电动潜油螺杆泵
海洋石油开采工程 第四章 海上采油方式(第三四节)
电动潜油离心泵采油
系统工作过程
工作过程 地面电源 变压器 电机所需工作电压 输入 控制屏 电缆 井下电机 离心泵旋转 分离器输入泵内
带动 把井液通过
由泵叶轮 使井液逐级增压 油管 举升到地面
离心泵的增压原理
充满在叶轮流道内 的液体在离心力作用下， 从叶轮中心沿叶片间的 流道甩向叶轮四周时， 液体受叶片的作用，使 压力和速度同时增加， 并经导轮的流道被引向 次一级叶轮，这样，逐 级流过所有的叶轮和导 轮，进一步使液体的压 能增加，获得一定的扬 程。
电动潜油离心泵采油
电潜泵举升方式的主要优点：
(1) 排量大； (2) 操作简单，管理方便； (3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油；
2．电动潜油离心泵主要部件
（4）油气分离器
自由气进入离心泵后，将使泵的排量、扬程和效率下 降，工作不稳定，而且容易发生气蚀损害叶片。因此，常 用气体分离器作为泵的吸入口，以便将气体分离出来。按 分离方式不同，分离器分可为沉降式和旋转式两种类型。
2．电动潜油离心泵主要部件
（5）电缆 潜油电缆作为电泵机组输送电能的通道部 分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性流体 的环境中，因此，要求潜油电缆具有较高的芯 线电性、绝缘层的介电性，较好的整体抗腐、 耐磨以及耐高温等稳定的物理化学性能。
电动潜油离心泵采油
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。
(五)电动潜油离心泵的生产管理与分析
井下电动潜油螺杆泵用行星减速器设计
井下电动潜油螺杆泵用行星减速器设计摘要：电动潜油螺杆泵对油井适应性强，适用于稠油井、含砂井、高含气井，然而电动潜油螺杆泵转速较低，电泵转速高，需要设计减速装置以实现降速增扭的目的。
根据现使用电动潜油螺杆泵的系列参数，设计行星齿轮减速器。
在选定减速方案后，设计减速器各个零部件。
在满足强度的前提下，确定零件尺寸绘制出减速器三维图。
最后使用ANSYS软件对减速器主要零件进行有限元分析，验证设计合理性。
关键词：电动潜油泵减速器三维绘制有限元分析一、引言电动潜油螺杆泵是一种新型机械采油系统，其创新点在于结合了螺杆泵和电潜泵的优点，不需使用抽油杆，消除了因杆管磨损或脱螺纹、断杆等带来的损失；提高泵下深和排量；节能效果明显，系统效率比较高[1，2]。
然而螺杆泵最佳旋转速速一般在100～500r/min左右，需要降低输入转速[3]，但由于受井下空间的限制，不能使用类似地面驱动的减速箱。
所以设计适合电动潜油螺杆泵用的减速器，将系统中的螺杆泵转速降低至需要的工作转速，并使输出扭矩提高到螺杆泵需要的工作扭矩，对斜井、稠油、含砂、含气油井的开采具有十分重要的意义[4]。
二、行星减速器方案设计1.行星减速器的选型及其原理一般的轴向减速传动有单螺杆减速器、定轴轮系、少差齿行星轮系和2K-H 类NGW型行星轮系。
由于井下作业对减速器的尺寸要求较为苛刻，潜油泵功率较高，输入转速一般在3000r/min左右[5，6]，设计受井下径向尺寸限制，减速器最大径向尺寸应小于油管直径，同时下泵深度1500m左右井下高温、高压。
综合考虑以上情况选2K-H类NGW型行星齿轮减速器。
使用每排3个行星轮3排共9个与太阳轮相啮合，在分担载荷的同时减小径向尺寸，能满足设计强度的要求。
其原理如图1所示图1 行星减速器原理图行星轮系传动比为：（2-1）2.行星减速器的基本参数设计[7]表1 减速器设计初始条件在潜油泵工作时，由伯努利方程：（2-2）（2-3）电潜泵的有效功率：（2-4）（2-5）（2-6）按照需用剪切应力估算输出轴直径大小，受扭矩T的实心圆轴，其剪切应力（2-7）考虑安全系数以及其他零部件的大小，初定。
电动潜油螺杆泵专用联轴器运动学建模
次 间接 变换 而得 到 的， 即动一 静一 静一 动。运 用 Ｍ ｔｂ对运 动 程 进 行 了仿 真 ，结 果 认 为专 用联 ａｌ ａ 轴器 输入 轴和 输 出轴 之 间的运 动是 空 间圆锥 体 运动 ， 随着旋 转角 在 ０～３０ 旋转 ，输 出轴 以半径 ６。
ｅ 输入轴 做 圆周运 动 。 绕 关键 词 电动潜 油螺 杆 泵 专 用联 轴器 坐标 变换 电动 潜油 螺杆泵 是 一种 新型 无杆 采油设 备 ，它 运 动 学模 型
（ 西安 石油大学机械 工程 学院）
摘 要 通过 对 电动潜 油螺杆 泵专 用联 轴器 输入 轴 和 输 出轴 的运 动分 析 ，得 到 了输入 轴 动 坐标
系和 输 出轴 动坐标 系之 间的坐标 变换 （ 专用 联 轴器 输入 轴和输 出轴 的运 动 学模 型） ，该 变换 是 经 ３
维普资讯
石 油
机
械
Ｃ ＩＡＰ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｍ Ｃ ＩＥ Ｙ ＨＮ ＥＲ Ｌ Ｕ Ａ ＨＮ Ｒ
●专 题 研 究
２０ ０ ７年 第 ３ ５卷
第 ８期
电动 潜 油螺 杆 泵 专 用 联 轴 器 运 动 学 建 模
