加强电潜泵机组现场日常管理

电潜泵技术管理讲座加强电潜泵机组现场日常技术管理提高机组运行综合效益2004年元月目录一、建立操作性强的管理制度A、巡回检查B、定时计量/化验C、发现问题及时分析，及时处理D、严格随意停机二、严格操作程序一）启动前的检查二）启动三）机组运行过程中日常应收集的主要数据四）故障停机后再启动前至少应完成的检测维护工作三、技术讨论一）电潜泵机组概述（略）二）电潜泵机组的选型设计计算（略）三）计算泵工作时的实际效率四）现场计算机组的散热量和机组温升五）海洋平台电潜泵机组用变压器的选型设计计算六）如何计算泵挂处的气液比七）其它加强电潜泵机组现场日常管理提高机组运行综合效益一、建立操作性强的管理制度A、巡回检查（至少内容）1、确定巡回检查间隔时间：建议2小时2、必须的检查点：电控柜、井口、安全阀控制盘3、必须的检查参数：电流运行曲线值、三相电压/电流是否在额定值范围内、井口处油/套压值是否正常B、定时计量、化验据此判断电潜泵机组实际生产情况、评估机组未来是否存在潜在故障和机组性能/有关运行参数可能的走向C、发现问题及时分析、及时处理D、严禁随意停机（即使使用变频器。特别是机组使用的后期）二、严格操作程序制度一）启动前的检查1、检查出油管线是否连接好、相关的生产闸门/放气阀是否处于正确的开关位置、设定值是否正确2、检查欠载/过载设定值、延时设定值是否合理3、检查相关系统的电器设备是否处于正确位置（顺序：高压真空开关/变压器/接线盒/电控柜（变频器）/井口）4、检查变压器输出端电压值是否正确5、检查电源熔断器的规格是否正确6、记录笔的位置是否正确7、系统必须接地8、所有检查内容和数据应有文字记录9、电控柜门上应有该井井下机组的主要技术参数数据表，以利随时对照检查机组工作性能马达额定参数安装时间：功率：电压：电流：制造厂家：泵额定参数安装时间：型号：级数：单级扬程：排量：制造厂家：电缆数据规格/型号：长度：耐温：变压器规格/型号：初级电压：次级电压范围：制造厂家：备注：二）启动（尽量使用变频器启动）1、如果是新机组刚下井，而且事先已经知道目前井里静液面离井口的深度超过500m的话，启动前最好往井里灌满轻质的清洁液体（条件：生产管柱上必须有单流阀）2、按规定要求在电控柜上或变频器上实施启动程序3、启动成功之后，应尽快用钳型电流表检查三相实际电流值，并和圆盘记录卡上的电流值进行比校4、根据井口压力和产量以及现场的工作经验判断相序是否接错5、待井口出液完全稳定后，如条件允许，可以采用电潜泵憋压方式，大致估算电潜泵机组的性能和油井静液面高度（注：1）憋压时间不要超过一分钟）；2）事先计算好井液大致密度）6、待油井出液完全稳定运转后，再重新调整好电流欠/过载值和启动延时时间值7、两次启动之间的间隔时间不得少于5分钟8、启动过程和启动后的机组正常运行电性能数据应有文字记录三）机组远行过程中日常应收集的主要数据1、检查记录卡片上的电流曲线是否正常2、三相电流值/并和额定值比较是否异常3、三相电压值/并和额定值比较是否异常4、原设定的欠/过载、延时值是否漂移5、日产量（油、气、水分别计量---如条件允许的话）6、出砂情况描述（如条件允许，应定期取样化验）7、井口油/套压力值以及是否正常8、井下压力/温度值及变化情况（如井下安装有测试仪的话）9、井口温度10、安全阀控制压力是否合适（在控制盘处检查）11、有时为了更好地及时掌握机组的运行情况，有助于油井的动态分析，还必须：1）监测动液面深度（利用井下回声仪或通过油井憋压）2）通过有关参数计算/分析机组运行效率四）故障停机后、再启动前至少应完成的检测维护工作（在确保切断电源的情况下）1、检查记录卡上的电流值是否异常，并分析其原因2、检测动力电缆三相对地绝缘阻值是否符合基本要求3、相间直阻值平衡度是否符合要求4、检查熔断器（保险丝）是否完好5、检查（电控柜里）有关触点是否完好6、（电控柜里）低压控制线路是否完好7、欠/过载电流设定值和延迟设定值是否严重漂移8、检查.