人工举升理论6分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,人工举升理论,石油大学,吴晓东,第六讲 潜油电泵采油,潜油电泵举升液体的核心部件是井下工作的多级离心泵,电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，,同时离心泵又将机械能转换为液体的能量，把油井中的液体举升至地面。,潜油电泵系统的组成,油电机,保护器,分离器,多级离心泵,潜油电缆,控制屏,变压器,图,51,潜油电泵系统示意图,1,变压器；,2,一控制屏；,3,一接线盒；,4,一地面管线；,5,一井口；,6,一泄油阀；,7,一,-,单流阀；,8,一多级离心泵；,9,一潜油电缆；,10,一分离器；,11,一保护器；,12,一潜油电机,潜油电机,油电机主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油循环系统及上下接头等组成,图,5,一,2,潜油电机结构示意图,1,一扁电缆；,2,一止推轴承；,3,一电机轴；,4,一电缆头；,5,一注油阀；,6,一引线；,7,一定子；,8,一转子；,9,一扶正轴承；,10,一电机壳体；,11,一打油叶轮；,12,一滤网；,13,一注、放油阀,工作原理,潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机,它和其它异步电动机一样，当定子绕组的三相引出线接通三相电源时，在电机内将产生一个旋转磁场，由于转子绕组与旋转磁场之间有相对运动，根据电磁感应原理，转子导体中将产生感应电动势,转子绕组是闭合的且 认为是纯阻性的电路，则转子导体中将有感应电流通过。因为载流导体在磁场中受到电磁力的作用，由此产生电磁转矩，其方向就会沿着旋转磁场的方向转动，此时电机从电源接受电能转变为机械能输出,潜油电机的特点,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。,多级离心泵,潜油电泵结构特点,受套管内径限制，泵外形呈细长状，直径小，长度大，叶、导轮级数多,垂直悬挂运转，轴向卸载，径向扶正,在叶轮上钻有平衡孔，用来减少叶轮的轴向力,工作原理,与普通离心泵相同，电机带动泵轴上的叶轮高速旋转时，叶轮内液体的每一质点受离心力作用，从叶轮中心沿叶片间的流道被甩向叶轮四周，液体压力和速度同时增加，经过导流道被引向上一级叶轮，这样逐级经过所有的叶轮，使液体能逐级增加，最后获得一定的压头，将井液举升到地面。,油气分离器,图,5,6,沉降式分离器结构示意图,保护器,图,5,13,沉淀式保护器,1,一上接头总成；,2,一卡簧；,3,一放气阀；,4,一上部补偿管；,5,一保护器壳体；,6,一护轴管；,7,一连通管；,8,一放油阀；,9,一止推轴承座；,10,一止推轴承；,11,一机械密封；,12,一放气阀；,13,一轴；,i4,一下部补偿管；,15,一底部连通管；,16,一注油阀；,17,一下接头,保护器的作用,保护器是用来补偿电机内润滑油的损失，并起到平衡电机内外压力、防止井液迸人电机及承受泵的轴向负荷的作用。,潜油离心泵井生产参数优化设计,潜油电泵井优化设计的关键是使泵机组、油井及管路均处于较合理的工况下工作，使整个系统保持最优工作状态。,潜油电泵井优化设计就转化为在现有的条件下优选泵型、级数、电机参数等,优化设计步骤,1,收集原始资料及试井,(,或生产,),数据；,2,依据试井,(,或生产,),数据绘制油井,IPR,曲线；,3,计算泵吸入口压力,p,x,；,4,确定油井产液量,Q,；,5,确定油井管路特性方程；,6,计算产液量,Q,下的的总动压头,H,；,7,计算有效功率,N,；,8,确定泵型及级数,M,；,优化设计步骤,9,选择电机型号，确定额定电流，额定电压；,10,选择潜油电缆；,11,计算地面输大功率,N,R,；,12,选择变压器；,13,选择控制屏；,14,计算系统效率；,若,Q,Q,e,，则选择相邻几种泵型并重复步骤,(3),步骤,(14),，取。,潜油电泵井生产管理,潜油电泵井技术经济指标是反映潜油电泵井管理水平的重要标志,运行电流卡片的分析,图,5,18,正常运行时的电流卡片,泵发生气塞时的电流卡片,图,5,19,泵发生气塞时的电流卡片,