潜油电泵结构及工作原理
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电潜泵采油的工作原理
电潜泵采油的工作原理电潜泵采油是一种在油井井筒内的油层处安装电潜泵，利用电能转换成机械能，将压缩气体带动潜水泵机械部分转动，从而使机械部分带动井筒内的产液管从油层中产出石油的一种采油方式。
电潜泵采油具有简单、操作方便、采收率高的优点，是目前应用较广泛的采油方式之一。
1. 井下部分（电潜泵）电潜泵主要由潜水电机、泵壳、叶轮、密封、电缆和井下连接部分等组成。
电潜泵的工作原理是：在电源的作用下，电潜泵的潜水电机运转起来，带动叶轮旋转，将井中的油水混合物加压，然后将加压后的油水混合物送到井口。
2. 井筒内部分（产液管）产液管是将电潜泵采取的油水混合物从井底输送至井口的管道，它是由一系列的管子组成。
当潜水电机驱动叶轮旋转，将油水混合物加压后，油水混合物就被送入产液管，并通过产液管上升到井口。
3. 地面部分（分离器和油罐）油水混合物到达地面后，必须进行分离处理，以分离出水和油，这样才能将油收集到油罐中。
分离器是用来分离油水混合物的设备，它将经过加压的油水混合物进行沉淀，然后将分离出的油通过管道送入油罐，而将水排出井外。
电潜泵采油工作的基本流程是：在一口油井中，先安置电潜泵，然后接通电源让电潜泵运转起来，接着电潜泵就开始将油水混合物加压送入产液管中，随着连续不断地加压，产液管中的油水混合物不断上升，最终到达地面上的分离器，油和水被分离出来，然后油存放在油罐中，水被排出井外，这样就完成了一次电潜泵采油工作的过程。
电潜泵采油是一种简单、高效的采油方式，它使用电力作为能源，将电能转换成机械能，从而带动潜水泵机械部分运转，从油层中产出石油，为保障全社会的能源供应和经济发展做出了重要贡献。
电潜泵采油的应用：目前，电潜泵采油在油田开发中得到了广泛的应用。
它可以应用于各种不同类型的油井，包括陆上井和海上井，也可以被用于采集不同类型的油，如常规油、非常规油、重油、粘稠油以及稀油等。
1. 提高采油效率利用电潜泵采油可以在油井中创造更高的压力，最终增加产出。
潜油电泵基础知识
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变压器检查
（1）检查变压器声音是否正常，有无异常声响； （2）检查油位、油色是否正常，有无渗漏现象; （3）检查高压隔离开关接触是否良好； （4）检查变压器是否腐蚀或绝缘失效，连接螺丝是否 松动，并检查变压器壳体状况； （5）检查变压器的过滤器和干燥器是否失效。
六、电潜泵的巡回检查
2
控制柜的检查
2、防憋压 电泵井能量很高，这点是和自喷井是一样的。 3、不可随意起停泵 不但要注意人员安全，也要考虑电泵安全，尽量延长使用寿命。 4、不可带负荷拉闸 带负荷拉闸会在配电柜处形成电弧放电，会把人灼伤，甚至致 命。所以停机时必须先按停机按钮。
五、电流卡片分析
分析电泵井电流卡片的目的： 及时发现电泵井在生产过程中出现的问 题及故障
三、常见故障及处理
（二）导致过载原因
1、电机烧： 保护器失效或电缆头结构不合理造成井液进入电机 电机绝缘性能在频繁电压波动、启停泵过程中损坏 出砂导致长时间高负荷运行，破坏电机绝缘性能 机组质量差或不能适应复杂工作环境 2、电缆损坏：起下作业过程中造成电缆损伤 腐蚀或正常老化造成损坏 因出砂造成运行电流过大使电缆芯线产生高温，破坏绝缘 井口安装困难造成井口电缆损坏 3、控制屏内保险烧 4、泵卡：砂卡及杂质卡 5、机组落井、控制屏参数设置不合理
（1）检查控制柜门是否密封； （2）检查控制屏总闸位置，检查控制屏控制电压和机 组工作电压; （3）检查启动转换开关位置； （4）检查控制屏，指示灯有三个，即正常运行——绿 色，欠载——黄色，过载——红色； （5）检查电流记录仪及电流表，新投产或新开作业井 使用日卡24 h/r，正常生产后使用周卡168 h/r。
七、电潜泵的日常管理
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管理制度
（1）电流记录卡片要及时更换，每更换一次记录卡 片都需填写井号、日期，停机必须注明原因； （2）管理人员每4小时巡回检查一次，若有故障停 机，报告区块； （3）电泵井投运前，必须检查机组对地绝缘电阻和三 相直流电阻，对地绝缘电阻低于0.5M 或直流电阻不平 衡时，不允许再次启动；
潜油电泵结构及工作原理
潜油电泵结构及工作原理
潜油电泵是一种常见的油井输液装置，它由电机、泵体、转子、轴承组成，广泛应用于石油、化工等行业。
本文将分别从潜油电泵的结构和工作原理两个方面进行详细介绍。
一、潜油电泵的结构
潜油电泵的结构主要由以下几个部分组成：
1. 电机：是泵的动力源，一般采用油浸式的三相异步电动机。
2. 泵壳：是潜油电泵的外壳，一般选用高强度、蚀刻性能好的不锈钢或铸钢材料制造。
3. 阀门：是控制进出口液流的部件，在泵内安装一个防回流阀，以防止井液由井口流入泵内，影响泵的运行。
4. 柱式：是将电机与泵体相互连接的主要部分，有助于泵的安装、卸载和维修。
5. 轴承：用来支撑转子的轴线运转，减小转子与泵体之间的摩擦，保证泵的运转平稳。