动力电缆在变压器上的接头是否松动三、技术培训一）电潜泵机组概述1、潜油电机主要结构及工作原理2、泵主要结构及工作原理3、保护器功能及工作原理二）电潜泵机组的选型设计计算1、油井产能计算1）PI法（适用于生产时流压高于泡点压力）2）IPR法（适用于生产时流压低于泡点压力）3）现场简易计算法（适用于流压高于饱和压力）---举例如下略略若在现场无法通过测试作业获得油井产量和压力数据时，我们可以用下面简易方法计算油井的近似最高产能，并大致了解油井的动液面和静液面位置。操作步骤如下：1、停泵关井，待液面恢复静止状态。如果是亏空井或原来没开井,在求产之前应将油管灌满液体；2、灌满液体之后，关闭出油闸门；3、开泵运行（大略一分钟）；4、在泵运行时，立即记下井口压力表读数。此压力值是排量为“0”时的压力；5、然后打开出油闸门；6、计量产液量，直到产量稳定为止；7、关闭闸门；8、记录关闭闸门时的井口压力（有气体存在时井口压力恢复得缓慢）。这个压力值代表上述第6项测得的排量稳定时的压力；根据上述两个点的压力，即可以确定出油井的产能。如下图所示。图中闸门全关闭时泵所产生的压头用“H”表示，相应的地面表压用“P1”表示，静液面高度用L1表示。请注意，在目前给定的排量下，闸门打开时泵所产生的压头和闸门全关闭时泵所产生的压头是一样的，都是“H”。稳定生产时，地面表压为“P2”（注：P1和P2的值是永远不相等的）；动液面高度用L2表示。液面从静液面下降至动液面处的距离为L2－L1，大致相当于P1－P2，如图所示。这种关系可用下面公式表示：L2－L1＝P1－P2K式中，L2－L1-------给定排量下的压力降，英尺（公制时为m）；P1－P2-------地面压力表的差值，磅/英尺2（公制时为Mpa）；K---------常数，每英尺高度液体在每平凡英寸面积上所产生的重量，磅/英寸2；压头（英尺）＝磅/英尺2×2.31r（液体比重）压头(m)＝kg/cm2×10r（液体比重）注:■常用K值如下（英制时）：淡水为0.43;盐水为0.45～0.5;400API原油为0.36;■L1、P1、P2、r为已知值；01002003004005006007008009001000DT1000900800700600500400300200100地面排量L2－L1L2L1HP1P1P2L2－L1＝P1－P2井的生产率井的生产率P2H现场求油井产能简易计算图动液面静液面H＝L1＋100P1rH＝L2＋100P2rL2＝L1＋100（P1－P2）r用公制时：图中所给出的数据是测试排量为400桶/天时的压力降。从图中可以看出，当动液面降至1000英尺时，该井可能达到的最大的理论排量。作该图时只用了两个测试点，便作出了压力降曲线。用几个不同的测试排量，可以获得更多的测试点，以便检查曲线的正确性（重合性）。2、机组选型设计计算1）用于油井的计算方法这里我们必须明白两个基本原则：a、任何厂家提供的潜油泵的排量和扬程数据，都是按泵送水条件提供的。如果泵送介质变了（不是水），在计算泵的排量和扬程时，应根据有关公式或有关图表或实验数据对排量和扬程进行修正;b、同一套机组（同样的排量、同样的扬程）在泵水时的排量，比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油时的排量大得多；而比泵高粘度原油或含水在30%～50%的原油时的扬程（一般情况下）小得多；用于油井的机组选型设计计算，一般分八大步骤（略）注：电潜泵机组选型设计计算的核心，是计算在要求的产量下泵的扬程和电机功率。2）用于水井的简易计算方法N电机＝Q×H×r8813×η式中N电机----------电机功率，kw；Q--------------泵排量，m3/日H总--------------泵总扬程，m；r---------------水比重；η泵--------------泵的效率；注：该公式也基本上适用于含水70%以上的油井机组的选型设计计算。