潜油电泵采油工艺设计样本.docx

1、潜油电泵采油工艺设计样本潜油电泵采油工艺设计一、设计概要潜油电泵是油田中使用一种重要无杆采油设备。近几年来，特别是国外，生产现场装机总容量超过了20%，是油田高产稳产重要手段。典型潜油电泵系统重要由地面某些和井下某些构成。地面某些重要涉及：变压器、控制屏和接线盒；井下某些涉及：井下管柱、井下电缆、多级离心泵、气液分离器、保护器和潜油电机。动力通过电缆传递给井下电机，使潜油电机带动多级离心泵旋转，将井下液体举升到地面。1.1设计目 通过设计计算，理解潜油电泵采油系统构成，工艺方案基本设计思路，设计内容，掌握方案设计基本办法，环节以及设计中所涉及基本计算，加强系统工程训练，培养分析和解决实际工程问

2、题能力。1.2设计内容依照油井基本状况，通过潜油电泵举升系统设计计算：1.2.1 拟定油井产能1.2.2 拟定井筒压力温度。井筒压力温度预测重要是依照油井基本资料，计算井筒泵如下温度及压力分布，得到泵入口温度及吸入压力。1.2.3拟定泵入口气液比。泵入口气液比是选取气液分离器根据，依照油井基本资料、泵入口压力温度及流体物性计算办法计算泵入口气液比。1.2.4拟定潜油电泵系统设备1.2.4.1气液分离器。依照供选取分离器分别计算安装分离器后进泵气液比，由设计原则（进泵气液比规定）选用气液分离器。气液分离器效率越高，成本越高，普通只需要选取满足设计原则分离器。1.2.4.2选取多级离心泵。潜油电泵

3、选取重要是选取泵型及计算所需要级数。依照计算出来油井产量、总扬程，并由供选取离心泵特性曲线来选取配备多级离心泵。1.2.4.3选取潜油电机。当潜油泵型号、扬程及所需要级数被拟定后来，计算泵所需功率。选取电机功率还应考虑分离器和保护器机械损耗功率。普通状况下，气液分离器机械损耗功率为1.5KW，保护器为1.0KW。1.2.4.4选取潜油电缆。潜油电缆选取重要是拟定电缆型号及压降。电缆电压降普通应不大于30V/304.8m，电流不能超过电缆最大载流能力。从成本角度考虑，电压降越小，成本越高，普通只需选取满足规定电缆。1.2.4.5选取变压器。选取变压器就是拟定系统所需要变压器容量，其容量必要可以满

4、足电机最大负载启动，应依照电机负载来拟定变压器容量。1.2.4.6选取控制屏。普通控制屏就是依照现场使用条件和潜油电泵机组性能规定来进行选取，但重要还是依照电机功率、额定电流和地面所需电压来选取控制屏容量，以保证电机在满载状况下长期运营。1.3 设计原则为了合理地选取潜油电泵设备，使其运营最可靠及最经济，在进行选泵设计时，必要遵循如下几点原则：1.3.1满足设计产液量规定；1.3.2选取潜油电泵，必要使泵在最高效率点或最高效率点附近工作，使泵效尽量达到最高；1.3.3潜油电机输出功率必要可以满足泵举升液体所需要功率要 求；1.3.4电缆、控制屏及变压器选取，在保证套管尺寸规定状况下，电缆耐压和

5、型号选取要尽量大某些，以减少其功率损失。为了考虑后来更换排量大某些泵，控制屏和变压器容量选取要稍大某些；1.3.5进泵气液比不能超过10%。二、油井基本数据及假设条件2.1油井基本数据：油藏中部深度2500m，地层压力18MPa，原油饱和压力12MPa，地层温度80，井口温度20，关于尺寸为（内径62.0mm），套管尺寸为（内径198.8mm），原油相对密度0.8，地层气相对密度0.65，油井含水率80%，生产汽油比为300产业指数40m3/（dMPa）,生产井口油、套压分别为0.8MPa、0.2MPa，电网电压为4000V，频率为50Hz，按设计产液量240m3/d，泵挂深度2400m。2.

