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1、第一节 电动潜油离心泵采油(1) 能量传递过程潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电缆井下机组部分变压器控制屏接线盒地面控制部分泄油阀单流阀电力传输部分(2) 地层流体举升过程电潜泵举升方式的主要优点：(1) 排量大；(2) 操作简单，管理方便；(3) 能够较好地运用于斜井与水平井以及海上采油；(4) 在防蜡方面有一定的作用。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；(5) 日常维护要求高。(一) 潜油电机一、电潜泵采油装置作用：产生旋转磁场。(2) 转子系统：
2、转子铁芯、转子绕组、转轴、扶正轴承、短路环(3) 止推轴承：作用：承受电机的轴向力。(4) 润滑油循环系统：轴孔、定转子间隙、通油孔(1) 定子系统：定子铁芯、定子绕组、电机壳体作用：产生感应电流而受力转动，并输出机械扭矩。主要结构组成及其作用(2) 外廓尺寸细长；(3) 转子和定子分节；(4) 保证潜油电机的严格密封；(5) 润滑油循环系统比较特殊。(1) 两极、三相鼠笼式异步感应电机；潜油电机主要结构特点：(二) 保护器 保护器是利用井液与电机油的密度差异，以防止井液进入电机造成短路而烧毁电机的装置。主要是通过隔离腔连接井液与电机油来完成这一功能。保护器类型：连通式、沉淀式和胶囊式保护器(
3、三) 多级离心泵 潜油多级离心泵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获得一定的扬程。1 .泵的增压原理2.泵的结构图4-2 潜油多级离心泵结构示意图上接头壳 体叶 轮导 轮转 轴轴 套下接头泵吸入口结构特点：(1) 直径小、级数多、长度大；(2) 轴向卸载、径向扶正；(3) 泵吸入口装有特殊装置，如油气、油砂分离器等；(4) 泵出口上部装有单流阀和泄油阀。3.泵的工作特性离心泵的特性曲线：扬程、功率
4、和泵效随排量的变化关系曲线。图4-5 潜油离心泵特性曲线图(五) 潜油电缆潜油电缆结构特点 要求便于起下，且不易损坏； 要求耐油、气、水，耐高温、高压； 电缆终端有与电机插配的特殊密封接头电缆头； 为满足油井对机组尺寸的要求，潜油电缆一般采用圆型和扁型，扁型和扁型联接在一起的复合结构； 要能适应施工和环境温度，进行起下作业时，电缆保护套层不破裂。作用：地面向井下机组传输电力。二、电潜泵油井生产系统设计节点系统分析方法。（一）电潜泵油井生产系统组成(1) 油层系统(2) 井筒流动系统(3) 潜油离心泵系统流入动态（IPR）气液多相管流流动规律HQ和Q特性曲线（二）电潜泵油井生产系统设计方法1.设
5、计任务： 确定下泵深度，选择泵型、电机、电缆和地面设备等。2.目标：满足配产要求，效率最高、能耗最小。4.设计步骤：(10) 电潜泵抽油井生产工况参数的预测与优化。(2) 抽油设备的初选，包括离心泵、电机、电缆等；(7) 计算设计排量和扬程下所需要的泵的级数；(1) 油层产能分析；(3) 井筒流体压力、温度、流体物性分布计算；(4) 下泵深度的确定；(6) 泵的增压要求量计算；(5) 离心泵特性曲线的校正；(8) 电缆电压降计算，确定地面电压，选择控制屏；(9) 计算变压器的容量，确定变压器的型号和规格；图4-11开式水力活塞泵采油系统第二节 水力活塞泵采油液马达一、水力活塞泵采油系统举升原理
6、高压泵机组井下器具管柱结构井口高压控制管汇计量装置动力液处理装置地面管线抽油泵滑阀控制机构系统组成油井装置地面流程水力活塞泵井下机组工作原理：动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；动力液被传至井下液马达处；滑阀控制机构换向；动力液驱动液马达；液马达做往复运动；液马达通过活塞杆带动抽油泵做往复运动；原油被增压举升。适适应应条条件件主要缺点：主要缺点：主要缺点：主要缺点：油层深度与排量范围大；油层深度与排量范围大；含蜡；含蜡；稠油；稠油；井斜。井斜。(1) (1) 机组结构复杂，加工精度要求高；机组结构复杂，加工精度要求高；(2) (2) 地面流程大，投资高地面流程大，投资高( (规模效益规模效
