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,當油藏能量不足以靠自身能量使石油沿井筒流至地面時,,必須人為的補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,,機采電泵系統(tǒng)構(gòu)成及各部分功能及海上電潛泵機組安裝過程等,。
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充能量,,維持一個低的井底生產(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,,一開始就不能自噴的油井,,我們就必須安裝一個合適的人工舉升裝置來進行油氣的開采。
井底為節(jié)點的節(jié)點分析圖
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運動進行驅(qū)動的抽油方式。
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)是把離心泵和電動機下入井中,把油舉升到地面的采油技術(shù),。
電潛泵是由多級葉導輪串聯(lián)在一起的一種電動離心泵,,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,密封內(nèi)的腔體由泵的吸入端向排出端運動,。當螺桿泵在井下液體中工作時,,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,,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,、潛油泵,、保護器、分離器,、測壓裝置,、動力電纜、單流閥,、測壓閥/泄油閥,、扶正器、電纜護罩組成,。
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
電潛泵電機又叫潛油電機,,它是電潛泵機組的原動機,,一般位于最下端。工作原理與普通三相異步電機一樣,,把電能轉(zhuǎn)變成機械能,。
2 潛油泵
潛油泵為多級離心泵,。電潛泵分節(jié),節(jié)中分級,,每級就是一個離心泵,。
3 保護器
是電潛泵所特有的。其 位于電機與氣體分離器之間,,上端與分離器相連,,下端與電機相連,起保護電機作用,。
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,,一類是機械式的。主要用于監(jiān)測油井的供液和電機工作溫度情況,。
6 單流閥
其作用主要是:保持足夠高的回壓,,使得泵在啟動后能很快在額定點工作;防止停泵后泵以上流體回落引起機組反轉(zhuǎn)脫扣,;便于生產(chǎn)管柱驗封,。
7 泄油閥
是檢泵作業(yè)上提管柱時油管內(nèi)流體的排放口,以減輕修井機負荷和防止井液污染平臺甲板和環(huán)境,。
8 動力電纜電機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 電纜護罩電纜護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械損傷,。
10 扶正器
扶正器主要用于斜井,,位于電機尾部,,使電機居中,使得電機外部過流均勻,,散熱環(huán)境好,,防止電機局部高溫而損壞。
螺桿泵采油系統(tǒng)構(gòu)成地面驅(qū)動螺桿泵與潛油電機驅(qū)動螺桿泵
地面驅(qū)動螺桿泵
地面驅(qū)動螺桿泵的動力裝置在地面,,其原動機一般是電機,,通過不同的傳輸方式將電機的轉(zhuǎn)動傳輸?shù)骄谏戏降尿?qū)動頭,然后通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵的轉(zhuǎn)子進行抽油,。因此它也是由地面和地下兩大系統(tǒng)組成,。
地面系統(tǒng)
包括傳動系統(tǒng),、傳動頭和聯(lián)軸節(jié)總成三大部分。
螺桿泵的傳動系統(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)動系統(tǒng)包括傳動系統(tǒng),、傳動頭和聯(lián)軸節(jié)總成三大部分。
潛油電機驅(qū)動螺桿泵
與電潛泵基本組成基本相似,,所有運動件都在地下,。地下抽油系統(tǒng)由潛油電機、齒輪減速器,、保護器,、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,。
潛油電機驅(qū)動螺桿泵井下系統(tǒng)
電潛泵機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,,井下機組,,電機、保護器,、分離器,、離心泵及電纜等分別進行檢查。
設(shè)備入井
常規(guī)機組順序為扶正器+井下傳感器+電機+保護器+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力液高壓勢能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賱幽?。在喉管?nèi),,高速動力液與低速產(chǎn)液混合,進行動量交換,。通過擴散管將動能轉(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