屈 文涛 李 晓俊 徐 建 宁
专 用 联 轴 器 运 动 学Байду номын сангаас 析
１ ．描述 运动 学模 型
Ｒ（ ， ）＝
０ ｃｓ ｏ０ ０ ｓｎＯ ｉ ０ ０
电动潜 油螺 杆泵专 用联 轴器 的输 入 、输 出轴 分
别 与减 速器 的输 出轴 、螺 杆 泵 的 转子 联 接 。 因此 ，
ｃ ｓ ｏ０
Ｒ（ ， ＝ ｙ ）
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２０ ０ ７年 第 ３ ５卷
第 ８期
潜油低速电机驱动螺杆泵举升技术
ｌ 一油管锚 ２ 一低速 电机 ３ 一保护器 ４ 一偏心联 轴器 ５ 一螺杆 泵 ６ 一 油管扶 正器 ７ 一防砂卡 装置 ８ 一电泵井 口 ９ 一接线盒 ｌ ０ 一电缆 ｌ ｌ 一控
制柜 ｌ ２一变压器 ４ ． 特 点 ４ ． １ 与普 通潜 油螺杆泵 抽油系统 相比 ， 潜 油低速 电机驱 动螺 杆泵 技 术采 用低速 永磁 同步 电机 直接 驱动 螺杆 泵 ，省略 了减 速机 构 ，系统运 行效率 高 、可 靠性好 ；
关键词 ：无杆采油 潜油直驱 螺杆 泵
随着 油 田的开发 ，油井含 水不 断升高 ，斜井 、水平 井 、高含 砂井 、 稠 油井 逐渐 增 多 ，给 使 用有 杆泵 和 电潜泵 举升 的 油井 带来 了较 多 的问 题 。潜 油 低速 电机驱 动螺 杆 泵是 以潜 油低 速 电机 直驱 螺杆 泵举 升 的一 种 新 型无杆 机械 采 油装置 ，具有 不存 在管 杆偏 磨 ，对 稠油井 、高含 气 井 、含 砂井适 应性好 ，容 积效率 高 ，高 效节能 等优 点。
损耗 。 １ ． 系统 结构 潜 油低 速 电机驱 动 螺杆 泵举 升技 术是 一种 采 用潜 油低 速 电机 直接 驱 动 螺杆 泵的井 筒举 升 技术 。为 匹配 泵 负载 的输 入特 性 ，系统 采用 了 多极 、高 启动转 矩 潜油 电机 ，在 潜 油 电机 和螺 杆 泵之 间采 用 了柔性 联 轴 器 ，而地 面 控制 采用 了高 启动 转矩 的变 频控 制 柜 ，对整 个系 统进 行 了机 电及控制 一体化 设计 。潜油 低速 电机驱 动螺杆 泵采油 系统 由井 下 、 地 面及 电力传动 三 部分 组成 。井 下部 分 主要有 螺 杆泵 、联 轴器 、保 护 器 和潜 油 低速 电机 ；地面 部分 主 要有 控制 柜和 井 口等 ；电力传 动部 分 有 电缆 和 电缆 卡子 。 ２ ． 工作 原理 潜油 低速 电机驱 动螺杆 泵机组 将低速 电机 、保护器 、偏心联 轴器 、 螺 杆泵 和 电缆 下入井 内 ，螺 杆泵 与油 管及 地面 管 线连 接 。地面 电网 电 源 经过 变压 器 、控制 柜 及接 线连 接后 ，经 电缆 将 电能 送至 井下 低速 电 机 ，低 速 电机旋 转经 过保 护器 及 联轴 器直 接驱 动 螺杆 泵 ，将井 液举 升 到 地面 。系统 结构如 图 ｌ 所示。 ３ ． 主要技术 参数
基于CNN-BiGRU_混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法
文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0784 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.019基于CNN-BiGRU 混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法贾俊杰1 刘春海1 管桐1 王进修1 刘俊东2 刘金亮1 郝大勇31. 中国石油华北油田分公司工程技术研究院；2. 中国石油华北油田分公司巴彦勘探开发分公司；3. 中国石油冀东油田分公司储气库建设项目部引用格式：贾俊杰，刘春海，管桐，王进修，刘俊东，刘金亮，郝大勇. 基于CNN-BiGRU 混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：784-790.摘要：为了解决电潜螺杆泵产液量虚拟计量的预测精度和稳定性，提出了一种基于双重注意力机制的卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)混合模型(CNN-BiGRU)。
油井产量预测易受油压、套压及泵工况等因素的影响，先利用皮尔逊相关系数和主成分分析法对数据进行降维，并确定主要影响因素；再利用CNN 网络的局部连接和全局共享来提取历史油井产液量的空间特征；然后将特征送入GRU 网络，提取数据的时间特征；最后利用双重注意力机制为不同的特征赋值对应的权值，进一步提升模型的预测精准度。
将该方法应用到50 000条产液量数据样本上，模型预测精准度RMSE 和MAPE 分别取得5.24%、3.17%。
与GRU 、CNN-GRU 模型相比，所提方法应用效果显著，能有效提升预测精度，具有一定的工程应用价值。
