概述
1. 定义
潜油电泵,全称电动潜油离心泵,简称电潜泵或电泵,是将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下进行抽油的举升设备。其工作原理地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机,电机带动多级离心泵叶轮旋转,将电能转换为机械能,把井液举升到地面。
2. 优势
潜泵(ESP)采油工艺因其设备结构简单,效率高、排量大、自动化程度高等优点,广泛应用于非自喷高产井、高含水井和海上油田,成为稳产、高产和经济效益较好的人工举升方式之一,是石油开采中后期强采的主要手段之一。统计资料显示,电潜泵的平均产液量是传统杆式泵的2 倍以上。
3. 节能方法
现阶段潜油电泵控制流量的方法主要采用调节阀门,用阀门控制流量时,电机输入功率的很大一部分消耗在阀门阻力损失上,这使电耗增加浪费增大。采用变频调速技术调节电动机的转速,这种方法取代阀门调节,采用变频调速后变频柜可以产生所需要的任何频率,电泵机组其他频率下的曲线可以根据离心泵相似定律求得,即:排量与转速成正比、扬程与转速的平方成正比、功率与转速的立方成正比u J,在满足生产工艺的情况下,降低转速可大大减小功耗,达到节能的目的。
技术原理
1. 低排量高效泵
具有流道大、排量低、效率高等特点。
大流道的设计有助于开采低重度流体、避免气锁以及减少结垢等,其效率和单位扬程很高。与统计数的普通电泵相比,该低排量泵可降低功耗约15%-22%。由于压头系数较高,在相同养成下,所需级数也更少。
型号有:TD150、TD300和TD460三种型号。TD150的排量从80-280bbl/d。可代替有杆泵开采产量较低的深井、斜井。
对某技术原理、应用步骤等基本情况的综合说明,有流程图、施工图等尤佳。
核心、重要技术不少于1200字,次要、资料较少的技术不少于600字。
2. 节能隔膜电潜泵
俄罗斯伊热夫斯克电动机械厂研制了用于低产油井的UEDN5型隔膜电潜泵。
隔膜泵是旨在开发用于低排量但具有较高效率的泵,并具有电潜泵无抽油杆的特点。
3. 高容积气体分离器电潜泵
美国Centrilift新推出高容积井下气体分离器——GasMster,旨在有效分离气体已经可能提高电潜泵的采油量。
新的分离器设计提高了通过分离器进入泵的整体流动速度,相对于标准的电潜泵气体分离器有更好的分离效率。
工程师确定了高气体容积和在高流速下节流的叶轮设计,而以往的分离器设计不能提供充分的附加压力以克服压头损失。
这种气体分离器可组合不同个的磨损保护级别以适应特殊的油井环境
4. 变频驱动电潜泵
美国Reda 和Centrilift 公司推出了新改进的变频驱动装置。Reda 公司的新变频装置的输出电压和频率由微处理机监控和调整,系统有诊断和关井保护性能。该系统的故障记忆装置、地面故障保护装置、高速限制装置等一些组件已经标准化。
Centrilift 公司新改进的变频控制器安装了数字显示器,便于读数和使用。并增加了电流不平衡探测回路,使系统具有更可靠的探测和关闭能力。
5. 代替杆式泵的电潜泵
WOOD GROUP 公司发展了一种新型的、代替杆式泵的、小容积电潜泵系列。这一新型的电潜泵具有更高泵效、更宽大的叶片设计、更可靠的止推环面积和更小的操作范围。对于井筒偏差或者井眼太深而用常规杆式泵不能长时间运转的开采,这种新型小体积泵是一个不错的选择。目前,这一阶段已经实现了在每天80 桶到280 桶小范围的操作。此外,这种新的电潜泵操作费用上已经可以和现在的杆式泵竞争。
6. 耐H2S的电潜泵
