电潜泵采油简介

二、电潜泵采油系统
潜油电泵的工作特性曲线
二、电潜泵采油系统
影响泵特性曲线的因素——转速
转速影响遵循仿射定律：源自 q2 q1
N2 N1
H2

H1

N2 N1
2
PP2

PP1

N2 N1
3

2 1

二、电潜泵采油系统
有杆泵采油是利用从地面下入井内的抽油杆作为传递地面动力的手 段，带动井下抽油泵，将原油抽至地面。
电潜泵全称电动潜油离心泵，简称电泵，是将电动机和泵一起下 入油井内液面以下进行抽油的井下举升设备。电潜泵是井下工作的多级 离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制屏和潜油电 缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转 换为机械能，把油井中的井液举升到地面。近些年来，国内外电潜泵举 升技术发展很快，在油田生产中，特别是在高含水期，大部分原油是靠 电潜泵生产出来的。电潜泵在非自喷高产井或高含水井的举升技术中将 起重要的作用。
分
离
按其结构及气体从混合液分离的方式不同，把分离器
器 分为三种类型:沉降式(重力式)气液分离器、旋转式（离心
种 式）气液分离器和涡流式气液分离器。 类
沉降式分离器
离心式旋转分离器
涡轮式旋转分离器
二、电潜泵采油系统
旋转式分离器结构
旋转式分离器主要是由诱导轮、叶轮、导轮、分离腔、分流壳、 轴及上、下接头等部件所组成，其结构如图所示。
外形与多级离心泵相似呈细长形； 定子和转子亦分数节，每节定子都固定在电机壳上，转子靠键和定位卡簧固定在轴上；
电机为悬挂式，上部有止推轴承，承受转子重力和其它轴向力； 电机内充满专用润滑油，起润滑、冷却、增强电机绝缘性能和平衡电机内外压力的作用；
二、电潜泵采油系统
潜 油 电 机 的 型 号 及 参 数
体 的比重无关;
二、电潜泵采油系统
潜油泵的性能参数：
转速：单位时间内潜油泵内叶轮的回转数，用n表示，单位：r/min。 功率：指潜油泵的输入功率，即潜油电机传递给潜油泵轴的功率， 用P表示,单位为：kW。潜油泵的输出功率是指液体流过潜油泵时由潜油 泵传给液体的有效功率，也就是质量排量与单位质量液体流过潜油泵时 能量的增值g*H的乘积，输出功率用Pu表示，单位:Kw。 效率：潜油泵的输入功率与输出功率是不相等的，在潜油泵内有功
二、电潜泵采油系统
影响泵特性曲线的因素——砂、蜡等
◆ 要求含砂小于0.05%，含砂后，泵叶轮磨损，排量下降。
◆ 蜡沉积堵塞叶导轮流道， 井液阻力增加。
泵排量下降。 电机负荷增加，严重时过载停机。
二、电潜泵采油系统
潜油电缆
潜油电缆作为潜油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。潜油电缆包括动力电缆和潜油电机引接 电缆。动力电缆分为圆电缆和扁电缆，电机引接电缆只有扁电缆一种。
作为井液进入潜油泵的吸入口；
油
气
分 当混气液体进入离心泵之前，先通过分离器进行气、液两相分
离 离。被分离出的气体进入油、套管环形空间，液体则进入潜油
器 泵内，这样就可以避免气体对泵产生气蚀，减少气体对潜油泵
作
工作性能的影响，从而提高泵效及延长泵的使用寿命，使潜油
用
电泵机组能够正常运转。
二、电潜泵采油系统
电控柜
动力电缆
井下安全阀
辅助设备
扶正器、测温测压装置、单流阀、 泄油阀、井口穿越器、接线盒
定频驱动：降压变压器、控制柜
地面设备 变频驱动：降压变压器、变频器、升压变压器
电缆封隔器 电缆穿透器
生产油管 潜油离心泵
潜油 电泵 供电 流程
地面电源
变压器
控制屏
潜油电机
潜油电缆
油气分离器
油层
引接电缆 潜油电机
速度，并可降低相邻水井中低渗透层的启动压力，增大吸水量；
(4) 地面占用面积小，能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油；
电潜泵举升方式的主要缺点：
