1、內 容 提 要本書詳述了潛油電泵機組的原理和組成!選擇配套設計!現(xiàn)場施工及其工具!材料"潛油電纜的連接及其工具!材料"潛油電泵井運行管理!維護保養(yǎng)!故障分析及處理"潛油電泵機組的 拆檢與組裝"以及常用的技術數(shù)據(jù)和工程圖表等內容#本書適應于從事潛油電泵現(xiàn)場技術服務和潛油電泵井管理的工程技術參考使用#在版編目!"#"數(shù)據(jù)潛油電泵技術服務手冊$邵永實"師世剛"劉軍主編!北京%石油工業(yè)""#$!%&()*+,#"-+$*$#+.! 潛&"! 邵&#! 深井潛油

2、泵+技術手冊$!/0%.+1"館 2&3"#$(第#*$",-號潛油電泵技術服務手冊邵永實 師世剛 劉 軍 主編%石油工業(yè)北京安定門外安華里"區(qū)-號%44456789:6;<5=:>5=?-#-(總機%#-#(1$"1"".部%#-#(1$"-#.%"經 銷新華書店排 版%北京乘設偉業(yè)科技排版中心排版印 刷%北京晨旭印刷廠印刷"#$年%月第-版"#$年%月第-次印刷%A-%$毫米開本%-$-1印張%5*,字數(shù)%"$.千字 印數(shù)%-+"#,#冊定價

3、% #5#元如出現(xiàn)印裝質量問題"我社所有部負責調換(潛油電泵技術服務手冊編委會!楊元建!劉新合副邵永實委員!李秀思梅思杰張斌房永奇師世剛劉軍姚德來李斌李慶杰編寫組成員主編!邵永實師世剛劉軍編寫人!孟憲軍史忠武王登閣劉成殷紅文劉彤李大虎前言隨著我國石油工業(yè)發(fā)展和油田開發(fā)的需要!為了提高油田采油速度和最終采收率!應用機 械采油方法是整個油田開發(fā)過程中的一個重要步驟" 潛油電泵作為一種重要的機械采油設備!由于它具有其他機械采油設備所沒有的特點!在油田的開采上起著越來越重要的作用!其 采油工藝技術得到不斷完善和發(fā)展"選用潛油電泵大排量采油!是油田長期穩(wěn)產的重要之一&quo

4、t;為了使油田從事潛油電泵現(xiàn)場技術服務的工程技術!更好地掌握潛油電泵實際操作技能!適應潛油電泵現(xiàn)場技術服務的需要!以大慶油田力神泵業(yè)生產的-$.系列潛油電泵機組為基礎!結合國內外潛油電泵的使用情況!編寫了#潛油電泵技術服務手冊$一書"本書系統(tǒng)介紹了潛油電泵機組的及原理%選擇設計%現(xiàn)場安裝%應用管理%現(xiàn)場故障分析與處理%機組拆檢%工具及儀表%常用工程圖表等內容"本書側重于現(xiàn)場技術服務方面的操作程序及標準!適應于潛油電泵現(xiàn)場技術服務使用!同時也可作為從事潛油電泵采油的工程技術的參考書"在編寫過程中!得到了大慶油的大力協(xié)作和支持!在此一并表示衷心的田力神泵業(yè)感謝&quo

5、t;及大慶油田各采油廠有關由于時間比較倉促!資料收集不夠全面!在本書編寫過程中難免會存在一些問題當之處和錯誤!敬請使用者和其他讀者批評指正!以便在今后進一步充實和完善"不編 者"#$年月目錄第一章 潛油電泵的組成#!-"!""!$"!,"!1"!"第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)第八節(jié)潛油泵# 油氣分離器# 保護器# 潛油電機# 潛油電纜# 變壓器 #柜 #潛油電泵附屬設備 #!-"!-,"!"$"!"%"!"%"!

6、."!.,"!.%"!$."!$%"!,""!,""!,."!,."!,$"!,"!,1"!,"!,%"!,%"!,%"!1#"!1#"!1-"!1,"!1,"!1,"第二章 潛油電泵的選擇設計 #第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)一般知識 # 選泵資料及程序 # 氣體計算 # 油井產能計算 # 潛油電泵的選擇 #變速潛油電泵的選擇 #第三章 潛油電泵的安

7、裝形式 #第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)標準安裝形式 #注 采系統(tǒng) #增壓泵系統(tǒng) #底部吸系統(tǒng) #底部排出口系統(tǒng) #液體導流護罩的應用 #水平注水電泵 #第四章 安裝與維修需用的設備!工具!儀表及材料 #第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)設備工具儀表材料# # #常用儀表的操作# #第五章 潛油電泵施工程序第一節(jié)第二節(jié)施工準備及要求潛油電泵機組的安裝 #第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)潛油電泵井口的安裝 #地面設備的安裝 #潛油電泵井的啟動投產 #潛油電泵井起泵作業(yè) #!1"!1%"!*#"!*""!*."!*."!*.&q

