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第四章无杆泵采油第四章无杆泵采油无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别：不需用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组把原油抽至地面。
常用的无杆泵包括电动潜油离心泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等。
电动潜油离心泵采油一、电动潜油离心泵采油装置及其工作原理电动潜油离心泵是一种在井下工作的多级离心泵，用油管下入井内，地面电源通过潜油泵专用电缆输入井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转产生离心力，将井中的原油举升到地面。
电潜泵由井下部分、地面部分和联系井下地面的中间部分组成。
井下部分主要是电潜泵的机组，它由多级离心泵、保护器和潜油电动机三部分组成，起着抽油的主要作用。
地面部分由变压器组、自动控制台及辅助设备组成。
自动控制台用来控制电潜泵工作，同时保护潜油电动机，防止电动机电缆系统短路和电动机过载。
电动潜油离心泵装置示意图1—变压器组；2—电流表；3—配电盘；4—接线盒；5—地面电缆；6—井口装置；7—溢流阀；8—单流阀；9—油管；10—泵头；11—多级离心泵；12—吸人口；13—保护器；14—电动机；15—扶正器；16—套管；17—电缆护罩；18，20—电缆；19—电缆接头中间部分由电缆和油管组成。
将电流从地面部分传送给井下部分，采用的是特殊结构的电缆(圆电缆和扁电缆)。
在油井中利用钢带将电缆和油管柱、泵、保护器外壳固定在一起。
(一) 电动潜油离心泵型号及主要部件1．电动潜油离心泵型号1) 电动潜油离心泵机组表示方法示例：额定扬程1000m，额定排量200m3/d ，适用油井温度120℃的119mm 电动潜油离心泵机组表示为：QYDB119—200/1000E。
2)泵型号表示方法示例：额定排量500m3/d，额定扬程2000m的98mm通用节泵表示为：QYB98—500/2000T。
2．电动潜油离心泵主要部件1) 潜油电动机示例：容量45kW的114mm潜油电泵机组用的电动机表示为：YQYll4—45S。
潜油电泵系统Electric Submersible Pump System目录企业简介企业资质获得的荣誉、专利生产设备潜油电泵系统介绍生产产品介绍◆潜油电机◆引接电缆◆密封保护器◆吸入口及处理器◆潜油泵◆接线盒◆变压器◆控制柜企业简介重庆虎溪电机工业有限责任公司是中国兵器装备集团所属的国有独资企业，是研制和生产特种电机、微特电机电器的专业企业，同时又是一家从事人工举升采油装备开发和制造的国家大型二类企业，是集团公司生产现场管理先进和安全级企业。
拥有中国中石油、中石化、中海油三大石油公司的一级入网证，是中国石油天然气设备出口网络成员。
公司从1984年开始从事潜油电泵的研制开发，是国家确定的潜油电泵三个定点生产厂家之一。
拥有零部件加工、环氧浇灌工艺、产品装配和出厂试验等生产制造能力，拥有自主设计、理化分析、型式试验和特种试验的科研开发能力。
公司自主研制的QYDB系列潜油电泵采油系统能够满足陆地、海上油田各种井况的采油要求，能够根据用户提出的特殊要求进行人工举升采油装备的研制、生产、安装以及技术咨询、培训、援建等技术服务。
针对不同的油井井况，企业可以为用户研发生产防砂耐磨、防腐耐高温、大排量、超高温等特殊潜油电泵。
同时，该系统还用于页岩气、天然气及盐井。
在“实现顾客愿望、高效转换能量、快速纠正不当”的质量理念指导下，形成了完善的质量管理体系。
先后通过了挪威船级社（DNV）ISO9001-2000质量管理体系认证、中国新时代认证中心GJB9001A-2001质量管理体系认证，是国家二级计量单位。
拥有计量鉴定、材料分析、在线检测等质量保证能力，潜油电泵机组产品严格执行GB/T 16750-2008国家标准。
虎溪潜油电泵产品被广泛用于大庆、胜利、辽河、中原、渤海、大港、河南、江汉、南海西部、塔里木、塔西南、吐哈、新星、青海等各大油田及四川的盐井、气井，此外还出口到美国、俄罗斯、阿塞拜疆、叙利亚等国家和地区。
潜油电泵采油工艺设计一、设计概要潜油电泵是油田中使用的一种重要的无杆采油设备。
近几年来，特别是国外，生产现场的装机总容量超过了20%，是油田高产稳产的重要手段。
典型的潜油电泵系统主要由地面部分和井下部分组成。
地面部分主要包括：变压器、控制屏和接线盒；井下部分包括：井下管柱、井下电缆、多级离心泵、气液分离器、保护器和潜油电机。
