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1、第一章 潜油电泵机组结构原理及技术性能第一节 潜油电泵机组工作原理及其组成一、潜油电泵机组的型式与基本参数（一）潜油电泵的基本形式1、驱动方式；为电力驱动；2、工作方式：沉没在油井内连续运行；3、固定方式；油管悬挂式；4、泵的结构型式：以多级离心泵为基本型式：5、旋转方向：从上部轴伸端看逆时针旋转无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第1页/共51页（二）潜油电泵机组型号表示方法 QY D B 最大径向投影尺寸 额定扬程 额定排量 泵 电力驱动 潜油运行型号表示方法举例：如：有机组最大径向投影尺寸为118毫米，额定扬程为1000米，额定排量为200m3/d;潜油电泵机组标记为QY
2、DB200/1000-118。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第2页/共51页二、潜油电泵机组的组成 潜油电泵机组是由潜油电机、保护器、油气分离器、多级离心泵、动力电缆（包括引接电缆俗称小扁电缆）、接线盒、控制屏、变压器以及附属配套设备部件组成，称“潜油电泵机组”。潜油电泵机组又可细分为三大部分1、井下部分：包括潜油电机、保护器、油气分离器、多级离心泵及测试装置和扶正器。2、中间部分；电缆（包括引接电缆）。3、地面部分：包括控制屏、变压器。接线盒和井口。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第3页/共51页三、潜油电泵机组工作原理 按设计要求把机组下入井内，地
3、面电源通过潜油电泵专用电缆，传入井下电机，电机通电后高速旋转的电机轴通过花键套，带动多级离心泵旋转，将井中液体通过油管举升到地面。潜油电泵供电流程：地面电网一变压器控制屏一接线盒一电缆一电机。潜油电泵抽油工作流程：油气分离器（泵吸人口）一多级离心泵一单流阀一泄油阀油管井口一集油管线一计量间 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第4页/共51页四、潜油电泵机组应用范围：潜油电泵具有泵效高、排量大、扬程高、管理方便、结构特殊经济效益显著等特点。故它具有以下的应用范围：1.适用于中后期开发的油田。由于油田含水高达80以上，使用潜油电泵采油能够大排量深抽，是提 高产液量、增加原油量的重
4、要措施和手段。2.以适用于高产裂缝性的油田。应用潜油电泵采油诱喷，作用大，见效快，是较好的措施之一。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第5页/共51页3.适用于海上、陆地油田的定向井、水平井、丛式井组。由于潜油电泵机组地面设备简单，占地面积小、自动化程度高，使用潜油电泵采油有它独特优越性。但在定向井、水平井内应用，机组的某些结构设计和施工工艺都有做相应的改进。4.适用于水淹油田。由于潜油电泵机组排量大，进行强采排水效果显著，复活率较高无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第6页/共51页5.适用于含气油井。应用潜油电泵采油，原油中的气体先进入油气分离器，就被全部
5、或部分地分离出来，这也是潜油电泵比其它机械采油设备具有的独特之处。6、适用于油田注水 潜油电泵注水，一般分为常压注水和增压注水两种形式。（1）常压注水 将潜油电泵机组下入水源井中，把水抽出来，直接注入注水井层位。（2）增压注水 a.一种形式是用于同井分层选择注水。借用管柱特殊结构形式，把上层的水抽出来，经潜油电泵增压注入下层；或者将下层的水抽出来，经增压注人上层。b.注水站高压水经潜油电泵进一步增压再法入注水井的层位。c.利用水平电泵把低压水经电泵增压注入注水井的层位。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第7页/共51页7、适用于给喷射泵提供动力液。8、还适用于油井分层试油求产
6、等。第二节 潜油多级离心泵一、离心泵的型号表示方法离心泵的型号表示方法 QY B /单级泵级数 单级扬程m 外径mm 排量m3/d 泵 潜油运行型号表示方法举例：由单级扬程为4m，50级叶轮组成的外径为98mm,排量为500 m3d的多级离心泵表示为QYB50098450。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第8页/共51页二、多级离心泵的工作原理 第9页/共51页多级离心泵的工作原理和地面离心泵的工作原理基本相同。当电动机带动泵轴高速旋转时，充满叶轮内的液体，在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮四周。由于液体受叶片力的作用使压力和速度同时增加，并且进行了速度和