8、uot;!*,"!*,"!-"!,"!,"!,"!,"!*"!%"!%"!%""!%$"!%1"!%*"!%"第六章 潛油電纜的連接 #第一節(jié)第二節(jié)需用的工具$儀表及材料#潛油電纜連接程序 #第七章 潛油電泵故障分析及處理 #第一節(jié)第二節(jié)運行電流卡片的分析 #潛油電泵故障分析及處理方法 #第八章 潛油電泵井運行管理 #第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)潛油電泵井應取資料 #潛油電泵井的調參 #潛油電泵正常維護保養(yǎng) #潛油電泵井技術指標 #第九章

9、潛油電泵的組裝與拆檢 #第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)工具$工裝$量具$儀表與設備#潛油泵的組裝與拆檢分離器的組裝與拆檢# # #吸的組裝與拆檢保護器的組裝與拆檢潛油電機的組裝與拆檢 #第十章 潛油電泵技術資料#!-#,"!-#,"!-#1"!-#1"!-#*"!-#"!-#%"!-#"!-""!-$"!-$"!-,"!-*"!-%"!-"-"!-"."第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)第八節(jié)

10、第十一章第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)不平衡度的計算# 電壓波動#潛油電機啟動轉矩的計算#潛油電機運行與電源頻率的關系# 潛油泵技術數(shù)據(jù)#設備安裝的計算#潛油電纜電阻值的計算#定向井最大曲率的計算#常用工程圖表#常用計量換算#美國石油工程學會!B3&"管材 #相對密度校正#B3&度或波美度$相對密度$重度和磅力%加侖當量表 #不同直徑套管的選泵規(guī)范# 油水相對密度#第七節(jié)第八節(jié)第九節(jié)第十節(jié)第十一節(jié)第十二節(jié)第十三節(jié)第十四節(jié)第十五節(jié)第十六節(jié)第十二章第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)粘度換算#!-"."!-","!-"1&

11、quot;!-"*"!-""!-""!-"%"!-.""!-.$"!-.$"!-.,"!-.,"!-$."!-$"!-$"!-$,"液體流速與排量的關系#在油田溫度條件下無氣原油的粘度#在油層溫度及由飽和下含飽和氣體的原油粘度#及原油重度溶解度#乳化對原油粘度的影響# 損失曲線#不同型號電纜井溫與電流的關系曲線#計算泡點計算泡點或溶解度的曲線圖#下液體地層體積的曲線圖#潛油電泵性能參數(shù)#潛油電機性能參數(shù)#潛油泵性能參

12、數(shù)#保護器性能參數(shù)# 油氣分離器性能參數(shù)#測溫$測壓裝置技術參數(shù) #第一章潛油電泵的組成潛油電泵機組是一種無桿井下機械采油設備!其作用就是將井下的液體抽送到地面" 通常潛油電泵機組主要由三大部分組成!其管柱示意圖如圖!所示"圖!潛油電泵管柱示意圖!變壓器$"柜$# 接線盒$ 出油干線$!井口$& 電纜$ 泄油閥$( 單流閥$%)泵$!* 分離器$! 保護器$!"電機%!&井下部分潛油泵(分離器%吸%"&地面設備變壓器柜"%#&輔助設備扶正器(測溫測壓裝置(單流閥(泄油閥井口(接線盒""

13、;一般情況下!在油井上常用的為潛油電泵機組有兩種方式!即定頻和變頻慶)! )!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊定頻方式!中國· 大慶"" "!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成潛油電泵機組的工作原理是以電能為動力源!電網電壓首先經過變壓器改變電壓后輸入柜!通過潛油電纜將電能傳給潛油電機!潛油電機將電能轉換為機械能!帶動潛油泵高到速旋轉!潛油泵中的每級葉輪"導殼均使井力逐步提高!在潛油泵出口處達到潛油電泵機組要求的舉升揚程!所提升的井液

14、通過油管被舉升至地面!再通過地面管線傳輸至地面集輸系統(tǒng)# 潛油電泵機組的特點如下%&!排量范圍大(&"揚程高(&#可以根據(jù)產液變化要求進行變頻調速(&$地面設備占用面積和空間小!適用于海上平臺(&%使用長(&&便于管理(&可適用于斜井與水平井#第一節(jié)潛油泵一!潛油泵的結構潛油泵的裝配方式可分為浮動式泵"部分壓緊式泵和整體壓緊式泵#其結構主要可分為兩部分!即轉動部分和固定部分# 轉動部分主要由軸"鍵"葉輪"止推墊片"隔套"軸套和固定螺母或軸用彈性擋圈等部件組成#

15、固定部分主要由導輪"泵殼"+ 形密封圈"上下接頭等部件組成#泵的殼與殼之間用法蘭連接!軸與軸之間用花鍵套 連接#對于浮動式泵!全部為浮動式葉輪!并裝有軸套和軸用彈性擋圈(對于壓緊式泵!全部為壓緊式葉輪!并裝有壓緊螺母和兩半環(huán)(對于部分浮動式泵!有部分浮動式葉輪和部分壓緊式葉輪!并裝有壓緊螺母和兩半環(huán)#如圖! "所示#潛油泵按葉輪旋轉方向分為順時針旋轉方向和逆時針旋轉方向&泵處在工作位置時由上往下看# 對逆時針旋轉的泵來說!為防止螺紋退扣!要在接頭與殼體之間焊防倒塊#二!潛油泵的工作原理潛油泵是在井下工作的多級離心泵!它的工作原理與地面離心泵相同#