动力通过电缆传递给井下电机，使潜油电机带动多级离心泵旋转，将井下液体举升到地面。
1.1设计目的通过设计计算，了解潜油电泵采油系统组成，工艺方案的基本设计思路，设计容，掌握方案设计的基本方法，步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。
1.2设计容根据油井基本情况，通过潜油电泵举升系统设计计算：1.2.1确定油井产能1.2.2确定井筒压力温度。
井筒压力温度预测主要是根据油井基本资料，计算井筒泵以下温度及压力分布，得到泵入口温度及吸入压力。
1.2.3确定泵入口气液比。
泵入口气液比是选择气液分离器的依据，根据油井基本资料、泵入口压力温度及流体物性计算方法计算泵入口气液比。
1.2.4确定潜油电泵系统设备1.2.4.1气液分离器。
根据供选择的分离器分别计算安装分离器后的进泵气液比，由设计原则（进泵气液比要求）选用气液分离器。
气液分离器效率越高，成本越高，通常只需要选择满足设计原则的分离器。
1.2.4.2选择多级离心泵。
潜油电泵的选择主要是选择泵型及计算所需要的级数。
根据计算出来的油井产量、总扬程，并由供选择的离心泵特性曲线来选择配备多级离心泵。
1.2.4.3选择潜油电机。
当潜油泵的型号、扬程及所需要的级数被确定以后，计算泵所需功率。
选择电机功率还应考虑分离器和保护器的机械损耗功率。
一般情况下，气液分离器的机械损耗功率为1.5KW，保护器为1.0KW。
1.2.4.4选择潜油电缆。
潜油电缆的选择主要是确定电缆型号及压降。
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。
潜油电泵采油生产安全技术近年来，我国石油工业发展迅速，潜油电泵采油技术得到广泛应用。
潜油电泵采油是一种高效的油井采油方式，不仅能够降低成本，提高采收率，而且生产安全方面可以得到更好的保障。
本文将介绍潜油电泵采油生产安全技术的相关知识。
潜油电泵采油原理潜油电泵采油技术是通过电动泵将油井底部的石油液体输送至地面的一种采油技术。
具体原理如下：1.潜油电泵钻入油井中，当电泵启动时，油井内部的工作流体被泵送至地面；2.待液体泵送到地面之后，进行分离和储存。
潜油电泵采油技术除了能够更加高效地采集石油，还使得采油流程更加简便，生产效率更高。
潜油电泵采油的主要危害潜油电泵采油生产中，可能会面临以下几种危害：1.腐蚀：存在一定含量的盐水、沙、石灰等物质，也有可能发生腐蚀，导致设备寿命下降。
2.沙粒侵蚀：油井中存在着一定含量的沙石颗粒，随着时间推移，沙石颗粒对设备会发生一定程度的侵蚀和破坏。
3.停电：电力的中断也可能造成潜油电泵运行中断，需要注意应急措施并加以解决。
潜油电泵采油的生产安全技术为了保证潜油电泵采油的生产安全，要做好以下几点：1.腐蚀防护：选择不同种类的潜油电泵，可以采用不同的材质进行腐蚀防护，比如使用耐酸碱的不锈钢进行制造。
此外，可以加装腐蚀防护涂层或衬里等。
2.沙粒过滤：为了防止沙石颗粒侵蚀设备，需要在设备之前安装过滤器或其他的沙粒过滤设备，高效地过滤掉沙石颗粒。
3.定期维护：对设备进行定期的检查和维护，防止出现问题导致设备寿命下降、运转不稳等。
4.应急预案：建立完善的应急预案，包括停电、故障、爆炸、泄漏等事件的应对方案，并进行定期演练。
结论潜油电泵采油是一种高效率的采油技术，但也存在着一定的危害和风险。
为了保证生产安全，需要做好腐蚀防护、沙粒过滤、定期维护和建立完善的应急预案等措施。
希望本文能够对您了解潜油电泵采油的生产安全技术有所帮助。
潜油电泵采油工艺设计一、设计概要潜油电泵是油田中使用的一种重要的无杆采油设备。
近几年来，特别是国外，生产现场的装机总容量超过了20%，是油田高产稳产的重要手段。
典型的潜油电泵系统主要由地面部分和井下部分组成。
地面部分主要包括：变压器、控制屏和接线盒；井下部分包括：井下管柱、井下电缆、多级离心泵、气液分离器、保护器和潜油电机。
动力通过电缆传递给井下电机，使潜油电机带动多级离心泵旋转，将井下液体举升到地面。
1.1设计目的通过设计计算，了解潜油电泵采油系统组成，工艺方案的基本设计思路，设计容，掌握方案设计的基本方法，步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。
1.2设计容根据油井基本情况，通过潜油电泵举升系统设计计算：1.2.1确定油井产能1.2.2确定井筒压力温度。
井筒压力温度预测主要是根据油井基本资料，计算井筒泵以下温度及压力分布，得到泵入口温度及吸入压力。
1.2.3确定泵入口气液比。
泵入口气液比是选择气液分离器的依据，根据油井基本资料、泵入口压力温度及流体物性计算方法计算泵入口气液比。
