《潜油电泵安装》PPT课件.ppt

一、潜油电泵的安装二、潜油电泵井的管理三、潜油电泵的选择,培训的主要内容,第一部分 潜油电泵的安装 由于潜油电泵工作在高温、高压的油、气、水三相介质中，同时在井液中还含有一定的腐蚀物和砂、蜡等，工作环境比较恶劣。所以，在潜油电泵的安装施工过程中，技术要求比较高，必须严格按照操作规程和标准进行操作。在这次培训中，主要讲述潜油电泵的一般安装程序和要求。,第一节 潜油电泵的安装形式 潜油电泵一般是用在水井或与水井相似的高含水井中，这样应用主要基于潜油电泵系统的两个特性：(1)潜油电机在小直径套管中，可以有效地产生较大的功率。(2)潜油电泵在有限的井眼里，可以产生比容积泵大得多的排量。,1.潜油电泵可以经济有效地应用在水源井；2.把地层中的水抽出以后，利用其剩余压力，将抽出的水转注到另一口井中。3.注采系统在通常水源井深度的情况下，能够提供高达25以上的地面压力。所产生的总动压头到地面的压力比典型的水源井要高得多,这个系统如左图所示。,1.普通的潜油电泵安装在垂直容器里，安装形式和标准安装形式一样如图43所示。2.增压泵系统可以应用在油田注水、流体输送、腐蚀液体的处理及输送系统的尾部增压等方面。3.增压泵系统串联使用可以增加泵出口压力，其压力可以达到35MPa以上。并联使用可以增加最终排量，其排量可以达到2000m3/d(12000BPD)以上。当注入或增压情况。,1.由于油管摩阻或泵的直径使得套管的间隙限制了设计排量。2.应用底部吸入口系统，可以较大幅度地增加潜油电泵的排量。3.在应用中，电机安装在泵的上面，吸入口位于整套系统的最底部。在泵的下端接一个尾部短节，作为吸入口。尾部短节上带一个永久封隔器。,1.底部排出口是把一口井中顶部水源的水注入底部的水层。2.安装顺序是电机、保护器、吸入口、泵及排出口，见左图。3.这种使用即可以减少能量损失，又可以解决水源问题。,第二节 潜油电泵施工专用工具及设备 在潜油电泵的施工过程中，除了使用通常所使用的工具外，还有一些专门的工具及设备，熟悉这些工具及设备的用途和结构，才能正确地使用它们。一、电缆滚筒及支架电缆滚筒是用来缠绕电缆供运输时使用的。此外，它和支架配合还可用作将电缆下入井中或起出，其结构如图46所示。,二、导向滑轮 导向滑轮主要是在电缆器下操作时使用的，便于将电缆下入井内或从井内起出，如图48所示。使用时将它用链条固定在井架上，其高度应保证电缆通过它后正对井口，还要不妨碍游动系统的上下运动。,吊卡及井口悬挂器是在潜油电泵机组下入油井或起出时，用于吊起电机、保护器和潜油泵时使用的。在进行潜油电泵机组连接前，首先在其上端卡上一个特殊吊卡，再利用井口悬挂器和起吊设备吊起潜油电泵机组放入井内，用吊卡座在井口支座上。,潜油电泵机组在下井时，为了电机内部的润滑和冷却，需要用专门的注油泵给电机和保护器注入润滑油(电机油)，使润滑油内不混入气泡，以保证电机和保护器内润滑油的清洁度即充满度，并且如图410所示未注油泵示意图。,电缆卡子时将电缆和油管固定在一起的特殊元件，在将电缆下入油井过程中，需要专门的工具拉紧钳和锁紧钳将电缆卡子打紧，以保证将电缆固定在油管上，并与连接潜油电泵机组的油管一起下入油井中，使电缆不受其自重的拉伸而引起变形，如图411所示。,第三节 潜油电泵的安装 一、施工准备及井场布置 在进行潜油电泵安装以前，首先应准备好潜油电泵机组及施工设备，并在井场布置好。潜油电泵机组和施工设备应根据井场的地形和面积来进行布置。施工时，控制柜、变压器、电缆滚筒支架(或电缆绞车)、作业机以及其它设备的安装与摆放，要做到工作方便，操作安全，如图412所示给出一个典型的潜油电泵施工井场布置图。