16、當充滿在葉輪流道內的液體在離心力的作用下!從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪四周時!液體受葉片的作用!使和速度同時增加!并經導輪的流道被引向次一級葉輪# 這樣!逐級流過所有的葉輪和導輪!進一步使液體的壓能增加!逐級疊加后就獲得一定的揚程!從而將井液舉升到地面#圖!潛油泵"慶)# )!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊三!潛油泵的結構特點!,直徑小!級數(shù)多!長度大由于受油井套管!約在!"!#$*-"的限制#泵的外徑比較小#一般泵的外徑在(!*- 之間$但是由于所要求的壓頭高達!*- 或更高#甚至達到#*- 以上#所

17、以#泵的級數(shù)多%長度大#由于制造工藝和現(xiàn)場安裝等因素影響#一般可分為若干節(jié)$",軸向卸載!徑向扶正為了消除軸向力#采用了軸向卸載機構$各級葉輪上均裝有止推墊片#承受泵的軸向力$當泵工作時#葉輪止推墊片壓在導輪上#這樣軸向力就可通過導輪逐級傳遞到泵殼上去#而導 輪止口與葉輪裙部相摩擦#則起到多級扶正的作用#保證了軸不彎曲運行$#,泵吸裝有特殊裝置潛油電泵在工作時#輸送的是多相流體介質#即液相!油和水"%氣相!自由氣體"和固相!砂%蠟%鹽和其他機械雜質"#各相對泵的工作特性都有獨特的影響#尤其是氣體和砂的影響最為嚴重$所以#在使用潛油電泵時#必須根據(jù)油井實際

18、情況#在泵吸防砂裝置#以減少氣體和砂子進入潛油泵$,泵出口處上部裝有單流閥和泄油閥安裝氣體處理裝置和為了保證潛油電泵容易起動#在泵的出口處上部裝有一個單流閥$當停泵以后#單流閥關閉#油管內充滿井液$根據(jù)離心泵的工作原理#這樣潛油電泵的啟動要容易一些$同時#由于單流閥的作用液體倒流#避免了泵葉輪倒轉發(fā)生卸扣現(xiàn)象$但是#安裝單流閥以后#在起泵時就會油流滿地#給起泵作業(yè)帶來一定的$為了克服這一缺點#在單流閥的上部安裝一個泄油閥#在起泵時#投入金屬棒#將泄油閥銷釘在切口處撞斷#使其連通孔打開#這樣井液就會從油管中流到油套管環(huán)形空間$三!潛油泵的型號及性能參數(shù)潛油泵的型號&潛油泵的性能參數(shù)&am

19、p;包括排量%壓頭!揚程"%軸功率%效率%轉速等#一般都在潛油泵的銘牌上給出$此外#潛油泵可以按照油井地質情況和實際需要#進行防腐%防砂%防垢處理#以適應不同油井的需要$中國· 大慶$ !"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成第二節(jié)油氣分離器油氣分離器是潛油電泵機組的一種備選部件! 如果油井含有游離氣體"則需要選用油氣分離器"以消除氣體對潛油泵工作特性的影響!否則"就要選用吸"吸可單獨使用"也可和潛油泵制做在一起!一!油氣分離器的作用油氣分離器有兩個基本作用"一是

20、作為井液進入潛油泵的吸#二是當混氣液體進入離心泵之前"先通過分離器進行氣$液兩相分離!被分離出的氣體進入油$套管環(huán)形空間"液體則進入潛油泵內"這樣就可以避免氣體對泵產生氣蝕"減少氣體對潛油泵工作性能的影響"從而提高泵效及延長泵的使用"使?jié)撚碗姳脵C組能夠正常運轉!二!油氣分離器的種類按氣體從混合液分離的方式及其結構的不同"可把分離器分為三種類型&沉降式重力式(氣液分離器$旋轉式離心式(氣液分離器和渦流式氣液分離器!三!旋轉式分離器的結構旋轉式分離器主要是由誘導輪$葉輪$導輪$分離腔$分流殼$軸及上$下接頭等部件所組成&

21、quot;其結構如圖! #所示!四!旋轉式分離器的工作原理當含氣液體進入分離器后"液氣混合物在高速旋轉 "(*! #*.)-/0(的分離器轉子內作勻速圓周運動! 液體所受的離心力為!#*!($!*"%*&*"!式中流體所受的離心力"1#流體的質量"23#運動圓周的半徑"-#轉速".)4!%& 由上式可以看出"在運動速度一定的情況下"質量越大的物體"所產生的離心力就越大!井液由下接頭的吸進入分離器后"被螺旋狀的誘導輪引入到低壓吸入葉輪"然后低壓吸入葉輪

22、使液氣混合物產生一個穩(wěn)定壓頭!葉輪甩出的液氣混合物的流向"經導向輪由徑向變?yōu)檩S向圖!旋轉式分離器#后進入分離腔!分離器內高速旋轉的分離器轉子"將液氣混合慶*% *!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊分離器外壁!進入分流殼流道供泵抽汲" 輕的氣體或較輕的氣液乳化流至分流殼!從出氣孔進入油套管環(huán)形空間!即完成了油氣分離過程"要優(yōu)點是依據(jù)液體密度與氣體密度的較大差異所產生的離心力的差異所以分離效率比較高" 根據(jù)國內料介紹和現(xiàn)場試驗!這種分離相總體積#*5的游離氣體!并且分離效率高達)*5以上&qu