6. 转子：潜油电泵的关键部件之一，是泵的液力传动装置，最常用的转子有螺杆转子、离心转子等。
二、潜油电泵的工作原理
潜油电泵利用转子在泵体中旋转时产生的离心力将液体从井底提升到地面。
具体来说，它的工作原理可以分为六个步骤：
1. 电机输出转速，带动转子旋转，转子在泵体中形成一定的方向和流动速度的液体流。
2. 液体流通过转子，被分配到各部分。
3. 高速离心力作用下，液体流体积减小，增大流速，产生较高的液压。
4. 高压液体通过出水口出现井口，形成合适的水平流。
5. 进入沟渠系统轻易输送至目标地雷。
6. 电机及时启动、停止保持潜油电泵的正常工作。
总而言之，潜油电泵具有结构简单、安装、使用和维护方便，减少了劳动力和物力的浪费，具有较高的工作效率和经济效益等优点，目前已成为石油工业中重要的输液设备之一。
潜油电泵结构及工作原理
3.潜油电机工作原理:
潜油电机属三相交流鼠笼异步电机，其工作原理为 :当定子三相绕组 接通三相交流电源时，在电机定子内部产生一个转速为 60f/P的旋转磁场， 其转向取决于电流相序。由于此旋转磁场切割转子导条，根据电磁感应定 律，在闭合的转子回路中将产生感应电流；又由于电动机法则此感应电流 在旋转磁场中又将受到力的作用，从而产生了电磁转矩使转子沿着旋转磁 场的方向带动负载做异步转动。
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保护器 (组合式)
1. 保护器头 2. 胶囊 3.轴 4.机械密封(碳化硅) 5.外壳
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潜油电机
1.电机头 2.转子铁芯 3.定子铁芯 4.转子轴承 5.电机壳 6.轴 7.底座
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第三章、机组各部件的作用
一、潜油泵 潜油泵是潜油电泵机组中的工作机，井下液体是被潜油泵抽送到地 面的。原理与地面使用的普通离心泵一样。 潜油泵由多级叶轮、导壳组成，叶轮、导壳的结构形式决定潜油泵 的排量，叶轮、导壳的级数决定潜油泵的扬程和匹配潜油电机功率。 二、分离器 对于含气井而言，井液在进入潜油泵之前，要先通过油气分离器 进行气、液分离，以减少气体对潜油泵工作性能的影响。目前，分离 器的基本结构形式油两种，一种是旋转式分离器，另一种是沉降式分 离器。潜油电泵机组在工作中，气、液混合液进入分离器并被分离后， 气体进入套管与油管的环形空间。液体引入潜油泵中。
按气体从混合液分离的方式及结构的不同，可把分离 器分为三种类型：沉降式气液分离器、旋转式气液分离 器、涡流式气液分离器。 按分离能力可把分离器分为：单级分离器、双级分离 器.
1.1沉降式分离器结构 潜油电泵用沉降式分离器主要由上接头、外壳、 扶正器、传动轴、流体导向片、内腔进液孔、叶轮、 隔离套、花键套、下接头等组成。
潜油电泵结构及工作原理(一)
潜油电泵结构及工作原理（一）引言概述:潜油电泵是一种广泛应用于油田、矿山和城市供水等领域的重要设备。
它通过将电机与泵体结合在一起，实现了在液体中进行输送的功能。
本文将详细介绍潜油电泵的结构及其工作原理。
正文:一、潜油电泵的结构1. 泵体：泵体是潜油电泵的主要组成部分，用于接收液体并将其输送到出口。
通常由铸铁或不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
2. 输送管道：输送管道连接泵体与泵出口，将液体输送到目的地。
主要包括进口管道、出口管道和排水管道。
3. 电机：电机是潜油电泵的驱动装置，将电能转化为机械能，使泵体能够正常工作。
一般采用三相异步电机，具有高效率和稳定性。
4. 转子：转子是潜油电泵的核心部件，通过转动来产生抽水的动力。
通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
5. 导叶：导叶位于泵体与转子之间，起到引导液体流动的作用。
它具有良好的密封性能和高效的动力传递效率。
二、潜油电泵的工作原理1. 启动过程：当电泵供电时，电机带动转子旋转。
液体通过进口管道进入泵体，受到转子的离心力作用，被推向出口管道。
2. 抽水过程：在转子旋转的同时，导叶的作用下，液体在泵体内不断流动。
泵体的设计使得液体呈现连续的流动状态，在吸入管道和排出管道之间形成一个密封的液柱。
3. 提升能力：潜油电泵的提升能力取决于转子的转速和导叶的结构。
通过调整电机的转速和优化导叶的形状，可以提高泵体的提升能力。
4. 故障保护：潜油电泵通常配备有多种故障保护装置，如过流保护、过压保护和过热保护等，以确保设备的安全运行。
5. 维护与检修：为了确保潜油电泵的正常运行，定期进行维护和检修是必要的。
维护内容包括清洁泵体、检查电路连接和润滑轴承等。
总结:潜油电泵作为一种重要设备，其结构和工作原理对于了解其工作原理的人来说至关重要。
本文介绍了潜油电泵的结构、工作原理和维护要点，希望能够帮助读者更好地理解和运用潜油电泵。
潜油电泵基础知识
注意事项
在安装过程中，应遵循安全操 作规程，注意人员安全和设备 保护，避免发生意外事故。
