油田開采的初期,油藏往往有較大能量,,石油依靠能量可由地下流至地上,。隨著油藏能量不斷消耗,,當(dāng)油藏能量不足以靠自身能量使石油沿井筒流至地面時(shí),必須人為的補(bǔ)充能量才能使石油開采至地面,,我們統(tǒng)稱其為人工舉升,。
本節(jié)課將為大家介紹人工舉升含義,機(jī)采電泵系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能及海上電潛泵機(jī)組安裝過程等,。
Oilmooc VC No.13 人工舉升技術(shù)概述
人工舉升含義將油氣從井底舉升到地面的人為技術(shù)
人工舉升是人為向井底補(bǔ)充能量,,維持一個(gè)低的井底生產(chǎn)壓力,使地層能夠輸出所要求的油藏流體,。
針對在自噴晚期或者由于地層的地質(zhì)特點(diǎn),,一開始就不能自噴的油井,我們就必須安裝一個(gè)合適的人工舉升裝置來進(jìn)行油氣的開采。
井底為節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)分析圖
如上圖所示,,隨著油田不斷開發(fā),,地層能量逐漸消耗,IPR曲線下移,,這時(shí)需安裝人工舉升裝置,,下移油管流入曲線,以獲得更低的井底流壓,,從而維持產(chǎn)量,。
人工舉升類型有桿泵和無桿泵采油技術(shù)
有桿泵采油主要是指利用抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的抽油方式。
無桿泵采油是指利用電纜或高壓液體傳遞能量進(jìn)行抽油的方式,。主要包括電潛泵,、螺桿泵、水力射流,、氣舉采油等,。
有桿泵采油示意圖
渤海礦區(qū)常用舉升類型電潛泵和螺桿泵
渤海礦區(qū)常用的舉升類型為電潛泵和螺桿泵技術(shù)。
電潛泵技術(shù)是把離心泵和電動(dòng)機(jī)下入井中,,把油舉升到地面的采油技術(shù),。
電潛泵是由多級葉導(dǎo)輪串聯(lián)在一起的一種電動(dòng)離心泵,與普通離心泵工作原理相似,。
潛油電泵組件圖
螺桿泵是以液體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)位移為泵送基礎(chǔ)的一種新型采油裝置,。
螺桿泵工作原理
螺桿泵是一種容積泵,由兩個(gè)相互嚙合的螺旋組成,,即轉(zhuǎn)子和定子,,或稱螺桿或襯套組成。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),,密封內(nèi)的腔體由泵的吸入端向排出端運(yùn)動(dòng),。當(dāng)螺桿泵在井下液體中工作時(shí),井下流體在泵吸入口壓力的作用下被壓入螺桿泵敞開的腔室,,并隨著腔室的軸向移動(dòng),,不斷地排至泵出口。
電潛泵采油系統(tǒng)構(gòu)成井下和地面兩大部分
電潛泵采油系統(tǒng)由井下和地面兩大部分組成,。
電潛泵的井下部分主要由電機(jī),、潛油泵、保護(hù)器,、分離器,、測壓裝置、動(dòng)力電纜,、單流閥,、測壓閥/泄油閥,、扶正器、電纜護(hù)罩組成,。
電潛泵的地面部分由配電盤,、變壓器、控制柜或變頻器,、接線盒和采油樹井口組成,部分特殊油田還配有變頻器集中切換控制柜,。
電潛泵系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
1 電機(jī)
電潛泵電機(jī)又叫潛油電機(jī),,它是電潛泵機(jī)組的原動(dòng)機(jī),一般位于最下端,。工作原理與普通三相異步電機(jī)一樣,,把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。
2 潛油泵
潛油泵為多級離心泵,。電潛泵分節(jié),,節(jié)中分級,每級就是一個(gè)離心泵,。
3 保護(hù)器
是電潛泵所特有的,。其 位于電機(jī)與氣體分離器之間,上端與分離器相連,,下端與電機(jī)相連,,起保護(hù)電機(jī)作用。
4 氣體分離器
氣體分離器,,又叫油氣分離器,,位于潛油泵的下端,是泵的入口,。其作用是將油井生產(chǎn)流體中的自由氣分離出來,。
5 測壓裝置
電潛泵井測壓系統(tǒng)有兩大類,一類是電子式的,,一類是機(jī)械式的,。主要用于監(jiān)測油井的供液和電機(jī)工作溫度情況。
6 單流閥
其作用主要是:保持足夠高的回壓,,使得泵在啟動(dòng)后能很快在額定點(diǎn)工作,;防止停泵后泵以上流體回落引起機(jī)組反轉(zhuǎn)脫扣;便于生產(chǎn)管柱驗(yàn)封,。