23、ot;能夠有效地游離氣體!提高多級離心泵的效率" 如果油井含氣量超過#*5!可采號第三節(jié)保護器的重要組成部分之一!所起的作用是通過些文獻資料中!也將保護器稱作密封段"井液和電機潤滑油來保種類保護器的作用基本上有四個$圖!保護器$%!&密封電機的動力端!防止井液進入電機內部%"&在運行過程中!對電機內潤滑油的膨脹和收縮有容納和補償作用!同時!平衡電機內外腔%#&承受來自多級離心泵的軸向力%$&連接電機和泵%分離器&!為泵傳遞動力"目前!國內外在潛油電泵機組中所使用的保護器種類很多!但從其原理來看!使用比較普遍的有兩種

24、!即沉淀式和膠囊式保護器"二!膠囊式保護器膠囊式保護器有單膠囊式和雙膠囊式兩種" 這種保護器上部為膠囊#下部為沉淀式的復合結構"主要由膠囊#單流閥#機械密封#沉淀室#沉淀管#止推軸承#殼體#軸和上#下接頭等組成"如圖! $所示"膠囊式保護器主要是依靠膠囊來實現(xiàn)井液和電機油的目的"在進行潛油電泵機組安裝時!給保護器膠囊外腔注滿電機油!并將膠囊壓縮成收縮狀態(tài)" 當電機運行時!由于溫度升慶)& )!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章潛油電泵的組成高!電機和保護器中的電機油受熱膨脹而進

25、入保護器膠囊內腔!使膠囊膨 擠入油套管環(huán)形空間"當電機繼續(xù)運行溫度達到最高時!膠囊膨脹到最將通過安裝在膠囊上的單流閥進入保護器外腔"當電機停止運行時!電電機油補充給電機!膠囊收縮!井液進入膠囊外腔!同時單流閥關閉"當保護器重復上述過程"當膠囊破裂以后!由于膠囊下部有沉淀室!保護器仍可以繼續(xù)起到沉三!沉淀式保護器沉淀式保護器主要由機械密封#沉淀室#沉淀管#止推軸承#殼體#軸沉淀式保護器是根據(jù)井液#電機油兩種液體的密度不同!利用沉淀的!保證井液不能從連通系統(tǒng)進入電機" 機組下入井底后!隨著油出部分電機油!同時井液進入上部脹縮管和上腔體底部"

26、;啟動電機使機 時!電機油不再膨脹!此時保護器電機油呼出量達到最大值" 當電機停至井底環(huán)境溫度!電機油體積收縮!井液從頂部脹縮管進入保護器上腔的體積"機組重復工作時!保護器將補充的井液從頂部脹縮管呼出"保護器在工作時!密封不斷產生漏失!井液從頂部脹縮管不斷進入當進入上沉淀腔的井液淹沒頂部沉淀管時!井液就進入了下級沉淀腔! 下級沉淀腔重復以上沉淀腔過程!當下級沉淀腔失效時!井液就會進入全失效了"四!保護器的型號保護器器的型號$圖!潛油電機%第四節(jié)潛 油 電 機潛油電機是潛油電泵的動力機!它驅動潛油泵抽汲的原油" 潛油電機是交流異步電機!基本結構與

27、普通異步電機相同"但是為適應潛油電泵特殊的使用環(huán)境!這種具有普通異步電機的基本結構外!還有其特殊的結構"電除一!潛油電機的結構潛油電機主要是由細長的固定部分和旋轉部分組成的!整個外形像一個細長的" 固定不動的部分為定子總成!旋轉的部分為轉子總成" 轉子總成裝在定子腔內!有扶正軸承支承!彼此之間的空間叫氣隙"此外還有上#下接頭及止推軸承等"其結構如圖! %所示"慶& &!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊!"定子系統(tǒng)#潛油電機的定子是由定子鐵芯$定

28、子繞組和電機殼體三部分組成%!""轉子系統(tǒng)#潛油電機的轉子由許多相同的轉子節(jié)$扶正軸承和空心軸等組成%!#"止推軸承#它是一個滑動軸承&由靜塊(和動塊(組成&主要用于承受轉子系統(tǒng)的重力%!$"油循環(huán)系統(tǒng)#潛油電機油循環(huán)系統(tǒng)主要包括軸孔$轉子與定子之間的間隙和各通油孔&潤滑油為潛油電機潤滑油%主要起潤滑和平衡潛油電機內部溫度的作用%!%"接頭#電機定子的兩端安裝各種接頭&如電機頭$上接頭$連接接頭$下接頭$中間接頭等%二!潛油電機工作原理潛油電機是三相鼠籠式異步感應電%它與其他異步電一樣&當定子繞組的三相引