,二、安装前的检查1.潜油电泵机组检查(1)井下机组的检查：首先，分别测量电机和电缆的三相流电阻和对地绝缘电阻是否符合要求。要求三相间直流电阻在所要求范围值内，并且三相不平衡度不大于2，对地绝缘电阻大于1000；然后，检查各部件轴头尺寸是否符合标准要求，连接花键套是否齐全等；最后，核对潜油电泵机组的规格和型号是否正确，所需要的设备是否全部运到井场，并按要求在安装报告上记录其部件编号、型号、性能参数及测量数据等。(2)地面设备的检查：检查控制柜、变压器、接线盒各连接螺丝是否紧固，型号是否正确。变压器是否漏油，否则需进行处理并补充变压器油。井场电源电压是否符合要求。,2.油套管及井口的检查(1)油管检查：准备下井使用的油管内外表面应清洗干净，丝扣无损坏现象，无漏失和弯曲现象。(2)套管检查：无论对于老井检泵，还是新井下泵，在潜油电泵安装之前，应对套管是否变形及有无卡阻现象进行检查。(3)井口检查：检查套管法兰和井口装置是否存在毛刺和外伸尖角，这些缺陷都会损伤潜油电泵设备或刮坏电缆。3.核实计算下井深度 在进行潜油电泵设备安装前，应根据施工设计，计算核实设备下井深度。按照油管规格及下井深度，计算所需要的油管数量，并配备油管短节，以保证潜油电泵设备下到预定深度。,三、井下设备的安装测试装置的安装如果需要安装井下测试装置，首先应该将吊卡卡在测试压装置的顶部，卸掉尾部丝堵，连接好尾部大小头、扶正器和尾部桶杆或尾管。上紧测试装置下部注油孔丝堵，下放并座在井口。然后，卸掉上端护盖，测量其三相直流电阻为0，对地绝缘电阻应符合标准。最后，从上往下注满电机油。连接下节电机并注油 将吊卡卡在下节电机顶部，松开电机上端护盖螺丝，并保持有一定的间隙。卸掉电机尾部(或测试装置顶部)注油孔丝堵，连接上注油接头，以815的速度缓慢摇动注油泵进行注油，直到电机顶部出油为止，停止35后再注油，反复三次，确保电机腔内无空气。,连接上接电机并注油如果有更多节电机可用同样的方法依次连接完。连接保护器和分离器安装电缆头对于插入式电缆头，直接对好三相引线，将电缆的插头和电机的引线插座相连接，对称均匀上紧螺丝即可.对于缠绕式电缆头，将电机引线拉出5080，将电缆的插头和电机引线的插座逐相进行连接，并用专用压紧钳压紧.连接工作完成后，在电缆终端测量机组的三相直流电阻和对地绝缘电阻应符合要求。,保护器注油保护器注油主要讲述沉淀式保护器、胶囊式保护器和连通式保护器的主油工艺。(1)沉淀式保护器的注油以双沉淀室结构的保护器为例，如图4-13所示。卸下电机顶部注油阀丝堵，并连接上注油接头，将保护器的1、2、3放气孔丝堵卸下。以8-15的速度摇动注油泵进行注油，至各放气出油无气泡为止。更换铅垫，按出油顺序逐个上紧丝堵。卸下注油接头，更换注油阀铅垫后，上紧注油阀丝堵。,(2)胶囊式保护器的注油以上部为胶囊、下部位沉淀室复合结构的保护器为例，如图4-14所示。将电机顶部注油丝堵卸下，联上注油接头，打开保护器上的1、2、3、5、7放气丝堵。以8-15的速度摇动注油泵进行注油，待各个放气孔出油无气泡时，按出油顺序，更换铅垫，逐个上紧丝堵。,(3)连通式保护器的注油以QYBL40型保护器为例，如图415所示。将上节电机顶部的注油阀丝堵卸下，连接上注油接头，卸开保护器1、2、3、4、5放气孔丝堵。以815的速度摇动注油泵注油，反复三次至放气孔出油无气泡为止，更换铅垫(3孔不换铅垫)，按出油顺序逐个上紧丝堵，卸下注油接头，更换铅垫，上紧丝堵。然后将注油泵换到氟油桶中，卸下2注油阀丝堵，连接上注油接头，卸下3放气孔丝堵。