关键词：电潜螺杆泵；产液量预测；混合神经网络；双重注意力机制；卷积神经网络；门控循环单元网络中图分类号：TE32+8;TP183 文献标识码： AA CNN-BiGRU liquid production prediction method for electric submersibleprogressive cavity pumpsJIA Junjie 1, LIU Chunhai 1, GUAN Tong 1, WANG Jinxiu 1, LIU Jundong 2, LIU Jinliang 1, HAO Dayong 31. Engineering Technology Research Institute , PetroChina Huabei Oilfield Company , Renqiu 062552, Hebei , China ;2. Bayan Exploration and Development Branch Company , PetroChina Huabei Oilfield Company , Bayannur 015000, Inner Mongolia , China ;3. Gas Storage Project Department of PetroChina Jidong Oilfield Company , Tangshan 063200, Hebei , ChinaCitation: JIA Junjie, LIU Chunhai, GUAN Tong, WANG Jinxiu, LIU Jundong, LIU Jinliang, HAO Dayong. A CNN-BiGRU liquid production prediction method for electric submersible progressive cavity pumps ［J ］. Oil Drilling & Production Technology,2022, 44(6): 784-790.Abstract: To improve the prediction accuracy and consistency of liquid production virtual metering of electric submersible progressive cavity pumps (ESPCPs), a hybrid model (CNN-BiGRU) integrating convolution neural network (CNN) and bidirectional gate recurrent unit (GRU) was proposed, which also incorporated the dual attention mechanism. This production forecast of oil wells is subjected to tubing pressure, casing pressure and pump conditions. First, the dimensionality reduction of data was performed using Pearson’s correlation coefficient and principal component analysis, and the main influential factors were identified. Subsequently, the local connecting and global sharing of the CNN network was used to extract spatial features of liquid production data of oil wells. The extracted features were then fed to the GRU network to extract the temporal features of the data. Finally, the weights were assigned基金项目: 中国石油华北油田分公司科研项目“华北油田地面系统在线计量技术优化研究”(编号：2022-HB-E05)。
2Z-V型电动潜油螺杆泵采油系统用行星减速器优化设计
ｍ ｚ ｅｃ ｅ ｃｅｔ ｒ ｏｅ ． ｈｃ ｏｖｓｔｅ ｒｂｅ ｏ ｄ ｃ ｒＳ ｅ ｏｍ￣ｃ ｏ ｐ ｉ ｎ ｏ Ｓ ｏｌ ｏ ｆ ｉ ｉ ｐｏ ｓｄ ｗ ｉ ｓｌ ｈ ｏ ｌ ｆ ｒ ｕ ｅ ’ ｐ ｒ ｒ ｚ ｆ ｎＲ ｓ ｐ ｉ ｈ ｅ ｐ ｍ ｅ ｆ ｅｃｍ ａｓ ｒＥ — ｒ ｏｆ
【 摘
要】 电动潜油螺杆泵采油系统（ ｓ ｃ ｓ 的设计关键是要解决螺杆泵低转速 、 ＥＰ Ｐ ） 高扭矩的动力
输入要 求 ． 究实验 结 果发现 机械减速 器是整 个机 组 系统 的难点 所在 。根据 胜利 油田 某油井工 况对 电 研
动潜 油螺杆泵 采油 系统 用减 速 器的设 计要 求 ， 采用 ２ — Ｚ Ｖ型 少齿差行 星齿轮 传动进 行优 化设 计 。根 据
Ｗ Ｕ Ｊ ｎ ￣ｉＹＵ Ｂ ｎ ｌ ｎ ｕ － ． ｅ －ｉ ｇ ａ