日常维护与保养
检查运行状况
定期检查潜油电泵的运行状况 ，包括电流、电压、温度、压 力等参数，确保设备正常运行
。
清洗保养
定期清洗潜油电泵的进出口滤 器，检查并更换密封件、润滑 油等易损件。
维修保养
根据需要，对潜油电泵进行维 修保养，包括更换磨损件、调 整间隙等，确保设备性能稳定 。
03
CATALOGUE
潜油电泵的安装与维护
安装前的准备
01
02
03
确定井口位置
根据地质报告和实际勘探 结果，确定潜油电泵的井 口位置，确保井口周围环 境安全、无障碍物。
检查设备
在安装前，对潜油电泵及 其附件进行全面检查，确 保设备完好无损、符合规 格要求。
准备工具和材料
根据安装需要，准备相应 的工具和材料，如吊车、 螺丝刀、润滑油等。
高效电机
研究更高效的电机设计，提高电 机的能效比，降低能耗。
优化控制策略
通过改进控制算法和策略，实现 潜油电泵的智能控制，进一步降 低能耗。
新材料、新工艺的应用研究
新材料
研究并应用具有更高强度、耐腐蚀和 耐磨性能的新材料，提高潜油电泵的 使用寿命。
新工艺
探索和应用新的制造工艺，提高潜油 电泵的制造效率和产品质量。
注意事项
在维护保养过程中，应遵循设 备操作规程和维护保养规范，
注意人员安全和设备保护。
04
CATALOGUE
潜油电泵常见故障及排除方法
启动困难或无法启动
总结词
潜油电泵启动困难或无法启动可能是由于多种原因引起的，如电源故障、电机故障、泵 头故障等。
概述潜油电泵ESP
第四章 无杆泵采油源自二、井下多级离心泵工作特性
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 5. 影响泵特性的因素
(1)转速、相对密度和粘度对泵特性的影响
其影响遵循仿射定律 2 n 粘度的影响需要 2 H 2 H1 进一步完善 n1 3 n2 2 H P 2 H P1 n 1 1 n2 q2 q1 n1
气蚀使泵的工作特性变差，排量和效率下降。
防止气蚀和气锁：泵的吸入压力足够高
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
6. 轴向止推力
作用在叶轮上的各种轴向不平衡力的总和，包括下止推 力和上止推力
下止推力 作用在和吸入口面积相等的环形面积上的排出压力与 吸入压力所产生的压力差，使泵承受向下止推力，其大小 与排量成反比。 上止推力 由于叶轮入口和出口速度大小、方向改变产生的向上 的推力，其大小与排量成正比
第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
3、影响离心泵实际压头的因素
•叶轮的实际叶片数目有限 叶轮流道中形成相对环流，叶轮出口处的绝对速度，
吸入口处的绝对速度，叶轮实际压头低于理论压头。
•水力损失 泵的叶轮流道内的沿程阻力
•容积损失：
高压液体通过叶轮和导轮间的间隙产生的漏失损失 •机械损失 叶轮外表面与液体间、轴与轴承间的摩擦损失
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 4、泵的特性曲线
泵的排量、压头、功率、效率和转速的关系曲线。 一般的特性曲线是在固定的转速(电机频率60Hz， 转速为3500rpm)下，在相对密度为1、粘度为1mPa.s 的清水中测试的泵的工作特性。
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 5. 影响泵特性的因素
(1)转速、相对密度和粘度对泵特性的影响
其影响遵循仿射定律 2 n 粘度的影响需要 2 H 2 H1 进一步完善 n1 3 n2 2 H P 2 H P1 n 1 1 n2 q2 q1 n1
气蚀使泵的工作特性变差，排量和效率下降。
防止气蚀和气锁：泵的吸入压力足够高
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
6. 轴向止推力
作用在叶轮上的各种轴向不平衡力的总和，包括下止推 力和上止推力
下止推力 作用在和吸入口面积相等的环形面积上的排出压力与 吸入压力所产生的压力差，使泵承受向下止推力，其大小 与排量成反比。 上止推力 由于叶轮入口和出口速度大小、方向改变产生的向上 的推力，其大小与排量成正比
第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
3、影响离心泵实际压头的因素
•叶轮的实际叶片数目有限 叶轮流道中形成相对环流，叶轮出口处的绝对速度，
吸入口处的绝对速度，叶轮实际压头低于理论压头。
•水力损失 泵的叶轮流道内的沿程阻力
•容积损失：
高压液体通过叶轮和导轮间的间隙产生的漏失损失 •机械损失 叶轮外表面与液体间、轴与轴承间的摩擦损失
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 4、泵的特性曲线
泵的排量、压头、功率、效率和转速的关系曲线。 一般的特性曲线是在固定的转速(电机频率60Hz， 转速为3500rpm)下，在相对密度为1、粘度为1mPa.s 的清水中测试的泵的工作特性。