以815的速度摇动注油泵进行二次注油(注氟油)。,装上电缆护罩，打好电缆卡子，下放机组座在井口上。用转向表确定电机转向，并做好A、B、C三相记号。连接各节泵将吊卡卡在下节泵的顶部吊起，卸开下端护盖，同时打开分离器上端护盖，装上花键套，盘分离器轴及下节泵轴应轻松灵活，更换“”环，下放下节泵和分离器连接，对称均匀上紧螺丝。依次连接完各节泵。同时，在下放机组时装上电缆护罩。打好电缆卡子。安装单流阀和泄油阀在泵出口装上大小头，连接一根油管后，装上单流阀，再接上一根油管，装上卸油阀或测压阀，即完成整套电泵机组的安装过程。应注意在下放油管时，在每根油管接箍上下300处各打一个电缆卡子。在连接机组时应注意防倒块在同一侧面。每下入10根油管，测量一次潜油电泵机组的三相直流电阻和对地绝缘电阻。,四、地面设备的安装1.定频地面设备的安装定频地面设备比较简单，一般只有一台降压变压器和一台定频控制柜。在安装时，要求将控制柜安装在井场值班房内，并符合到接线盒的距离要求。2.变频地面设备的安装变频地面设备共分两种情况，一种是低压变频，包括一台降压变压器、一台升压变压器和一台变频控制柜；另一种是中压变频，包括一台降压变压器和一台变频控制柜。,3.接线盒的安装 在一般情况下，接线盒安装位置到井口的距离应不小于5，到控制柜的距离应不小于10。在安装接线盒时，距离地面的高度应不小于0.5。从接线盒到控制柜的电缆必须埋入地下，同时将接线盒固定在水泥基础上，其标准安装如图416所示。,第四节 潜油电缆的连接潜油电缆的连接有圆电缆与扁电缆、扁电缆与扁电缆的连接两种方式，其基本步骤和要求大同小异。其连接程序及要求如下：1.首先测量动力电缆和小扁电缆的三相直流电阻和对地绝缘电阻应符合要求。2.准备好所需要连接的电缆、工具及材料。从电缆一端剥去400的铠皮，并把电缆上的铠皮整理好捆牢。,3.剥去电缆上的铠皮后，再剥去编织层和绝缘层，并用砂布将剥出的电缆芯线上的聚酰亚胺膜或氧化膜擦干净，尺寸如图417所示。4.选用合适的压接套，将动力电缆和小扁电缆芯线套上 5.用白布擦干净电缆芯编织层和绝缘层上的污物，将绝缘层和护套层用砂纸打毛。6.首先用HT氟46绝缘胶带逐相绕包5层；然后用聚四氟乙烯绝缘胶带逐相绕包5层；再用白胶带逐相绕包1层；最后将三相导线并拢，用白胶带总包2层。要求每层1/2搭接，绝缘胶带要拉伸至原宽度的1/2 7.绕包铠皮：8.整理外形：外形尺寸要求长度不大于700，宽度不大于48，厚度不大于28 9.测量检查：当电缆连接完毕以后，测量电缆的三相直流电阻和对地绝缘电阻。三相直流电阻要求不平衡度应小于2，对地绝缘电阻应大于1000。,第五节 潜油电泵井口的安装 当油管下到预定深度后，就可以安装电泵井口了。目前在潜油电泵井的施工中，所使用的潜油电泵井口有两种：一是型电泵井口即穿膛式结构油管挂；二是型电泵井口即侧开式结构油管挂；三是潜油电泵井口电缆穿越器，俗称BIW头。在安装潜油电泵井口以前，首先测量井下设备的三相直流电阻和对地绝缘电阻应符合要求，然后按照井场面积和距离，以及所使用的井口装置，留取适当长度的电缆后将其余部分锯掉。,一、型电泵井口 型电泵井口即穿堂是电泵井口主要由油管挂、法兰盘、防喷盒、密封胶圈及防喷盒压盖等组成，其结构如图418所示。,二、型电泵井口型电泵井口即侧开式电泵井口，它主要由开口法兰、开闭门、压块、油管挂、大、小支撑块、接头、橡胶密封垫等部件组成，其结构如图419所示。,三、井口电缆穿越器 井口电缆穿越器主要由井口、井下电缆连接器、动力连接装置、油管悬挂器、井口适配器、地面电缆连接器等部件组成，其结构如图420所示,注意：安装BIW 头时，注意BIW 头有圆点的一端应与油管中心在同一轴线上。