采油工程1(2)

第四部分无杆泵采油课程包主要内容：一、电动潜油离心泵采油二、水力活塞泵采油三、其他无杆泵采油电动潜油离心泵采油一、电潜泵采油装置及其工作原理电动潜油离心泵(简称电潜泵)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。(如图所示)(1)能量传递过程潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电缆和油管井下部分变压器控制屏接线盒地面部分泄油阀单流阀中间部分(2)地层流体举升过程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(电缆滚筒、导向轮、井口支座和挂垫等)组成。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2)泵型号表示方法2．电动潜油离心泵主要部件1)潜油电动机电动机用于驱动离心泵转动。一般为两极三相鼠笼式感应电动机，根据实际需要电动机可以采用几级串联达到特定的功率。2)保护器保护器主要用于将电动机油与井液隔开，平衡电动机内压力和井筒压力。保护器的作用是连接电动机的驱动轴与泵轴，连接电动机壳与泵壳；当充油部分与容许压力下的井液连通时，保证电动机驱动轴密封，防止井液进入电动机。工作方式分为：连通式、沉淀式和胶囊式。3)油气分离器油气分离器的作用是作为井液进入泵的吸人口；把游离气从井液中分离出来，减少气体对泵特性的影响。分离器主要包括沉降式和旋转式。4)电缆电缆用于向井下潜油电动机供电,它由电缆卡子固定在油管上的动力电缆和带电缆头的电动机扁电缆组成。电缆主要包括圆电缆和扁电缆。扁电缆可以用于潜油电动机或套管环形空间间隔较小的井。5)控制屏控制屏主要用于控制井下电动机的运行。它由电动机启动器、过载和欠载保护、手动开关、时间继电器、电流表组成。控制屏的电压范围在600～4900V之间。变频控制屏通过变速驱动装置进行工作，变速驱动装置是一个可编程的集成控制系统。6)变压器变压器用于将交流电的电源电压转变为井下电动机所需要的电压，它是根据电磁感应原理工作的。7)接线盒在井口和控制屏之间必须装一个接线盒。8)压力传感器压力传感器用于测量井下压力和温度。它可以确定井的产能，便于自动控制。9)单流阀和泄油阀单流阀一般装在泵上方2～3根油管处。单流阀的作用：在泵内不工作时保持油管柱充满流体，易于起泵，消耗功率最小；操作安全可靠，地面关闸时油管柱内的气体易压缩，形成高压，操作不安全；防止停泵后液体倒流，使机组反转。泄油阀应装在单流阀上方一根油管处，它是一个剪切插销装置。泄油阀的作用：防止起泵时油管柱中的井液在卸油管时流到地面上。(二)电动潜油离心泵的安装方式潜油电泵的安装方式不同，系统的组成和用途不完全一样。主要安装方式分为:标准安装方式底部吸入口安装方式底部排出口安装方式对标准安装方式，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。电机应在射孔段以上，使井液从电机旁流过，冷却电机，如果电机在射孔段以下，应采用电机罩引导流体从电机旁流过，电机罩还起气液分离器的作用。底部吸入口系统用于油管摩阻损失大或泵径大的井。这种系统是从一根插到井底的尾管吸入流体进泵，通过带封隔器的油套管环形空间排出流体，因此提高了排量和效率。该系统的安装方式与标准安装方式不同，泵和电机的位置刚好是颠倒的，从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、吸入口。底部排出口系统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。这种系统是从油套管环形空间吸入流体进泵，通过尾管排出到下部层位。该系统的安装方式与标准安装方式也不同，泵和电机的位置也是颠倒的，从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、排出口。二、电动潜油离心泵的生产管理与分析1．潜油电泵井机组投运前的技术要求（1）潜油电泵井机组安装质量应符合SY5167.4的要求。