7、压能的转换，经过叶、导轮形成的流道，而被引向次一级叶轮。这样逐级的流过所有的叶轮和导轮，进一步使压能增加，逐个泵级的叠加加后就获得一定的扬程。同时在液体从叶轮中心流向叶轮四周时，叶轮中心形成一个低压区，井内带压力的液体，又及时的流向叶轮吸入口。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第10页/共51页第三节潜油电机 潜油电机是潜油电泵机组中的主要组成部分，是全套设备的原动力，是两极三相鼠笼式异步电动机。潜油电机是三相鼠笼式异步感应电动机，同其它异步电动机一样，当定子绕组的三根引出线接通三相电源时，绕组中就有三相对称电流通过，在电机气隙内产生一个转速为n1=60f/P的旋转磁场，其转
8、向取决与电源相序，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，转子导体中产生感应电势。因转子绕组是闭合的且认为是纯阻性电路，则转子导体中将有电流通过。由于载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此产生电磁转矩，其方向与旋转磁场方向一致。若电磁转矩大于轴上的阻力矩时转子就沿着旋转磁场的方向转起来，此时电动机从电源吸取电能变为机械能输出。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第11页/共51页第12页/共51页（一）定子 电机的定子由定子铁芯、绕组和壳体三部分组成。1、定子铁芯的作用是作为磁路的一部分和放置定子绕组。潜油电机定子绕组与地面电机不同，一般地面电机的绕组是浸绝缘
9、漆的，这种线的弱点是针孔多，密封性能差，绕组一旦见水绝缘电阻往往会降低，以至造成绝缘击穿，匝间短路。潜油电机的定子绕组则是由单根铜导线绕制而成。绕组线具有耐油、气、水、高温、高压的综合作用，并且有良好的绝缘性，目前我们使用的绕组线为聚酰亚胺薄膜绕包烧结线。聚酸亚肢薄膜绕包烧结线是一种新型绝缘线，它具有较好的机械性能、电气性能和耐高温性。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第13页/共51页（二）转子 1、电机的转子由转子铁芯、绕组、短路环等组成。2、转子绕组的作用，是产生感应电势和感应电流并产生电磁扭矩。其结构型式为鼠笼式。异步电机的转子绕组不需由外界供电，因此可以自行闭和而构
10、成短路绕组。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第14页/共51页（三）止推轴承潜油电机是一个立式悬挂电机，为承受转子的重量，使电机转子在固定的位置上工作，电机上部有一个止推轴承。止推轴承由动块和静块两部分组成。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第15页/共51页（四）油循环系统潜油电机长期在井下运行，环境温度较高，因此电机各部件的润滑和散热十分重要。电机油在电机内起绝缘、润滑、散热的作用。电机内腔充满润滑油，电机轴为空心轴，利于电机油的循环。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第16页/共51页第四节保护器 保护器在潜油电泵机组中，用来保护潜
11、油电机在井液内正常工作。它的种类较多，结构复杂，是潜油电泵机组中的关键部件。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第17页/共51页第18页/共51页一、保护器的作用 无论哪种形式的保护器，结构形式虽然不同，但其作用是完全相同的。1、密封作用 防止井液和水进入潜油电机。2、呼吸补偿作用 由于电机内腔的电机油，随着温度的不同，有热胀冷缩的体积变化，由于潜油电机内腔的间隙空间体积是不变的。所以电机内腔中的油，随着温度的升高或降低，要排出电机到保护器内；或者从保护器中吸人电机内保护器就随时起到储存排出的油或者补偿吸入的油的呼吸补偿作用。3、压力平衡作用 由于电机内的电机油，随着热胀冷缩