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第二章、潜油电泵系统组成
潜油电泵主要由两大部分组成井上部分和井下部分。
（一）井上部分
（二）井下部分
Байду номын сангаас
1）井口 2）接线盒 3）控制柜 4）变频器 5）变压器
1） 潜油电泵 2） 分离器 3） 保护器 4） 潜油电机 5） 引接电缆 6） 潜油电缆
7） 井下传感器
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（3）内设一个推力轴承，承担作用在泵轴、分离器轴和保护器轴传递下来的轴向 力。
（4）连接潜油电机轴与泵轴（或分离器轴），连接潜油电机壳体与潜油泵壳体 （或分离器壳体）。
四、潜油电机
在潜油电泵机组中使用的电机为二级三相鼠笼式异步电动机。是潜油电泵机
组的动力源。根据油井产量、扬程、温度、井液粘度及不同规格的套管，可选 用不同功率、直径的潜油电机。潜油电机工作电压一般为400~2500V，电流为 30~120A。电机功率与电机长度成正比，单节电机长度最长不大于10m。电机 可以串联使用，串联方式采用内插式结构，轴联接采用花键联接。
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潜油电泵结构及工作原理
2009年5月
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目录
第一章、潜油电泵发展概况 第二章、潜油电泵系统组成 第三章、机组各部件的作用 第四章、潜油电泵各部件工作原理
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第一章、潜油电泵发展概况
潜油电泵全称电动潜油离心泵,简称电泵。 1923年俄罗人A S艾鲁托诺夫在世界上首先提出潜油
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电潜泵
§¼ Ö Ü
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¼ Ï µ ò Â Ö Í ¼
电缆滚筒是用来运输电缆和起下电缆时缠绕用。 导向轮在使用时将它固定在井架上，其高度应保证 电缆通过时正对井口。
拉紧钳
锁紧钳
万用表：是我 们在电泵井施 工中必须使用 的专用工具。 它的作用是测 量电泵机组、 电缆在下井过 程中的电缆的 直流电阻情况
起电管柱时要注意指重表的悬重， 提升 不可过猛，防止破坏电缆。 2、电缆穿导轮 时要小心，防止挤坏电缆。 3、起电泵油管时，剪电缆卡子必须使用专用 剪断钳，不得用液压钳崩断电缆卡子。 4、起油管过程中，见到内液面后方可投入直 径35-40mm长2.5米的金属棒，砸断泄油 器上的泄油销子。 5、若电缆与油管不同步，应立即停止作业， 向上级汇报，等待指示。 6、 电缆应盘绕整齐，无打扭、无变形，并确 保电缆长度。
测绝缘的方法：首先将绝缘电阻表的正极、负极分别与 铜芯线和电缆铠皮相连接。然后观察绝缘电阻的读数情 况。新机组绝缘大于1000MΩ，旧机组大于500MΩ。
四、 电泵 井井 下的 常见 故障
A、电
路
部
分
B、机
械
部
分
A、电路部分
1、电机被烧坏的原因： (1)、保护器失效； (2)、与小扁接头连接处密封不严； (3)、堵头没有拧紧。 2、电缆被击断的原因： (1)、因铠皮受损导致绝缘层受到破坏而使大扁电 缆被击断； (2)、因离心泵被卡致使大小扁接头处被击断； (3)、小扁电缆头因受到碰挂挤压破坏而被击断。
电 泵 机 组 自 上 而 下 的 顺 序
多级离心泵
油气分离器
保护器
潜油电机
潜油电泵采油技术
潜油电泵采油技术的适用条件
油井深度：适用于深井、超深井
油井温度：适用于高温、低温油井
油井类型：适用于高产、低产、稠油、 含水等各类油井
油井含砂量：适用于含砂量高的油井
油井压力：适用于高、低压油井
油井含气量：适用于含气量高的油井
潜油电泵采油技术的优点和局限性
优点：提高采油效率，降低采油成本 优点：适应性强，适用于各种油藏类型 局限性：对油藏地质条件要求较高 局限性：设备维护和更换成本较高
潜油电泵采油技术 的经济效益分析
潜油电泵采油技术的经济效益评估方法
投资回报率：计算潜油电泵 采油技术的投资回报率，评 估其经济效益
生产效率分析：分析潜油电 泵采油技术的生产效率，评
估其经济效益
成本效益分析：比较潜油电 泵采油技术与其他采油技术 的成本和效益
环境影响评估：评估潜油电 泵采油技术对环境的影响，
环保标准：符合国家环保法规，减少对环境的污染 安全标准：符合国家安全生产法规，确保作业安全 设备标准：采用环保型设备，减少对环境的影响 操作标准：严格按照操作规程进行操作，确保安全
潜油电泵采油技术的环保与安全发展趋势
环保技术：采用低污染、低能耗的采油技术，减少对环境的影响 安全技术：提高采油设备的安全性能，降低事故发生率 智能化技术：采用智能化技术，实现远程监控和自动控制，提高采油效率和安全性 绿色能源：采用太阳能、风能等绿色能源，降低对环境的影响，提高能源利用效率
潜油电泵采油技术的最新研究成果