（2）井口装置和集输管线安装正确，符合设计要求。所有阀门均应处在合适的操作位置。（3）供电线路及变压器安装正确，牢固可靠。变压器次级输出电压档调到与井下机组匹配的电压值、电压波动不超过±10%，三相电压不平衡值不大于2%。（4）控制柜结构与性能应符合设计要求。井口电缆与控制柜之间应安装接线盒，接线牢固可靠，连接导线截面积不小于16mm2。（5）控制柜、变压器、接线盒与井口采油树，都要进行可靠接地。接地线截面积不小于16mm2。（6）投产前测量电泵整机的对地绝缘电阻值应不小于100MΩ，三相直流电阻不平衡值应小于2%。1．潜油电泵井机组投运前的技术要求（7）井口需配备油压表、套压表、回压表和套管放气阀。（8）根据油井生产能力和电泵机组的排量选择适当的油嘴进行生产。（9）按电流记录仪器规格安装电流卡片，记录笔尖应置于卡片零位。1．潜油电泵井机组投运前的技术要求2．运行中启、停机组（1）经检查，井口流程和机组符合要求后，将井口倒换成生产流程。（2）合上控制柜电源开关，检查主回路和控制回路电压应符合设计要求。（3）将控制柜选择开关置“手动”挡位置。（4）将控制柜中心控制器过载值调至最大。（5）按控制柜启动按钮，同时观察启动电流和电压；绿色指示灯亮表明启动成功。（6）观察油压和电流变化，并确认机组转向。如发现机组反转，应立即停机，变换相序。2．运行中启、停机组3．运行管理及维护保养（1）每天巡回检查地面设备和井口，检查电压、电流、油压和套压值，出现异常应及时处理。（2）按时更换电流卡片。投产初期三天内生产试验阶段和查找处理故障期间应使用24h记录卡片。正常运行后使用7d记录卡片。（3）每季度应对控制柜进行检查和维修保养。电流记录卡片应按时更换并存档。遇有停机情况必须在卡片上注明原因。（4）应经常检查变压器，保证油面显示在规定范围内。每年应抽油样化验一次。发现不合格或干燥剂失效时应及时更换。3．运行管理及维护保养（5）检查校对电流记录仪，每七天应上一次发条，保证笔尖清洁、动作灵敏可靠。（6）利用停机时间检查机组对地绝缘电阻和相间直流电阻及接线盒接触紧固情况。（7）经常检查井口电缆密封情况并及时处理渗漏。（8）机组正常运行时，除按规定进行检修和正常操作情况以外，不允许随意停机。3．运行管理及维护保养4．安全质量要求（1）控制柜距井口距离应大于10m，在户内使用应有防护措施；（2）接线盒距离井口和控制柜不小于5m。（3）井口至控制柜的接地线，应连接牢靠，导线截面积不得小于16mm2，井场埋地电缆处须做标记。（4）处理机组故障人员必须持证操作。（5）需要停机时，不允许带负荷拉闸。（6）采用刮蜡片清蜡或下压力计测压时，其深度应严格控制在测压阀或泄油阀以上10～20m。（7）在测量电泵机组参数时，必须把控制柜总电源断开，并挂牌。4．安全质量要求（8）电泵出现故障停机时，在没有查明原因排除故障前，不允许二次启动。（9）更换电力变压器控制柜或电缆时，要做好相序标志。（10）阴雨天电泵自动停机后，必须由专业人员排除故障。（11）每口电泵井要配备应急灭火设备。4．安全质量要求５.潜油电泵井机组运行电流卡片电流变化的分析正常运行时，卡片上画出的是一条等于或近似于电动机额定电流值的圆滑、匀称曲线,如图所示。(1)正常运行电流卡片(2)电源电压波动电流卡片见图电流曲线上出现“钉子状”突变，就是电压波动的反映。电压波动最常见原因是主电源系统有周期性重载荷，是其他几种小的电压波动的组合。(3)气侵电流卡片见图卡片上的曲线表明机组选型基本符合设计要求，但井液中含有一定程度的气体，受气体影响使产液能力下降。6.潜油电泵井机组运行故障诊断及处理序号故障现象故障原因处理方法1机组不能运转控制柜无电压检查三相电源保险盒机组对地绝缘电阻过低检查对地电阻、如过低起出机组油粘度大、死油或泥浆过多用轻质油或清水洗、浸泡2过载停机或烧熔断丝电缆、电动机断路或短路起出机组检查熔断丝小或过载系数整定值过低检查熔断丝型号、规格、重调整泵选过小或井底有杂质排液量如过高可缩小油嘴3泵没排量泵轴断裂起出泵更换泵4泵排量小管柱漏失或测压阀不严、卸压阀坏起出泵检查或检查测压阀5记录不准记录仪与互感器不匹配换记录仪或互感器