1、潛油電泵的結(jié)構(gòu)和組成,報(bào)告人：崔澎濤 指導(dǎo)教師：李偉東,2,目錄,我 內(nèi)容。 內(nèi)容。 內(nèi)容。,3,潛油電泵的應(yīng)用,潛油電泵主要用于油井大排量抽吸液體，它和其它人工舉升方法一樣，都是通過(guò)降低井底流動(dòng)壓力來(lái)增加油井產(chǎn)量。隨著石油工業(yè)對(duì)產(chǎn)量的需求，潛油電泵的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。另外，對(duì)于老油田，油井開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)和含水率的不斷上升，對(duì)開(kāi)采造成一定的難度，利用潛油電泵來(lái)保持或提高油井產(chǎn)量已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。由于電潛泵采油具有排液量大、井口壓力較高、地面設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，因而是海上油田人工舉升的主要方式。,4,潛油電泵系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu),5,潛油電泵的組成,潛油電泵系統(tǒng)由三部分組成：潛油電泵機(jī)組、地面電

2、氣設(shè)備和動(dòng)力電纜。人們習(xí)慣上所說(shuō)的潛油電泵其實(shí)是指潛油電泵系統(tǒng)的核心部分，即井下潛油電泵機(jī)組。 潛油電泵的全稱為沉沒(méi)式潛油電動(dòng)離心泵，簡(jiǎn)稱潛油電泵或電潛泵，英語(yǔ)中簡(jiǎn)稱 ESP（即 ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP的縮寫(xiě)），它是一種無(wú)桿式抽油泵，主要由電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器、分離器、和離心泵四個(gè)部件組成。,6,潛油電泵工作原理,潛油電泵采油原理是潛油電泵機(jī)組下入油井內(nèi)一定深度，在一定的沉沒(méi)壓力下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心泵高速旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，井內(nèi)油流經(jīng)過(guò)分離器分離出部分游離的氣體后，進(jìn)入多級(jí)離心泵，油流在多級(jí)離心泵多級(jí)增壓形成足夠的壓頭，并被舉升至地面。,7,潛油電泵結(jié)構(gòu)圖,潛油電泵主要由電

3、動(dòng)機(jī)、保護(hù)器、分離器和潛油泵四個(gè)部件組成（其結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖1）。下面我們分別介紹一下潛油電泵各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)及作用。,8,潛油電泵的原理圖,潛油電泵的每級(jí)由一個(gè)葉輪和一個(gè)導(dǎo)輪組成，其中葉輪為轉(zhuǎn)動(dòng)部分，導(dǎo)輪為固定部分。使用時(shí)把潛油電泵完全浸沒(méi)在被抽的液體中，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)后，潛油電機(jī)帶動(dòng)潛油泵軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉輪葉片驅(qū)使葉輪流道內(nèi)的液體轉(zhuǎn)動(dòng)，這部分轉(zhuǎn)動(dòng)的液體在離心泵的離心力的作用下向葉輪外緣流去，由于液體流動(dòng)的連續(xù)性，這部分向葉輪外緣流動(dòng)的液體對(duì)葉輪吸入口處的液體產(chǎn)生一種吸力，使葉輪吸入口處的液體來(lái)。,9,填充流向葉輪外緣的那部分液體所占有的位置繞流葉片在這一過(guò)程中，葉輪中的液體繞流葉片，在液體繞流運(yùn)

4、動(dòng)中葉輪的葉片對(duì)液體作用一升力，使液體獲得能量而流出葉輪，這時(shí)液體的動(dòng)能與壓能均增大。流出葉輪的液體直接進(jìn)入導(dǎo)殼的壓出室，壓出室把這部分液體收集起來(lái)，適當(dāng)降低液體的流動(dòng)速度，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能后，再將這部分液體引入下一級(jí)導(dǎo)殼的吸入室，供下一級(jí)葉輪抽吸。這樣液體流過(guò)潛油泵內(nèi)的逐級(jí)葉輪、導(dǎo)殼，每流過(guò)一級(jí)葉輪、導(dǎo)殼，其壓能就提高一次。,10,經(jīng)逐級(jí)壓能疊加后，在潛油泵的出口處就獲得一定的壓能，即潛油泵產(chǎn)生一定的揚(yáng)程，從而達(dá)到抽送液體的目的。,11,油氣分離器的應(yīng)用,對(duì)于含氣電泵井而言，井液在進(jìn)入潛油泵之前，要先通過(guò)油氣分離器進(jìn)行氣、液分離，以減少氣體對(duì)潛油泵工作性能的影響。其作用：一是作為多級(jí)離心