ODI 公司开发了一种用于高含H2S油井的电潜泵。该设计在泵、密封腔室和电机利用了耐H2S的材料。H2S气体一般通过弹性材料和密封渗入,引起电机先期损坏。用专门的密封腔室波纹管来阻挡这种渗透作用。该密封腔室装有两个弹性材料腔室和一个吸收H2S 的净化器腔室。通过密封腔室波纹管渗入的任何H2S 将被净化器所吸收,因而进入电机的总量显著减少,从而延长了电机的寿命。
7. 电潜泵在浅海油田的应用
(1)加强选并选泵优化设计目前胜利泵业公司已开发了专门用于电潜泵系统的选井选泵软件,并应用于生产实际,使油井和电潜泵抽汕系统能达到最佳匹配。建议合作推广选井选泵优化设计软件,制定相应的规章制度,切实把选井选泵设计工作落到实处。
(2)配套油井测压测温装置,确保取全取准参数为掌握油井的供液情况,提高油井和电潜泵
匹配的符合率,建议采用井F测温、测压装置。该陔装置可随机组下人井下,由动力电缆传输信号,在地面控制屏呵随时取到井下温度、压力参数,这样可以掌握油井供液能力的变化,及时调整电潜泵的抽汲参数,以提高油井和电潜泵匹配的符合率,使电潜泵系统处于高效工作状态,提高电潜泵整个系统的效率。
(3)部分油井直接拔掉油嘴,实现无截流生产电潜泵井拔油嘴生产具有一定的潜力,但对于
供液不足、出砂或气体影响严重的井禁止拔油嘴生产。要在认真分析电潜泵井单井生产现状的情况下,慎重实施。适合拔油嘴生产的油井有以下2种。
①泵漏失井:主要特点有a油井的液面高,有的在井几;b.油井的流压高;c.油井的排量效率低;d.工作电流低,有的接近于空载电流;e.井口憋压上升缓慢,最终压力很低;£机组运转正常,电流卡片运行平稳。
②供大于排井:主要特点有a.油井的液面高,有的在井口;b油井的流压高;c.油井的排量效率高;d.工作电流较低;et机组运转正常,电流卡片运行平稳。
(4)强化选井配泵,减少低效或无效电潜泵井无论新投产井还是检泵井,必须充分认识到电潜泵的适应性。对于不适合下电潜泵的油井如供液不足、含砂、油稠、结垢或频繁检泵井应采取相应的措施,优选适应的举升工艺。
国内发展和应用现状
81 年,我国从美国引进电潜泵整机1000 余套,散件800 余套,在国内各大油田推广,使用效果较好,逐步成为各大油田中后期强采的主要采油设备。大庆油田电潜泵采油井占其机械采油井总数的10%左右,而产液量达到总产液量的30%多,成为大庆油田高产、稳产的重要手段之一。
经过20 余年的发展,国内目前已有电潜泵专业生产厂近10 家,产品早已批量出口俄罗斯。国内主要厂家有:天津市电机总厂、胜利石油管理局无杆采油泵公司、中原石油勘探局第五采油厂、中成机械制造有限公司等。
国外发展和应用现状
美国是电潜泵生产技术水平最高的国家,而前苏联是电潜泵产量最大的国家,其56%的石油产量是由电潜泵生产的。国外电潜泵的发展趋势是向大排量、大功率、高可靠性、耐高温、耐高压方向发展;向自动化、智能化和遥控监测方向发展,以提高电潜泵的适用范围和使用寿命,并显著降低成本。国际上著名的电潜泵生产厂家有Reda 、Centrilift、ODI、俄罗斯伊热夫斯克电动机械厂等。
近年来,世界电潜泵的发展出现了一些新的趋势,主要是改进各种配套部件、加工工艺,以延长泵的使用寿命,电潜泵朝着深井、高压、大排量、高寿命、耐高温、多品种方向发展。对此,电潜泵生产商研制了用于特殊情况下的特殊电潜泵及其部件,编制计算机程序进行泵的优化设计。
包括:
高效多级电潜泵
新型大排量多级电潜泵
水平电潜泵
动力油管电潜泵系统
可延长寿命的电潜泵涂层轴承
复杂结构井的电潜泵系统
可延长寿命的电潜泵涂层轴承
复杂结构井的电潜泵系统
电潜泵的防砂设计
多叶轮泵
高粘性流体电潜泵
供应商信息
天津市电机总厂
胜利石油管理局无杆采油泵公司
中原石油勘探局第五采油厂
中成机械制造有限公司
Reda
Centrilift
ODI
俄罗斯伊热夫斯克电动机械厂
经典案例
参考文献
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