潛油電泵井介紹及故障處理課件

潛油電泵概述及診斷分析

目錄一、潛油電泵概述二、潛油電泵井的診斷分析一、潛油電泵概述

潛油電泵是在井下工作的多級(jí)離心泵，同油管下入井內(nèi)，地面電源通過(guò)潛油電泵專用電纜輸入井下電機(jī)，使電機(jī)帶動(dòng)多級(jí)離心泵旋轉(zhuǎn)，將井液舉升到地面。潛油電泵由三大部分組成.如圖7-1所示：1.井下部分：包括多級(jí)離心泵、電機(jī)、保護(hù)器、分離器；2.中間部分：電纜；3.地面部分：包括控制屏、變壓器、接線盒。潛油電泵供電流程：地面電網(wǎng)→變壓器→控制屏→接線盒→電纜→潛油電機(jī)潛油電泵抽油工作流程：分離器→多級(jí)離心泵→單流閥→測(cè)壓閥（泄油閥）→井口→輸油干線。

1.潛油電機(jī)

潛油電機(jī)是機(jī)組的原動(dòng)機(jī)，位于井內(nèi)機(jī)組的最下端。它是三相鼠籠式異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，和其它異步電動(dòng)機(jī)一樣。與普通電機(jī)的區(qū)別是：⑴機(jī)身長(zhǎng)。由于潛油電機(jī)受到油井套管內(nèi)徑尺寸的限制，又要滿足負(fù)載能力的需要，因此向細(xì)長(zhǎng)方向發(fā)展，猶如一個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿，電機(jī)長(zhǎng)度隨功率的不同長(zhǎng)短不一，最短幾米，最長(zhǎng)達(dá)十幾米。⑵轉(zhuǎn)軸為空心，殼體為鋼件，定子鐵芯有黃銅夾段，定子、轉(zhuǎn)子同時(shí)分段，而且長(zhǎng)軸、長(zhǎng)筒加工困難。⑶啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。在15轉(zhuǎn)（即0.3秒）可以達(dá)到滿載全速。⑷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然中段電源，電機(jī)靠慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但潛油電機(jī)比普通電機(jī)滑行時(shí)間短。⑸潛油電機(jī)內(nèi)腔充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油，因此機(jī)械磨阻有所增加。⑹潛油電機(jī)有附帶的密封裝置保護(hù)器。它可以保證電機(jī)在油、氣、水、高溫、高壓的條件下工作。絕緣等級(jí)高。⑺潛油電機(jī)的定子繞組是由單根的銅導(dǎo)線繞制而成，繞組線必須具有耐油、氣、水和耐高溫、高壓的綜合作用，所以要具備良好的絕緣性能。⑻油浴冷卻。潛油電機(jī)在環(huán)境溫度較高的井下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，因此其各個(gè)部件都需要潤(rùn)滑和冷卻，潛油電機(jī)是靠電機(jī)內(nèi)的打油葉輪進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑和冷卻。

2.保護(hù)器

保護(hù)器安裝在潛油電機(jī)上部，是用來(lái)保護(hù)潛油電機(jī)的，潛油電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)上和地面電機(jī)基本相同，但它所處的工作環(huán)境比較惡劣，要求電機(jī)繞組能夠耐油、氣、水、壓力、溫度的綜合作用。如果井液一旦進(jìn)入電機(jī)，電機(jī)引線將有可能短路燒毀，軸承潤(rùn)滑條件變差使磨損加快，同時(shí)對(duì)定轉(zhuǎn)子鐵芯有腐蝕作用。因此井液一定不能進(jìn)入電機(jī)。保護(hù)器的作用就是防止井液進(jìn)入電機(jī)，補(bǔ)償電機(jī)中潤(rùn)滑油的損失，平衡電機(jī)內(nèi)外腔的壓力。目前國(guó)內(nèi)外使用的保護(hù)器種類很多，但使用最普遍的主要有連通式、沉淀式和膠囊式三種。

3.多級(jí)離心泵多級(jí)離心泵按其結(jié)構(gòu)基本上分為兩個(gè)部分，即轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分。轉(zhuǎn)動(dòng)部分主要有軸、鍵、葉輪、摩擦墊、軸兩端的青銅軸套和限位卡簧；固定部分主要有導(dǎo)殼、泵殼、上軸承外套及下軸承外套等。潛油多級(jí)離心泵是一種現(xiàn)代化深井抽油設(shè)備，與普通離心泵相比，在結(jié)構(gòu)上有以下特點(diǎn)：⑴直徑小、長(zhǎng)度大、級(jí)數(shù)多。由于受套管的內(nèi)徑限制，泵的外徑??；但要求的壓頭高達(dá)幾千米，因此級(jí)數(shù)多、長(zhǎng)度大；由于工藝制造因素，一般分成數(shù)節(jié)，例如雷達(dá)550m3/d泵，揚(yáng)程1000m的多級(jí)離心泵有五節(jié)394級(jí)，總長(zhǎng)度為18.63m。⑵軸向卸載、徑向扶正。為了消除軸向力而引起的泵軸彎曲偏擺、葉輪震動(dòng)，采用軸向卸載、徑向扶正機(jī)構(gòu)。⑶泵吸入口有脫氣裝置。為了防止井液中的氣體進(jìn)入多級(jí)離心泵，在吸入口處裝有油氣分離器，以提高泵效。