1.2.4确定潜油电泵系统设备1.2.4.1气液分离器。
根据供选择的分离器分别计算安装分离器后的进泵气液比，由设计原则（进泵气液比要求）选用气液分离器。
气液分离器效率越高，成本越高，通常只需要选择满足设计原则的分离器。
1.2.4.2选择多级离心泵。
潜油电泵的选择主要是选择泵型及计算所需要的级数。
根据计算出来的油井产量、总扬程，并由供选择的离心泵特性曲线来选择配备多级离心泵。
1.2.4.3选择潜油电机。
当潜油泵的型号、扬程及所需要的级数被确定以后，计算泵所需功率。
选择电机功率还应考虑分离器和保护器的机械损耗功率。
一般情况下，气液分离器的机械损耗功率为1.5KW，保护器为1.0KW。
1.2.4.4选择潜油电缆。
潜油电缆的选择主要是确定电缆型号及压降。
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。
从成本角度考虑，电压降越小，成本越高，通常只需选择满足要求的电缆。
1.2.4.5选择变压器。
选择变压器就是确定系统所需要变压器容量，其容量必须能够满足电机最大负载的启动，应根据电机的负载来确定变压器的容量。
1.2.4.6选择控制屏。
普通控制屏就是根据现场使用条件和潜油电泵机组性能要求来进行选择的，但主要还是根据电机的功率、额定电流和地面所需的电压来选择控制屏的容量，以保证电机在满载情况下长期运行。
1.3设计原则为了合理地选择潜油电泵设备，使其运行最可靠及最经济，在进行选泵设计时，必须遵照以下几点原则：1.3.1满足设计产液量要求；1.3.2选择潜油电泵，必须使泵在最高效率点或最高效率点附近工作，使泵效尽可能达到最高；1.3.3潜油电机的输出功率必须能够满足泵举升液体所需要功率要求；1.3.4电缆、控制屏及变压器的选择，在保证套管尺寸要求的情况下，电缆的耐压和型号选择要尽量大一些，以减少其功率损失。
为了考虑以后更换排量大一些的泵，控制屏和变压器的容量选择要稍大一些；1.3.5进泵气液比不能超过10%。
二、油井基础数据及假设条件2.1油井基础数据：油藏中部深度2500m ，地层压力18MPa ，原油饱和压力12MPa ，地层温度80℃，井口温度20℃，有关尺寸为"872（径62.0mm ），套管尺寸为858（径198.8mm ），原油相对密度0.8，地层气相对密度0.65，油井含水率80%，生产汽油比为30033/m m 产业指数40m 3/（d ×MPa ）,生产井口油、套压分别为0.8MPa 、0.2MPa ，电网电压为4000V ，频率为50Hz ，按设计产液量240m 3/d ，泵挂深度2400m 。
2.2假设条件2.2.1设计产液量下泵入口以下混合平均相对密度为0.83，摩阻梯度为0.51Pa/m2.2.2井口流体温度分布呈线性分布，且机组前后温度梯度一致 2.2.3设计产液量下机组对流体加热升温4.0℃ 2.2.4电缆环境温度等于其井筒流体温度 2.2.5忽略机组长度三、潜油电泵工艺设计计算3.1油井产能预测及流压确定绘制IPR 曲线：由J=40m 3/（d ×MPa ）, p r =18MPa ，Pb=12MPa ；b q =J L(r p -b p )=40×(18-12)=240/d m 3；m ax o q =b q +8.1b L p J =240+40×12/1.8=506.7/d m 3；lmaxq =m axo q +)89()/(max w L o r w L f J q p f J --=506.7/d m 3+)8.0*89()40/7.50618(8.0*40--/d m 3=572.3/d m 3；wfp f=r p -l q /l J （0<l q ≤b q ）wf p =w f (r p -l q /J L)+0.125(1-w f )b p ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡----18081max bo b l q q q q)o 1maxb (q q q ≤<wfp =wf (r p - m ax o q /J L )-(9-8 w f )( l q -m ax o q )/l J (max o q <l q ≤lmax q )式中b q -------原油泡点压力下的产液量，/d m 3m ax o q ------流压为零是的最大产油量，/d m 3 lmax q ------流压为零是的最大产液量，/d m 3 l q --------产液量, /d m 3 r p --------地层静压,MPaJ L --------采液指数，m 3/（MPa ·d ）3.2井筒温度预测由题目所给假设：井筒机组前后温度梯度一致，机组对流体加热升温4℃设井筒温度梯度为n，泵入口温度为t20+n×2400-4=80-n×100 ①t=80-n×100 ②联立①、②式得泵入口温度为77.44℃，泵出口温度为81.44℃绘制井筒温度分布曲线：入泵温度T=77.44+273.15=350.59K ；3.3泵入口压力预测由l q =240/d m 3；J=40MPa d m •/3；由IPR 曲线得wf p =12MPa ；对泵入口以下由假设条件：混合物平均相对密度为0.83，摩阻梯度 为0.51Pa/m 。