（ ｈｎ ｓ ｃ — ｅ ｔ ｈ ｅｈ ｉ ｈ ａ ｕａａ． ｉｇ ａ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉｇ ａ ６ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｉｅｉ ｈ Ｄ ｕｓ ｅ ｃ ｎｓ ｅ ｋ ｌｔ Ｑ ｎ ｄ ｏ ｉｅｓ ｙｏ Ｓ ｉ ｅ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｑ ｎ ｄ ｏ ６ ６ ， ｈｎ ） ｓ ｃ Ｔ ｃ Ｆ ｔ Ｕ ｔ ｎ ａ ｏ ２ １
ｒｓａｃ，ｈ ｅｉ ｉ ｉ ｃ ｌ ｔｅｗ ｏｅｓｓ ｍ ｉ ｔｅｍ ｃ ａ ｉ ｄ ｃ ｒ ｈ ｒ ｏｅ ｏ ｔ ｚ ｉ ｅ ｅｅｒｈ ｔｅｄ ｓ ｎｎ ｄｆ ｕｔ ｏ ｈ ｈ ｌ ｙｔ ｅｈ ｃ ｒ ｕｅ． ｅｅ ｒ， ｉ ａ ｏ ｄ — ｇ ｇ ｆ ｉ ｙｆ ｅ ｓｈ ｎ ａ ｅ ｌ Ｔ ｆ ｐ ｍｉ ｎ ｔ
【 ｂｔ ｃ］ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ Ｅｅｔｃ ｕ ｍ ｒｂ ｒ ｒ ｓ ｇ ａｉ ｕ ｐ （ Ｓ Ｃ Ｓｉｔ ｓ ￣ｙ Ａ ｓ ａｔ Ｔｅ ｙ ｅｉ ｆｒ ｌ ｒ ｂ ｅ ｉｌＰｏ ｅ ｉ ｖｙＰ ｍ Ｅ Ｐ Ｐ ） ｆ ｒ ｋ ｄ ｇ ｃｉＳ ｓ ｅ ｇ ｓｎ Ｃ ｔ ｓｏ ａ ｔ
电潜螺杆泵采油系统的理论研究与应用分析
01 引言
03 应用分析
目录
02 理论研究 04 参考内容
引言
引言
电潜螺杆泵采油系统是一种高效、环保、节能的石油开采设备，广泛应用于 油田采油作业中。在石油工业迅速发展的今天，电潜螺杆泵采油系统的研究与应 用对于提高石油开采效率、降低采油成本具有重要意义。本次演示将详细介绍电 潜螺杆泵采油系统的基本原理、设计原则、运行方式、应用优势与不足以及应用 案例，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1.2电潜螺杆泵采油系统的设计原则及参数选择
在电潜螺杆泵采油系统的设计过程中，需要针对不同的井况和地层条件选择 合适的泵参数，以确保系统能够高效运行。主要参数包括泵的排量、扬程、功率、 转速等，这些参数的选择将直接影响采油效果和系统能耗。此外，还需要根据实 际井场环境和生产需求，选择合适的电力控制系统和传感器，以实现系统的智能 化和自动化。
理论研究
1.1电潜螺杆泵采油系统的基本 原理及特点
1.1电潜螺杆泵采油系统的基本原理及特点
电潜螺杆泵采油系统是一种基于螺杆泵技术的采油设备，其主要组成部分包 括电潜泵、螺杆泵、电力控制系统以及井下传感器等。电潜螺杆泵采油系统的工 作原理是利用螺杆泵将井下的原油抽出，同时通过电力控制系统控制泵的工作参 数，从而实现采油过程的自动化和智能化。电潜螺杆泵采油系统的特点包括高效 率、低能耗、螺杆泵是一种重要的石油机械装置，在石油工业中广泛应用。它利 用螺杆的旋转运动实现液体的吸入和排出，具有高效、节能、紧凑和可靠等优点。 随着石油工业的发展和技术的不断进步，潜油电动螺杆泵的应用范围不断扩大， 其研究价值也越来越高。
研究背景
研究背景
潜油电动螺杆泵技术的研究背景是石油工业的发展和需求。在油田开发过程 中，采油和注水是两个非常重要的环节。采油是将油藏中的原油开采出来，而注 水则是将水注入油藏中以提高采收率。潜油电动螺杆泵作为一种重要的采油和注 水设备，可以提高采油效率、降低能耗、减少维护成本，对石油工业的发展具有 重要意义。
电潜螺杆泵应用介绍
二、特点
与潜油电泵相比具有如下优点：
1.相同扬程和排量时，用电要少得多； 2.潜油电泵转速2900rpm，而电潜螺杆泵为150～360rpm； 3.保护器、电机油、小扁电缆和动力电缆相同； 4.系统效率较高，尤其是稠油井； 5.对井液的乳化作用非常小； 6.油液中的蜡质不易在泵筒内结垢； 7.在低于40%自由气含量的情况下不用考虑气体分离。
变频调速装置
采用针对电潜螺杆泵产品设计的变 频调速控制装置，有效实现了电机频率 在2-60Hz内的自由调节，从而可有效满 足井下电机在不同油井状况下以不同速 度运行的要求；并可有效实现电机的软 启动，消减频繁启动、停止对电机、电 缆、井下螺杆泵造成的损害，并有效的 降低了运行能耗和设备的维护费用。
10 3000 11 2700 16 3200 17 2500 16
15 3000 18
16
9.85
9.5″ 9.5″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″ 7″
7”
120DT83 120-23 120*23 120*23
120DT33 120*23 120*23 120*23 120*23 120DT33 75*23 40-33 40-33 40-33 40-33 40-42 40-33 40-33
2.油层有较好的供液能力，保证具有300m以上的沉没度； 3.对于出砂井，产液含砂量体积比在5%以下； 4.井液粘度在5000mPa·s（50 ℃ ）以下； 5.油层温度小于120℃。
六、维护保养
1.测量动液面
