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1、1,电泵基础知识培训,2,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,3,抽油机,2022/11/12,4,采油树,5,常见的人工举升方式：抽油机、螺杆泵、电潜泵、水力活塞泵采油、水力射流泵采油。电泵 电动潜油离心泵电泵井 利用地面专用变压器通过潜油电缆把电能传递给潜油电机，再通过多级离心泵把井液举升到地面的一种机械采油方式。,几个概念,人工举升,潜油泵机组工作管柱简图,电潜泵的组成,7,井下部分,地面部分,辅助部分,三部分,七大件,电潜泵的组成,电泵由下到上组成：电机、保护器、分离器（吸入口）、潜油电缆、 接线
2、盒、控制柜、变压器,2022/11/12,8,电泵机组,电潜泵的组成,电机,保护器,分离器（吸入口）,离心泵,9,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,10,电机的基本描述,电机特性,2 极3 相交流鼠笼式感应,2022/11/12,11,头部,绕组,电缆连接电动机的引出线,轴,电机特性,2022/11/12,12,定子绕组程序,定子引出漆包线,定子-硅钢迭片结构,定子硅钢片群架,电机特性,2022/11/12,13,转子-硅钢迭片冲压结构,转子-硅钢迭片结构,转子-机械体,电机特性,2022/11/12,
3、14,转子扶正轴承,电机特性,2022/11/12,15,转子扶正轴承,转子铜条,绕组,轴,电机特性,2022/11/12,16,电机特性,K,A,B,C,A相-外壳500兆欧,B相- 外壳500兆欧,C相- 外壳500兆欧,注: 每测一次后，要立即放电,下井前应对电机进行下列电性能测试,1、对电机进行对地绝缘阻值测量,2、对电机进行相间直阻测量,B,C,标准值,天津：1.72.0欧姆,森垂:0.91.0欧姆,雷达:0.91.0欧姆,三相间直阻值不平衡度2%,三次的平均值最小值(最大值),最下值(或最大值),A-B,B-C,C-A,A,外壳,外壳,兆欧表,万能表,2022/11/12,18,电
4、机内充满精致矿物油:,电机特性,2022/11/12,19,因为绕组的绝缘，所有的潜油电机的工作温度是受限的. 通常NEMA(国际电气制造业协会)把绝缘分为N类, 额定的是392F（200）然而, 其他电机的组成诸如止推轴承垫、电缆终端套管等也有一个温度值对于一个优质的电机来说最佳的工作温度在230-250F（110-121）之间电机靠流体流过腔室外表达到冷却效果,电机的工作温度,电机特性,2022/11/12,20,图中表示电机热量随周围温度增加和液体流过电机的速度的关系图表中涉及的是油和水速度在1英尺/秒或是更高时，没有附加的冷却设备会造成事故 油的比热比水低,所以允许电机温度上升到差不多
5、是水的两倍。气体更坏 如果流过电机的流体是油、气和水的混合物，就会充分保证电机的冷却,电机特性,2022/11/12,21,电机的工作温度,井孔（井底）温度负载的大小和名牌等级流过电机的液体流速（流量和套管间的的尺寸）作为冷却用的井液（如气体、水、缩放比例趋向等）电源质量（三相电压电流的不平衡、波形失真、名牌电压的可利用性等）,电机特性,电机运行过程中的五个因素将影响电机过热:,2022/11/12,22,电机装配,定子迭片进入腔室准备压紧,电机特性,2022/11/12,23,电机装配,定子狭缝里的衬垫,插入绕组导体,电机特性,2022/11/12,24,俄克拉荷马市的组装车间,电机组装,电
6、机特性,2022/11/12,25,大车上准备组装的电机部件,电机组装,电机特性,26,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,27,保护器部分,保护器原理,保护器位于分离器和电机之间,2022/11/12,28,Labyrinth Chamber,保护器原理,沉淀式保护器,2022/11/12,29,保护器作用 (1). 隔离作用 隔离电机油和井液，防止井液进入电机,沉降室,保护器原理,2022/11/12,30,保护器的作用 (1). 隔离作用 隔离电机油和井液，防止井液进入电机,轴密封,防止流体流动到轴
7、封以下,保护器原理,2022/11/12,31,保护器原理,2022/11/12,32,保护器的作用 (1). 隔离作用隔离电机油和井液，防止井液进入电机,胶囊式,在斜井中提供隔离作用,保护器原理,2022/11/12,33,保护器的作用 (2). 平衡作用,沉降室,平衡电机内部和电机壳外部的压力,保护器原理,2022/11/12,34,胶囊容器,保护器原理,2022/11/12,35,电机 供热,沉降室,保护器原理,2022/11/12,36,电机 冷却,沉降室,保护器原理,2022/11/12,37,保护器的作用 (3). 膨胀作用允许电机油膨胀，并为新的油进入提供了空间,沉降室,保护器原