求得泵入口压力为：P=12-0.83×9.81×（2.5-2.4）-0.51×（2500-2400）/1000000=11.18572MPa 。
3.4泵入口气液比计算3.4.1天然气体积系数计算：由pc P =207653.03565.08677.4g g γγ--=4.6MPapc T =272222.393333.1838889.103g g γγ-+=206.3Kr p =P/pc P =2.43;r T =T/pc T =1.7Z=r r T rT r p p 8157.029813.010274.01052.31+-=0.883g B =3.458×10-4ZT/P=0.009573.4.2原油的体积系数计算：由报表知o γ=0.8由：API=141.5/ o γ-131.5=45.375A=0.0125API-0.00091(1.8T-459.67)=0.41122R sb =205.11004.14518615.5⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯A P bg γ=89.4333/m m由p/b p =0.93 知选用公式R s /R sb =0.629p/p b +0.37=0.95633/m m (p/b p ≥0.3)R s =85.533/m mB o =0.972+()175.167.4598.125.1615.5000147.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+T R ogs γγ=1.2673.4.3地层水体积系数计算：wt V ∆ =-5.7325×10-3+2.40104×10-4（T-273.15）+1.78412×10-6（T-255.3）2 =0.=∆wp V -5.0987×10-7p （T-255.37）-6.54435×10-9P 2(T-255.37)-5.20574×10-5P-4.74029×10-6P 2=-0.001796 Bw=()()wp wl V V ∆+∆+11=1.0273.4.4泵入口气液比计算：由l q =240/d m 3o q =l q ×（1-w f ）×Bo=60.816/d m 3w q =l q ×w f ×Bw=197.184/d m 3gfr q =（g q -Rs ×l q ×（1-w f ））×g B =98.5/d m 3 GLR p =wo r gf q q q +=38.2%>10%其中gfr q ----泵入口游离气流量； o q -----泵入口原油流量 ； w q -----泵入口地层水流量； 所以选择安装气液分离器。
3.5气液分离器型号选择计算：由GLR p =()%1001⨯+-wo sep gfr q q q η；令GLRg=10%则sep η=73.8%则可以选择sep η=88%的II 型旋转式气液分离器3.6井下泵排量及出口压力计算：3.6.1井下泵排量计算gfr q =gfr q ×(1-sep η)=11.82/d m 3井下泵排量应等于泵入口原油流量、地层水流量与经分离器后的游离气流量，即Q pm =o q +w q +gfr q =269.82/d m 3。
GOR s =oo ggfr B q B q =25.7333/m m根据泵入口气液比由查图得平均摩阻梯度138Pa/m ，平均混合物相对密度0.9253.6.2泵出口压力计算：根据井口油压0.8MPa 从井口到井底计算得井底压力： P=0.8+×2400/1000000+0.925×2.4×9.81=22.9MPa 压力分布曲线图3.7选择多级离心泵：根据设计要求选择井底排量在269.82m 3/d 所对应最高泵效，并且在最高效率点附近工作的潜油电泵，对比附录中三种泵工作特性曲线选择R-DN1800泵，从而读出泵效为73%，扬程为3.4m 。
确定泵的总扬程：610⨯-=gP P H m pinpout ρ=1292m级数N=H/3.4=380由设计知道选择泵效率最大73%，单级泵扬程 3.4m 。