如图6所示,第六节 潜油电泵井的投产 潜油电泵井的投产，由于所采取的控制方式不同而有所不同。目前，潜油电泵井共包括两种控制形式，即普通定频控制和变频控制，其中变频控制又分低压变频和中压变频。一、定频控制 首先测量机组的三相直流电阻和对地绝缘电阻应符合要求。根据电机额定电压和电缆压降损失，计算出地面所需要的电压，并调节变压器档位开关到要求值。在井口装上一块量程为2040的压力表。调整过、欠载电流和欠载延时再启动时间。过载电流调整为额定电流的120，欠载电流调整为额定电流的80，欠载延时再启动时间可按油井实际情况调整，但最少应调整为30以上。,二、变频控制 变频控制投产主要步骤与定频控制的投产基本一致，主要区别在于控制柜的参数设定和调整。在下面的内容中，我们将以西门子生产的低压变频为例，来说明投产时，变频器的参数设定和调整。,第七节 潜油电泵井起作业1.起泵作业前必须严格遵循复检制度，对机组的三相直流电阻及对地绝缘电阻进行测量检查，并做好记录。2.按要求安装井架、电缆滚筒和电缆导向滑轮等。3.如井口使用电缆穿越器，则从井口处卸掉地面电缆连接器，并装上护盖。关闭总闸门，拆卸出口管线和法兰上端螺栓，卸掉井口。4.将管柱提出井口，从油管挂下面拆除电缆卡子，卸下井下电缆连接器，并装上护盖。5.卸掉油管挂，将管柱座在井口。往油管内投一根30500金属棒砸断泄油阀芯。,6.起出足够长的电缆后，留出4001000的余量，固定在电缆滚筒内。如使用电缆穿越器，则将连接在电缆端部的井下电缆连接器，并采取保护措施。7.起油管要平稳，防止刮、碰伤电缆，拆除电缆卡子要用铁皮剪子剪断，注意不要损伤电缆铠皮及绝缘，一旦发现电缆损伤，应及时做好标记并详细记录。电缆应整齐地缠绕在滚筒上，严禁打扭和交错排列。8.机组起到井口后，从上节泵开始逐节拆卸，同时检查花键套、轴头、“O”型密封圈以及盘轴检查，并做好记录。将各部件的花键套装回原处，装好护盖，拧紧螺丝。9.应仔细地进行外观检查，并在电缆与电机分离后，分别测量各自的三相直流电阻及对地绝缘电阻。10.在起井过程中，从保护器、电机里放油样检查油质，做好检查记录。,11.机组起出地面后用蒸气清洗干净，分别装入对应的包装箱内，放好垫块，拧紧包装箱的螺栓。12.填写起泵施工报告，项目如下：(1)施工单位、施工井号、施工日期和施工单位负责人。(2)作业原因、安装日期、停机日期、运转时间。(3)机组各部件编号、铭牌参数、包装向号。(4)机组起出前和起出后电机及电缆的直流电阻及对地绝缘电阻。(5)起泵过程中检查情况，如盘轴情况、油品状况以及其它异常情况和部位。,运行电流卡片的分析 潜油电泵运行电流卡片是管理人员管理潜油电泵井，分析井下潜油电泵机组工作状况的主要依据。它可以直接反映出潜油电泵运行是否正常，甚至发生极轻微的故障及异常情况，运行电流卡片都可以显示出来。电流卡片所记录电流的变化与电机工作电流的变化呈直线关系，因此可以认为电流卡片所记录的电流的变化情况是电机运行状况的变化。在本节里通过对14种具有代表意义的运行电流卡片的分析，来指导分析现场出现的各种电流卡片。,如图63所示为潜油电泵正常运行情况下的电流卡片。在这种情况下，电流记录仪所画出的是一条光滑对称的曲线，其电流值等于或接近电机的额定电流。这说明潜油电泵的选择和设计是合理的，设计功率和实际功率基本相等。,如图64示为电源电压波动的电流卡片。由于电源电压波动所引起的电流值的波动，在运行电流卡片就会出现“钉子状”的突变。