第四章 电动潜油离心泵 1
4.1 引言 1
4.2 基本知识 2
4.21 概述 2
4.22 电学基本知识 2
4.221 简介 2
4.222 物质的原子结构 2
4.223 电子的流动-电流、电动势 3
4.224 导体和绝缘体 3
4.225 欧姆定律，电阻和电导 4
4.226 电和磁-电磁感应 5
4.227 电容量 6
4.228 直流电和交流电 6
4.229 直流电路 6
4.2210 交流电路的常用概念 8
4.2211 交流电路的正弦交变电流和电压 9
4.2212 交流发电机 11
4.2213 多相感应电动机 13
4.2214 变压器 14
4.23 流体流动基本知识 16
4.231 简介 16
4.232 重度、密度、比重 16
4.233 压力、压头和压力梯度 16
4.234 流体的流速、层流和紊流 17
4.225 粘度 17
4.236 雷诺数 18
4.237 流线和流管 18
4.238 稳定流分析--质量、动量及能量守恒 19
4.239 流体的管流 19
4.24 潜油电泵基本知识 21
4.241 简介 21
4.243 流体在叶轮流道中的流动状态，三角形速度分析法 22
4.242 泵的分类 22
4.244 叶轮的理论压头 23
4.2441 相对环流，有限数量叶轮的影响 25
4.2442 水力损失 25
4.2443 漏失损失 26
4.2444 机械损失 26
4.2445 总泵效 26
4.2446 泵的有效压头 27
4.2447 制动功率 27
4.2448 效率 28
4.2449 离心泵的工作特性曲线 28
4.245 比速度 29
4.246 泵的工作条件及其对泵工作特性的影响 31
4.247 气蚀和净吸入压头 35
4.248 轴向止推力 36
4.32 沉没泵 37
4.321 简介 37
4.3 潜油电泵系统的组成 37
4.31 概述 37
4.322 叶轮直径及套管规格 39
4.323 止推轴承 40
4.324 止推范围 41
4.33 保护器 41
4.34 潜油电机 42
4.35 气体分离器 48
4.36 电缆 48
4.361 简介 48
4.362 导线的规格 52
4.363 潜油电泵电缆 53
4.364 电缆的载流能力 54
4.38 变压器 56
4.37 控制屏 56
4.365 温度对电缆的影响 56
4.39 接线盒 58
4.4 电泵的安装形式 59
4.41 概述 59
4.42 井下机组的安装形式 59
4.421 简介 59
4.422 标准安装形式 59
4.423 带护罩的电泵系统 61
4.424 增压泵 62
4.425 采-注系统 63
4.426 电泵在洞穴储藏中的应用 64
4.427 底部排出系统 64
4.428 底部吸入口机组 66
4.429 悬缆泵 67
4.4210 附属部件 69
4.42101 单流阀 70
4.42102 泄油阀 70
4.42103 扶正器 71
4.42104 电缆卡子 71
4.42105 井下压力敏感仪表 71
4.43 地面装置 71
4.431 简介 71
4.432 应用在电泵系统中典型的控制屏和变压器的组装形式 72
4.5 潜油电泵机组的设计 75
4.51 概述 75
4.52 影响电泵设计的因素 75
4.521 油管和套管的规格 75
4.522 井的流入能力 75
4.523 气体是否进泵 76
4.527 粘度的影响 77
4.526 封隔器 77
4.524 气体的分离 77
4.525 斜井 77
4.528 温度 78
4.529 电机所需要的功率 78
4.53 电泵安装的详细设计 78
4.531 简介 78
4.532 电泵设计中总的考虑 79
4.5321 简介 79
4.5322 需要的油井资料 79
4.5323 标准特性曲线 80
4.5324 总的动压头 81
4.5325 电缆的选择 82
4.5326 变压器的选择 85
4.5331 简介 86
4.5332 例题1A(井中不含气) 86
4.533 例题1A，水井 86
4.5327 选泵程序小结 86
4.534 例题1A(电源频率为50赫兹) 88
4.535 例题1B，水井 89
4.536 例题1C，两口水井在设计上的比较 90
4.537 水井选泵的习题 92
4.538 例题2A，不含游离气的油井 93
4.539 例题2B，不产气油井 98
4.5391 不产气油井的习题 101
4.5310 例题3A，中或高油气比井 102
4.53101 概述 102
4.53102 含气井选泵设计程序 102
4.53103 例题3A中，确定500和700磅/英寸2压力增值之间所需级数的详细程序 103
4.53104 例题3B，确定总的级数和功率等详细程序 105
4.53105 例题3B的计算机设计 108
4.53106 例题3B的计算机计算，对泵变差的特性有所调整(TRW-Reda公司的计算机解) 109