三）计算泵工作时的实际效率泵的名牌效率一般都比较高，但在现场实际应用中泵的有效功率到底有多大，泵运转得是否合理，可以通过计算泵的实际工作效率与泵的名牌效率进行比较来衡量。如果实际运转效率太低，应采取措施整改。基本公式：η泵实际效率＝N泵出N泵入----------------（1）N泵入（kw）＝√3×V×i×COSφ×η电机效率1000---------------（2）N泵出（kw）＝Q×H总×r混102---------------（3）式中N泵出-------------泵的输出功率，kw；N泵入-------------泵的输入功率（即电机的输出功率），kw；V--------------电机工作电压；I--------------电机工作电流；COSφ--------------电机功率因素；η电---------------电机效率；r混----------------产液混合液比重（kg/m3）；H总---------------泵的实际总扬程（m）；Q＝日产液量（kg）混合液比重（kg/m3）×86400例题：某井下入雷达公司电潜泵，日产液量539吨，含水80/%，动液面高度（H动）607m，井口压力1.1Mpa，套压2.1Mpa，工作电流49A，工作电压2000V，功率因素COSφ为0.70，电机效率η电为0.85，原油比重r油为863.4kg/m3，水比重r水为1000kg/m3。试计算电潜泵的实际工作效率是多少？解：1、计算泵的实际轴功率（即泵的实际输入功率）√3×2000×49×0.70×0.851000＝101(kw)2、计算泵的实际输出功率（即泵的有效功率）A、计算油井混合液的比重r混r混＝r水×0.80＋(1－0.80)×r油＝1000×0.80＋0.20×863.4＝973kg/m3B、计算总扬程H总＝H动＋H井口－H套＋H磨式中：H动＝607m；H磨＝略；H井口＝1.1Mpa；H套＝2.1Mpa.N泵入＝H井口＝1020.973×1.1－2.1)＝－104m所以,H总＝607－104＋0＝503m注:♥1Mpa＝9.87(物理)大气压♥1（物理）大气压＝1.0322(工程)大气压♥1Mpa＝9.87×1.0322＝10.187(工程)大气压♥10m高水柱相当于1（工程）大气压（水的比重按1.0计算)C、泵的实际输出功率N泵出＝Q×H总×r混102＝102973×86400539000×503×973＝30.7kw3、计算泵的实际效率N泵出N泵入＝30.7101＝0.3039＝30.4%η泵实际效率＝四）现场计算机组的实际散热量和温升公式：t（0F）＝泵实际输出功率×(1－泵实际效率)×0.707×60加仑/分×8.33×比重×比热泵实际输出功率(马力)--------根据泵的实际排量Q、扬程H总和比重r混算出（参考上述N泵出计算公式）泵实际效率---------泵运转时的实际效率，非名牌上的效率（参考上述η泵实际效率计算公式）比重------混合液的比重比热------混合液的比热例题：某型泵在最高效率点时的排量为600桶/日（17.5加仑/分),压头为3000英尺,泵最高效率为60%，电机效率为0.83,混合液的比重为0.7938，混合液的比热为0.5。求该泵在最高效率点时的机组温升是多少？注：此例题是求机组在最高效率点（名牌效率）工作状态下的温升。但现场计算时，泵的实际效率往往低于泵的名牌效率，因此，在现场计算机组的温升时，应先计算出泵的实际工作效率（参考上述η泵实际效率计算公式），然后再根据公式计算机组温升。解：1）计算泵的输出功率N泵出＝17.5加仑/分×3000×0.79383960＝13.3(马力)2)计算泵的输入功率(泵制动功率)N泵入＝N泵出0.6＝13.30.6＝22.2(马力)3)计算电机的输入功率N电入＝N泵入0.83＝22.20.83＝26.74(马力)4)分析很显然,给电机输入的26.74马力中,除了22.2马力之外,其余的功率都以热的形式损失掉了。因此：