5、泵的吸入口通道；二是將游離氣從井液中分離出來(lái)，減少氣體對(duì)離心泵的影響，提高泵效，保證離心泵正常工作。,12,油氣分離器的結(jié)構(gòu)原理圖,13,油氣分離器原理,氣、液混合物由下接頭的吸入口進(jìn)入分離器后，由抗氣蝕性能良好的誘導(dǎo)輪引入到葉輪，由葉輪來(lái)提高其揚(yáng)程和旋轉(zhuǎn)速度，然后由倒流輪再進(jìn)一步提高其旋轉(zhuǎn)速度，使氣、液混合物在高速旋轉(zhuǎn)的條件下，質(zhì)量越大，所受到的離心力也越大。這樣，質(zhì)量較大的液體被甩到分離腔的外緣，而氣體則被外緣的液體擠向分離腔中部，兩者均呈螺旋上升。上升至分流環(huán)時(shí)，氣體經(jīng)分流輪中的氣體流道被引出分離器，進(jìn)入套管與油管的環(huán)形空間。液體經(jīng)分流輪中的液體流道被引入潛油泵，從而實(shí)現(xiàn)氣、液分離。,1

6、4,保護(hù)器位置結(jié)構(gòu)圖,15,保護(hù)器的作用,保護(hù)器主要是保護(hù)潛油電機(jī)的，最終目的是阻止井液進(jìn)入潛油電機(jī)，避免燒毀潛油電機(jī)。保護(hù)器在潛油電泵機(jī)組中主要有以下四個(gè)作用： （1）密封潛油電機(jī)軸的動(dòng)力輸出端，防止井液進(jìn)入潛油電機(jī)。 （2）保護(hù)器的充油腔體與油井相連通，從而平衡潛油電機(jī)和保護(hù)器中各密封部位兩端的壓差。當(dāng)潛油電機(jī)因溫度升高而使?jié)櫥腕w積膨脹時(shí)，潤(rùn)滑油可通過(guò)保護(hù)器溢出；當(dāng)潛油電機(jī)因停機(jī)溫度下降時(shí)，保護(hù)器可向潛.油電機(jī)補(bǔ)充潤(rùn)滑油。,16,（3）內(nèi)設(shè)一個(gè)推力軸承，承擔(dān)作用在泵 軸、分離器軸和保護(hù)器軸向下的軸向力。 （4）連接潛油電機(jī)軸與泵軸（或分離器 軸），連接潛油電機(jī)殼體（或分離器殼體）。,17

7、,保護(hù)器的呼吸過(guò)程圖,18,保護(hù)器的呼吸過(guò)程,各類(lèi)保護(hù)器腔體內(nèi)的呼吸通道都是多級(jí)迷宮式結(jié)構(gòu)。在使用時(shí)，保護(hù)器各級(jí)腔體內(nèi)都注滿電機(jī)油。待下入井中后，電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器的環(huán)境溫度逐步升高，其內(nèi)的電機(jī)油便逐步膨脹，于是保護(hù)器腔體內(nèi)多余的電機(jī)油便由保護(hù)器呼吸孔溢入井筒中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)和保護(hù)器的工作溫度大幅度上升，于是電動(dòng)機(jī)停機(jī)后，其溫度逐漸下降，其內(nèi)的電機(jī)油也逐漸收縮，其電機(jī)油空缺部分由保護(hù)器內(nèi)的電機(jī)油回流來(lái)補(bǔ)充；而保護(hù)器內(nèi)電機(jī)油的空缺則由井液通過(guò)呼吸孔流入填充，但由于保護(hù)器腔體的特殊構(gòu)造，回流井液開(kāi)始只限制在特定的腔體內(nèi)。再開(kāi)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器的工作溫度再次升高，這時(shí)電動(dòng)機(jī)腔體因膨脹而多出的

8、電機(jī)油又排入保護(hù)器，保護(hù)器則先將井液排出，其中也會(huì)排出少量的電機(jī)油，直到電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器工作溫度趨于穩(wěn)定后，保護(hù)器停止呼吸、保護(hù)器的每次呼吸與電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器開(kāi)停前后的溫度成正比。,19,潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖,20,潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu),潛油電機(jī)為立式懸掛結(jié)構(gòu)，主要由定子、轉(zhuǎn)子、止推軸承、扶正軸承、電機(jī)頭、下接頭等組成。潛油電機(jī)為密閉式，腔內(nèi)充滿高純度、高介電強(qiáng)度的礦物油，它在電機(jī)內(nèi)起潤(rùn)滑、絕緣和傳遞熱量的作用。,21,潛油電機(jī)的工作原理,潛油電機(jī)工作原理：當(dāng)三相交流電通過(guò)電纜輸送到電機(jī)定子繞組時(shí)，流入電機(jī)的電流在氣隙內(nèi)產(chǎn)生一同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子切割時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生一同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子切割時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)受磁力作用，轉(zhuǎn)子就會(huì)跟著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，如果電機(jī)軸端帶有機(jī)械負(fù)載，電機(jī)就輸出機(jī)械功率，從而將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。,22,電泵機(jī)組的連接,潛油電泵機(jī)組各部件之間的外殼采用法蘭螺釘連接，各節(jié)傳動(dòng)軸之間采用花鍵軸套的方式連接。有的部件之間法蘭聯(lián)結(jié)處有密封要求，其間還要安裝密封膠圈或密封