潜油电泵系统中各部件的选择

2011-08-15黑龙江焦阳赵玉珍冯恒柱年喜

职业技术 2011年3期

黑龙江焦阳赵玉珍冯恒柱年喜

潜油电泵系统中各部件的选择

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在进行潜油电泵的选择设计时，需要比较系统地考虑某些因素。首先，最重要的是使选择的电泵满足设计排量的要求。第二，必须使选择的泵产生足够的举升井液的能力，并保持所需要的井口剩余压力。在垂向安装的潜油电泵中，要考虑选择适当的级数。第三，根据选定的泵的效率、排量和扬程，来选择合适的电机。

潜油电泵；部件

泵和电机的特性能还要受到井口所泵送的混合物流体性质的影响。因此，选泵时还要考虑到液体的密度、粘度、气量、磨蚀性等因素。

一、影响电潜泵选择设计的因素

1.油管和套管的规格

在选择电泵的过程中，套管通常应选择套管所允许的最大直径的电机和电泵，这样可以使最初安装和工作成本低廉。油管的规格与泵的直径相关，泵的直径越大，油管的直径也越大。

2.井的流入能力

实践中，如果泵选取得过大，会使泵的排量超过井的产能，出现某些电泵井“完全抽空”的现象。其次，如果泵选得过小，会使油井的潜能不能得到充分发挥。

3.气体是否进泵

由于气体进泵会对电机和泵都将有影响，通常，采用提高沉没度和加气体分离器的方法，减小气体的影响。

4.气体的分离

泵必须保持有一定的沉没度，如果泵在吸入口底部附近放空游离气，可能会造成气锁或使井筒负荷加重，也就是油管中充满液体，泵中充满气体，因此应始终观察气体对排量、功率等的影响。这样基于我们的知识和各方法的经验，才能使得选定的泵最有效地工作。

5.斜井

潜油电泵的设计是考虑用在一个基本上是垂直的井中。但是，只要不是在弯曲井段内，电泵也可以用于斜井。如果有必要的话，泵本身可以在接近水平位置情况下工作。

6.封隔器

电泵中最好不带封隔器，假如电泵井需要下封隔器，那么选泵时一定要特别注意，要使电泵只受到很小的压缩力或不受到压缩力的作用。

7.粘度的影响

对于任何一台泵，在比较大的排量是，粘度对泵压头的影响比较大，排量小时则影响小。电泵的标准特性曲线是以水为基液绘制的。当井液的粘度比较大时，应对曲线进行修正，修正的程序因泵而异。流道小的泵受粘度的影响比较大。

8.温度的影响

井底温度对于安装潜油电泵非常重要。选择电机和电缆时，温度也是决定因素之一。在计算含气井吸入口体积时，温度也是要考虑的因素之一。

9.电机所需要的功率

在最终选择电机的功率时，要考虑到正常工作时电机所需要的功率可能要低于电机对压井液卸载时所需要功率。为了达到卸载的目的，设计时要考虑电机可以在短时间内过载20%的情况下工作。

二、各部件的选择依据

1.多级离心泵的选择

多级离心泵的选择，主要包括泵型的选择和总级数的确定。泵型主要是根据设计排量和泵的标准工作特性曲线来选择，同时注意套管直径及电源频率要符合油井条件。总级数就是把每一段的级数累加起来。

2.潜油电机的选择

选择潜油电机，主要包括潜油电机的型号、功率、工作电压和工作电流的确定。当多级离心泵的型号、总级数确定以后，潜油电机所需的功率就是每段的总的功率的逐段累加。

根据需要的潜油电机功率和套管尺寸可选择电机的型号，并可确定出电机的工作电压和工作电流。应当注意的是，所选择的外形尺寸和电缆一起能够满足下井要求。

3.动力电缆的选择

电缆规格和型号的选择，主要决定于电缆的载流能力和电缆的工作环境（温度和压力）。每种电缆的载流能力有所不同。潜油电机的工作电压一般在500～2500V。当电流在30～80A之间时，潜油电缆的一般工作电压等级为3000V。电缆同电机配套时要按电机的工作电流合理选择电缆。目前，常用的潜油电缆导体截面积有两种，电机电流在40A下选用16mm2的电缆，在40A上时选用20mm2电缆。

4.控制器、变压器的选择

地面控制器和地面变压器是有待说明的最后项目。目前有两种基本类型的控制器——标准控制屏和变频控制器。

标准控制屏用于控制和保护井下设备。它的保护作用是由电动机械系统或固态系统提供的。它的规格取决于预计的地面电源的电压和电流。

变频控制器具有控制屏的全部功能，包括变频和变压的调节能力,应按预计使用的最大频率来选择。

潜油电泵所使用的变压器有三个单相变压器组、三相标准变压器和三相自耦变压器。变压器主要用于初级电压与电机电压不相符合的地方。

对于一口下电泵的井，如果预计将来需要换最大排量的电泵，选择规格大些的有适度上限的变压器，可能会更经济些。

5.附属部件的选择

其它设备和备件留给制造厂的代表来选择。