4.53107 对例题3A和3B总结 120
4.53108 例题3C，泵抽含气油井(森垂利夫特的计算机解) 120
4.53111 简介 128
4.5311 例题4，泵稠油 128
4.53112 设计程序 129
4.53113 稠油井选泵的例题 131
4.54 考虑生产问题的油井电泵设计方法 133
4.541 简介 133
4.542 选泵时所使用的基本变量及特性 133
4.543 计算模型与图解表示法 134
4.5431 简介 134
4.5432 外部与内部的环境 135
4.5433 泵的吸入口体积的排量 137
4.5434 压差的限制 138
4.5435 泵送流体所需要的吸入口压力 138
4.544 解题方法 139
4.5441 简介 139
4.5442 系统法 139
4.5437 最终的考虑 139
4.5436 泵温度的限制 139
4.5443 排量法 148
4.5444 游离气法 151
4.5445 其他解决法 152
4.545 特殊论题 153
4.5451 泵设计的规范 153
4.5452 气体的控制 154
4.5453 在地面确定泵的入口压力 157
4.5454 泵抽水井 158
4.5455 泵在射孔段以下工作 158
4.5456 温度问题 158
4.546 命名法 159
4.6 潜油电泵系统的安装与运转 160
4.61 概述 160
4.62 设备的尺寸 160
4.63 电缆卡子的材质 162
4.642 设备的运移 163
4.64 安装方法 163
4.641 电泵的起下作业 163
4.643 支动-机械式控制屏的整定 164
4.644 电缆的操作与打电缆卡子 165
4.645 地面设备 165
4.6451 接地与非拉地系统 165
4.6452 变压器 166
4.646 井下设备的位置 166
4.6461 单流阀 166
4.6462 泄油阀 166
4.6463 电机装在泵之上 166
4.65 操作方法 166
4.651 简介 166
4.652 油嘴 166
4.653 泵的起动 166
4.655 试井 167
4.654 套压 167
4.7 机组分析与故障诊断 168
4.71 概述 168
4.72 稳定井的产能 168
4.73 对现有机组的分析 169
4.731 例题1 169
4.732 例题2 171
4.74 对泵送稠油的分析 172
4.75 电泵工作的监测 172
4.751 简介 172
4.752 记录电流表 173
4.753 电流卡片的分析 174
4.76 对机组失败原因的分析 183
4.761 简介 183
4.762 失败的原因 183
4.7621 电机失败的原因 184
4.7622 泵失败的原因 188
4.7624 电缆失败的原因 189
4.7623 保护器的失败 189
4.763 故障分析与预防 190
4.7631 电机故障 190
4.7632 现场检查 190
4.764 故障诊断 193
4.7641 停机后起动不起来 193
4.7642 故障诊断程序 196
4.77 维修保养程序 198
附录 199
第五章 水力活塞泵 311
5.1 引言 311
5.2 动力液系统 313
5.211 动力液罐 315
5.21 闭式动力液系统 315
5.22 开式动力液系统 316
5.221 动力液罐 316
5.3 独立井场动力站 319
5.4 地面泵 323
5.5 控制管汇 324
5.51 管汇 324
5.52 恒定流量控制阀 324
5.6 井口 326
5.7 油管安置 328
5.71 固定插入式油管 328
5.72 套管固定的油管 328
5.752 反循环 329
5.751 简介 329
5.753 双管井 329
5.754 串联泵 329
5.74 活动套管式 329
5.73 平行自由式 329
5.75 其他油管安置 329
5.755 安全阀 330
5.821 简介 333
5.823 气的排放 333
5.822 关于排气的现场实验 333
5.82 将气放空或泵送 333
5.81 开式系统或闭式系统 333
5.8 设计依据和计算 333
5.824 气的泵送 334
5.83 泵 336
5.831 简介 336
5.832 泵的选择 336
5.833 动力液流量 338
5.834 泵的摩擦 339
5.835 压力计算 344
5.836 功率计算 352
5.91 概述 353
5.92 一口井设备的设计程序 353
5.9 完整系统的设计 353
5.93 四井系统的设计 357
5.10 美国路易斯安那州、特来布恩派雷司油层较深的莱克巴雪油田应用水力泵采油的人工举升现场情况 363
5.101 简介 363
5.102 安装泵送装置的发展过程 363
5.103 井下设备 364
5.105 维护和改进设备运转所采取的措施 365
5.104 地面设施 365
