潜油电泵介绍

一、潜油电泵结构及组成
潜油电泵有七个部分组成： 潜油电机 保护器 分离器 潜油泵 潜油电缆、控制柜和接线盒。
电缆卡子、单流阀、泄油阀等。
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• 与其配套使用的还有小扁电缆护罩、
一、潜油电泵结构及组成 1、潜油电机
• 潜油电泵机组中使用的电机为二极三相鼠笼式异步电动机。该
电机在50Hz频率工作时，转速为2850 r／min；在60Hz频率 I作时，转速为3420r／min。潜油电机工作原理：当三相交流 电通过电缆输送到电机定子绕组时，流入电机的电流在气隙内 产生一同步旋转磁场，该磁场与转子切割时，转子绕组中有感 应电流产生，由于通电导体在磁场内受磁力的作用，转子就会 跟着磁场旋转，如果电机轴端带有机械负载，电机就输出机械
二、潜油电泵安装及作业施工
2、潜油电泵井起下泵作业
• （5）、地面设备安装及投产 • 电泵井投产前应按标准安检查安装好变压器、控制柜、接线盒和地面
电缆。检测电泵机组直流电阻和绝缘电阻，直流电阻要求不平衡度 <2%，绝缘电阻要求>500MΩ。一般情况下，投产时憋泵油压可以 达到6MPa以上，开井投产待机组工作电流稳定以后在控制柜对机组 过欠载整定值进行调整，整定的原则是：过载调整按机组额定电流的 1.2-1.25倍整定，过载动作时间2s-5s；欠载调整按机组运行电流的 0.8倍整定，欠载动作时间5s-10s。
二、潜油电泵安装及作业施工
2、潜油电泵井起下泵作业
• （4）、下电泵管柱 • 电泵机组按下井的先后顺序捅杆与扶正器直接连在一起，随尾管下人
井内。分离器、保护器、电动机及仪表应连在一起，中间不得加短接。 连接机组时，井口应加盖专用隔板，以防小工具及螺丝等掉人井内。 将电缆头与机组连好，其电缆通过机组部分，外面加护罩保护。保护 器和泵侧面的扁电缆及电缆护罩要与轴线平行。扁电缆不允许有弯曲 或绕在油管上的现象。扁电缆护罩要卡紧，表面要平整光滑，不得有 凹痕，以防损伤电缆。电缆要置于导槽中，打电缆卡子时，卡子要穿 过护罩槽孔，然后固定在泵体，并和保护器及泵的外壳相平行。下油 管时电缆应始终保持对准井口中心，拉电缆的力量要适中，油管的上 提速度与电缆滚筒的转动速度一致。每根油管上打两个卡子，其位置 应在油管接箍上下0.2m-0.3m处。
• 控制柜箱体采用薄铁板制成落地式，高、低压部分用绝缘板隔离开，
后门用普通螺钉紧固，前门用专用门锁，门上装有电压表、电流记录 仪、电机中心控制器及对应的信号指示灯。潜油电泵控斜柜电气部分 由主回路、控制回路及测量显示三大部分组成。
一、潜油电泵结构及组成 5、控制柜、电缆及接线盒
• 潜油电泵动力电缆是一种用特殊材料绝缘并密封，外加钢带铠装的潜
一、潜油电泵结构及组成 5、控制柜、电缆及接线盒
• 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，供
电电源为交流50Hz，工作电压为400-2500V，额定电流最大为
150A。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 电机的运行状况。
功率，从而将电能转变为机械能。
• 潜油电机工作电压一般为400-2500V，电流一般为30-120A。
电机功率与电机长度成正比，但节电机长度最长不大于10m， 电机可以串联使用。
一、潜油电泵结构及组成 2、保护器
• 保护器主要是保护潜油电机的，最终目的是阻止井液进入潜油
电机，避免烧毁潜油电机。保护器在潜油电泵机组中主要有以 下四个作用：①密封潜油电机轴的动力输出端，防止井液进入 潜油电机。②保护器的充油腔体与油井相连通，从而平衡潜油 电机和保护器中各密封部位两端的压差。当潜油电机因温度升 高而使润滑油体积膨胀时，润滑油可通过保护器溢出；当潜油 电机因停机温度下降时，保护器可向潜油电机补充润滑油。③
• 对于一般管理人员来说，需要特别注意的是潜油电机和保护器注油工