12、体积不断的变化，电机内的压力也在变化，而保护器就平衡了电机内腔与油套管环形空间不平衡的压力。4、承载作用 连接电机与分离器部件，传递功率。止推轴承承受泵的轴向负荷作用无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第19页/共51页二、保护器的型号及基本参数1、保护器型号的表示方法 QY H 外径mm 型式 保护器 潜油运行 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第20页/共51页 型号表示方法举例：外径为98的潜油电泵机组用连通式保护器表示为：HQYL98 外径为98的潜油电泵机组用沉淀式保护器表示为：HQYC98 外径为98的潜油电泵机组用胶囊式保护器表示为：HQYJ98
13、。外径为98的潜油电泵机组用胶囊沉淀混合式保护器表示为：HQYJC98无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第21页/共51页第五节 油气分离器、油气分离器作用 离心泵抽油，在原油含气多的情况下，由于气体的影响，使泵效降低，甚至气锁。为了克服以上的不足，在离心泵的下部装设油气分离器，把油井液中的游离气体在未进人离心泵之前从井液中分离出来，从而减少气体对泵的影响，达到提高泵效的目的。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第22页/共51页图6 为130分离器整体全剖图第23页/共51页二、油气分离器的工作原理 1、旋转式分离器的工作原理 分离器在电机的驱动下高速旋转，
14、井液便在双头螺旋涡轮的作用下，沿着螺旋线旋转式进人导向轮和分离器壳体中。因为井被中的油重气轻，油在离心力的作用下被螺旋涡轮甩向外围，气留在中间，这个现象越往上越明显。当流体碰到导向轮后，流体便改直线运动，进入交叉流道。纯油经交叉流道的中心孔进人离心泵。气经交叉流道的另一个孔,进入油套管环形空间。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第24页/共51页 2、分离器的分离效果 由于两种分离器的结构和工作原理不同，它们的分离效果也截然不同。国外试验资料表明，旋转式的分离器能把原油中30的游离气体98.8的分离出来；而沉降式的分离器，只能把原油中 30的游离气体 17.9分离出来。所以现
15、在我们使用的是旋转式分离器。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第25页/共51页第二章潜油电泵现场施工一、潜油电泵机组使用条件：1.油井套管直径要大于电泵机组外径6mm以上2.井底温度：常规90120，特殊1501803.井的出砂量不大于0.54.油井的原油粘度不大于400mPa.s4.泵口气液比不大于25%m/s无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第26页/共51页二、作业施工投产：(一)下井施工准备 1、油井套管内径的检查，（1）对于新下电泵机组的油井，首先核实油井套管规范，套管管柱结构，包括井口套管短节的内径大小，是否与下井机组的规格尺寸相符，一般要求套
16、管内径大于机组轴向最大投影尺寸46mm为宜。（2）无论新井老井，下电泵前，必须用长3m以上，直径120122mm的通井规通井。通井深度要求超过机组下井设计深度50m以上或者人工井底，一般要求通并规外径小于油井套管内径4mm。（3）若套筒内径变形，损伤有毛刺等问题，必须采取相应的措施处理好后再下机组，否则不能下井。（4）对原来的井口装置如并口大法兰、钢圈、大四通、套管阀门等，应重新检查。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第27页/共51页 2、下井前对油井施工要求（1）对于有一定井口剩余压力的油井，在下电泵前，必须用清洁无固相、比重合适的压井液压井，不允许用泥浆或易结垢的液体压
17、井，泵车上水管线的头部要装滤网，防止杂物进人井内。（2）下电泵油井未下机组前，须探砂面，有积砂时必须冲砂。冲砂的深度要求在泵设计探度50m以下，或至人工井底，如油井出砂较严重，应采取防砂措施如不需要冲砂，也要把油管下到井底，大排量反洗井井。扶井用水量一般应达2倍以上的井筒容积的水量。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第28页/共51页三、电缆头安装工艺以胜利机组绕包式为例：1、打开电机引线护盖，首先检测电机的相间、对地绝缘电阻，再测相间直流电阻并分析其不平衡度。2、打开电缆头护帽，检测电缆绝缘，判断是否符合标准，新电缆绝缘大于1000M。修复电缆大于500M。3、用引线钳将上