潜油电泵采油 技术的最新研 究成果包括： 新型潜油电泵、 智能潜油电泵、 高效潜油电泵
等。
新型潜油电泵 的研究成果包 括：新型潜油 电泵的设计、 制造、安装、 调试等方面的
研究成果。
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需要把泄油阀芯砸断，使油管同套管的环形空间相通，使液体流入套管内，以便施工作业。 泄油阀还可以测井中的流压与静压。
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第四章、潜油电泵各部件工作原理
潜油电机
1、潜油电机结构组成 1.1定子系统: 主要由定子铁芯、定子绕组及壳体组成。 a.定子铁芯：由优质性能的硅钢片冲成定子冲片叠压而成。其主要作用是导磁和嵌入绕组。 b.定子绕组：由F46薄膜绕包铜线制成的三相绕组在定子空间为120°分布。其作用是通过三 相交流电流产生旋转磁场，耐温达180℃以上。 c.壳体：由优质碳素结构钢制成，有足够的强度起结构支撑和连接作用。
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1.2转子系统： 主要由转子、轴、扶正轴承等组成。 a.转子：由优质性能的硅钢片冲成转子冲片叠压而成。转子槽中穿有铜导条， 转子两端用铜端环与
导条铆压或焊牢。其作用是导磁并产生电磁转矩输出机械功率带动电泵旋转。 b.电机轴：转子转轴式一根细长的空心轴，其作用是用来连接和固定各转子节、扶正轴承。在转轴
保护器 (胶囊式)
1.保护器头 2.密封圈 3.外壳 4.胶囊 5.机械密封 6.轴 7.止推轴承 8.底座
保护器 (组合式)
1. 保护器头 2. 胶囊 3.轴 4.机械密封(碳化硅) 5.外壳
潜油电机
1.电机头 2.转子铁芯 3.定子铁芯 4.转子轴承 5.电机壳 6.轴 7.底座
第三章、机组各部件的作用
潜油电泵井口是一个偏心并带有电缆密封装置的特殊油管柱，既可以密封动力电缆出口， 又可以承受全井管柱及电泵机组的重力。
九、电缆
潜油电泵动力电缆是一种特殊绝缘材料密封、外加钢带铠装的潜油动力电缆，其主要功 能是将地面电能输送给井下的潜油电机。
十、电缆头 电缆头由于受井径尺寸的限制,因而必须特制。它应具有很高的介电强度和良好的密封性能。
3.潜油电机工作原理: 潜油电机属三相交流鼠笼异步电机，其工作原理为:当定子三相绕组接通三相交流电源时，
在电机定子内部产生一个转速为60f/P的旋转磁场，其转向取决于电流相序。由于此旋转磁场切 割转子导条，根据电磁感应定律，在闭合的转子回路中将产生感应电流；又由于电动机法则此 感应电流在旋转磁场中又将受到力的作用，从而产生了电磁转矩使转子沿着旋转磁场的方向带 动负载做异步转动。
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2.胶囊式保护器的结构特征及工作原理： 2.1 结构特征： 胶囊式保护器：由保护器头、轴、座、密封座、壳体、胶囊支架环、胶囊、溢流阀 、护轴管、止推轴承和联接座等组成，它为预注油式结构，胶囊使电机内腔与井液完 全隔离，可靠性高，适用于斜井、水平井。 2.2 工作原理： 胶囊式保护器安装于分离器与电机之间，保护器的止推轴承可以承受泵的轴向压力 ，保护器的胶囊在电机油和井液之间形成了有弹性的隔离层。由于它的调节作用,使得 电机在运行和停机时，电机油的热胀冷缩不会导致井液进入电机内腔，保护了电机绝源自缘。潜油电泵结构及工作原理
目录 第一章、潜油电泵发展概况 第二章、潜油电泵系统组成 第三章、机组各部件的作用
第四章、潜油电泵各部件工作原理
第一章、潜油电泵发展概况
潜油电泵全称电动潜油离心泵,简称电泵。 1923年俄罗人A S艾鲁托诺夫在世界上首先提出潜油电泵的新概念，并在洛杉机制造出美国第
一台潜油电泵。 1940年苏联国家石油机械设计院深水电机局石油工业组研制了苏联第一台潜油电泵。开始广泛
渤海石油装备中成机械制造公司 保护器
按结构分为
沉降式保护器 胶囊式保护器 组合式保护器 串接的复合型保护器
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1.沉降式保护器 1.1结构组成： 沉降式保护器由保护器头、轴、机械密封、密封座、壳体、止推轴承、底座、护轴管、 沉降管和呼吸管等主要部件组成。它设有两道机械密封,两个沉降室使电机内腔与井液完全 隔离, 有较高的可靠性。 1.2工作原理： 保护器安装在分离器和电机之间。保护器通过沉降管与井液连通,由于每个沉降室的上方 均有一道机械密封，所以保证进入到沉降室的井液能处在沉降室的下方。不能通过沉降室上 方的连通孔流入下级沉降室和电机中，保证了电机内部电机油的清洁度和绝缘性能，同时提 供了电机油受热膨胀的路径和容腔，既保证了密封又使机组内外压力平衡。设置在下沉降室 上方的止推轴承装置用来承受泵及保护器的轴向力 。
轮、外壳、诱导轮、花键套、下接头等组成。 旋转式分离器的结构比沉降式分离器的结构复杂，他利用气液两相的密度不同，
通过使气、液两相高速旋转产生不同的离心力而使气液两相分离。 2 .工作原理