8、理,2022/11/12,38,电机 提供热量,胶囊腔体,保护器原理,2022/11/12,39,电机 冷却,胶囊腔体,保护器原理,2022/11/12,40,胶囊,保护器的走用 (3). 膨胀 允许电机油膨胀并却为新的油提供空间,保护器原理,2022/11/12,41,保护器,保护器原理,2022/11/12,42,保护器,轴上发生了什么?,保护器原理,2022/11/12,43,Seal,什么类型的泵?,浮动式 叶轮可以在轴上上下移动,保护器原理,2022/11/12,44,电机,泵,保护器,力作用在保护器的轴承上,2022/11/12,45,电机,泵,保护器,排出口,生产管柱,2022/
9、11/12,46,电机,泵,保护器,排出口,生产管柱充满液体,2022/11/12,47,电机,泵,保护器,排出口,生产管柱充满液体,保护器轴的重量,泵轴的重量,液体重量,泵轴顶部,2022/11/12,48,电机,泵,保护器,排出口,生产油管,保护器轴的重量,泵轴重量),液体重量,电机可能损坏,2022/11/12,49,保护器作用 (4). 承载作用 承载来自上部的力 (轴载荷 & 级载荷),止推轴承,保护器原理,2022/11/12,50,保护器原理,保护器的主要组件,机械密封,胶囊,迷宫腔,止推轴承,2022/11/12,51,小结,提供隔离作用，隔离电机油和井液提供平衡作用，平衡井底
10、压力和电机油压提供膨胀作用，为电机油膨胀提供膨胀空间提供承载作用，承载电机以上的负荷迷宫式保护器是利用电机油和井液的比重不同来达到分离效果的密封件的作用是防止井液下移到轴下部胶囊式保护器用于斜井止推轴承所承载的力来自于泵,保护器原理,52,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,53,泵的吸入口,吸入口 & 气体分离器,2022/11/12,54,螺栓连接或者一个整体含量少量的自由气体; 10% 到 15%允许大排量流体进入泵可以过滤掉流体中的碎屑标准的泵采用抗腐蚀衬套来稳定轴AR 吸入衬套口采用碳化钨AR
11、吸入口总是减少轴振动，因此要增加保护器单元的机械密封来延长寿命。,吸入口 & 气体分离器,标准泵的吸入口,2022/11/12,55,气体分离器,气体分离器,取标准泵的吸入口部分自由气体进入泵将为影响它的工作效率 从井液进入的自由气体的分离百分比将会改善泵的效率高汽油比的油井则需要有气体分离器的ESP系统气体分离器的类型:逆流式旋转式,吸入口 & 气体分离器,2022/11/12,56,静态气体分离器,气体分离依靠改变气液混合流体的流向，因此叫它静态吸入口依靠井的环形区域, 相对速度和相对油气比低于20%的自由气体分离器流体的上流程是在外面，因为流体进入分离器的孔眼，所以必须倒转流体的流动方向
12、流体到达分离器的底部，然后上升到叶轮在井中这个环形空间区域气体逃脱出去逆流气体分离器完成气体分离是依靠挡板,吸入口 & 气体分离器,2022/11/12,57,旋转式分离器装置以用于自由气体 20%旋转式分离器可以用于自由气体达30%油井,吸入口 & 气体分离器,旋转式气体分离器,2022/11/12,58,进口段 (压缩流体的能量传递给留底) 分离器室 (离心力推送高密度的物质, 油和水到外围，并把密度低的成分自由气体移动到中心处) 旁通管单元排除气体进入环空，推动液体进入泵,旋转式分离器,进口段,导叶轮,转子,旁通管,基座,顶部,吸入口 & 气体分离器,2022/11/12,59,多气井可
13、以要求串联分离器多砂井要求旋转式分离器将设计特殊的抗磨损单元或者其他的处理技术,吸入口 & 气体分离器,气体分离器,2022/11/12,60,小结,吸入口可以用在气体 20%需要用旋转式分离器旋转式分离器利用离心力，将中的液体甩到外围，轻的气体保留在中间. 旁通管排出气体到环空，重的流体进入泵多气井要求串联分离器,吸入口 & 气体分离器,61,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,62,2022/11/12,63,组装电泵机组,2022/11/12,64,2022/11/12,65,泵基本知识 叶轮,叶轮
14、,2022/11/12,66,泵基本知识-叶轮,叶轮通过键连接到轴上并能随轴一起沿着泵轴线旋转,轴,2022/11/12,67,泵基本知识-叶轮,2022/11/12,68,泵基本知识 叶轮,井液通过 “眼”进入叶轮,通过边缘流出叶轮,轴,2022/11/12,69,离心力使液体从中心流向叶轮边缘 液体获得能量,泵基本知识 叶轮,轴,2022/11/12,70,泵基本知识 叶轮,轴,叶轮 组成部分,2022/11/12,71,泵基本知识 导轮,导轮,2022/11/12,72,泵基本知识 导轮,导轮就像一个碗;它是固定不转的. 它引导井液进入下级叶轮,它将液体的动能转化为扬程,2022/11/
