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一種在井下工作的多級離心泵
電動潛油離心泵(簡稱潛油電泵),是一種在井下工作的多級離心泵,是用油管把離心泵和潛油電動機下入井中,電動機帶動多級離心泵旋轉產生離心力,將井中的原油舉升到地面的採油設備,是各油田應用較為廣泛的一種無桿泵採油設備。
電潛泵全稱電動潛油離心泵,簡稱電泵,是將電動機和泵一起下入油井內液面以下進行抽油的井下舉升設備。電潛泵是在井下工作的多級離心泵,同油管一起下入井內,地面電源通過變壓器、控制屏和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電機,使電機帶動多級離心泵旋轉,將電能轉換為機械能,把油井中的井液舉升到地面。近年來,國內外電潛泵舉升技術發展很快,在油田生產中,特別是在高含水期,大部分原油是靠電潛泵生產出來的。電潛泵在非自噴高產井和高含水井的舉升技術中起著重要的作用。
組成
電潛泵採油裝置主要由三部分組成:
(1)井下機組部分:潛油電動機、保護器、分離器和多級離心泵。
(2)電力傳輸部分:潛油電纜。
(3)地面控制部分:控制屏、變壓器和接線盒。
電潛泵供電流程:地面電源一變壓器一控制屏一接線盒一潛油電纜一潛油電動機。
電潛泵抽油工作流程:分離器一多級離心泵一單流閥一泄油閥一井口一出油幹線。
主要部件
(1)離心泵
離心泵是由多級組成的,其中每一級包括一個固定的導輪和一個可轉動的葉輪。葉輪的型號決定了泵的排量。葉輪的級數決定了泵的揚程和電機所需的功率。葉輪有固定式和浮動式兩種。浮動式葉輪可以軸向竄動,每級葉輪產生的軸向力被葉輪和導輪上的止推軸承承受。整節泵所產生的軸向推力由保護器中的止推軸承承受。固定式葉輪固定在泵軸上,既不能軸向竄動,也不能靠在導輪的止推墊上。葉輪及壓差所產生的全部推力,都由裝在保護器內的止推軸承承受。
(2)保護器
保護器是電泵機組正常運轉不可缺少的重要部件之一。根據結構和作用原理不同,可將其分為連通式、沉降式和膠囊式三種類型。保護器的作用:
1)密封電機軸的動力輸出端,防止井液進入電機。
2)在電泵機組啟、停過程中,為電機油的熱脹冷縮提供一個補償油的儲藏空間。
3)通過連接電機驅動軸與泵軸,起傳遞扭矩的作用。
4)保護器內的止推軸承可承受泵的軸向力。
(3)油氣分離器
自由氣進入離心泵后,將使泵的排量、揚程和效率下降,工作不穩定,而且容易發生氣蝕損害葉片。因此,常用氣體分離器作為泵的吸入口,以便將氣體分離出來。按分離方式不同,分離器分可為沉降式和旋轉式兩種類型。
(4)電纜
潛油電纜作為電泵機組輸送電能的通道部分,長期工作在高溫、高壓和具有腐蝕性流體的環境中,因此,要求潛油電纜具有較高的芯線電性、絕緣層的介電性,較好的整體抗腐、耐磨以及耐高溫等穩定的物理化學性。潛油電纜包括潛油動力電纜和潛油電機引接線。動力電纜分為圓電纜和扁電纜兩種類型,而電機引接線只有扁電纜一種。井徑較大者用圓電纜,井徑較小者可用扁電纜。
(5)控制屏
控制屏是對潛油電泵機組的啟動、停機以及在運行中實行一系列控制的專用設備,可分為手動和自動兩種類型。它可隨時測量電機的運行電壓、電流參數,並自動記錄電機的運行電流,使電泵管理人員及時掌握和判斷潛油電機的運行狀況。控制屏的功能為:
1)為防止短路燒壞電機,提供短路速斷保護;
2)欠載時實際排量將小於設計排量,電機將因工作時產生的熱量不能全部散發而燒壞,因此控制屏提供欠載保護;
3)過載時電機超負荷運轉容易燒壞,因此控制屏還提供過載保護;
4)潛油電泵不允許反轉,因此三相電機的相序要正確,對此控制屏提供了相序保護;
5)控制屏還設有延時再啟動裝置,對於間歇生產的井實行自動延時再啟動控制。
潛油電泵的工作特性曲線是指泵的揚程、功率和效率同排量之間的關係曲線,它是選泵設計的重要依據。潛油電泵的工作特性曲線是使泵在一定轉速下運轉,對排出端進行節流,以改變流量的辦法試驗測得的。試驗介質是清水。在實際應用時,由於其使用條件與試驗條件不相符,尤其是當用電泵抽取黏度很高的液體時,從而使特性曲線發生變化。因此,實際使用時應根據使用條件對工作特性曲線進行校正。
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