利用陶瓷、 冶金和合成 其他人 工举升方式成本低 ， 但效率和排量都较低， 特别是在 高 橡胶等材质可以拓 宽电潜泵的工作温度范 围。另一方面，深
１ 人 工举 升 工 艺 比较
计为扁平 形。井下监测设备包括漏 电传感器 、 压力传感器 、 温
在油气 田开采 中， 因液状石油较重 ， 在上千米至几千米的 度和压力感器 以及 电机 和泵振动传感器，信 号通过动力 电缆 井筒 中造成较大 的压力 ，使地层 中的石油无法 流至地面 。如 传递到地面 的远程控制单元 ， 对井下压力、 温度、 振动、 电流和 果人为地将气体压入井筒， 使井筒 中的液体混气后变轻， 原油 电压进行连续采样 。传感器 的测量参数可设置为在给定的阈 则 比较容易喷至地面 。气举采油是依据从地面注入井 内高压 值打开开关 ， 当测量值发生变动时， 关 闭电机， 以保护电机 ， 免 气体与油层产生流体， 在井筒中进行混合， 气体产生膨胀使井 遭破坏 。电机保护器把 电机和泵连接在一起 ，支撑 电潜泵产 筒 中的混合液密度降低，将 流入到井 内的原油举升到地面的 生的上冲力或下冲力，避免井液进入电机并储备足够的 电机 种采油方式 。当地层能量足够维持将井液举升到地面时 ， 油， 平衡电机和油井的内外压力 ， 提供流体来 调节机油的热膨