初次开机时应每天测一次动液面，直至液面 稳定为止，以后每周测1次。其目的：一是防 止泵干磨（泵上应有300米以上的动液面）； 二是根据动液面的变化情况决定是否调整转速， 以便建立合理的油井产液供排关系。
潜油螺杆泵转子转速机电调控实施
潜油螺杆泵转子转速机电调控的实施摘要：潜油螺杆泵采油技术发展的关键是能设计一种使潜油电机转速与螺杆泵的转速相匹配的减速增矩装置。
较为可靠的方法是使用减速器来联接潜油电机和螺杆泵。
关键词：潜油螺杆泵机电调控由于井下工作空间小，要求减速器传递的功率和传动比大，因此合理选择减速器传的类型以满足潜油螺杆泵工作需求是对提高螺杆泵采油系统的性能起着重要的作用。
电动机转速通过减速器的调整属于速度的刚性调整。
一、潜油螺杆泵转子转速机电调控刚性调整策略在井下管套直径小（<140nun）的情况下，采用普通齿轮外啮合分级传动实现减速器的结构是不能够做到的。
现拟两套实现减速的选择方案：一是采用定轴传动装置，二是采用行星齿轮传动。
从机械传动的角度来看，一般定轴轮系！ngw型行星轮系都可以实现轴向减速传动。
（1）一般定轴轮系齿轮传动一般定轴轮系齿轮传动减速器受径向尺寸限制，减速器很难经过单级传动减速达到预定的减速比，外齿轮1接输入轴，内齿轮4作为输出端。
经两级减速能够达到螺杆泵所需求的速度。
但是定轴轮系传动结构每一级的传动比应达到3左右，由于内齿轮的齿数不能超过50，显然要传递20kw的功率并且速度在1440，只有17齿的小模数齿轮3是做不到的，这就不能满足井下的工作条件。
如果采用三级传动将引起轴向尺寸的膨胀，其传动效率无法提高，并且多级传动必然会引起系统稳定性及制造精度的降低。
（2）行星齿轮传动减速器行星齿轮减速器的研究和应用有着多年的历史。
这主要是因为行星传动有很多的优点，比如它有功率分流！结构紧凑！传动功率大承载能力高等特点，使得人们在设计小尺寸大功率的传动时，都要考虑是否能用行星传动来实现。
行星齿轮传动减速器是通过行星传动轮系的工作原理来实现减速的。
行星传动用几个完全相同的行星齿轮匀均地分布在中心轮的周围来共同分担载荷，因而每个行星轮所承受的载荷较小，相应齿轮的模数就可以较小；又充分利用内啮合承载能力高和内齿轮的空间容积，减小了径向！轴向尺寸，使得结构紧凑而又承载能力高。
电动潜油螺杆泵技术难点分析
这两种结构 的优缺 点 ，认为采用普通潜油电动机和减速 器配合可以使整 个系统运 转平稳 ，提高潜油螺杆泵的使
用寿命 。
螺杆 泵工作转速对 比表
工 作转 速 优 点 缺点 １ ）转 子 惯 性 力大 ，对 定 子 冲 击大 ，导致 橡胶 衬 套和
电动 潜油 螺杆 泵 由于其结 构 的独特 性除具 有 潜油 电泵和地面螺杆泵 的优 点外 ， 还具 有以下特 点。 １ ）在注聚 合物及 稠油油 井开采 中 ，效率 比潜 油 电
泵总机高 ｌ 倍以上。
由于轴 向力全部作用在螺杆泵上容 易造 成泵下部 推力轴 承损坏 。双螺杆泵结构采用正旋和 反旋两种 螺杆 泵配合
系统的研 发工作 ，目前 已得到 了较 为广泛 的应
用 ，其 中以俄 罗斯 和加拿 大的应用水 平较高 。
工作转速 一般小 于８ ０／ ｎ ０ｒ ｍｉ ，最大泵 挂深度 已 超过 １５ ０ ０ ｍ，最大排量 ２ ０ ／ 以上 ，一般泵 ５ ｍ ｄ
检修周期 为 １ ． 。 目前 国内也有一 些生产 ～１ 年 ５ 厂家开展 了潜油螺杆 泵方面 的研究工 作 ，并在
石油／ 化Ｉ 通 用 机 械
ＩＧ ｉＰｔ ｌ ｍ＆Ｃ ｅ ｉ ｌｎｕｔ； Ｍ ｎ ｅｏｕ ｒｅ ｈｍｅ ｄ高含 水期 ，由于大排量 采 出 液举 升的需要 及三次采 油采 出液 举升技术 的不
断发展 ，电动潜 油螺杆 泵举升技 术具有 良好的 适应性 ，具有 良好的发 展空 间和 应用前景 。早 在２ 世纪５ ～７年 代 ，美 国、前 苏联 、法 国和 ０ ０ ０ 加拿大 等国就 已经开展 了电动潜 油螺杆泵采 油
钏
潜油电泵机组与电泵新产品简介
(7)
油井允许最大造斜率3～8°/30m。
(8)
116 Series Motor 116 mm Power kW
潜油电机技术参数
50Hz O.D. Voltage V 530 620 680 810 1110 450 630 790 950 530 720 900 1090 590 800 950 1020 1220 1640 660 770 905 1130 1840 Current A 59 52 47 39 29 83 60 47 39 80 60 46 39 81 59 40 46 39 29 80 70 59 46 29 Type Length (mm) 5212 4999 Weight (kg) 318 299
Weight kg lb
1190.2 1267.3 1344.4 1710.3 1776.4 2021.1 2144.5 2428.8 3182.8 3735.8 4209.6 4890.7
540 575 610 776 806 917 973 1102 1489 1695 1910 2219
1130.6 1190.2 1265.1 1613.3 1631 1877.8 1979.2 2239.3 2964.4 3442.6 3823.9 4425.6