(1) 下入深度受电机功率、油套管直径、井筒高温等的限制； (2) 比较昂贵，初期投资高； (3) 作业费用高和停产时间过长； (4) 电机、电缆易出现故障；
低压实验表明：当泵吸入口气液比小于0.07时，泵的压头～排量曲线 与单相液体接近，当泵吸入口气液比大于0.07时，泵的特性偏离单相 液体的特性。目前普遍把泵吸入口气液比为0.1作为界线。
二、电潜泵采油系统
影响泵特性曲线的因素——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。 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
影响泵特性曲线的因素——粘度
◆ 液体粘度大使得泵的举升功率增加； ◆ 同时泵的扬程、排量和效率也有所下降。
影响泵特性曲线的因素——温度 ◆ 流体温度对电机和电缆的绝缘程度有较大的影响； ◆ 流体温度高需要选择耐温等级高的电机和电缆，增加 采油成本。当温度比电机的额定温度每高出10℃，电机的 使用寿命就将缩短一半；当温度比电缆的极限使用温度每 高出8.4℃时，电缆的寿命也将降低一半。
潜油 电泵 抽油 工作 流程
分离器
多级离心泵
地面出油干线 井口
单流阀 泄油阀
二、电潜泵采油系统
潜油电机是潜油电泵的动力机，它驱动潜油泵抽汲地下的原油
潜油电机主要是由细长的固定部分和旋转部分组成的，整个外
形像一个细长的钢管。
潜
油 电
结构组成: 定子系统、转子系统、止推轴承、油循环系统、上下接头
机 结构特点:
二、电潜泵采油系统
影响泵特性曲线的因素——气体
气体对泵特性的影响主要有以下几方面：
气体进泵会占据一定的泵容，必然使液体进泵量减少 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产生影响，使泵的特性偏离单相液体的特性 游离气体过多时，叶轮流道的大部分空间被气体占据，将会使 离心泵停止排液。
二、电潜泵采油系统
潜油电泵的结构特点
潜油离心泵和普通的地面离心泵相比，在结构上有如下特点： 1.直径小、级数多、长度大 目2.轴前向潜卸油载泵、的径叶向轮扶级正数一般为150~450级，这种特殊性质决定了潜油泵 泵3.的泵外吸为形入了尺口消寸装除又有轴细特向又殊力长装，。置采一，用般如了由油轴几气向百、卸级油载叶砂机轮分构组离。成器各的级一叶台轮泵上，均其装总有长止度推一 般不垫样气4.为便片轴泵相：于潜，向出(自4油承力口组~由3电受就处装5气m泵泵可上、体，在的通部运)导和工轴过装输致固作向导有及泵相时力轮单施轴(，。 逐流砂工和输当 级阀、。泵送泵 传和蜡所壳的工 递泄、以体是作 到油盐潜在多时 泵阀和油制相， 壳其泵造流叶 上他一、体轮 去机般加介止 ，械采工质推 而杂用上，垫 导质分都即片 轮，节有液压止各装很相在口相配大(导与对，油的轮叶泵每和困上轮的节水难，裙工长)、，这部作也 1相特~7摩性m擦都，，有每则独台起特泵到的由多影1~级响5节扶，组正尤成的其。作是用气，体保和证砂了的轴影不响弯最曲为运严行重。所以，在使 用潜油电泵时，必须根据油井实际情况，在泵吸入口安装气体处理装 置和防砂装置，以减少气体和砂子进入潜油泵。
一、电潜泵采油概述
电潜泵较其它采油设备发展更快的主要原因在于： (1) 电潜泵排量大，可提高单井产液量，从而能够保持油井的高产稳产； (2) 采用电潜泵采油增大了生产压差，可改善油层的出油情况，特别是对
多油层的非均质油田效果更佳； (3) 电泵转抽后，降低了油层压力，从而降低注水压力，减缓套管的损坏
潜油电机的性能参数包括功率、电流、电压、转速、频率
等，一般都在潜油电机的铭牌上给出。
二、电潜泵采油系统
保护器是潜油电泵的重要组成部分之一。
保护器的作用：
1)密封电机的动力端，防止井液进入电机内部造成绕组短路，并保
持电机内的压力和井内的压力系统相连通；
保
2)在运行过程中，对电机内润滑油的膨胀和收缩有容纳和补偿作用;
二、电潜泵采油系统
旋转式分离器工作原理
