电潜泵机组动画详解[1]

11电泵基础知识培训22一、电泵的组成1.基本概念2.电泵的组成二、电泵各组成部分介绍1.电机2.保护器3.分离器（吸入口）4.电泵5.电缆6.地面设备目录2020/1/193抽油机2020/1/194采油树5常见的人工举升方式：抽油机、螺杆泵、电潜泵、水力活塞泵采油、水力射流泵采油。电泵电动潜油离心泵电泵井利用地面专用变压器通过潜油电缆把电能传递给潜油电机，再通过多级离心泵把井液举升到地面的一种机械采油方式。几个概念人工举升潜油泵机组工作管柱简图变压器控制柜接线盒井口动力电缆安全阀电缆封隔器电缆穿透器生产油管泵油气分离器保护器潜油电机控制管线放气阀卸油阀单流阀油层套管电潜泵的组成77井下部分地面部分辅助部分三部分七大件电潜泵的组成电泵由下到上组成：电机、保护器、分离器（吸入口）、潜油电缆、接线盒、控制柜、变压器2020/1/198电泵机组电潜泵的组成电机保护器分离器（吸入口）离心泵99一、电泵的组成1.基本概念2.电泵的组成二、电泵各组成部分介绍1.电机2.保护器3.分离器（吸入口）4.电泵5.电缆6.地面设备目录2020/1/1910电机的基本描述电机特性2极3相交流鼠笼式感应2020/1/1911头部绕组电缆连接电动机的引出线轴电机特性2020/1/1912定子绕组程序定子引出漆包线定子-硅钢迭片结构定子硅钢片群架电机特性2020/1/1913转子-硅钢迭片冲压结构转子-硅钢迭片结构转子-机械体电机特性2020/1/1914转子扶正轴承电机特性2020/1/1915转子扶正轴承转子铜条绕组轴电机特性2020/1/1916电机底部ButtressThreadsO-RingBoss轴转子“滴料、裂伤”小尺寸转子铜条StatorLams全金属–开槽转子扶正轴承合成物,非旋转式喷灌器高温清漆光泽面电机头部渐开线花键动环静环“O”环高温弹性体电机特性ΩKABCA相-----外壳≥500兆欧B相-----外壳≥500兆欧C相-----外壳≥500兆欧注:每测一次后，要立即放电下井前应对电机进行下列电性能测试1、对电机进行对地绝缘阻值测量2、对电机进行相间直阻测量ΩBC标准值天津：1.7～2.0欧姆森垂:0.9～1.0欧姆雷达:0.9～1.0欧姆三相间直阻值不平衡度≤2%三次的平均值－最小值(最大值)最下值(或最大值)A--BB--CC--AA外壳外壳兆欧表万能表2020/1/1918•高绝缘强度•润滑轴承又可以在转子和电机腔室间提供导热功能.同样的，电机上产生的热量也被传到电机的腔室电机内充满精致矿物油:电机特性2020/1/1919因为绕组的绝缘，所有的潜油电机的工作温度是受限的.通常NEMA(国际电气制造业协会)把绝缘分为N类,额定的是392F（200℃）然而,其他电机的组成诸如止推轴承垫、电缆终端套管等也有一个温度值对于一个优质的电机来说最佳的工作温度在230-250F（110-121℃）之间电机靠流体流过腔室外表达到冷却效果电机的工作温度电机特性2020/1/1920图中表示电机热量随周围温度增加和液体流过电机的速度的关系图表中涉及的是油和水速度在1英尺/秒或是更高时，没有附加的冷却设备会造成事故油的比热比水低,所以允许电机温度上升到差不多是水的两倍。气体更坏如果流过电机的流体是油、气和水的混合物，就会充分保证电机的冷却电机特性2020/1/1921电机的工作温度1.井孔（井底）温度2.负载的大小和名牌等级3.流过电机的液体流速（流量和套管间的的尺寸）4.作为冷却用的井液（如气体、水、缩放比例趋向等）5.电源质量（三相电压电流的不平衡、波形失真、名牌电压的可利用性等）电机特性电机运行过程中的五个因素将影响电机过热:2020/1/1922电机装配定子迭片进入腔室准备压紧电机特性2020/1/1923电机装配定子狭缝里的衬垫插入绕组导体电机特性2020/1/1924俄克拉荷马市的组装车间电机组装电机特性2020/1/1925大车上准备组装的电机部件电机组装电机特性2626一、电泵的组成1.