29、出線接通三相電源時&在電機內將產生一個轉速為! &*() 的旋轉磁場&其轉向取決于電源的相序%由于轉子繞組與旋轉磁場之間有相對運動&根據(jù)電磁感應原理&轉子導體中將產生感應電動勢%由于轉子繞組是閉合的且認為是純阻性的電路&則轉子導體中將有感應電流通過%因為載流導體在磁場中受到電磁力的作用&由此產生電磁轉矩&其方向與旋轉磁場的方向一致%若電磁轉矩大于軸上的阻力矩時&轉子就會沿著旋轉磁場的方向轉動&此時電機從電源所接受電能轉變?yōu)闄C械能輸出%三!潛油電機的結構特點潛油電機是潛油電泵的結構特點%!,細而長的結構電&它

30、除了具有普通異步電的特點外&又有其的由于潛油電機要下到套管內徑!"!#$*- 的油井內&所以它的外徑受到了井徑的限制%當電機的外徑被確定后&其功率的大小&將由長度來決定&最長的潛油電機可達!*- 以上%",轉子及定子鐵芯分節(jié)為了保證電機軸工作可靠&需要根據(jù)它的彎曲條件在適當?shù)牟课话惭b扶正軸承%因此&轉子分成若干節(jié)&每節(jié)轉子的長度由兩個扶正軸承之間的最大距離決定&轉子各節(jié)有獨特的繞組&在每節(jié)轉子的兩個端面各有一個短路環(huán)%電機殼體內的定子鐵芯由若干個磁性節(jié)和非磁性節(jié)所組成&磁性節(jié)為硅鋼片&a

31、mp;其長度和每節(jié)轉子的長度相等&非磁性節(jié)為銅片&其長度和扶 正軸承的長度相等&這個部位用來安裝扶正軸承%#,特殊的油路循環(huán)系統(tǒng)潛油電機長期在油井中工作&不但環(huán)境溫度較高&而且其轉子采用多點徑向支承%徑向支承大多位于定$轉子之間&軸承的空隙很小%因此&潛油電機各部分的散熱和潤滑是十分重要 的&必須加強各部件的冷卻和潤滑%故在潛油電機中&設置了一個特殊的油路&以對它進行冷卻和潤滑%$,潛油電機的對接由于潛油電機外徑受井徑的限制&使得大功率潛油電機特別長&這樣給電機軸的制造和現(xiàn)慶*( *!"#

32、$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成場安裝帶來了很大的!所以"對于大功率潛油電機要求兩節(jié)或接對接起來使用! 下節(jié)電機的上端引出線做成插座"上節(jié)電機的下端引出線做成插頭與下節(jié)電機對接! 軸與軸之間用花鍵套相連接"殼與殼之間用法蘭相連接!四!潛油電機的型號及參數(shù)潛油電機的型號#潛油電機的性能參數(shù)包括功率$電流$電壓$轉速$頻率等"一般都在潛油電機的銘牌上給出!第五節(jié)潛 油 電 纜潛油電纜作為潛油電泵機組輸送電能的通道部分"長期工作在高溫$高壓和具有腐蝕性流體的環(huán)境中!為使?jié)撚碗姳脵C組長期正常運行"要

33、求與之相配套的潛油電纜具有較高的電氣 性能"耐高溫$高壓和耐腐蝕!因此"潛油電纜要具有適應井下運行的特殊性"主要表現(xiàn)在結構和絕緣材料與通用的動力電纜不同!一!潛油電纜的結構特點潛油電纜包括動力電纜和潛油電機引接電纜! 動力電纜分為圓電纜和扁電纜"電機引接電纜只有扁電纜一種!,動力電纜的結構動力電纜無論是圓電纜還是扁電纜都是由導體$絕緣層$護套層$編織層和鋼帶鎧裝組成! 此外"還有用于高溫井用的雙護套$雙絕緣的特殊電纜!其結構如圖! &所示!導體導體芯線為三芯實心銅線或七股銅絞線!導體的作用是傳遞電能!"!絕緣層絕緣層為芯線外擠

34、包的或橡膠絕緣層"具有很高的電介性能和可靠的密封性能! 絕緣層的作用是在使用條件下"使電纜的電氣性能長期保持穩(wěn)定!#!護套層三根芯線絕緣成纜后"圓電纜總包護套層"而扁電纜則是在每根芯線外擠塑護套層"以防慶&) &!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊圖!潛油電纜結構示意圖&7圓電纜"8 扁電纜"導體"" 護套層"# 絕緣層"$ 鋼帶鎧裝!止絕緣受潮#機械損傷以及化學介質的浸蝕$護套層具有一定的強度%耐油#氣#水

35、介質以及良 好的氣密性$!鋼帶鎧裝為了防止電纜護套層在下井過程中損傷以及對護套層起作用%在護套層外用鍍鋅鋼帶#蒙乃爾鋼帶或不銹鋼鋼帶進行瓦楞裝鎧%防止護套層爆裂$根據(jù)用戶的需要可以提供三種不同鎧皮的電纜$",潛油電機引接電纜潛油電機引接電纜從外形結構上看與動力電纜是很相似的%都是由導體#絕緣層#護套層#編織層和鋼帶鎧裝等幾部分組成%各部分的作用與動力電纜相同%但由于工作的環(huán)境空間小于動力電纜工作的環(huán)形空間%所以%其外形要比動力電纜小一些$同時%由于其外形較小%工作環(huán)境溫度較高%所以%其絕緣強度要求比動力電纜更高$為了提高強度%有些引接電纜在結構上采用鉛護套$二!潛油電纜的特點潛油電纜