首先诱导叶轮将油气引入低压吸入叶轮区，然后，低压吸入叶轮 使油气混合液获得稳定的压头。叶轮的高速旋转使混合液的流向经过导向轮 后，由径向流变为轴向流进入分离腔。混合液在高速旋转分离腔内做匀速圆 周运动。由于离心力原理，比重大的液体甩向外围，比重轻的气体则聚集于 轴心附近。被甩向外围的液体，经分流壳进入泵的第一级；气体则经过分流 壳的分叉流道、再经过上接头放气孔进入油套环空。
护
3)承受来自多级离心泵的轴向力；
器
4)连接电机和泵（分离器），为泵传递动力。
目前，国内外在潜油电泵机组中所使用的保护器种类很多，但从
其原理来看，使用比较普遍的有两种，即沉淀式和胶囊式保护器。
二、电潜泵采油系统
保 护 器 的 型 号
二、电潜泵采油系统
油气分离器是潜油电泵机组的一种备选部件。如果油井含有游离 气体，则需要选用油气分离器，以消除气体对潜油泵工作特性的影响。 否则，就要选用吸入口，吸入口可单独使用，也可和潜油泵加工制做 在一起。
率损失，功率损失的大小以效率来衡量。潜油泵的效率是输出功率与
输入功率之比。
二、电潜泵采油系统
潜油电泵的工作特性曲线
潜油电泵的工作特性曲线是指泵的扬程、功率和效率同排量之 间的关系曲线，它是选泵设计的重要依据。
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。
目录
一、电潜泵采油概述 二、电潜泵采油系统 三、油井产能分析 四、井筒流体压力、温度计算 五、电潜泵采油系统优化设计
二、电潜泵采油系统
1
、
潜
油 控制管线
电
放气 阀
泵
机 卸油阀 组 单流阀
组
套管
成
保护器
接 线 盒
地面 电缆
A B C
潜油电机、保护器、分离器 井下部分 和多级离心泵、潜油电缆
变压器
井口
二、电潜泵采油系统
潜油电泵的工作原理
潜油电泵是在井下工作的多级离心泵，它的工作原理与地面离心泵 相同。当充满在叶轮流道内的液体在离心力的作用下，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，逐级叠加后就获得一定的扬程，从而 将井液举升到地面。
二、电潜泵采油系统
潜油电泵的主要结构
● 潜油泵是由多个单级离心泵串联而成。每一级由一 个转动的叶轮和一个固定的导轮（壳）组成；叶轮内 的油液随着叶轮的旋转而旋转，以实现压能的转换。 导轮的主要作用是在转换液体压能的同时，把部分高 速动能变成低速能量；
● 泵的叶轮分“浮式”叶轮和“固定”式两种。浮式 叶轮多用于中小排量泵；固定式叶轮一般用于大排量 泵；
潜油电机引接电缆的外形结构和各部分的 作用都与动力电缆是很相似，但由于工作 的环境空间小于动力电缆工作的环境空间， 其外形尺寸要比动力电缆小一些。同时， 由于其外形尺寸较小，工作环境温度较高， 所以，其绝缘强度要求比动力电缆更高。 为了提高强度，有些引接电缆在结构上采 用铅护套。
电缆作用：向井下电机供电
二、电潜泵采油系统
潜油电泵的型号：
二、电潜泵采油系统
潜油泵的性能参数：包括排量、压头（扬程）、轴功率、效率、转 速等，一般都在潜油泵的铭牌上给出。
排量：潜油泵的排量有体积排量和质量排量之分。体积排量是潜油 泵在单位时间内所抽送流体的体积，既是从潜油泵压出口截面所排出的 液体体积。质量排量则是潜油泵在单位时间内所抽送的液体质量。
通常所说的排量都是体积排量，只有在计算潜油泵的输出功率时才 用质量排量。离心泵的排量取决于：转速、叶轮尺寸、出口压力和液体 性质，与泵的级数无关；
扬程：是指单位重力的液体流过潜油泵后其能量的增值，即是潜油 泵压出口处单位重力液体的机械能减去吸入口处单位重力液体的机械 能。取决于：叶轮的圆周速度（H＝u2/g）和泵的级数，与所泵送的液
电潜泵采油技术简介
目录
一、电潜泵采油概述 二、电潜泵采油系统 三、油井产能分析 四、井筒流体压力、温度计算 五、电潜泵采油系统优化设计
一、电潜泵采油概述
有杆泵 深井泵
无杆泵
游梁式抽油机－深井泵 链条式抽油机－深井泵 地面驱动螺杆泵
电动潜油离心泵 水力射流泵 水力活塞泵
一、电潜泵采油概述
无杆泵采油也是一种机械采油方法，它与有杆泵采油的主要区别在 于动力传递方式不同。