5.106 结论 366
5.11 运转时需要考虑的问题 366
5.111 开式动力液系统的试井 366
5.112 闭式动力液系统的试井 366
5.113 动力液质量控制 366
5.1152 井下故障排除原则 367
5.1151 简介 367
5.115 分析和故障排除 367
5.114 速度控制 367
5.1153 动力油柱塞泵故障排除准则 369
5.116 安装技术 371
5.12 结论 371
附录 373
第六章 射流泵 427
6.1 引言 427
6.2 射流泵类型 429
6.3 射流泵理论 429
6.31 射流泵发展过程简介 429
6.32 一般理论 429
6.321 简介 429
6.322 泵效 436
6.323 无因次特性曲线 436
6.324 喷嘴流量 439
6.325 气蚀 440
6.326 排出口回压的影响 442
6.4 射流泵的设计 445
6.41 喷嘴和喉管的现场应用 445
6.42 选泵 449
6.421 简介 449
6.422 气蚀和沉没率 449
6.4221 确定泵吸入口压力 453
6.423 不含气井选泵步骤 453
6.4231 确定液柱梯度 453
6.4232 各种面积比值范围 454
6.4233 工作压力 455
6.4234 根据H值选择面积比值和喷嘴 455
6.4235 校正喷嘴理论与实际的差值 455
6.4236 例题5 462
6.4237 思考题 464
6.424 含气井抽油 465
6.4241 简介 465
6.4242 例题6 467
6.4243 例题7 468
6.425 计算机求解 471
6.426 思考题 472
6.5 结论 474
6.6 符号命名 474
附录 476
第七章 柱塞泵举升 477
7.1 引言 477
7.11 油气比的控制 477
7.12 乳化程度高的井 477
7.2 油井的柱塞装置及所需的机械设备 477
7.21 主阀 479
7.22 油管 481
7.23 油管底座 481
7.24 柱塞的机械设计 481
7.25 防喷器 483
7.26 缓冲弹簧 483
7.27 油管或油管接箍止动器 485
7.28 柱塞下入次序 485
7.29 地面控制 486
7.3 柱塞装置的几种类型 487
7.31 概述 487
7.32 带柱塞的间歇气举 488
7.33 配封隔器进行柱塞举升 488
7.34 不配封隔器的普通柱塞举升 488
7.4 鉴别井下柱塞的使用条件及实例 492
7.41 最低气液比 492
7.43 低于最佳气液比 493
7.42 最佳气液比 493
7.44 高于最佳气液化 494
7.45 富斯和哥尔实例 494
7.451 最低气液比 496
7.452 最佳气液比 496
7.46 附加例子 497
7.461 气井带液体负载--采用低压系统 497
7.462 气井带液体负载--不能采用低压系统 498
7.463 抽油机井 499
7.464 自喷井 499
7.465 间歇气举 500
7.466 柱塞举升的运转和分析 501
7.467 习题 505
7.5 结论 507
附录 508
第八章 人工举升的其它方法 544
8.1 引言 544
8.2 飞球泵 544
8.21 基本概念 545
8.22 间歇举升 545
8.221 机械设备 545
8.222 间歇举升系统的操作 546
8.23 连续举升 547
8.24 评价飞球泵 548
8.241 试验数据 548
8.2411 试验装置 548
8.2412 试验步骤及其结果 549
8.25 结论 550
8.3 气泵 550
8.31 概述 550
8.33 气泵总成 551
8.32 气泵与杆式泵的性能比较 551
8.34 操作方法 552
8.35 气泵设备的设计 553
8.351 简介 553
8.352 例题 553
8.36 安装气泵的方法及所需设备 558
8.37 矿场设备的生产效果 559
8.371 浅井设备 559
8.372 中深井 559
8.373 深井设备 560
8.38 总结--气泵的优缺点 560
8.4 绞车型抽油装置 561
8.41 概述 561
8.42 操作步骤 562
8.43 机械操作的详细说明 565
8.431 简介 565
8.432 控制系统 567
8.44 分析 569
8.45 典型问题及其答案 569
8.5 T和C型油矿泵 572
8.51 概述 572
8.52 操作程序 572
8.53 地面设施 574
8.54 总结 574
8.6 水力气举系统 574
8.61 概述 574
8.62 操作程序 574
8.63 操作所要考虑的问题 575
8.7 蒸汽驱井用的汇集室式泵 576
8.71 概述 576
8.72 操作程序 576
8.73 一般性讨论 576
8.82 设备 578
8.83 操作 578
8.8 “飞行”式柱塞举升 578