18、电上端引线拉出，注意不宜太长，一般为80mm左右，用干净的白布将电机油擦干净，然后更换电缆头“O”环将电缆头三相端子插入引线三个母端子内，并用引线钳锁紧。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第29页/共51页 4、将绝缘太氟隆带剪成长500600mm三段，分别将三相插入引线各缠3遍，并打死结，缠绕时应注意：太氟隆带用力要均匀，不准留有气泡。要清洁，不准有污水或赃物附在缠绕层内。应在有人帮助情况下，完成太氟隆带缠绕工作。防止发生端子断裂。5、再用一段长1000mm左右太氟隆带将三相缠在一起，往返二至三遍。6、将缠绕好的引线插入电机内，并用电缆头紧固螺钉上紧。注意拧紧电缆头时防止剪
19、切“O”环。紧固螺钉时，应平衡上紧。7、小扁电缆头连接完毕后，在电缆另一端电缆与机组绝缘及相间直流电阻，并判断是否合乎标准值。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第30页/共51页 四、保护器注油 1、上提巳下入井内的机组部分，到露出上节电机上端距井口 05m左右，卸去电机上的往油阀体丝堵，连接好注油泵。2、用内六角扳手卸去两节保护器上所有排气孔丝堵，并把孔内的铅垫剔净（注意别剔坏丝扣），分别在卸下的丝堵上装上新铅垫，清洗干净放在专用的容器内（防止掉入井内）。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第31页/共51页3、开始向电机、下保护器内注油，速度要慢，每分钟大
20、约812圈左右，注注停停，停的时间约1015分钟，待保护器排气孔1号流出的油没有气泡为止，（说明电机与下保下腔也已注满了油）。装上新铅垫的丝堵。继续注油，当2号排气孔流出的油没有气泡时，停一停，然后再摇一圈便有电机油流出，说明下保上腔也已注满，上紧2号丝堵。4、将注油泵接在下节保护器上端注油阀上，用与上述的同一方法将上保护器的二个沉淀室注满油为止。全部注满油的时间大约在两个小时以上，才能把保护器内的气体全部赶出，一般注油压力为0.10.15Mpa。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第32页/共51页第三章 故障分析与检修一、电流卡片的分析 电流卡片所记录的电流值变化反映了电机
21、工作的状况，因此分析电流卡片能正确解释和判断井下电机的工作状态和故障隐患。下面列举一些特征明显的电流卡片供参考学习。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第33页/共51页（）正常电流卡片无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第34页/共51页（二）“泵空”状态下的电流卡片 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第35页/共51页 该泵已泵空并因久流而停转，而后重新自动起动并由于同一原因而再次停转。液面接近泵的吸入口，而产量和电流值却在下降。最后，达到预定的欠流水平而使泵脱机。当泵因欠流而脱机时，自动重新起动程序就被触发。如电流图所示泵达到预定的延时后
22、即自动重新起动时，停泵期间，液面稍回升。当泵重新起动时，液面达不到静态，所以一段时间后某处开始空循环。之所以出现这种状态，是因为泵的规格不符合使用要求，其补救办法与产生“气锁”时一样。采用油井增产措施可以提高产量，更好地适应泵的工作。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第36页/共51页（三）循环时间短的电流卡片 图中表示类似流体泵空状态的电流卡片，所不同的是运转时间短，循环次数较多。这种操作方式对电潜泵是极为有害的，应立即改正。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第37页/共51页（四）当井内含有诸如垢皮、松散的砂子等碎屑以及加重泥浆或盐水时，就可能发生这种工
