概述潜油电泵ESP
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Produced by lihaitao
第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
井下多级离心泵由许多单级离心泵
串联组成，单级离心泵由装在泵轴上的 旋转叶轮和固定在泵壳上的导轮组成 工作原理：叶轮旋转后离心力的作用使 叶轮流道中的液体增压和加速，从叶轮 流道出口排出，叶轮旋转机械能转变为 流体的压能和动能。流体进入导轮，将 一部分动能转变成静压，流体进入下一 级叶轮，重复该过程直到最后一级叶轮。
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第四章 无杆泵采油
概述
无杆泵类型：
潜油电泵（ESP） 潜油螺杆泵 (PCP) 水力活塞泵(HP)
水力射流泵(HJP)
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第四章 无杆泵采油
1、工作原理
地面电源变压器 控制屏电缆 电能井下电机多 级离心泵叶轮旋转 将电能 机械能 把井液举升到地面。
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性 1.基本概念
离心泵的特性：排量、压头、功率、效率与转速的关系
p p 100p 液柱压头与压力 ： H L g gf
泵的有效功率：泵内流体获得的功率
m Hg qL p qL H L HP 1000 88 8800
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底部吸入口安装方式（带封隔器） 从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、 吸入口 ，用于油管摩阻损失大或泵径大的井。
底部排出口安装方式（带封隔器） 从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、 排出口 ，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。
第四章 无杆泵采油
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
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
吸入口气液比 1 f w Rgo Rs Bg Vg FGL Vt Bw f w 1 f w Bo Rgo Rs Bg
Rgo－进泵气油比 当井液在吸入条件下气液比小于10％时，可以
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第四章 无杆泵采油
2. 潜油电泵系统部件
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来自百度文库第四章 无杆泵采油
中海油田服务有限公司
CNOOC SERVICES, Ltd
3.安装方式
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。
泵的效率：泵的有效功率/泵的轴功率
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
2.离心泵特性的理论分析（假设：叶片无限、充满、忽略摩阻） 在稳定流动状态下，单位时间内流体流入和流出叶轮的动 量矩变化等于作用在流体上的外力矩
离心泵的基本方程 Eular方程 (据速度三角形)
直接采用泵的标准特性曲线，否则应该安装井下气
液分离器和提高吸入压力等方法使进泵的游离气减
小，也可以采用两相泵的特性进行设计。
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
(3)气蚀
泵内任何一点流体压力<工作温度下流体饱和蒸 汽压时，产生小气泡，气泡流入高压区会冷凝和破 碎，这时产生的压力很大，使泵易受到冲击和腐蚀， 这种现象和水击相似，称作气蚀。
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第四章 无杆泵采油
二、井下多级离心泵工作特性
(2)气体对泵特性的影响 气体进泵会占据一定的泵容，必然使液体进泵 量减少气体积占气液总体积的份额； 泵内流体密度与单相液体不同，对泵的功率会 产生影响； 气体对泵内各种能量损失也要产生影响，使泵 的特性偏离单相液体的特性。
m c2 R2 cos 2 m c1R1 cos1 H P m Hg H c2R2 cos2 c1R1 cos1 g
泵产生的有效压头与流体密度无关
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第四章 无杆泵采油
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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
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
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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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
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二、井下多级离心泵工作特性
井下多级离心泵由许多单级离心泵
串联组成，单级离心泵由装在泵轴上的 旋转叶轮和固定在泵壳上的导轮组成 工作原理：叶轮旋转后离心力的作用使 叶轮流道中的液体增压和加速，从叶轮 流道出口排出，叶轮旋转机械能转变为 流体的压能和动能。流体进入导轮，将 一部分动能转变成静压，流体进入下一 级叶轮，重复该过程直到最后一级叶轮。
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概述
无杆泵类型：
潜油电泵（ESP） 潜油螺杆泵 (PCP) 水力活塞泵(HP)
水力射流泵(HJP)
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1、工作原理
地面电源变压器 控制屏电缆 电能井下电机多 级离心泵叶轮旋转 将电能 机械能 把井液举升到地面。
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二、井下多级离心泵工作特性 1.基本概念
离心泵的特性：排量、压头、功率、效率与转速的关系
p p 100p 液柱压头与压力 ： H L g gf
泵的有效功率：泵内流体获得的功率
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底部吸入口安装方式（带封隔器） 从上到下依次是电机、保护器、排出口、泵、 吸入口 ，用于油管摩阻损失大或泵径大的井。
底部排出口安装方式（带封隔器） 从上到下依次是电机、保护器、吸入口、泵、 排出口 ，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。
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二、井下多级离心泵工作特性
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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
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二、井下多级离心泵工作特性
吸入口气液比 1 f w Rgo Rs Bg Vg FGL Vt Bw f w 1 f w Bo Rgo Rs Bg
Rgo－进泵气油比 当井液在吸入条件下气液比小于10％时，可以
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2. 潜油电泵系统部件
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3.安装方式
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。
泵的效率：泵的有效功率/泵的轴功率
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二、井下多级离心泵工作特性
2.离心泵特性的理论分析（假设：叶片无限、充满、忽略摩阻） 在稳定流动状态下，单位时间内流体流入和流出叶轮的动 量矩变化等于作用在流体上的外力矩
离心泵的基本方程 Eular方程 (据速度三角形)
直接采用泵的标准特性曲线，否则应该安装井下气
液分离器和提高吸入压力等方法使进泵的游离气减
小，也可以采用两相泵的特性进行设计。
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二、井下多级离心泵工作特性
(3)气蚀
泵内任何一点流体压力<工作温度下流体饱和蒸 汽压时，产生小气泡，气泡流入高压区会冷凝和破 碎，这时产生的压力很大，使泵易受到冲击和腐蚀， 这种现象和水击相似，称作气蚀。
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二、井下多级离心泵工作特性
(2)气体对泵特性的影响 气体进泵会占据一定的泵容，必然使液体进泵 量减少气体积占气液总体积的份额； 泵内流体密度与单相液体不同，对泵的功率会 产生影响； 气体对泵内各种能量损失也要产生影响，使泵 的特性偏离单相液体的特性。
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泵产生的有效压头与流体密度无关
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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
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
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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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