无论是沉降式气液分离器，还是旋转式及涡流式气液分离器，它们都是利用气体 和液体密度不同使气液两相产生的重力大小不同的原理，增加气泡的轴向向上速度， 降低气泡径向向心速度来进行气液分离的。轻的气体沿轴向向上进入油套环形空间， 重的液体则通过重力的作用沿流道进入多级离心泵的入口
十一、其他辅助设施 (1)电缆滚筒支架：用作潜油动力电缆的支撑及起下电泵时收放电缆。 (2)变径短节：为适应泵出口接头与各种油管螺纹的连接，配有各种不同规格的变径短节。 (3)单流阀：用于防止停泵时，油管内的液体回流，引起机组反转，同时减轻电泵的启动负荷，以防启动
时损坏机组。 (4)泄油阀（或测压阀）：在作业中将机组从油井中起出时，由于単流阀的作用，油管中的液体排不出去，
五、控制柜 潜油电泵的启动和停机，以及运行中的一系列控制，需要专门的 控制设备来完成。潜油电
泵专用控制柜分为手动、自动两种控制方式。控制柜具有短路保护、单相保护、三相过流保 护和欠载停机、延时自动启动功能。通过仪表可随时测量电机运行电压、电流参数，并自动 记录电机运行电流，从而使电泵管理人员及时掌握和判断潜油电机的运行情况。
一、潜油泵 潜油泵是潜油电泵机组中的工作机，井下液体是被潜油泵抽送到地面的。原理与地面使用的普通离
心泵一样。 潜油泵由多级叶轮、导壳组成，叶轮、导壳的结构形式决定潜油泵的排量，叶轮、导壳的级数决定
潜油泵的扬程和匹配潜油电机功率。 二、分离器
对于含气井而言，井液在进入潜油泵之前，要先通过油气分离器进行气、液分离，以减少气体对潜 油泵工作性能的影响。目前，分离器的基本结构形式油两种，一种是旋转式分离器，另一种是沉降式 分离器。潜油电泵机组在工作中，气、液混合液进入分离器并被分离后，气体进入套管与油管的环形 空间。液体引入潜油泵中。
第二章、潜油电泵系统组成
潜油电泵主要由两大部分组成井上部分和井下部分。
（一）井上部分
（二）井下部分
1）井口 2）接线盒 3）控制柜 4）变频器 5）变压器
1） 潜油电泵 2） 分离器 3） 保护器 4） 潜油电机 5） 引接电缆 6） 潜油电缆
7） 井下传感器
1.套管 2.导向器 3.电机 4.引线电缆 5.保护器 6.分离器 7.泵 8.电缆卡子 9.泵头 10.油管
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3.复合式保护器的结构特征及工作原理： 3.1结构特征：
这种新型保护器是集国内外各家之所长，采用了最佳保护结构，即：将胶囊式保护器和沉 降式保护器分别设计成标准节的形式，便于互换及组合，整体结构为“积木式” 。 3.2工作原理：
因复合式保护器是由沉降式标准元及胶囊式标准单元组合为一体，所以沉降式标准单元与 沉降式保护器相同，胶囊式标准单元与胶囊式保护器相同。当第一个单元保护器失效第二个 单元继续工作。为此可靠性高，适应性广。
六、变压器 变压器是利用电磁感应原理进行工作的。变压器原边、副边电压之比决定于原、副线圈匝
数之比，只要改变原、副线圈的匝数，便可达到改变电压的目的。把一种电压的交流电能转 变为频率相同的另一种电压的交流电能。潜油电泵机组中的变压器就是将电网电压转变为潜 油电机所需要的电压。
七、接线盒
接线盒的作用是连接控制柜到井口之间的潜油电泵动力电缆，防止油井中易燃气体通过电 缆进入控制柜，发生火灾或爆炸。接线盒距井口的距离不小于3m，高度不低于0.5m。接线 盒到控制柜的电缆应埋于地下0.2m以下。 八、井口
上，按一定距离间隔地开有许多径向油孔，其作用是通过中心孔、油孔来润滑扶正轴承内外套并润滑油 的流道。
c.扶正轴承：防止细长转子运转与定子相擦起扶正作用。主要由转子铜套和轴承构成滑动轴承，每 两个相邻的转子之间安放一个。转子之间有均匀的气隙，提高潜油电机运行的可靠性。
1.3接头 电机定子的两端安装各种接头，如电机头、上接头、下接头等。它们的作用一般是容安装止推轴承、
11.接线盒 12.控制柜 13.变压器 14.井口 15.泄流阀 16.单向阀 17.动力电缆
潜油离心泵
1.上泵头装配 2.叶轮 3.导壳 4.泵壳 5.泵轴 6.下泵头装配
分离器
1.上接头 2.油气分离头 3.分离轮 4.壳体 5.轴 6.吸入口 7.下接头
保护器 (沉降式)
1.保护器头 2.放气阀 3.机壳 4.机械密封 5.轴
扶正电机轴、引出和保护电机引线、密封电机以及上下节连接等作用。
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2.潜油电机结构特点: ⑴外形尺寸细长，电机外径与其长度比(细长比) 最大可达1:100左右。外部直径及适应井径 ⑵定转子铁芯分段组成:每相邻两个转子间放置一套扶正轴承。 ⑶潜油电机的保护器。 ⑷采用具有特殊的内腔油循环系统。
四、潜油电机 在潜油电泵机组中使用的电机为二级三相鼠笼式异步电动机。是潜油电泵机组的动力源。根据油井
产量、扬程、温度、井液粘度及不同规格的套管，可选用不同功率、直径的潜油电机。潜油电机工作电 压一般为400~2500V，电流为30~120A。电机功率与电机长度成正比，单节电机长度最长不大于10m。 电机可以串联使用，串联方式采用内插式结构，轴联接采用花键联接。