36、和普通動力電纜相比具有以下特點&!(要求耐高溫#油#氣和水%有適應井下工作狀況的特性$"(外形結構要符合環(huán)形空間的要求$#(為滿足油井對機組的要求%潛油電纜一般采用圓形或扁形小扁(%扁形和扁形小扁(連接在一起的復合結構$(要適應井下工作溫度%*!%*9%并要求在 #*9環(huán)境下%進行起下泵作業(yè)時%潛油電纜護套層不破裂$三!電纜頭電纜頭是制造在電機引接電纜上與潛油電機相連接的一種特殊密封接頭%是潛油電纜的重要組成部分$它主要由上下殼體銅或鋼(#上#下絕緣壓墊#與電機插座相插配的三相插頭# 縱向密封膠墊及尾部澆注密封端等組成$慶)!* )!"#$%!&(&

37、)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成電纜頭從其密封種類來分!有全膠式電纜頭和 + 形密封圈密封的電纜頭兩種!從與電機連接的方式來分!有式電纜頭和纏繞式電纜頭兩種"目前!在國內外普遍使用的是纏繞式電纜頭"如圖! 所示為纏繞式電纜頭的結構示意圖"電纜頭在與電機相連接時!徑向密封槽用了雙道氟橡膠 + 形密封圈!電纜頭縱向密封由丁腈橡膠澆注和增韌環(huán)氧澆注而成!尾部密封采用增韌環(huán)氧澆注而成" 上述材料具有良好的耐油性!并且能與金屬%橡膠粘接!密封可靠!能夠滿足油井使用條件"第六節(jié)變壓器變壓器是一種靜止電氣設備!利用電磁感應作用把一種電壓的交流

38、電能轉變成同頻率的另一種電壓的交流電能"在潛油電泵中的作用是為潛油電機提供工作電壓&數(shù)百伏至數(shù)千伏的電源"一!變壓器的基本工作原理變壓器利用電磁感應原理工作!一般說來!兩個&或兩個以上互相絕緣的線圈套在共同鐵芯上!以磁場為媒介!沒有電的"接交流電源的線圈稱原線圈!簡稱原方$接負載的線圈稱圖!纏繞式電纜頭結構示意圖護蓋$" 端子$# 壓環(huán)$ 密封圈$% 鉛墊$& 下墊塊$ 殼體$( 密封墊$上墊塊$!* 絕緣帶$! 環(huán)氧$!" 螺母$!# 紙墊$!$ 螺栓$!% 引接電纜!)慶(! (!"#$%!&(&a

39、mp;)(*+,*(*-.(*+潛油電泵技術服務手冊為副線圈!簡稱副方"當原方接到交流電源時!在外施電壓作用下!原線圈中有交流電流流過! 并在鐵芯中產生交變磁通!其頻率與外施電壓的頻率一樣"這個交變磁通同時在原#副線圈內感應出電勢!副方有了電勢!便向負載供電!實現(xiàn)了能量傳遞"在這一過程中!原方和副方電勢的頻率都等于磁通的交變頻率!亦即原方外施電壓的頻率" 而原#副方感應電勢之比等于原# 副線圈匝數(shù)之比"對常用電力變壓器!原方感應電勢的大小也接近于原方外施電壓!而副方感應電勢則接近于副方端電壓"因此!變壓器原#副方電壓之比決定于原#副線

40、圈匝數(shù)之比!只要 改變原#副線圈的匝數(shù)!便可達到改變電壓的目的" 這就是變壓器利用電磁感應作用!把一種電壓的交流電能轉變成同頻率的另一種電壓的交流電能的基本工作原理"二!變壓器結構的主要部件潛油電泵變壓器為油浸式三相三繞組互感電力變壓器"變壓器的結構主要由鐵芯#線圈#油箱和絕緣套管等部件組成"鐵芯和線圈是變壓器進行 電磁感應的基本部分!稱為器身"油箱起機械支撐#冷卻散熱和保護作用$變壓器油起冷卻和絕緣作用$套管主要起絕緣作用"%!&鐵芯鐵芯是變壓器的磁路部分" 為了提高磁路的導磁系數(shù)和降低鐵芯內的渦流損耗!鐵芯通常用

41、厚度為*,#%-#表面涂絕緣漆的硅鋼片制成" 鐵芯分為鐵芯柱和鐵軛兩部分!鐵芯柱上套線圈!鐵軛將鐵芯柱連接起來!使之形成閉合磁路"%"&線圈線圈是變壓器的電路部分!一般用絕緣紙包的鋁線或銅線繞成" 國產潛油電泵變壓器的線圈是用絕緣紙包的銅線繞成"%#&套管變壓器的引出線從油箱內穿過油箱蓋時!必須經過絕緣套管!以使帶電的引線和接地的油箱絕緣"絕緣套管一般是瓷質的!它的結構主要取決于電壓等級"!2; 以下的采用實心瓷套管$!*!#%2; 的采用空心充氣式或充油式套管!潛油電泵式套管"變壓器采用空心充氣%