7、益) )；(2) 按动力液循环分类(3) 按动力液性质分类水力活塞泵采油系统类型分类：(1) 按系统井数分类乏动力液不与产出液混合。乏动力液与产出液混合。单井流程系统；多井集中泵站系统；大型集中泵站系统。闭式循环方式：开式循环方式：原油动力液水力活塞泵采油系统水基动力液水力活塞泵采油系统(4) 按井下泵的安装方式分类固定式安装：整个泵随油管下入井内，优点是泵径大、排量大，缺点是起泵必须起油管。插入式安装：泵工作筒随大直径油管下入井内，而沉没泵机组则用小直径油管下入，插到泵工作筒内。投入式安装：又分单管封隔式和平行管柱式，泵工作筒随油管下至井底，沉没泵机组则从油管中投入，使用液力下泵和起泵，优点
8、是起下泵方便，缺点是泵径受到限制，排量较小。图4-11 开式水力活塞泵采油系统图4-12 闭式水力活塞泵采油系统二、水力活塞泵井下机组(1) 液马达：将动力液的压能转换为机械能带动泵工作。(2) 泵：将液马达传递给它的机械能转换成液体的压能，用来提高油层产出液的压能。(3) 主控滑阀：利用液压差动原理控制液马达和泵柱塞做往复运动的换向控制机构。三、水力活塞泵油井生产系统设计(2) 决定开式或闭式系统；(3) 决定油井气体全部泵出，还是放气；(4) 选择合适的井下装置；(5) 系统工况参数确定；(6) 决定建设泵站还是单井系统；(7) 选择地面泵组；(8) 设计动力液系统。(1) 油井产能分析；
9、井筒流体物性分布下泵深度井筒压力分布井筒温度分布动力液排量泵效功率与举升效率图4-16 射流泵采油井下系统示意图第三节 水力射流泵采油一、水力射流泵采油系统高压泵机组井下器具管柱结构井口高压控制管汇计量装置动力液处理装置地面管线系统组成油井装置地面流程射流泵通过注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液。优点：(1) 没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大(2) 由于可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高含蜡油井。水力射流泵举升原理(3) 对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。二、水力射流泵工作特性(一)射流泵工作原理动力液地面加压；油管或专用动力液管输送；动力液被
10、传至井下喷嘴；通过喷嘴将压能转换动能；嘴后形成低压区；动力液与油层产出液在喉管中混合；经扩散管动能转换成压能；混合液的压力提高后被举升到地面。水力射流泵排量、扬程取决于喷嘴面积与喉管面积的比值。三、 水力射流泵油井生产系统设计步骤(7) 水力射流泵油井工况参数预测。(2) 从井底向上计算井筒压力分布，由泵的泵入口压力确定下泵深度(考虑到极限气蚀泵吸入口压力的影响)。(4) 井筒流体温度分布计算。(3) 根据泵特性曲线的最佳点确定动力液的排量。(5) 由混合液井口压力计算泵的混合液出口压力。(6) 由混合液出口压力计算动力液的井口压力。(1) 油层IPR曲线计算，并确定设计产液量下的井底流压。螺
11、杆泵采油螺杆泵采油一、螺杆泵采油系统分类及组成1地面驱动螺杆泵采油系统(1)地面驱动部分；(2)井下泵部分；(3)电控部分；(4)配套工具；(5)井口装置等。特点特点:设备比较简单，运行中可测动液面，抽出转子即可 泄油，使用费用较低。2井下驱动螺杆泵采油系统 地面部分地面部分:采油树和电控箱组成。 井下部分井下部分:由螺杆泵、筛管、保护器、井下电机和电缆组 特点特点:可以不停机测动液面。 问题问题:电缆及其接头在井液中的绝缘问题，而且要长期可靠地在井下工作。 螺杆泵抽油原理螺杆泵抽油原理 当螺杆泵转子在定子中旋转时，形成一系列密封腔，流体就通过这些密封腔从泵吸入口到泵排出口。 当泵吸入端第一个密封腔容积增大时，压力下降，流体进入这个腔室，随着螺杆转动，这个腔室封闭，并向排出端移动，井下液体随腔室的轴向移动，不断地排至泵出口。当一个密封腔消失时，会同时产生另一个相同大小的密封腔，因此排量非常均匀。(完)