23、作情况。这种工作情况并非少见，但凡能够避免就不推荐使用。如需压井，则应采用能够控制井的尽可能轻和最清洁的压井液。如果井一开始就出砂，则应降低产量以减慢地层压力下降速度。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第38页/共51页无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第39页/共51页（五）正常过载状态的电流卡片 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第40页/共51页图中表示由于泵过载（高电流）而停转时的电流卡片。此类停泵的原因一般为：1、流体比重增加（如重盐水或泥浆）2、出砂3、乳化液或粘度增大4、机械或电器有问题，如电机过热或设备磨损5、电源有问题在这
24、一过载的原因消除之前，不得重新启动。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第41页/共51页二、潜油电泵的故障、原因及处理方法 潜油电泵在井下运行过程中，必须经常观察电泵的排量以及全部设备情况，若出现异常要查明原因，正确分析、判断和处理，下面介绍几种常见故障产生的原因以及处理方法。无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第42页/共51页1.检查三相电源及保险。2.检查是否合闸，各电器元件是否复位，接触是否良好，是否断路。3.调整变压器，根据需要升高变压器输出电压。4.检查对地面电阻和直流电阻。5.反向启动，检查是否砂卡，起泵修理。6.用轻质油热洗后再启动。1.电机没
25、有接通2.控制屏控制线路发生故障3.地面电压低、电机电压低4.电机和电缆断开或绝缘破坏5.泵或保护器或电机故障6.油稠、粘度大、死油太多机组下入井中不能启动处理方法原因故障无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第43页/共51页1.调换电源接头改变旋转向。2.准确测量动液面位置，若砂堵及时处理，停泵检查，过一会儿再启动。3.检查阀门及压力表，排除管路堵塞。4.油管清蜡。5.起泵更换油管。6.起泵更换或维修进口。7.检查电源频率，使其达到定额值。1.电机旋向不对2.动液面太低或地层供液不足3.地面管线堵塞4.油管结蜡堵塞5.油管破裂6.泵轴断裂或进口堵塞电机转数低 泵的排量低于规定
26、值或等于零或没有压力 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第44页/共51页1.过载应调整到额定电流值的120%2.检查各相的电流值3.检查排量是否正常，电机负荷增加，电流增大时应起泵修理。l.过载继电器没有调整好2.单相运行3.泵的磨擦阻力增加过载继电器动作无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第45页/共51页1.最小断开电流应调整到实际运行电流值的80，但不得小于电机的空载电流值。2.停泵或关小出口闸门。3.检查排量是否正常，起泵。1.低负载继电器调得不合适2.井内动液面降低后使泵抽空 3.泵轴断裂欠载继电器动作 无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵
27、制造公司第46页/共51页1.上提或下放几根油管。2.根据需要调整电压。3.检查变压器，调整电压。1.机组处在弯曲的套管中2.电压过高或不稳定3.变压器故障，电压不平衡机组运转电流很高，或电流不平衡无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第47页/共51页三、资料录取1.电泵井生产日报表每天一次报表内容包括：油压、回压、套压、电压、电流、液量、油量、含水、井口温度2.电泵抽油综合月报每月一次报表内容包括：电泵管理指标分析、电泵井施工、管理经验及存在问题与改进措施，电泵运行异常情况分析及综合月报表3.动液面测试资料每月一次无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第48页/共51页4.流压测试资料每季一次5.静压测试资料每半年一次6.油气比测试资料每月测试两次7.含砂测试每月测试一次8.电流记录卡片，电流要连续测试9.电泵井单井档案无杆采油泵公司电泵制造公司无杆采油泵公司电泵制造公司第49页/共51页第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页