6、2假设条件2.2.1设计产液量下泵入口如下混合平均相对密度为0.83，摩阻梯度为0.51Pa/m 2.2.2井口流体温度分布呈线性分布，且机组先后温度梯度一致2.2.3设计产液量下机组对流体加热升温4.02.2.4电缆环境温度等于其井筒流体温度2.2.5忽视机组长度三、潜油电泵工艺设计计算3.1油井产能预测及流压拟定绘制IPR曲线：由J=40m3/（dMPa），pr =18MPa，Pb=12MPa；=JL(-)=40(18-12)=240；=+=240+4012/1.8=506.7；=+=506.7+=572.3；f=- / （0）= (-/JL)+0.125(1-) = ( - /JL)-(

7、9-8 )( - )/ (10%其中 -泵入口游离气流量； -泵入口原油流量 ； -泵入口地层水流量； 因此选取安装气液分离器。3.5气液分离器型号选取计算：由GLRp=；令GLRg=10%则=73.8%则可以选取=88%II型旋转式气液分离器3.6井下泵排量及出口压力计算：3.6.1井下泵排量计算=(1-)=11.82井下泵排量应等于泵入口原油流量、地层水流量与经分离器后游离气流量，即Qpm=+=269.82。GORs=25.73依照泵入口气液比由查图得平均摩阻梯度138Pa/m，平均混合物相对密度0.9253.6.2泵出口压力计算：依照井口油压0.8MPa从井口到井底计算得井底压力：P=0

8、.8+1382400/1000000+0.9252.49.81=22.9MPa压力分布曲线图3.7选取多级离心泵：依照设计规定选取井底排量在269.82m3/d所相应最高泵效，并且在最高效率点附近工作潜油电泵，对比附录中三种泵工作特性曲线选取R-DN1800泵，从而读出泵效为73%，扬程为3.4m。拟定泵总扬程：=1292m级数N=H/3.4=380由设计懂得选取泵效率最大73%，单级泵扬程3.4m。选取R-DN1800泵；则=50.2KW3.8潜油电机选取考虑泵所需功率及分离器损耗功率1.5KW，保护器损耗功率1KW，因而电机应提供功率为P=50.2+1+1.5=52.7KW依照附表所列几种

9、电机选取562系列电机：外径142.7，功率55.93KW、电压1150V、电流39.5A。3.9潜油电缆压降计算由泵出口及井口温度分布计算井筒平均温度为（81.44+20）/2=50.72依照选取电机电流为39.5A，结合电缆压降附表选取#4Cu-#2AL型号电缆。工作环境为40-95，工作压降每304.8m压降20V。电缆压降为 由插图得压降为20V/304.8m3.10变压器容量计算：=89.6KVA由=U+U=1309.45V由总电压为1309.45V，额定电流为39.5A因此选取型控制屏电压1500V，电流80A。四、潜油电泵设计报表设计数据设计成果设计产液量240.0m3/d气液分

10、离器II型旋转式气液分离器设计油压0.8Mpa离心泵R-DN1800泵设计套压0.2Mpa 离心泵级数380级设计泵深2400m泵效73%设计频率50Hz泵扬程1292m电网电压4000V泵吸入气液比25.73油管尺寸62.0mm泵入口压力11.18572MPa套管尺寸198.8mm泵排出压力22.9MPa产层中深2500.0m泵所需功率50.2KW地层静压18.0Mpa潜油电机型号562系列电机地层温度80。C电机铭牌电压1150V井口温度20。C电机铭牌电流39.5A含水率80%电机铭牌功率55.93KW汽油比300m3/m3电机保护器胶囊式保护器原油相对密度0.8电缆型号#4Cu-#2AL型号电缆地层水相对密度1.02电缆长度2430m气体相对密度0.65电缆总压降159.45V原油泡点压力12.0Mpa地面电压1309.45V油井流入动态油气水三相渗流变压器SSQY系列测试流压13.0Mpa变压器容量89.6KVA测试流量200.0m3/d控制屏型控制屏流体密度校正不校正接线盒普通接线盒