4.分離器潛油電泵是一種多級(jí)離心泵，在運(yùn)行過(guò)程中，如果井液中含有大量氣體，將使泵的壓頭、排量、排量效率都顯著下降。隨著泵內(nèi)液體含氣量的不同，對(duì)泵的性能影響也不同，當(dāng)進(jìn)入泵內(nèi)的氣體占進(jìn)液量的15%時(shí)，泵的吸入過(guò)程將中斷。從而無(wú)法抽吸液體。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是：多級(jí)離心泵在抽吸過(guò)程中，吸入口壓力較低，地層液中含的氣體大量分離出來(lái)，占據(jù)了吸入口及泵的內(nèi)部空間，使液體難以進(jìn)泵。為了減少氣體對(duì)多級(jí)離心泵特性的影響，在設(shè)計(jì)葉輪時(shí)，可以采取各種防氣措施，但靠葉輪本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往解決不了大量氣體的影響，因此必須采取措施，使氣體在進(jìn)泵之前就分離出來(lái)，使泵不受或少受氣體的影響。為此在潛油多級(jí)離心泵吸入口安裝油氣分離器，讓地層液經(jīng)過(guò)油氣分離器分離后再進(jìn)入泵內(nèi)。目前所使用的油氣分離器按其使用原理可分為沉降式和旋轉(zhuǎn)式兩類。

主回路是由直接與電源相連接的元器件組成的電路。電泵專用控制屏的主回路是由電源開(kāi)關(guān)、真空交流接觸器及控制電源變壓器等組成?？刂苹芈防锏乃性骷恢苯优c電路連接，所以也叫二次回路，由下列元器件組成：控制電壓調(diào)整開(kāi)關(guān)、控制電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制方式選擇開(kāi)關(guān)、中間繼電器、壓敏電阻及整流電路等。測(cè)量回路的主要任務(wù)是：通過(guò)儀表監(jiān)視機(jī)組在井下的運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)電壓和二次回路所需的控制電壓，它由電流互感器、電流記錄儀、電壓互感器及電壓表等組成。目錄一、潛油電泵概述二、潛油電泵井的診斷分析

⑴正常運(yùn)行的電流卡片

如圖7-2所示為電泵正常運(yùn)行情況下的電流卡片。在這種情況下，電流記錄儀所畫出的是一條光滑對(duì)稱的曲線，其電流值等于或接近電機(jī)的額定電流值。這說(shuō)明電泵的選擇和設(shè)計(jì)是合理的，設(shè)計(jì)功率和實(shí)際功率基本相等。電泵實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)也可能產(chǎn)生一條類似的曲線，記錄的電流值略高或低于電機(jī)的額定電流值，只要此曲線對(duì)稱，波動(dòng)范圍在規(guī)定值內(nèi)，并且天天始終一致，則均屬正常?？ㄆ霈F(xiàn)的任何一種較大的變化，都表明油井的生產(chǎn)條件發(fā)生了變化。

⑵電壓波動(dòng)的電流卡片如圖7-3所示為電壓波動(dòng)的電流卡片。在電泵的運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)的電流值與電壓值成反比關(guān)系，因此電源電壓的波動(dòng)，將會(huì)引起電機(jī)電流值的波動(dòng)，來(lái)維持恒定的負(fù)荷。由于電源電壓波動(dòng)所引起的電流值的波動(dòng)，在運(yùn)行電流卡片上就出現(xiàn)了“釘子狀”的突變。電源電壓波動(dòng)最普遍的原因，一是由于功率較大的注水泵或其它設(shè)備突然啟動(dòng)所造成的電壓瞬間波動(dòng)，也可能是幾種較小的電壓波動(dòng)組合；二是由于其它的電干擾，例如雨天雷電就；對(duì)于這種情況，在大面積停電時(shí)，我們應(yīng)該等其它設(shè)備啟動(dòng)一段時(shí)間后，再啟電泵，或在電泵井安裝避雷器，減少電壓波動(dòng)對(duì)電泵的影響。⑶泵發(fā)生氣塞時(shí)的電流卡片如圖7-4所示為泵發(fā)生氣塞（氣體干擾）時(shí)的電流卡片。電泵在運(yùn)行過(guò)程中，由于液面逐漸下降至吸入口，造成泵內(nèi)進(jìn)氣因氣塞而抽空,最后由于發(fā)生氣塞而使機(jī)組欠載停機(jī)。還有一種就是泵已有氣塞現(xiàn)象，并繼續(xù)在較低的電流下工作。說(shuō)明欠載值整定較低。⑷泵抽空時(shí)的電流卡片如圖7-5所示為泵抽空時(shí)的電流卡片。該電流卡片表明了電泵由于抽空而欠載停機(jī)，然后又重新啟動(dòng)，隨后因同一原因再次停機(jī)。這種情況的發(fā)生：一是由于所選的泵排量大于油井的實(shí)際產(chǎn)能；二是周圍注水井欠注；三是有可能是活門下移，并且活門不嚴(yán)所造成。因此卡片分析要結(jié)合生產(chǎn)情況進(jìn)行綜合分析，才能找出電流變化的原因。