序的质量。电机部分是从电机尾部注油孔注油，要求摇动注油泵的速 度为15 r／min，直到电机顶部出油，再重复三次，每次间隔5-10分 钟，确保电机内腔气体排净。保护器注油要在电机与电缆头连接后进 行，要求摇动注油泵的速度为8-15 r／mim，直至各个放气孔出油无 气泡为止。
三、潜油电泵的管理、维护及故障处理
• 潜油电泵井的管理
• 1、地面设备检查部位及内容
• 2、电泵井投产后一般的管理要求
• 3、电泵井资料录取 • 4、电泵井清蜡
步。在这个过程中，油田公司第一采油厂一直走在潜油电泵技术应用的
最前列，是全油田最早应用潜油电泵井的采油厂，也是目前应用潜油电 泵井数最多的采油厂，电泵井数达到近800口，占全油田电泵井数的三
分之一。从历史和横向的角度看，潜油电泵井采油技术在我厂推广应用
的历史最长，生产规模和经济效益最大，是我们厂乃至全油田采油技术 领域中的重要组成部分，因此，了解和掌握潜油电泵采油技术对油田生 产管理者来说是非常必要和重要的。
二、潜油电泵安装及作业施工 1、潜油电泵的安装
• 在电泵井作业施工当中，下泵作业之前需要在井口将潜油电泵机组各
个部件进行安装。潜油电泵的现场安装过程必须由专业技术人员来完 成，主要包括以下几个步骤：设备摆放及检查、潜油电机安装、电机 与电缆安装、保护器安装、分离器和泵安装、单流阀和测压阀安装以 及最后电泵井井口的安装。
因此每口电泵井都必须安装接线盒。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地0.2m以下。
二、潜油电泵安装及作业施工
• 1、潜油电泵的安装
• 2、潜油电泵井起下泵作业
• （1）、施工生产准备 • （2）、起电泵管柱 • （3）、起电泵机组 • （4）、下电泵管柱
• （5）、地面设备安装及投产
也防止绝缘层受潮和其它化学媒介的侵蚀。
• 钢带铠装是在三相总包护层外用镀锌钢带(或蒙耐尔合金钢带)进行瓦
棱铠臣，将其束缚，以防止起下泵过程中损伤护套和绝缘层。
一、潜油电泵结构及组成 5、控制柜、电缆及接线盒
• 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，以排除
电缆中的气体，防止油井中的易燃气体进入控制柜，发生火灾或爆炸。
电泵井技术管理培训教材
采油一厂工程技术大队三采室
目
录
• 序言 • 潜油电泵结构及组成 • 潜油电泵安装及作业施工 • 潜油电泵的管理、维护及故障处理 • 电泵井管理中的主要技术分析
序 言
在中国的油田开发历史上，潜油电泵采油技术的发展是引进、消化、 吸收、创新的过程。大庆油田从1981年开始推广应用潜油电泵采油技 术，至今历时20余年，全油田从推广初期的70口电泵井发展到目前的 近2400口电泵井，无论从生产规模还是技术发展上看都有了长足的进
一、潜油电泵结构及组成 4、潜油泵
• 潜油泵是一种多级离心泵，当机组被启动后，潜油电机带动
潜油泵轴及轴上叶轮高速旋转，在这一过程中，叶轮中的液
体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反过来
叶片以一个与升力大小相等、方向相反的力作用于液体，这 个力对液体做功，使液体得到能量而流出叶轮，这时液体的 动能与压能均增大。流出叶轮的液体直接进入导壳中的压出 室，压出室把这部分液体收集起来，适当降低液体的流动速 度，将部分动能转化为压能后，再将这部分液体引入导壳的 另一端——吸入室，供下一级叶轮抽吸。这样液体逐级流过 泵内所有的叶轮、导壳，每流过一级叶轮、导壳，其压能就 提高一次。经逐级压能叠加后，在潜油泵的出口处就获得一 定的能量的增值，产生一定的扬程，达到抽送液体的目的。
• （2）、起电泵管柱
• 试提管柱，观察井下活门是否密封（油管或套管是否有溢流)，起电
缆时留出lm长度放在滚筒中心，其余的要求整齐地排列在滚筒上。起 油管时，电缆应始终保持对准井口中心，拉电缆的力量要适中，油管
的上提速度与电缆滚筒的转动速度一致。其油管时要打好备钳，严防
井内管柱转动并保持电缆与井下管柱同步上行，以防电缆堆集。
二、潜油电泵安装及作业施工