胜利油田无杆采油泵公司电潜泵研究所二潜油电机三潜油保护器四潜油电泵五油气分离器六其它部件七潜油电泵机组的选择第二部分电泵新产品介一高温潜油电泵机组二斜井用潜油电泵机组三防砂耐磨蚀潜油电泵机组四sl88sl98系列小排量潜油电泵机组五潜油电动螺杆泵六护罩潜油电泵七井下电加热装置八倒置注水泵九149系列潜油电泵机组十水平注水泵十一qydb型输油电泵1用途潜油电泵机组是一种重要的无杆泵采油设备具有排量大扬程高的优点可广泛用于高含水井深井及定向井等油井中采油是油田实现高产稳产的重要手段
胡尖山作业区中级工理论知识考试
胡尖山作业区中级工理论知识考试第1项：1、电动潜油泵控制屏的作用是连接和切断供电电源与（）之间的电路。
○A．接线盒○B．潜油电缆○C．负载○D．保护器第2项：1、电动潜油泵井通过控制屏上的（），可以显示机组的运行、欠载停机和过载停机三种状态。
○A．电流卡片○B．中心控制器○C．记录仪○D．指示灯第3项：1、电动潜油泵井接线盒的作用是连接地面与井下（）。
○A．油管○B．电动机○C．电缆○D．保护器第4项：1、电动潜油泵井的接线盒距井口距离应不小于( ) 。
○A．2m○B．3m○C．4M○D．5M第5项：1、电动潜油泵井的接线盒到控制柜的电缆应埋于地下（）以下。
○A．0.2m○B．0.3m○C．0.5m○D．1.0m第6项：1、电动潜油泵在空载情况下启动时,( )可起保护作用。
○A．保护器○B．分离器○C．单流阀○D．泄油阀第7项：1、电动潜油泵井( )的作用是补偿电动机内润滑油的损失，平衡电动机内外压力，防止井液进人电动机及承受泵的轴向负荷。
○A．控制屏○B．保护器○C．变压器○D．压力传感器第8项：1、电动潜油泵停泵时，（）可以起到避免电泵反转的作用。
○A．保护器○B．单流阀○C．泄油阀○D．分离器第9项：1.电动潜油泵井井下机组保护可分为地面保护和（）保护两部分。
○ A.井下○ B.电源○ C.井下泵○ D.电动机第10项：1.电动潜油泵井的地面保护包括( )保护和载荷整流值保护。
○ A.变压器○ B.控制屏○ C.电源电路○ D.地面电缆第11项：1.电动潜油泵井生产时,( ). 否则泵可能抽空面导致欠载停机。
○ A.油压不宜过高○ B.套压不宜过高○ C.油压不宜过低○ D.套压不宜过低第12项：1.电动潜油泵井作业起泵时,将( )切断，使油套管连通，油管内的液体流回井简。
○ A.变压器○ B.单流阀○ C.分离器○ D.泄油阀芯第13项：1.电动潜油泵井控制屏绿灯亮，表示电泵( ) 。
○ A.正常运转○ B.欠载停机○ C.过载停机○ D.报警第14项：1.电动潜油泵井井下机组的地面保护都集中在( ) 上。
螺杆泵采油技术
1
5
传递到驱动装置输出轴上，输出轴通过方卡
子带动抽油杆柱、井下泵旋转，传递动力扭 矩，抽吸井液。
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6
3
16
地面驱动装置的传动原理
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地面驱动装置防反转及安全防护技术 螺杆泵系统反转原因及危害
停 机 反 转 的 原 因 分 析 螺杆泵停机后或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会
快速释放，使杆柱快速反转。
棘轮棘爪机构摩擦式防反转装置 楔块防反转系统
液压防反转系统
电磁式防反转装置等方式
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锥螺纹抽油杆
锥螺纹抽油杆目前主要以实心杆为主，它的基本结构与普通实心 抽油杆大体相同：杆体也是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。 杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方颈、凸缘和圆弧过 度区组成。其不同点为：锥螺纹抽油杆螺纹为钻杆锥螺纹。它是根据 螺杆泵与钻杆运动的相似性，充分利用了钻杆螺纹的锥度和螺距大， 螺纹牙齿刚度大的特点，使得抽油杆螺纹能够承受较大的预紧力而不 滑扣，并且卸荷槽的直径较大，这种螺纹不仅具有良好的密封性，还 能传递较大的轴向载荷和扭矩。
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螺杆泵定、转子的线数
目前所应用的螺杆泵线数均采用 N/N+1形式，即定子的线数总
是比转子的线数多一线，这是由空间啮合理论所决定的。螺杆泵
的线数与螺杆数量是两个根本不同的概念，不应混为一谈。
1：2结构
2：3结构
3：4结构
4：5结构
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螺杆泵有哪些重要结构参数？
螺杆泵三个重要的结构参数：
e ——转子偏心距，mm； D ——转子截圆直径，mm； T ——定子导程，mm。
螺杆泵采油技纪20年代法国的 moineau 发明了单螺杆泵水 力机械原理以来，螺杆泵在 众多工业领域得到了广泛的 应用。
螺杆泵常见故障及解决方法