42、$&分接開關潛油電泵變壓器原邊的分接開關與普通電力變壓器相同!副邊分接開關為 擋!以適應電壓需要的調整"三!變壓器的性能參數(shù)變壓器的性能參數(shù)主要包括額定容量#初級電壓和次級電壓#初級電流和次級電流#額定頻率等參數(shù)"四!變壓器的故障分析與處理變壓器在使用過程中難免會出現(xiàn)各種故障!下面就對變壓器幾種故障做一分析和處理"!,變壓器繞組絕緣損壞分析通常變壓器繞組絕緣損壞的主要有以下幾個方面%!&線路的短路和負荷的急劇多變!使變壓器的電流超過額定電流的幾倍或十幾倍以上!這時繞組受到很大的電磁力矩而發(fā)生位移或變形" 另外由于電流的急劇增大!將使繞組溫

43、度迅速增高!而導致絕緣損壞"中國· 大慶(!" (!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成!""變壓器長時間的過負荷運行#繞組產生高溫#將絕緣燒焦#可能變成損片而脫落#造成瞬間或層間短路$!#"繞組絕緣受潮$這多是因為繞組里層浸漆不透和絕緣油含水分所致#這種情況容易造成匝間短路$!$"繞組接頭和分接開關接觸不良$在帶負荷運行時#接頭發(fā)熱損壞附近的局部絕緣#造成匝間或層間短路#以至接頭松開#使繞組斷路$!%"變壓器的停送電和雷電波使繞組絕緣因過電壓而燒壞$"

44、;,變壓器運行繞組層間和匝間短路故障分析運行中的變壓器發(fā)生繞組層間或匝間短路#有以下幾種現(xiàn)象%!"一次電流增大$!""變壓器有時發(fā)出&咕嘟聲#油面增高$!#"高壓保險絲熔斷$!$"二次電壓不穩(wěn)#忽高忽低$!%"油枕冒煙$!&"停電后#用電橋測得的三相直流電阻不平衡$造成層間或匝間短路的多是由于變壓器內進水#使繞組受潮#散熱不良#變壓器長期過負荷運行使匝間絕緣老化#或由于制造檢修工藝不良等到造成$如發(fā)現(xiàn)變壓器繞組層間或匝間的短路#應立即停電進行檢修$#,變壓器出現(xiàn)假油面的分析及處理變壓器油面的正常變化!滲漏油除

45、外"決定于變壓器的油溫變化$因為油溫的變化直接影響變壓器油的體積#從而使油標管內的油面上升或下降$影響變壓器油溫的因素有負荷的變化(環(huán)境溫度和冷卻裝置運行狀況等$如果油溫的變化是正常的#而油標管內油位不變化#則說明油面是$運行中出現(xiàn)假油面的有%可能油標管堵塞(呼吸器堵塞(防爆管道氣孔堵塞等$處理時#應將重瓦斯解除!若為擋板式瓦斯繼電器應按有關規(guī)定處理"$,變壓器運行遇到異?，F(xiàn)象的處理!"變壓器高壓側熔絲熔斷或掉閘%首先是斷了一相(兩相#還是三相#這一點可由故障現(xiàn)象可按表! !來$表! 熔絲熔斷情況的根據(jù)事故現(xiàn)象查出#檢修處理后再投入運行$當配電變壓器保險絲熔斷時#

46、首先應檢查一次保險和防雷間隙是否有短路接地現(xiàn)象+當外慶,!# ,!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+熔絲熔斷情況變壓器結構故障現(xiàn)象低壓熔絲斷各種接線用戶斷電高壓一相熔絲斷單相三相 "*< 接線三相 "*< 接線全部用戶斷電低壓側二相電壓降低一半#一相正常低壓一相斷電高壓二相熔絲斷各種接線潛油電泵技術服務手冊部檢查無異常時!則是由于變壓器內部故障所引起!應該仔細檢查變壓器是否有冒煙或油外溢 現(xiàn)象!變壓器溫度計是否正常"然后再用兆歐表檢查一#二次之間!一二次對地的絕緣情況"有時變壓器內部繞組的匝間或層間短路也會引

47、起一次保險絲熔斷"如用兆歐表檢查變壓器的匝間絕緣缺陷!則可能檢查不出來!這時應該用電橋測量繞組"$"%過負荷&變壓器長期或大量過負荷會嚴重影響變壓器的使用!因此變壓器不隨意過負荷!并且在事故時!變壓器過負荷程度和延續(xù)時間均有限制" 油溫過高!證明變壓器內有故障!就應酌情停電進行檢查"$#%三相電壓不平衡&如果三相電壓不平衡時!應先檢查三相負荷情況" 對 "< 接線的三相變壓器!如三相電壓不平衡電壓超過%; 以上時可能是變壓器有匝間短路!須停電進行修理"對 << 接線的變壓器!在輕負

48、荷時力求三相電壓平衡"三相對地電壓相差!*5!在重負荷的情況下!要五!變頻變壓器!,降壓變壓器變頻器系統(tǒng)應用的降壓變壓器的結構和工作原理與普通的電源變壓器是一樣的!該變壓器也是利用電磁感應原理把一種電壓等級的交流電能轉變成同頻率的另一種電壓等級的電能 裝置"對于應用的具體環(huán)境和要求不同的變壓器!在設計參數(shù)及輔助功能方面會有所不同!如應用的環(huán)境溫度#變壓器的最高溫升#變壓器的防護等級等"!降壓變壓器的基本要求變頻系統(tǒng)的降壓變壓器是由中國上海 788 變壓器進行部分特殊設計和生產的"符合下列 =8!*)$,!"!)&)電力變壓器*!>