2、潜油电泵井起下泵作业
• （3）、起电泵机组 • 现场检查内容：检查机组外观有无磨损或断裂现象；机组盘轴是否灵
活；由电泵机测电机、电缆的对地绝缘电阻和三相直流电阻值；检查 花键套、“0”型环和铅垫的完整情况；从保护器内腔或外腔，电机头 或尾部放油孔处取样。起泵操作时注意防止电缆卡子或小件物体落人 井内，将起泵时的异常情况应描述清楚并把机组和资料应及时送检修 厂和有关部门。
一、潜油电泵结构及组成 2、保护器
• 保护器的工作原理：当机组下入井底后，由于温度升高使电机油膨胀，
有部分电机油进入收缩的胶囊，电机启动后温度升高，又有部分电机
油进入收缩的胶囊，达到温度最高值时电机油不再膨胀，保护器胶囊
的容积完全容纳了由常温到井底温度再到电机工作温度时膨胀的电机 油，胶囊不承受压力。当机组停机后，温度降至井底温度，电机油体 积变小，胶囊收缩，井液从上接头的连通孔进入胶囊与保护器壳体之 间的环型空间。胶囊式保护器的三级机械式密封的两面压力是平衡的， 泄露的主向是离心方向。首级机械密封泄露到一定体积，胶囊无法再 收缩时，泄露主向发生改变，使从首级机械密封进入胶囊内井液量增 大，从首级机械密封进入的井液进入下边第一级沉淀腔，按沉淀式保 护器原理进行工作，直至第二级沉淀腔失效，整个保护器就失效了， 目前这种保护器在大庆油田应用效果较好。
油动力电缆，其功能是将地面的电能输送到井下的潜油电机。结构上
主要包括：导体、绝缘层、保护层和钢带铠装。
• 导体主芯线为三芯独根铜线或三芯七股铜绞线。 • 绝缘层是在每根主芯线外部烧结或挤塑绝缘层，它具有很高的介电强
度和密封性。
• 护套层在每根主芯线绝缘层的外面再挤塑一层橡胶(或铅)护套，具有
耐油、气、水腐蚀，以及耐高温、高压和良好的气密封性，从而有效
内设一个推力轴承，承担作用在泵轴、分离器轴和保护器轴向
下的轴向力。④联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)。
一、潜油电泵结构及组成 2、保护器
• 从保护器工作原理上区分，主要有：沉淀式保护器、连通式保护器和
胶囊式保护器三种。目前普遍应用的是胶囊式结构的保护器，这种保
护器通过胶囊的弹性变形和单向阀来满足润滑油的体积变化，并且利
用胶囊将井液与润滑油隔离开，使两者不会直接相接触，从而保证润 滑油不会被污染。
• 胶囊式保护器结构有单胶囊式和双胶囊式两种，大庆油田应用的多数
是单胶囊式FSB400型保护器，这种保护器上部为胶囊、下部为沉淀 式结构。它有以下特点：（1）用胶囊来隔离井液与电机油的，是采 用直接隔离的方法，只要胶囊不破损，井液就不能进入电机。（2） 具有沉淀式保护器的优点，三级机械密封分散安装，改善了机械密封 的散热条件。（3）依靠胶囊实现电机油的热膨胀呼吸作用，可以减 少电机油的漏失。
源自文库
二、潜油电泵安装及作业施工
2、潜油电泵井起下泵作业
• （1）、施工生产准备 • 安装电缆导向滑轮和电缆绞车，架设电缆滚筒。电缆滚筒应放在距井
口15m-25m与作业机中心连线的夹角为35度—50~的位置。导向滑 轮悬挂固定于井架腰部，距地面8m-10m处，并与井口、电缆滚筒中 心成一直线。安装、调试电泵专用变压器、控制屏和接线盒，复查机 组的对地绝缘电组和三相直流电阻
一、潜油电泵结构及组成 3、分离器
• 对于含气电泵井，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。旋转式分离器工作原理：气、液混合物由下接头的
吸入口进入分离器后，由抗气蚀性能良好的诱导轮引入到 叶轮，由叶轮来提高其扬程和旋转速度，然后由导流轮再 进一步提高其旋转速度，使气、液混合物在高速旋转的条 件下进入分离腔。在相同运动条件下，质量愈大，所受到 的离心力也愈大。这样，质量较大的液体被甩到分离腔的 外缘，而气体则被外缘的液体挤向分离腔中部，两者均呈 螺旋上升，上升至分流环时，气体经分流轮中的气体流道 被引出分离器，进入套管与油管的环形空间，液体经分流 轮中的液体流道被引入潜油泵，从而实现气、液分离。