⑸泵抽空后不合理啟動(dòng)的電流卡片如圖7-6所示為泵抽空后不合理啟動(dòng)的電流卡片。此電流卡片表示了電泵在運(yùn)行中因欠載而自動(dòng)停機(jī)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又重新啟動(dòng)，但是沒(méi)有成功。這說(shuō)明在泵抽空后，井內(nèi)液面尚未恢復(fù)到一定高度，泵沒(méi)有啟動(dòng)起來(lái)，必須延長(zhǎng)再啟動(dòng)時(shí)間。這種情況屬于選泵不合理，泵排量大于油井的產(chǎn)能，在檢泵時(shí)應(yīng)更換排量小一些的泵。⑺泵在含氣井中運(yùn)行的電流卡片如圖7-8所示為泵在含氣井中運(yùn)行的電流卡片。此電流卡片說(shuō)明，電泵的選擇基本符合要求，但是井中有一定的氣體，電流波動(dòng)是由于原油脫氣進(jìn)泵所引起的，這種情況將會(huì)降低排量效率。解決這個(gè)問(wèn)題，可以配套使用旋轉(zhuǎn)式分離器、雙分離器或高效分離器消除氣體影響。

⑻欠電流停泵的電流卡片如圖7-9所示為欠電流停泵的電流卡片。此電流卡片表示當(dāng)泵啟動(dòng)后，運(yùn)行了一個(gè)很短的時(shí)間，然后因欠電流而停機(jī)。這種情況一般是：第一，由于井液密度過(guò)低或產(chǎn)量過(guò)少所造成的，不能使運(yùn)行電流高于欠載電流值以上而導(dǎo)致機(jī)組欠載停機(jī)，需要重新進(jìn)行選泵更換合適的機(jī)組；第二，由于電流互感器虛接或主控有問(wèn)題所引起，需要電泵井管理人員進(jìn)行處理；第三，由于泵軸斷或花鍵套脫所引起，需要起井檢查更換機(jī)組；第四，由于丟手下移活門關(guān)閉所引起，需要捅活門。

⑽正常過(guò)載停機(jī)的電流卡片如圖7-11所示為正常過(guò)載停機(jī)的電流卡片。此卡片表明，開(kāi)始時(shí)機(jī)組電流運(yùn)行正常，后來(lái)電流逐漸升高，最后達(dá)到過(guò)載電流整定值，導(dǎo)致機(jī)組過(guò)載停機(jī)。這時(shí)應(yīng)檢查過(guò)載原因，排除故障后，再進(jìn)行試啟動(dòng)。若沒(méi)有問(wèn)題則投入正常運(yùn)行，否則需進(jìn)一步查找故障原因。

⑾泵在有雜質(zhì)的井液中運(yùn)行電流卡片如圖7—12所示為泵在含有雜質(zhì)的井液中運(yùn)行的電流卡片。這種電流卡片表明了電泵啟動(dòng)以后，運(yùn)行到某一時(shí)間，突然發(fā)生波動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間又自動(dòng)恢復(fù)正常。引起上述現(xiàn)象的原因是井液中含有松散的泥砂或碎屑，也可能是套變，泵內(nèi)機(jī)械部分卡。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成過(guò)載停機(jī)或卡泵。

⒀負(fù)載波動(dòng)的電流卡片如圖7-14所示為負(fù)載波動(dòng)的電流卡片。此電流卡片的曲線表明，負(fù)載變化不規(guī)則，這種變化一般是井液密度發(fā)生變化或地面回壓過(guò)高所引起的。發(fā)生這種現(xiàn)象，不宜手動(dòng)啟動(dòng)，更不許自動(dòng)啟動(dòng)，應(yīng)由管理人員查找出問(wèn)題并處理后，方可投入運(yùn)行。油井井取樣一、準(zhǔn)備工作1、穿戴好勞保用品。2、取樣桶