8.81 概述 578
8.84 讨论 579
8.85 记录卡片表明气举井中“飞行”式活塞的工作状况 580
8.86 总结 581
8.9 钱塞勒(CHANCELLOR)旋转驴头抽油机 582
8.91 概述 582
8.92 装置说明 582
8.93 操作 583
8.94 矿场实例 583
8.10 装有地面气动装置的有杆泵抽油设备 583
8.101 概述 583
8.102 设备及其操作 584
8.103 基本气动理论 585
8.104 工作压力源 585
8.107 操作控制器--气体操作装置 586
8.105 制动控制与换向控制系统 586
8.106 应用井口气压使系统运转 586
8.108 结论 587
8.11 泵送技术(TFL)和泵送人工举升 587
8.111 概述 587
8.112 泵送的基本概念 587
8.113 泵送操作 589
8.114 工具柱 590
8.115 恢复油井生产 590
8.116 泵送气举设备的研制 591
8.1161 中心就位系统 591
8.1162 偏心工作筒 593
8.117 地面选择性定位槽系统 595
8.118 射流泵 600
8.119 总结 602
9.1 引言 604
第九章 各种人工升举采油系统的设计与比较 604
9.2 人工升举采油的各种方法 605
9.21 概述 605
9.22 人工升举方法的选择 605
9.3 影响选择人工升举设备的诸因素 608
9.31 概述 608
9.32 生产特性 608
9.321 流入动态 608
9.331 简介 609
9.333 原油体积系数 609
9.332 粘度 609
9.322 产液量 609
9.33 流体特性 609
9.324 气液比 609
9.323 含水 609
9.344 井眼偏斜 610
9.343 完井类型 610
9.341 深度 610
9.342 油、套管规格 610
9.34 井筒特性 610
9.35 油藏特性 611
9.351 简介 611
9.352 溶气驱油藏 611
9.353 水驱油藏 611
9.354 气顶膨胀驱 611
9.36 长期开采方案 611
9.361 简介 611
9.362 一次开采 611
9.363 注水 611
9.364 注气--保持压力 611
9.365 热力开采 611
9.366 化学开采 611
9.382 城市 612
9.381 海上采油 612
9.383 井距 612
9.371 地面出油管线 612
9.372 分离器压力 612
9.37 地面设备 612
9.38 位置 612
9.39 可利用的动力源 613
9.391 电 613
9.392 天然气 613
9.393 其它动力 613
9.310 操作问题 613
9.3101 简介 613
9.3102 出砂 613
9.3103 结腊 613
9.3104 结垢 613
9.3105 腐蚀 613
9.3106 乳化 613
9.314 维修工作 614
9.313 操作人员 614
9.315 设备 614
9.3107 并底温度 614
9.312 自动化 614
9.311 多层完井 614
9.3108 地面气候 614
9.4 相对经济效果 615
9.41 概述 615
9.42 气举、电动潜油泵和水力活塞泵抽油升举费用比较 616
9.421 气举与电泵抽油和水力活塞泵抽油的比较 616
9.4211 对比气举和电泵抽油的典型计算结果 617
9.422 气举和电动潜油泵与水力活塞泵的比较 621
9.4221 水力泵类型 621
9.4222 地面设备 623
9.4223 费用计算 623
9.4225 水力泵抽油和气举及电动潜油泵系统的比较 626
9.4224 活塞泵和射流泵的费用比较 626
9.423 无管道气源的循环气举 627
9.4231 简介 627
9.4232 最少量地使用气体 627
9.4233 推荐的系统 628
9.5 各种人工升举方法的一般性讨论 630
9.51 有杆泵抽油 630
9.52 气举 630
9.53 水力活塞泵抽油 631
9.54 电动潜油泵 632
9.55 射流泵抽油 633
9.56 柱塞气举 633
9.57 其他升举法采油 634
9.6 各种升举方法优缺点归纳表 634
9.7 升兴法采油在美国北达科他州应用状况 637
9.8 习题 638
9.9 例题比较 641
9.91 例题1 641
9.911 有杆泵抽油 642
9.912 气举 643
9.913 电泵抽油 643
9.914 水力活塞泵抽油 643
9.915 射流泵抽油 644
9.916 总结 644
9.92 列题2 645
9.921 有杆泵抽油设计 646
9.922 气举 646
9.923 水力活塞泵抽油 647
9.924 水力射流泵抽油 647
9.925 电泵抽油 648
9.93 总结 648
计量单位对照表 650