电潜泵井下装置-周熠.ppt

* 电潜泵井下装置 操作工：周 熠 2016年1月24日 目 录 电潜泵系统概述 电潜泵井下装置 电潜泵井启泵程序 电潜泵系统概述 电潜泵的全称为沉没式潜油电动离心泵，简称ESP（即ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP）。电潜泵具有排量扬程范围大、功率大、生产压差大、适应性强、地面工艺流程简单、机组工作寿命长、管理方便、经济效益显著的特点。 电潜泵系统由三大部分组成：电潜泵机组、地面电气设备和动力电缆。地面电器设备主要由变压器、变频器、控制柜、接线盒等组成；电潜泵机组主要由电机、保护器、分离器、离心泵等组成。 动力电缆 泵出口压力 多级离心泵 入口油气分离器 保护器 电机 智能井下传感器 电潜泵性能参数 表述电潜泵性能的主要参数有：额定排量Q、额定扬程（压头）H、额定轴功率P、额定效率、额定转速n等参数。 电潜泵的额定排量和效率取决于泵型，额定扬程决定于泵型和级数，额定轴功率由额定排量和扬程确定，额定转速取决于电机结构。 电潜泵井下装置组成 电潜泵井下装置从下到上主要由扶正器、电机、保护器、分离器、多级离心泵、测压装置、动力电缆、单流阀、测压阀／泄油阀等组成。下面分别介绍电潜泵各个部分的结构及作用。 1．电机 电机是电潜泵机组的原动机，一般位于最下端。它是三相鼠笼异步电机，把电能转变成机械能。 但是，它与普通电机相比，具有以下特点：机身细长，一般直径160mm以下，长度5～10m，有的更长，长径比达 28～125；启动转矩大，0.3s即可达到额定转速；转动惯量小，滑行时间一般不超过3s；转轴为空心，便于循环冷却电机；绝缘等级高，绝缘材料耐高温、高压和油气水的综合作用；电机内腔充满电机油起润滑、绝缘和传递热量的作用；有专门的井液与电机油的隔离密封装置——保护器。 2.潜油泵 与普通离心泵相比，潜油离心泵有以下特点：直径小，排量范围大，外径一般为85.5～102mm，排量范围可达30～8000m3／d；级数多，长度长，扬程范围宽，级数可达400级，长度可达20m，扬程一般在150～4500m；泵吸口有气体分离或压缩装置，防止气蚀和提高泵效。 潜油泵 结构组成 叶轮 导轮 潜油泵纵向剖面图 3. 油气分离器 对于含气电泵井而言，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。其作用：一是作为多级离心泵的吸入口通道；二是将游离气从井液中分离出来，减少气体对离心泵的影响，提高泵效，保证离心泵正常工作。 油气分离器原理 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，使气、液混合物在高速旋转的条件下，质量越大，所受到的离心力也越大。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。 4.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）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）连接潜油电机轴与泵轴（或分离器轴），连接潜油电机壳体（或分离器壳体）。 5. 动力电缆 动力电缆是电机与地面控制系统相联系传送电力和PSI/PHD信号的通道，是一种耐油、耐盐水、耐其它化学物质腐蚀的油井专用电缆，工作于油套管之间。按温度等级可以分为90℃、120℃、150℃等3个等级，部分厂家还可生产更高等级的潜油电缆。 6. 单流阀 图示为常用的一种单流阀，其作用主要是：保持足够高的回压，使得泵在启动后能很快在额定点工作；防止停泵时，泵上部液体回落引起机组反转脱扣；便于生产管柱验封。一般安装在泵出口1~2根油管处，采用标准油管扣和上下油管连接。 7. 泄油阀 泄油阀一般安装在单流阀以上1~2根油管处，它是检泵作业上提管柱时油管内流体的排放口，以减轻修井机负荷和防止井液污染平台甲板和环境。 泄油阀目前有两种：投棒泄流、投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井比较合适，用于稠油井泄油成功率低；后者可以重复使，稠油井泄油更好，成功率高。 8.辅助工具 扶正器 扶正器主要用于斜