49、?&)電力變壓器*標準"788 公司特殊設計的變壓器具有以下特點及保護功能&$!%變壓器整體為封閉式結構!沒有儲油柜!高度比同類低"變壓器在總裝時!采用真空注油工藝!完全去除了變壓器中的潮氣!變壓器油不與空氣接觸!有效地防止氧氣和水分侵入變壓器而導致變壓器絕緣性能下降和變壓器油老化的可能!因此不必定期進行油樣試驗"油箱沿接縫采用硅膠密封!箱體不漏油!硅膠不老化!真正做到全密封"閥&當變壓器超載或故障引起變壓器油箱內部達到#%2AB時$"閥動作并可靠地"而當減小到正常值時又恢復原狀!保證了變壓器的繼續(xù)運行&quo

50、t;$#%測溫裝置&%*!(*2;7 變壓器的箱蓋上配有直式溫度計座"變壓器頂層油溫可由溫度計測出"$%氣體繼電器&(*2;7 及以上變壓器箱蓋上安裝具有"!變壓器的技術性能及要求和跳閘端子的氣體繼電器"$!%電源為三相交流電!#2;!%*CD" 初級電壓為&)*;E!*5!次級電壓滿足變頻器的要求"變壓器還應滿足輔助負載!如&照明#F+;4#陰極保護及使用的其他負載$設計負荷%*2;7%"為輔助負載提供電源的二次繞組應是三相并帶有中線#輸出電壓符合$!%;E!*5的要求"$&quo

51、t;%變壓器按應用要求設計!在設計中對在變頻及變頻所產生的諧波的影響等各個因素給予了考慮"慶+!$ +!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+第一章 潛油電泵的組成!#"變壓器按電源電壓的E!*5及頻率的E#5設計#電壓和頻率的綜合指標按E!*5設計#!$"變壓器阻抗值的選擇充分考慮了下游設備的短路值$啟動電壓$變頻器諧波影響等#!%"變壓器設計能滿足在%*9的環(huán)境溫度下工作%冷卻方式為戶外型#!&"變壓器鐵芯材質及截面積的選擇充分考慮了諧波的影響#!"提供變壓器時帶變壓器油%變壓器油的絕緣強度在

52、",%-%電極放電時應為%*2;%樣品油的測試應按>? 標準執(zhí)行#!("變壓器的容量!2;7"按變頻器銘牌容量加上輔助負載的!*5選擇%考慮了諧波的影響#!)"變壓器的防護等級&>A%# #!降壓變壓器的規(guī)格型號及外形見表! "#表!" 降壓變壓器的規(guī)格型號及外型",升壓變壓器變頻器應用的升壓變壓器是一種寬頻帶變壓器%它的運行頻率范圍要符合潛油電泵機組運行頻率范圍的要求%其原理和結構特點亦與普通的潛油變壓器相同%但在設計上要考慮變壓器運行的頻率范圍和一些特殊的要求#目前應用的寬頻帶變壓器是根據(jù)潛油電泵機組

53、的實際需要設計的一種#*擋位的特殊變壓器%它是將變頻器輸出電壓*!&)*; 轉換成機組所需電壓!,!#,#2;#其運行頻率范圍*!(*CD#!升壓變壓器的的技術要求!"適應于熱帶草原性氣候#!""設計執(zhí)行標準&#電力變壓器&>?&,! %)=8!*)$,!" )&)=8!*)$,#!% (&#$三相油侵式電力變壓器技術參數(shù)和要求&=8(J&$%!)%#%變壓器類型號編制方法&K8(J#(#)&#!#"外形采用全密封結構%運行時間長$免維護#!$"運行

54、頻率!*!(*CD#!%"原邊采用角型連接方式能可靠地消除三次諧波的影響#!&"設計時加大#*5的變壓器的功率容量來吸收變頻器輸出的諧波分量#!"采用片式散熱器結構%它比規(guī)定要求散熱面積增大"*5#慶*!% *!"#$%!&(&)(*+,*(*-.(*+序號型號長G寬G高!-G-G-"!8HII) F "%*2;7(#(*,"(*,$!%2;""*G!&*G"(*"8HII) F #!%2;7(#(*,"(*,$!%2;"&

55、quot;*G!&*G"(*#8HII) F $*2;7(#(*,"(*,$!%2;""*G!&*G"(*$8HII) F %*2;7(#(*,"(*,$!%2;"(*G!&*G#*%8HII) F &#*2;7(#(*,"(*,$!%2;"(*G!&*G#*&8HII) F (*2;7(#(*,"(*,$!%2;"(*G!&*G#*潛油電泵技術服務手冊!("油箱比同功率規(guī)定標準增大#*5的容積#"!升壓變壓器的規(guī)格型號及外形見表!#表!# 升壓變壓器的規(guī)格型號及外形第七節(jié)柜潛油電泵的啟動和停機以及運行中的一系列&需要專門的設備來完成&潛油電泵柜分