定向井用電潛泵

研製原因

由於定向井的特殊井身結構, 潛油電泵套用於定向井受到限制, 所遇到的主要技術問題有: 潛油電泵機組在定向井的安裝, 只有潛油電泵機組安全通過定向的最大“ 狗腿角”,才能將機組下到設計井段; 潛油電泵在特殊井段———水平井段的採油工藝問題。針對定向井的開採井段絕大多數在穩斜段, 因此, 主要解決潛油電泵機組在定向井的安裝問題, 包括三大技術難關: 潛油電泵機組的整體抗彎曲變形能力; 動力電纜、引接電纜的安全保護; 潛油電機保護器的適用性。

結構組成

定向井用潛油電泵機組結構改進和配套技術包括:

①對機組具有法蘭結構特徵的各連線底座, 採用特殊結構設計, 降低部件應力集中係數, 均衡機組的抗彎性能;

②機組各連線螺栓採用碟形墊圈, 使機組處於撓性壓縮狀態, 可釋放過大的彎曲應力;

③新型並聯膠囊保護器可在油井內的任何井段有效工作;

④設計小扁電纜保護塊, 實現機組在井筒通過造斜點處的滾動, 使電纜遠離井壁, 與在油管中部設計的橡膠電纜保護裝置、油管接箍處鋼製電纜保護裝置一起, 起保護電纜作用。

工作原理

(1) 根據彈塑性力學原理, 對潛油電泵機組各組成部件的幾何形體進行分析, 對具有法蘭結構特徵的連線座進行結構設計改進, 與機組各連線螺栓採用碟形墊圈一起, 降低高應力集中等級, 提高機組的整體抗彎曲變形能力。

(2) 專門設計的並聯膠囊保護器, 上部膠囊的內腔與下部膠囊的外腔相通, 下部膠囊的內腔與電機內部相通, 也就是說, 潛油電機被“ 包容” 在下部的膠囊內, 形成了一種用層層包圍的結構形式, 這樣, 除上部膠囊直接與井液接觸外, 其他膠囊則完全浸沒在具有良好工作環境的電機油中。當上部膠囊在電泵機組正常工作時發生破裂, 井液不會直接侵入到電機內部, 此時由下部膠囊發揮保護作用, 只有下部膠囊發生破裂時, 電機才有可能發生失效。

因此, 並聯膠囊型保護器具有層層保護功能。在保證潛油電機對電機油呼吸量要求的前提下, 使用一節保護器配置電泵系統, 其功能及工作壽命完全可替代兩節沉降式保護器和兩節串聯膠囊式保護器。這樣, 整個機組的幾何長度大大縮短, 油氣適合定向井對機組長度的要求。

(3) 在機組通過彎曲井段時, 電纜保護塊與機組導向塊首先與彎曲套管壁相接觸, 機組受到彎曲載荷的作用。由力學原理, 機組將以套管為中心產生滾動, 使機組含有引接電纜的一側逐漸遠離機組與套管壁的擠壓面, 避免電纜遭受過大的擠壓力而破壞。

主要技術參數

適用套管直徑: ≥115 mm

允許最大造斜率: 8°/ 30 m

工作溫度: 120 ℃

工作段最大井斜角: 80°

定向井用電潛泵

基本介紹

研製原因

結構組成

工作原理

主要技術參數

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