基本介紹
- 中文名：電動潛油離心泵
- 外文名：electric submersible centrifugal pump
- 簡稱：電潛泵、電泵、潛油電泵
- 本質：井下舉升設備、無桿泵採油設備
- 組成：井下機組、電力傳輸、地面控制
- 適用對象：非自噴高產井和高含水井
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電動潛油離心泵概述
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。
電動潛油離心泵的組成及主要部件
組成
如圖1所示，電潛泵採油裝置主要由三部分組成：
圖1
圖1(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)通過連線電機驅動軸與泵軸，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
自由氣進入離心泵後，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。
電動潛油泵的工作特性曲線
潛油電泵的工作特性曲線(見圖2所示)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。在實際套用時，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。
圖2
圖2