基本概念2.电泵的组成二、电泵各组成部分介绍1.电机2.保护器3.分离器（吸入口）4.电泵5.电缆6.地面设备目录2020/1/1927保护器部分保护器原理保护器位于分离器和电机之间2020/1/1928LabyrinthChamber保护器原理沉淀式保护器2020/1/1929保护器作用(1).隔离作用隔离电机油和井液，防止井液进入电机沉降室保护器原理2020/1/1930保护器的作用(1).隔离作用隔离电机油和井液，防止井液进入电机轴密封‘防止流体流动到轴封以下’保护器原理2020/1/1931保护器原理2020/1/1932保护器的作用(1).隔离作用隔离电机油和井液，防止井液进入电机胶囊式‘在斜井中提供隔离作用’保护器原理2020/1/1933保护器的作用(2).平衡作用沉降室平衡电机内部和电机壳外部的压力保护器原理2020/1/1934胶囊容器保护器原理2020/1/1935电机–供热沉降室保护器原理2020/1/1936电机–冷却沉降室保护器原理2020/1/1937保护器的作用(3).膨胀作用允许电机油膨胀，并为新的油进入提供了空间沉降室保护器原理2020/1/1938电机–提供热量胶囊腔体保护器原理2020/1/1939电机–冷却胶囊腔体保护器原理2020/1/1940胶囊保护器的走用(3).膨胀允许电机油膨胀并却为新的油提供空间保护器原理2020/1/1941保护器保护器原理2020/1/1942保护器轴上发生了什么?保护器原理2020/1/1943Seal什么类型的泵?‘浮动式’–叶轮可以在轴上上下移动保护器原理2020/1/1944电机泵保护器力作用在保护器的轴承上2020/1/1945电机泵保护器排出口生产管柱2020/1/1946电机泵保护器排出口生产管柱充满液体2020/1/1947电机泵保护器排出口生产管柱充满液体保护器轴的重量泵轴的重量液体重量泵轴顶部2020/1/1948电机泵保护器排出口生产油管保护器轴的重量泵轴重量)液体重量电机可能损坏2020/1/1949保护器作用(4).承载作用承载来自上部的力(轴载荷&级载荷)止推轴承保护器原理2020/1/1950保护器原理保护器的主要组件机械密封胶囊迷宫腔止推轴承2020/1/1951小结•提供隔离作用，隔离电机油和井液•提供平衡作用，平衡井底压力和电机油压•提供膨胀作用，为电机油膨胀提供膨胀空间•提供承载作用，承载电机以上的负荷•迷宫式保护器是利用电机油和井液的比重不同来达到分离效果的•密封件的作用是防止井液下移到轴下部•胶囊式保护器用于斜井•止推轴承所承载的力来自于泵保护器原理5252一、电泵的组成1.基本概念2.电泵的组成二、电泵各组成部分介绍1.电机2.保护器3.分离器（吸入口）4.电泵5.电缆6.地面设备目录2020/1/1953泵的吸入口吸入口&气体分离器2020/1/1954•螺栓连接或者一个整体•含量少量的自由气体;10%到15%•允许大排量流体进入泵•可以过滤掉流体中的碎屑•标准的泵采用抗腐蚀衬套来稳定轴•AR吸入衬套口采用碳化钨•AR吸入口总是减少轴振动，因此要增加保护器单元的机械密封来延长寿命。轴吸入口本体吸入空t筛片吸入口上部衬套吸入口下部衬套吸入口&气体分离器标准泵的吸入口2020/1/1955气体分离器电机泵保护器气体分离器•取标准泵的吸入口部分•自由气体进入泵将为影响它的工作效率•从井液进入的自由气体的分离百分比将会改善泵的效率•高汽油比的油井则需要有气体分离器的ESP系统•气体分离器的类型:•逆流式•旋转式吸入口&气体分离器2020/1/1956静态气体分离器•气体分离依靠改变气液混合流体的流向，因此叫它静态吸入口•依靠井的环形区域,相对速度和相对油气比•低于20%的自由气体分离器•流体的上流程是在外面，因为流体进入分离器的孔眼，所以必须倒转流体的流动方向•流体到达分离器的底部，然后上升到叶轮•在井中这个环形空间区域气体逃