电源电压波动最普遍的原因是：第一，由于有较大功率的注水泵会其它设备突然启动所造成的电压瞬间波动，也可能是其它几种较小的电压波动的组合；第二，由于其它的电干扰，例如雨天雷电就是一个原因。,如图65示为泵发生气塞(气体干扰)时的电流卡片。潜油电泵在运行过程中如果产生了气体，造成泵引起气塞而抽空。由于液面的不断下降，最后接近泵吸入口，气体开始进入泵内，由于气体的干扰，使电机负荷发生波动，导致电流波动，最后由于发生气塞而使潜油电泵机组欠载停机。,如图66示为泵抽空时的电流卡片。该电流卡片表明了潜油电泵由于抽空而自动停机，然后又自动启动。开始因为没有气体出现，所以潜油电泵的运行电流也比较平稳。运行一段后，液面接近泵吸入口，这时产量和电流值同时下降，最后达到欠载整定值而自动停机。,如图67示为泵抽空后不合理启动的电流卡片。此电流卡片表示了潜油电泵在运行过程中因欠载而自动停机，经过一段间后又重新启动，但没有成功。这说明在泵抽空后，油井内液面尚未恢复到足够的高度，因此潜油电泵没有启动起来。所以，必须延长再启动时间。这种情况属于选泵设计不合理，泵排量大于油井的实际产能。在检泵时应更换排量小一些的泵。,如图68所示为频繁的短周期运行的电流卡片。在这张电流卡片上，电流和潜油电泵机组的启停呈周期性的波动。这种电流曲线表明了潜油电泵机组的选择不够合理，也就是说油井的产能小于泵的额定排量。,如图69为泵在含气井中运行的电流卡片。此电流卡片说明，潜油电泵的选择基本符合要求，但是井中含气量较高，分离器不能足以将气体完全排出，使较多气体进入泵内。电流波动是由于原油脱气进泵所引起的，这种情况将会降低总的产液量。,如图610所示为欠电流停泵的电流卡片。此电流卡片表示当泵启动后，运行了一个很短的时间，然后因欠电流而停机。这种情况一般有三个方面的原因：第一是由于井液密度过低或产量过少所造成，第二是由于延时再启动系统或欠载保护装置损坏所引起的；第三是由于泵轴断或花键套脱离所引起的。,如图611所示为欠载保护失灵的电流卡片。此电流卡片表示了当潜油电泵机组正常启动以后，运行一段时间，电流逐渐下降，一直降到接近电机的空载电流为止，电机几乎在空载条件下运行一段比较长的时间，突然过载停机。这说明由于某种原因使泵排量逐渐下降，导致运行电流下降，而欠载保护装置失灵。由于泵空转，没有液体流经电机表面而带走电机所散发出来的热量，使温度不断升高。,如图612所示为延时时间太短的电流卡片。这种电流卡片是用液面控制开关潜油电泵运行的电流曲线，用液面启停潜油电泵的方法是经常使用的，但是延时时间一定要设置合适。如果延时时间太短，当泵刚刚停运时，井液将通过泵叶导轮流道向下流动，将使泵发生倒转。假如正好泵在这时启动，将可能造成泵轴扭断事故。,如图613所示为正常过载停机的电流卡片。开始电机在启动后，潜油电泵在正常运行；随着时间的延长，电流逐渐增加，最后达到过载电流整定值，导致潜油电泵机组过载停机。这时必须查清过载原因。,如图614所示为泵在含有杂质的井液中运行的电流卡片。引起上述现象的原因是井液中含有松散的泥砂或碎屑，或可能是机械原因，如叶导轮磨损造成轻微卡泵，最终导致电流升高而过载停机。,如图615所示为手动强制再启动的电流卡片。电流曲线表明，当泵启动正常运行一段时间，后来出现电力波动冲击，最终使潜油电泵机组过载停机，试图手动再启动若干次失败。引起过载停机的原因有可能是发生功率波动(如雷电等)，也可能是接头或保险烧坏，导致设备缺相运行所引起。,如图616所示为负载波动的电流卡片。此电流卡片上的曲线表明负载变化不规则，这种情况一般是井液密度发生变化或地面回压过高所引起的。,第四节 其它故障的分析,一、机组的故障分析和处理,谢谢,