什么是电动潜油泵?
一个电动潜油泵,缩写ESP,是一种人工电梯使用电动马达驱动多级离心泵提升资源。
在这篇文章中我们将探讨下列主题:
- 为什么生产者选择使用esp
- 一个ESP系统的组件
- 它是如何运行的
- 优点和缺点相比其他形式的人工升力
为什么石油和天然气生产商使用电动潜油泵
生产商使用人工举升系统在90%以上的油井。人工电梯是用来增加生产液体和当水库不再需要有足够的能源以经济利率自然生产,或在新井提高早期产量。
一个有效的和通用的方法人工升降电动潜油泵。
生产商可以选择使用一个ESP系统因为它们安静,安全,只需要一个小表面足迹。
他们有一个广泛的泵操作和能容纳流体性质的变化和流速的生活。他们也适用于许多腐蚀性环境。
ESP系统简化
ESP系统由多个阶段的离心泵连接到一个潜水电机。汽车是由重型电缆连接到表面控制。
电机旋转的轴连接到泵。旋转叶轮吸引液体通过泵的吸入口,加压提升它的表面。
反向放电设计配置相同,除了泵阶段是倒向油井注入液体形成的表面。这个配置通常用于注入水处理井。
让我们更详细地看看每个组件。
一个ESP系统的组成部分
传感器
为了优化性能,运营商可以安装井下传感器通信的实时系统数据,如进水和排水压力,泵的温度,振动。
通常情况下,生产商监测泵通过SCADA(监控和数据采集)系统。当它检测到一个泵之外,设置点,阅读一个传感器实时提醒操作员和变化可以远程或由表面自动控制器。
电动马达
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潜水泵是由一个电动马达。电动机和马力评级的大小取决于阶段的数量需要产生足够的压头提升液体表面。
由于电机的大小不同,ESP井下设备的整体长度和直径是由电机的大小。
电机温度会增加操作时,但通过冷却液被吸入泵。运动充满了合成油电气保护和润滑,也有助于均匀分散产生的热量。
密封腔
密封腔隔离和保护发动机免受有害液体,使得车内外的压力在井筒内的油压马达。
它也吸收产生的轴向推力泵推力轴承产生和消散热量。
泵轴,泵摄入和阶段(叶轮和扩压器)
轴
泵叶轮的轴连接电机密封腔。轴被设计成尽可能小的直径,不考虑其强度;这允许更大的卷通过泵的吸入口。
有不同的轴材料不同的腐蚀性和耐腐蚀性,马力需求和抗拉强度。
泵摄入量标准、逆流式和动态
泵的吸入口的流体进入潜水泵和直接进入叶轮。使用不同类型的摄入量根据流体性质,特别是气液比(GLR)。标准设计不单独的气体,因此用于油井生产低气液比。
气体分离与相对较高的GLR井流,生产商使用逆流或旋转泵的摄入量。
- 在一个逆流式泵的摄入量自由气体流动的流体产生的外部逆流摄入屏幕然后转向进入屏幕的顶部的穿孔。然后流到摄取港口,然后回到第一个泵级。
这些逆转方向允许自然较轻的气体从液体的分离。分离气体传播套管环空和退出在井口套管。再反向路径可以利用增加气体的分离的液体。
- 一个回转泵吸入,也称为动态气体分离器,利用力来帮助独立的气体。旋转分离器的工作类似于一个离心机。它利用旋转室、桨轮或诱导涡传授流体离心力。
转子或诱导涡力量较重的液体向外&允许自由气体迁移到通过放电室的中心和出口港口回。气体分离器组件通常是在串联连接,以提高整体效率高气体应用程序。
离心泵叶轮和扩压器)阶段
离心泵的阶段是增加流体的压力。每个阶段都是由一个旋转叶轮和静止的扩散。阶段可以堆叠逐步增加压力直到所需的流量。
流体穿过一个旋转的叶轮,它的动能增加,或速度。然后进入扩散器,将能量转化为势能,增加了出口压力。液体重复这个过程每个阶段的泵。
这个操作将继续直到液体达到设计流量压力。增加的压力称为总开发负责人(TDH)的泵。
ESP的叶轮运行至关重要,因为他们确定流量。径向流叶轮叶片角度接近90度,通常降低流速。混流式叶轮叶片角度接近45度,更高的流量。
电力电缆
电力电缆提供所需的电力的ESP电机表面。它将带状或绑在生产油管间隔从井口以下马达来支持它的重量,保持机械磨损的发生。
这是一个特制的电力电缆为严酷的环境,一个持久的最外层不受物理和电气恶化。
止回阀
止回阀可以螺纹油管,几个关节以上泵。保持上述油管安装时,泵的充满液体的泵不运行。
ESP的表面组件包括电源、通讯设备和ESP控制器。
控制器
ESP控制器保持适当的流泵电动机的电力。根据不同的应用程序中,使用变速或软启动控制器。
- 变速传动(VSD)可以是手动或自动。自动变速驱动读取由SCADA系统和记录井下数据调整电动机转速优化生产速度。VSD允许泵连续或间歇地使用。
- 软启动控制器运行速度只有一个。防止电机在高负荷下一开始,慢慢将水泵电机其设计操作速度和认为,单一的速度。
使用电动潜油泵的优点
- 适应高度倾斜或水平井,但必须设置在直线部分。
- 允许使用最小的地下空间控制和相关的生产设施。
- esp是安静,安全,需要一个更小的表面足迹与其他电梯系统相比,使他们在近海和环境敏感地区的最佳选择。
- 高容量的能力。esp可以容纳流体性质和流量的动态演化的生命。
- 提供了增加削减量和水带来的压力维护和二次开采业务。
- 允许给生产即使在钻井和井在油井附近工作。
- 适用于各种腐蚀性环境。水泵可以生产高档、耐腐蚀材料的应用程序high-GOR体液,高温和液体含有腐蚀性酸性气体。
使用电动潜油泵的缺点
- 在生产中只能容忍最小比例的固体。虽然特殊泵与硬化材料存在,特别是运行时可以严重损害与高百分比的沙子和固体液体。
- 昂贵的删除操作和生产损失发生在纠正井下故障。
- 低于400 BBLD卷,功率效率急剧下降;esp不是特别适应利率低于150 BBLD。
- 需要相对较大(大于4½-。外径)套管尺寸中等- high-production-rate设备。