7 泄油閥
是檢泵作業(yè)上提管柱時(shí)油管內(nèi)流體的排放口,,以減輕修井機(jī)負(fù)荷和防止井液污染平臺甲板和環(huán)境。
8 動(dòng)力電纜電機(jī)與地面供電和控制系統(tǒng)相聯(lián)系,,傳送電力紐帶和PSI/PHD信號的通道,。
9 電纜護(hù)罩電纜護(hù)罩與電纜一起通過綁帶固定在油管外表面,,防止電纜在下井過程中受到機(jī)械損傷。
10 扶正器
扶正器主要用于斜井,,位于電機(jī)尾部,,使電機(jī)居中,使得電機(jī)外部過流均勻,,散熱環(huán)境好,,防止電機(jī)局部高溫而損壞。
螺桿泵采油系統(tǒng)構(gòu)成地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵與潛油電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿泵
地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵
地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵的動(dòng)力裝置在地面,,其原動(dòng)機(jī)一般是電機(jī),,通過不同的傳輸方式將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸?shù)骄谏戏降尿?qū)動(dòng)頭,然后通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵的轉(zhuǎn)子進(jìn)行抽油,。因此它也是由地面和地下兩大系統(tǒng)組成,。
地面系統(tǒng)
包括傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)頭和聯(lián)軸節(jié)總成三大部分,。

螺桿泵的傳動(dòng)系統(tǒng)組成示意圖
井下系統(tǒng)
一般主要由定子,、轉(zhuǎn)子、回轉(zhuǎn)筒,、限位器,、抽油桿、抽油桿扶正器,、定子扶正器,、尾管、封隔器,、錨定裝置等組成,。地面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)頭和聯(lián)軸節(jié)總成三大部分,。
潛油電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿泵
與電潛泵基本組成基本相似,,所有運(yùn)動(dòng)件都在地下。地下抽油系統(tǒng)由潛油電機(jī),、齒輪減速器,、保護(hù)器、撓性軸和潛油螺桿泵及吸入口等組成,。諸如泄油閥,、測壓閥等管柱附件和地面系統(tǒng)與電潛泵一樣。

潛油電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿泵井下系統(tǒng)
電潛泵機(jī)組安裝過程入井前檢查,、設(shè)備入井
入井前檢查
入井前需要對地面設(shè)備,,井下機(jī)組,電機(jī),、保護(hù)器,、分離器,、離心泵及電纜等分別進(jìn)行檢查。
設(shè)備入井
常規(guī)機(jī)組順序?yàn)榉稣?井下傳感器+電機(jī)+保護(hù)器+分離器+泵+泵出口+油管,。
其它舉升技術(shù)類型水力射流泵和氣舉采油
水力射流泵
水力射流泵簡稱射流泵,,是一種特殊的水力泵。
工作原理
射流泵通過噴嘴將動(dòng)力液高壓勢能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱?dòng)能,。在喉管內(nèi),,高速動(dòng)力液與低速產(chǎn)液混合,進(jìn)行動(dòng)量交換,。通過擴(kuò)散管將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓,,將混合物采到地面。
氣舉采油
氣舉采油是指人為地從地面將高壓氣體注入停噴的油井中,,以降低舉升管中的油壓梯度,利用氣體的能量舉升液體的一類人工舉升方法,。
工作原理
基于U型管原理,,通過地面向油套環(huán)空(反舉)或油管(正舉)注入高壓氣體,使之與地層流體混合,,降低液柱密度和對井底的回壓,,建立起將液體舉升到地面的生產(chǎn)壓差,從而提高油井產(chǎn)量,。
氣舉系統(tǒng)組成示意圖