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4.保护器的密封： 旋转轴的密封 采用机械密封,机械密封的结构、原理、材料及精密度联接 螺纹的密封 采用“O”形橡胶密封圈，密封圈的材料、压缩量、及配合面的精度。 螺塞及阀体的密封 利用铅的延展性及填充性采用铅垫密封。
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第四章、潜油电泵各部件工作原理
潜油电机
1、潜油电机结构组成 1.1定子系统: 主要由定子铁芯、定子绕组及壳体组成。 a.定子铁芯：由优质性能的硅钢片冲成定子冲片叠压而成。其主要作用是导磁和嵌入绕组。 b.定子绕组：由F46薄膜绕包铜线制成的三相绕组在定子空间为120°分布。其作用是通过三 相交流电流产生旋转磁场，耐温达180℃以上。 c.壳体：由优质碳素结构钢制成，有足够的强度起结构支撑和连接作用。
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1.2转子系统： 主要由转子、轴、扶正轴承等组成。 a.转子：由优质性能的硅钢片冲成转子冲片叠压而成。转子槽中穿有铜导条， 转子两端用铜端环与
导条铆压或焊牢。其作用是导磁并产生电磁转矩输出机械功率带动电泵旋转。 b.电机轴：转子转轴式一根细长的空心轴，其作用是用来连接和固定各转子节、扶正轴承。在转轴
保护器 (胶囊式)
1.保护器头 2.密封圈 3.外壳 4.胶囊 5.机械密封 6.轴 7.止推轴承 8.底座
保护器 (组合式)
1. 保护器头 2. 胶囊 3.轴 4.机械密封(碳化硅) 5.外壳
潜油电机
1.电机头 2.转子铁芯 3.定子铁芯 4.转子轴承 5.电机壳 6.轴 7.底座
第三章、机组各部件的作用
潜油电泵井口是一个偏心并带有电缆密封装置的特殊油管柱，既可以密封动力电缆出口， 又可以承受全井管柱及电泵机组的重力。
九、电缆
潜油电泵动力电缆是一种特殊绝缘材料密封、外加钢带铠装的潜油动力电缆，其主要功 能是将地面电能输送给井下的潜油电机。
十、电缆头 电缆头由于受井径尺寸的限制,因而必须特制。它应具有很高的介电强度和良好的密封性能。
3.潜油电机工作原理: 潜油电机属三相交流鼠笼异步电机，其工作原理为:当定子三相绕组接通三相交流电源时，
在电机定子内部产生一个转速为60f/P的旋转磁场，其转向取决于电流相序。由于此旋转磁场切 割转子导条，根据电磁感应定律，在闭合的转子回路中将产生感应电流；又由于电动机法则此 感应电流在旋转磁场中又将受到力的作用，从而产生了电磁转矩使转子沿着旋转磁场的方向带 动负载做异步转动。
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2.胶囊式保护器的结构特征及工作原理： 2.1 结构特征： 胶囊式保护器：由保护器头、轴、座、密封座、壳体、胶囊支架环、胶囊、溢流阀 、护轴管、止推轴承和联接座等组成，它为预注油式结构，胶囊使电机内腔与井液完 全隔离，可靠性高，适用于斜井、水平井。 2.2 工作原理： 胶囊式保护器安装于分离器与电机之间，保护器的止推轴承可以承受泵的轴向压力 ，保护器的胶囊在电机油和井液之间形成了有弹性的隔离层。由于它的调节作用,使得 电机在运行和停机时，电机油的热胀冷缩不会导致井液进入电机内腔，保护了电机绝源自缘。潜油电泵结构及工作原理
目录 第一章、潜油电泵发展概况 第二章、潜油电泵系统组成 第三章、机组各部件的作用
第四章、潜油电泵各部件工作原理
第一章、潜油电泵发展概况
潜油电泵全称电动潜油离心泵,简称电泵。 1923年俄罗人A S艾鲁托诺夫在世界上首先提出潜油电泵的新概念，并在洛杉机制造出美国第
一台潜油电泵。 1940年苏联国家石油机械设计院深水电机局石油工业组研制了苏联第一台潜油电泵。开始广泛
渤海石油装备中成机械制造公司 保护器
按结构分为
沉降式保护器 胶囊式保护器 组合式保护器 串接的复合型保护器
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1.沉降式保护器 1.1结构组成： 沉降式保护器由保护器头、轴、机械密封、密封座、壳体、止推轴承、底座、护轴管、 沉降管和呼吸管等主要部件组成。它设有两道机械密封,两个沉降室使电机内腔与井液完全 隔离, 有较高的可靠性。 1.2工作原理： 保护器安装在分离器和电机之间。保护器通过沉降管与井液连通,由于每个沉降室的上方 均有一道机械密封，所以保证进入到沉降室的井液能处在沉降室的下方。不能通过沉降室上 方的连通孔流入下级沉降室和电机中，保证了电机内部电机油的清洁度和绝缘性能，同时提 供了电机油受热膨胀的路径和容腔，既保证了密封又使机组内外压力平衡。设置在下沉降室 上方的止推轴承装置用来承受泵及保护器的轴向力 。
轮、外壳、诱导轮、花键套、下接头等组成。 旋转式分离器的结构比沉降式分离器的结构复杂，他利用气液两相的密度不同，
通过使气、液两相高速旋转产生不同的离心力而使气液两相分离。 2 .工作原理
无论是沉降式气液分离器，还是旋转式及涡流式气液分离器，它们都是利用气体 和液体密度不同使气液两相产生的重力大小不同的原理，增加气泡的轴向向上速度， 降低气泡径向向心速度来进行气液分离的。轻的气体沿轴向向上进入油套环形空间， 重的液体则通过重力的作用沿流道进入多级离心泵的入口