螺杆泵常见故障及解决方法摘要：我国的石油资源大多处于地表的深层，需要依靠人力进行举升并进行提取。
螺杆泵在石油开采中具有自身的应用优势，因为它能够对高粘度、高含沙量以及含气量的原有进行提取。
当前，在石油开采过程中，螺杆泵已经得到十分广泛的应用，但是在螺杆工作的过程中常常会受到拉应力以及剪应力，所以在实际的工作过程中如果对工作检测不及时的话就很容易造成螺杆泵产生一定的故障。
所以本文主要对螺杆泵常见故障进行分析，并为故障的有效解决提出相应的解决对策，希望能够促进生产效率的提升。
关键词：螺杆泵；故障；解决方法引言：人们对采油的螺杆泵很多人并不了解，甚至是十分陌生的。
但是在实际的采油过程中，螺杆泵却发挥着不可替代的作用。
当前很多油田都运用了螺杆泵进行采油。
但是在实际的工作过程中却存有这样或者那样的问题，导致螺杆泵产生故障的主要原因有哪些是我们对螺杆泵进行深入研究的研究重点。
1 对螺杆泵工作原理的的简要介绍螺杆泵是渐进式容积泵，与其它的采油方式相比较，它可以开采高粘度、高含沙量和含气量的原油，它有自己独具一格的特点。
目前螺杆泵在全国各油田已经得到了广泛的应用。
螺杆泵按照驱动方式可以分为两种，分别是电动潜油螺杆泵和地面驱动井下螺杆泵。
本文主要介绍地面驱动井下螺杆泵。
螺杆泵采油系统主要是由四部分组成的分别是：电控部分、地面驱动部分、井下部分以及配套的工具组成。
井下部分有两个重要的组成部分：转子和定子。
转子是运动的零部件，是用一根高强度的钢筋加工而来，它的空间曲线是单螺旋面或双螺旋面的，并且在它的表面镀上了一层坚硬的铬，从而提高它的抗磨能力；定子是固定的零部件，它是以丁腈橡胶为衬套硫化粘接在管体外套内形成，它与转子最大的区别是它的空间曲线是双螺旋面或三螺旋面的。
2 螺杆泵常见故障及原因分析2.1 驱动电机烧毁如果井下的油液黏度太高、胶质及沥青物质数量较多，在螺杆泵旋转带动之下，油液会呈现出乳化状态，形成油包水形式的乳状液体，该液体的黏度随乳化程度的上升而不断增大，会产生大于螺杆泵负载能力的问题。
电动潜油螺杆泵
电动潜油螺杆泵目录第一章井下采油单螺杆泵的现状及发展 (1)第二章电动潜油螺杆泵在疑难井中的应用 (3)第三章大排量井下电动潜油螺杆泵研究与应用 (8)第四章大庆油田改变采油技术现状势在必行 (10)第五章螺杆泵工况测试技术 (12)第一章井下采油单螺杆泵的现状及发展摘要井下采油单螺杆泵因具有较高的系统效率而日益受到重视。
目前已开发的并下单螺杆泵有地面驱动采油单螺杆泵、电动潜油单螺杆泵、单螺杆波动机—单螺杆泵装置和多头螺杆泵。
筒述了单螺杆泵定于衬套选用的材料和转子的表面处至方式，介绍了单螺杆泵在国外的使用情况。
指出井下采油单螺杆泵主要朝增大泵的下井深度，加大泵的排量，延长泵的使用寿命和拓宽泵的使用范围等方向发展。
最后就国内开发和推广螺杆泵工作规划提出了建议。
前言井下来油单螺杆泵作为一种实用的采油机械应用于石油工业已有20多年的历史。
1986年大庆油田从加拿大Griffin公司引进螺杆泵在油田试用，从此国内厂家便开始了较系统地研制井下采油螺杆泵。
螺杆泵的结构非常简单，特别适合于高粘度、高含砂量的油井，并且有较高的工作效率。
美国一石油公司曾对螺杆泵采油系统、电动潜油离心泵和有杆泵抽油系统3种采油设备，在水驱采油井中进行了同样条件下的采油试验。
试验结果表明，3种采油系统的效率分别为63．4％、52．4％和50．4％，其中螺杆泵采油系统的效率最高。
此外，螺杆泵采油系统的装备投资费用比另外两种采油装备低20％—30％以上。
主要结构型式目前，井下采油螺杆泵大致可分为以下4种结构型式。
1．地面驱动采油单螺杆泵地面驱动采油单螺杆泵是井下来油螺杆泵中最简单的结构型式，也是国内外井下采油单螺杆泵采用的主要结构型式。
由于是利用抽油杆传递泵所需要的扭矩，因此在大徘量情况下很难实现深井采油。
地面驱动单螺杆泵的驱动头动力主要由电动机或液马达提供。
由电动机作动力的驱动头，有的采用变频调速，有的利用胶带和减速器共同调速，还有的直接利用减速器调速。
一种电动潜油螺杆泵用机械减速器及其试验井运行
关 键 词 ： 杆 泵 ； 星 减 速 器 ； 本 性 能 测 试 螺 行 基 中 图 分 类 号 ： Ｈ１ Ｔ ６
勾 拐 井 的 稠 油 、 砂 ｝ 的 开 采 十 分 壤 要 为 适 心 油 歼 采 ｛ ｛ ｉ ， 图 ２ ＱＪ ３ — ０型 减 速 器 装 配 图 Ｘ１ ５ １ 螺 杆 泵 减 速 器 之 所 以 成 为 难 点 ．主 要 是 由 于 油 田 油
业 的需 要 ． 跟新 技术 发展 势头 ， 们 从 １９ 紧 我 ９ ７年， 始进 行 ｆ
ｆ） ３ 减速 器 必 须 在 ９ ℃以 上 的 环境 温 度 下连 续 工 作 ０
６个 月 以 上 ： 一
（ ） 动转 矩是 额定 转矩 的 ２ ７倍 ： ４起 ～
（） 速器 输 出功率 最小 １Ｋ 最佳 ２ ～ ０ Ｗ ； ５减 ０ Ｗ， ０ ３Ｋ
（ ） 动 承 载件 （ ６传 齿轮 等 ） 可全 浸 浴 润 滑 ， 可 能 受 到 但 井 液原 油 中酸性 物 质 、 砂粒 、 体 的腐 蚀和 破坏 。 气 针 对 以 上 要求 和 条 件。 通 方 案难 以达 到 目标． 们 普 我 先后 研 制 了齿轮 内啮合 式 减速 器．少齿 差行 星 减速 器， 谐