15、12,73,泵基本知识 叶轮 & 导轮,导轮引导液体进入下级叶轮的眼,导轮使液体改变流向后进入下级叶轮同时将液体的能量转化为扬程,叶轮旋转增加了从边缘流出液体的能量,2022/11/12,74,泵基本知识 单级,叶轮在导轮里面,2022/11/12,75,轴& 叶轮 旋转,单级扬程乘以泵级数就能得到泵的扬程,泵基本知识 多级,2022/11/12,76,安装在轴上且压缩在泵壳中多级是离心泵的一部分,泵基本知识 离心泵,2022/11/12,77,泵基本知识 叶轮状态,叶轮并不是真正的浮动 它们沿轴的运动取决于所受到的力,多数泵的叶轮可以沿着轴径向移动,这样的泵叫做 “浮动泵”,2022/11/
16、12,78,泵基本知识 推力载荷,叶轮重量是向下的载荷,2022/11/12,79,泵基本知识 推力载荷,叶轮重量是向下载荷,2022/11/12,80,泵基本知识 推力载荷,在正常生产条件下,叶轮的上部和下部都有部分液体循环,2022/11/12,81,泵基本知识 推力载荷,叶轮上下壳都受到了液体作用力,2022/11/12,82,泵基本知识 推力载荷,由于上壳面积大于下壳,所以受到力的方向向下的,2022/11/12,83,泵基本知识 推力载荷,上壳的面积大导致其受力大,叶轮受到向下的力,这个向下的力,导致叶轮处于 “下磨”状态,2022/11/12,84,泵基本知识 推力载荷,有时,液体
17、进入叶轮会克服叶轮受到的下推力,这就会导致叶轮向上移动,2022/11/12,85,泵基本知识 推力载荷,这就造成了一个更大的底部过流面积，从而增加了叶轮底部受力,这就导致叶轮被举升起来,这就是所谓叶轮的“上磨”状态,2022/11/12,86,泵基本知识 推力载荷,在正常生产条件下，叶轮是被作用在较大过流面积上的力向下推的（叶轮的重量充当了部分的下推力）,根据设计，泵生产时应该处在轻微到适度的下磨状态,2022/11/12,87,泵基本知识 推力载荷,摩擦垫片用来阻止下磨,下推力摩擦垫片,上推力摩擦垫片,2022/11/12,88,泵基本知识 推力载荷,作为浮动泵是以一种下磨的状态生产的，它
18、们是以抵抗研磨的下止推垫片为支撑的。,止推垫片也可以作为一种密封来阻止级内的局部循环,2022/11/12,89,下推状态,上推状态,泵基本知识 推力载荷的范围,2022/11/12,90,泵基本知识 推力载荷,2022/11/12,91,下磨状态,泵基本知识 推力载荷,2022/11/12,92,是 泵特性曲线(或者简称; 泵曲线),泵的每一级都有可测量的参数,这些参数可以在图形上面表示出来.,泵基本知识 泵特性,2022/11/12,93,泵基本知识 泵特性曲线,2022/11/12,94,泵基本知识 泵特性曲线,2022/11/12,95,概述,泵基本知识,叶轮旋转, 导轮固定 它们一起
19、构成了泵的一级在某个特定的流量下,每个单级都会提供一定的举升(扬程) 单级的扬程泵的级数=泵的总扬程低流量时导致下磨高流量时导致上磨在轻微下磨的时,泵有一个合理的生产范围,96,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,97,电缆,输送电力从地面到井下从接线盒连接到井下连接到机组上电缆必须用电缆绑带绑在油管上自由气体通过电缆在接线盒放气,2022/11/12,98,电缆,电机引线电缆扁平电缆-比圆电缆更薄连接圆电缆,扁电机引线电缆下到电机,连接电机头上电缆接头电缆绑带绑住电机引线电缆在泵和保护器部分,2022/
20、11/12,99,铠皮,K,兆欧表,A,B,C,A相- 铠皮,B相- 铠皮,C相- 铠皮,1000兆欧,下井前应对电缆进行下列两种电性能测量,1、对地绝缘阻值测量,2、测量相间直阻值,A,B,C,A-B,B-C,C-A,万用表,标准值,天津：2.03.0 欧姆,森垂: 2.02.2 欧姆,雷达: 1.82.2 欧姆,三相间的阻值不平衡度2%,三次测得的平均值最小值(或最大值),最小值(或最大值),2%,2022/11/12,101,电缆,圆电缆 插入式接头 扁平电缆 绑带式电机引线接头,102,一、电泵的组成基本概念电泵的组成二、电泵各组成部分介绍电机保护器分离器（吸入口）电泵电缆地面设备,目录,2022/11/12,103,提供一个方便的接点为井下电缆和地面电缆排掉从电缆绝缘层和护套层排出井下气体提供一个找出电器故障的点是井下部分还是地面设备,接线盒(放气盒),地面电器设备,2022/11/12,104,接线盒(放气盒),地面电器设备,谢谢！,