脱出去•逆流气体分离器完成气体分离是依靠挡板吸入口&气体分离器2020/1/1957•旋转式分离器装置以用于自由气体20%•旋转式分离器可以用于自由气体达30%油井吸入口&气体分离器旋转式气体分离器2020/1/1958•进口段(压缩流体的能量传递给留底)•分离器室(离心力推送高密度的物质,油和水到外围，并把密度低的成分自由气体移动到中心处)•旁通管单元排除气体进入环空，推动液体进入泵旋转式分离器进口段导叶轮转子旁通管基座顶部吸入口&气体分离器2020/1/1959•多气井可以要求串联分离器•多砂井要求旋转式分离器将设计特殊的抗磨损单元或者其他的处理技术吸入口&气体分离器气体分离器2020/1/1960小结•吸入口可以用在气体15%的油井•可以利用筛片防止岩屑进入机组•磨蚀井要求摻碳的轴承•可用的气体分离器有静态(逆流)和旋转•当自由气体20%时可用静态式分离器•当自由气体20%需要用旋转式分离器•旋转式分离器利用离心力，将中的液体甩到外围，轻的气体保留在中间.旁通管排出气体到环空，重的流体进入泵•多气井要求串联分离器吸入口&气体分离器6161一、电泵的组成1.基本概念2.电泵的组成二、电泵各组成部分介绍1.电机2.保护器3.分离器（吸入口）4.电泵5.电缆6.地面设备目录2020/1/1962组装电泵机组2020/1/19632020/1/19642020/1/1965泵基本知识–叶轮叶轮2020/1/1966泵基本知识-叶轮•叶轮通过键连接到轴上并能随轴一起沿着泵轴线旋转轴2020/1/1967叶轮–上观轴键泵基本知识-叶轮2020/1/1968泵基本知识–叶轮•井液通过“眼”进入叶轮,,通过边缘流出叶轮轴2020/1/1969•离心力使液体从中心流向叶轮边缘–液体获得能量泵基本知识–叶轮轴2020/1/1970泵基本知识–叶轮轮毂上壳叶下壳裙部眼轴叶轮–组成部分2020/1/1971泵基本知识–导轮导轮2020/1/1972泵基本知识–导轮轴•导轮就像一个碗;它是固定不转的.它引导井液进入下级叶轮•它将液体的动能转化为扬程2020/1/1973泵基本知识–叶轮&导轮轴•导轮引导液体进入下级叶轮的眼•导轮使液体改变流向后进入下级叶轮同时将液体的能量转化为扬程•叶轮旋转增加了从边缘流出液体的能量2020/1/1974泵基本知识–单级叶轮在导轮里面2020/1/1975轴&叶轮旋转•单级扬程乘以泵级数就能得到泵的扬程泵基本知识–多级2020/1/1976安装在轴上且压缩在泵壳中多级是离心泵的一部分泵基本知识–离心泵2020/1/1977泵基本知识–叶轮状态Shaft•叶轮并不是真正的浮动–它们沿轴的运动取决于所受到的力•多数泵的叶轮可以沿着轴径向移动•这样的泵叫做“浮动泵”2020/1/1978泵基本知识–推力载荷轴•叶轮重量是向下的载荷2020/1/1979泵基本知识–推力载荷轴•叶轮重量是向下载荷2020/1/1980泵基本知识–推力载荷轴•在正常生产条件下,叶轮的上部和下部都有部分液体循环2020/1/1981泵基本知识–推力载荷Shaft•叶轮上下壳都受到了液体作用力2020/1/1982泵基本知识–推力载荷Shaft•由于上壳面积大于下壳,所以受到力的方向向下的2020/1/1983泵基本知识–推力载荷Shaft•上壳的面积大导致其受力大•叶轮受到向下的力•这个向下的力,导致叶轮处于“下磨”状态2020/1/1984泵基本知识–推力载荷轴•有时,液体进入叶轮会克服叶轮受到的下推力•这就会导致叶轮向上移动2020/1/1985泵基本知识–推力载荷Shaft•这就造成了一个更大的底部过流面积，从而增加了叶轮底部受力•这就导致叶轮被举升起来•这就是所谓叶轮的“上磨”状态2020/1/1986泵基本知识–推力载荷Shaft•在正常生产条件下，叶轮是被作用在较大过流面积上的力向下推的（叶轮的重量充当了部分的下推力）•根据设计，泵生产时应该处在轻微到适度的下磨状态2020/1