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第 １ ７卷 第 ３期
２０ ０ ８年 ５月
重 庆 职 业技 术 学 院 学报
Ｏ Ｆｌ ｆＣｈｏ ￣ ｌ ｆ Ｖｏｃ ｔ ｎ ＆ Ｔｅ ｈ ｉ ａ ｎ ｔｔ ｔ Ｕｌ ｏ ｌ ａ ｎ ｃｎ ｉ ａｉ ａ ｏ ｌ ｃ ｎ ｃ ｌＩ ｓｉ ｅ ｕ
螺杆泵专业知识讲解
一、螺杆泵结构
井下电动潜油螺杆泵
地面驱动井下螺杆泵
一、螺杆泵结构
螺杆泵系统由电控部分、地面驱动部分、 井下螺杆泵及一些配套工具组成。
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1－电控箱； 2-电机； 3-皮带； 4-方卡子； 5-光杆； 6-减速箱； 7-专用井口； 8-驱动杆； 9-驱动杆扶正器； 10-油管扶正器； 11-油管； 12-螺杆泵； 13-套管； 14-定位销； 15-防脱装置； 16-筛管
一、螺杆泵结构
（2）电动机 电动机是螺杆泵井的动力源，它将电能转化 为机械能。一般用防爆型三相异步电动机。 （3）密封装置 密封装置有机械密封和静密封两种。 机械密封分上置式和下置式两种，上置式机 械密封装置位于减速器上部；下置式位于减速器 下方。
一、螺杆泵结构
静密封位于机械密封的上端。密封的主要作 用十防止井液流出，起杆泵排量计算
螺杆泵的理论排量 Q=5760eDTn 或 Q=11520eDtn 式中： Q——螺杆泵的理论排量，m3/d； e——转子的偏心距，mm； T——定子的导程，mm； D——转子的截面圆直径，mm；
三、螺杆泵排量计算
t——转子的螺距，mm，T=2t； n——转子的转速，min-1
（4）方卡子 方卡子包括承重卡子和扭矩卡子。 方卡子的主要作用是将减速箱输出轴与光杆 连接起来，起悬挂抽油杆和承受扭矩的作用。
一、螺杆泵结构
4、井下螺杆泵部分 井下螺杆泵是由转子和定子组成。
一、螺杆泵结构
一个转子就是一个横截面为圆形的长螺旋 体，由高强度钢精工制作，表面镀铬，具有 良好的抗磨性。
泵的级数Z决定了螺杆泵定子、转子长度。
潜油直驱螺杆泵
油气田地面工程（)第30卷第7期（2011.07）〈产品视点〉潜油直驱螺杆泵张克岩大庆油田采油六厂摘要：潜油直驱螺杆泵采油技术利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。
潜油直驱螺杆泵采油技术解决了有杆泵的杆管偏磨问题。
现场试验表明，潜油直驱螺杆泵系统安全可靠，运行平稳，结构简单，操作方便，具有广泛的推广应用前景。
关键词：螺杆泵；系统组成；技术优势；机械传动；现场试验doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2011.7.061地面驱螺杆泵因受偏心距影响，杆管偏磨严重，增加了生产维护费用。
潜油螺杆泵因减速器体积受限，承受的扭矩较大，减速器易出现故障，影响整机使用寿命。
针对上述问题，开展潜油直驱螺杆泵采油技术研究。
该举升工艺从根本上解决了地面驱螺杆泵杆管偏磨和潜油螺杆泵减速器易损问题。
1系统组成及工作原理潜油直驱螺杆泵采油系统分为井下机组、地面部分及电力传输三部分。
井下机组包括油管锚、潜油电机、电机保护器、吸入口、柔性联轴器及螺杆泵；地面部分包括控制器和井口等；电力传输部分包括电缆和电缆卡子。
工作原理是将潜油直驱螺杆泵机组下入井中，利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性联轴器直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增压后，被举升到地面。
2技术优势及适用范围潜油直驱螺杆泵与其它机采方式相比，具有如下优点：①无抽油杆，消除了杆管偏磨；②能耗低，与有杆泵相比节能20%以上；③电机直接驱动螺杆泵，没有减速器，延长了机组使用寿命；④占地面积小，无噪声，结构简单，地面无级调速，日常管理简单、安全、方便；⑤抽汲连续平稳，不会对油层产生压力激动；⑥适于开采黏度高、含固相的流体，不发生气锁，可应用于聚驱井、出砂井和高含气井。
潜油直驱螺杆泵的适用范围如下：①对于出砂井，产液含砂量体积比应在5%以下；②油层有较好的供液能力，保证200m 以上沉没度；③25℃时井液黏度在6000mPa ·s 以下；④工作温度小于150℃。
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缺点及适用性
缺点：配套技术尚未成熟，由于采用了普 通潜油电动机和减速箱的结构，潜油螺杆 泵的轴承易失效。 适应性：稠油井、含砂井、含气并、斜井、 水平井的采油生产。
电动潜油螺杆泵（ESPCP）
基本结构
其结构相当于将传统的杆驱螺杆泵的地面驱 动装置，移至套管内的井下泵的上端，免 去了中间的抽油杆；或相当于将传统的潜 油电泵的离心式潜油泵换成单螺杆抽油泵 （PC泵），并将泵置于驱动装置之下，而 且驱动装置又增加了减• 效率高，能耗低 机组适应性强 机组安装简便 地面设施少，维修简单