十一、其他辅助设施 (1)电缆滚筒支架：用作潜油动力电缆的支撑及起下电泵时收放电缆。 (2)变径短节：为适应泵出口接头与各种油管螺纹的连接，配有各种不同规格的变径短节。 (3)单流阀：用于防止停泵时，油管内的液体回流，引起机组反转，同时减轻电泵的启动负荷，以防启动
时损坏机组。 (4)泄油阀（或测压阀）：在作业中将机组从油井中起出时，由于単流阀的作用，油管中的液体排不出去，
五、控制柜 潜油电泵的启动和停机，以及运行中的一系列控制，需要专门的 控制设备来完成。潜油电
泵专用控制柜分为手动、自动两种控制方式。控制柜具有短路保护、单相保护、三相过流保 护和欠载停机、延时自动启动功能。通过仪表可随时测量电机运行电压、电流参数，并自动 记录电机运行电流，从而使电泵管理人员及时掌握和判断潜油电机的运行情况。
一、潜油泵 潜油泵是潜油电泵机组中的工作机，井下液体是被潜油泵抽送到地面的。原理与地面使用的普通离
心泵一样。 潜油泵由多级叶轮、导壳组成，叶轮、导壳的结构形式决定潜油泵的排量，叶轮、导壳的级数决定
潜油泵的扬程和匹配潜油电机功率。 二、分离器
对于含气井而言，井液在进入潜油泵之前，要先通过油气分离器进行气、液分离，以减少气体对潜 油泵工作性能的影响。目前，分离器的基本结构形式油两种，一种是旋转式分离器，另一种是沉降式 分离器。潜油电泵机组在工作中，气、液混合液进入分离器并被分离后，气体进入套管与油管的环形 空间。液体引入潜油泵中。
第二章、潜油电泵系统组成
潜油电泵主要由两大部分组成井上部分和井下部分。
（一）井上部分
（二）井下部分
1）井口 2）接线盒 3）控制柜 4）变频器 5）变压器
1） 潜油电泵 2） 分离器 3） 保护器 4） 潜油电机 5） 引接电缆 6） 潜油电缆
7） 井下传感器
1.套管 2.导向器 3.电机 4.引线电缆 5.保护器 6.分离器 7.泵 8.电缆卡子 9.泵头 10.油管
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3.复合式保护器的结构特征及工作原理： 3.1结构特征：
这种新型保护器是集国内外各家之所长，采用了最佳保护结构，即：将胶囊式保护器和沉 降式保护器分别设计成标准节的形式，便于互换及组合，整体结构为“积木式” 。 3.2工作原理：
因复合式保护器是由沉降式标准元及胶囊式标准单元组合为一体，所以沉降式标准单元与 沉降式保护器相同，胶囊式标准单元与胶囊式保护器相同。当第一个单元保护器失效第二个 单元继续工作。为此可靠性高，适应性广。
六、变压器 变压器是利用电磁感应原理进行工作的。变压器原边、副边电压之比决定于原、副线圈匝
数之比，只要改变原、副线圈的匝数，便可达到改变电压的目的。把一种电压的交流电能转 变为频率相同的另一种电压的交流电能。潜油电泵机组中的变压器就是将电网电压转变为潜 油电机所需要的电压。
七、接线盒
接线盒的作用是连接控制柜到井口之间的潜油电泵动力电缆，防止油井中易燃气体通过电 缆进入控制柜，发生火灾或爆炸。接线盒距井口的距离不小于3m，高度不低于0.5m。接线 盒到控制柜的电缆应埋于地下0.2m以下。 八、井口
上，按一定距离间隔地开有许多径向油孔，其作用是通过中心孔、油孔来润滑扶正轴承内外套并润滑油 的流道。
c.扶正轴承：防止细长转子运转与定子相擦起扶正作用。主要由转子铜套和轴承构成滑动轴承，每 两个相邻的转子之间安放一个。转子之间有均匀的气隙，提高潜油电机运行的可靠性。
1.3接头 电机定子的两端安装各种接头，如电机头、上接头、下接头等。它们的作用一般是容安装止推轴承、
11.接线盒 12.控制柜 13.变压器 14.井口 15.泄流阀 16.单向阀 17.动力电缆
潜油离心泵
1.上泵头装配 2.叶轮 3.导壳 4.泵壳 5.泵轴 6.下泵头装配
分离器
1.上接头 2.油气分离头 3.分离轮 4.壳体 5.轴 6.吸入口 7.下接头
保护器 (沉降式)
1.保护器头 2.放气阀 3.机壳 4.机械密封 5.轴
扶正电机轴、引出和保护电机引线、密封电机以及上下节连接等作用。
渤海石油装备中成机械制造公司
2.潜油电机结构特点: ⑴外形尺寸细长，电机外径与其长度比(细长比) 最大可达1:100左右。外部直径及适应井径 ⑵定转子铁芯分段组成:每相邻两个转子间放置一套扶正轴承。 ⑶潜油电机的保护器。 ⑷采用具有特殊的内腔油循环系统。
四、潜油电机 在潜油电泵机组中使用的电机为二级三相鼠笼式异步电动机。是潜油电泵机组的动力源。根据油井
产量、扬程、温度、井液粘度及不同规格的套管，可选用不同功率、直径的潜油电机。潜油电机工作电 压一般为400~2500V，电流为30~120A。电机功率与电机长度成正比，单节电机长度最长不大于10m。 电机可以串联使用，串联方式采用内插式结构，轴联接采用花键联接。
渤海石油装备中成机械制造公司
4.保护器的密封： 旋转轴的密封 采用机械密封,机械密封的结构、原理、材料及精密度联接 螺纹的密封 采用“O”形橡胶密封圈，密封圈的材料、压缩量、及配合面的精度。 螺塞及阀体的密封 利用铅的延展性及填充性采用铅垫密封。