GB/T 17386-1998 潜油电泵装置的规格及选用

cs/T17386-1998

前言

本标准等效采用美国石油学会关于潜油电泵的推荐规范APIRP11S4标准,1993年版。

本标准的制定是为了更好地规范我国潜油电泵采油的市场，使我国的潜油电泵油田用户尽快地与

国际市场接轨，吸收先进技术，统一技术标准，以适应油田潜油电泵采油发展的需要。本标准介绍了有关

潜油电泵装置的规格及选用，提出了为满足潜油电泵应用的建议等。

本标准在编写过程中，对APIRP11S4标准中的术语、单位等内容进行了修正，同时保持原图，增

加了法定计量单位换算附录，适合我国情况又遵循国际通用的准则。本标准的格式、章节顺序与API

RP11S4标准基本保持一致。

本标准的附录A是提示的附录。

本标准由中国石油天然气总公司提出。

本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会归口。

本标准起草单位:全国石油天然气总公司大庆潜油电泵技术服务公司。

本标准主要起草人:杨元建、孟宪军、王维、潘滨、陈显进。

GB/T17386-1998

API前言

1.权限:本推荐规范(RP)属于美国石油学会(API)采油设备标准化委员会的权限范围。

2.目的:本文提出潜油电泵及其有关设备的尺寸确定与选择的推荐规范

3.政策:

(1)美国石油学会推荐规范是为了广泛得到已经验证的良好的工程和操作L的做法而出版的。本

推荐规范并不排除应在何时何地应用这些推荐做法的正确判断的必要性。

(2)API推荐规范的制定与出版，不妨碍任何人使用别的规范。

(3)在任何API推荐规范中，条文不存在以隐含或其他方式保证有什么权力去制造、销售或使用专

利证书所包含的任何方法、器件或产品，也不保证对任何人侵犯专利证书负责。

(4)本推荐规范可供任何同意本规范的人员使用，API作了不懈的努力，以保证其中所含数据的准

确性和可靠性。学会对任何推荐规范的出版不作代表、担保或保证，不承担由于使用它而造成的损坏或

损失的责任;对任何违反联邦、州或市政的与API推荐做法有矛盾的规定，以及由于使用它而引起的专

利权的侵犯，不承担任何责任。

中华人民共和国国家标准

潜油电泵装置的规格及选用GB/T17386一1998

Recommendedpracticeforsizingandselectionof

electricsubmersibleuumninstallations

1总论

1.1引言

本标准是考虑了潜油电泵及有关设备的准则、规则和建议的需要而提出的，主要包含了潜油电泵成

功操作所必要的经验，至于安装问题请见APIRP11R"潜油电泵装置推荐规范”。

1.2范围

1.2.1本标准规定了在各种井况条件下选择潜油电泵装置的规格及选用的基本步骤。

1.2.2本标准专门用于油和(或)水生产井中的装置，其设备是安装在油管底部。

2术语、数据和图表

2.1术语的定义

2.1.1VD—泵吸入口处的垂直泵挂深度.m

从地面量起泵的实际垂直安装深度。

2.1.2MD—实测泵挂深度(实测泵吸人口处安装深度)>m

沿井身测量泵的实际安装深度，理论上，在不偏斜的井中MD=VD,

2.1.3FOP-沉没度(泵r_液柱),m

计算值:

FOP=102XPIP/Y

式中:尸IP泵吸入口压力，MPa;

102—换算常数，MPa/m;

Y-泵人口流体相对密度。

注意:FOP是从声波液面(FL)计算的，式中FOP=VD-FL，可能因为环形空间的实际流体梯度

(MPa/m)而有误差。此液面(FOP)可能给不出一个等量的泵入口压力。

2.1.4Hp—垂直举升高度，m

垂向泵挂深度(VD)减泵的沉没度(FOP)，即:

Hp=VD一FOP

2.1.5HF—油管摩擦损失，m

压头损失用m表示，系因液流通过油管而产生，它是流体速度及粘度的函数。

2.1.6HT—油管压头，m

以井口的油管压力换算而成的压头，用m表示。

HT=102XH'T/Y

式中:H'T—油管压力，MPa,

2.1.7TDH—总动压头，m

国家质A技术监督局1998一05一18批准1999一02一01实施

GR/T17386-1998

泵排出时所对应的压头，用m表示。

TDH=H,+Hr+Hr

式中;II—垂直举升高度

Hr--油管摩擦损失

刀丁一一油管压头，mo

2.1.8Y—相对密度

指油、水及溶解气体或任何混合物在泵吸入口处的相对密度。

2.1.9v—粘度，mPa·s

2.，.10BHT—井底温度，℃

2.1.11GOR—气油比，ms/m3

2.1.12STBO储油罐体积，m'

2.1.13CUT—含水率，%

2.1.14PvF-泵容积系数

2.115GLR—气液比，m3/m3

2.116变压器额定容量

B=1.732X(U+AU)XI/1000

式中:B—变压器额定容量,kVA;

U—电机额定电压，V3

I—电机额定电流，A;

△“—电缆压降损失，Vo

2.1.17R.b'},m'/m'

在达到饱和压力下溶解气体的体积

R.b'〕二0.1342XYgX[loxP6X(10o.o3zsxna3.sir。一““/101”“““““se}32))J7.201

式中:Yg气体相对密度;

Pb—饱和压力，MPa;

Yo-原油的相对密度;

c一一流体温度，℃.

2.1.18R,—校正溶解气油比，m3/m3

在泵入口压力(PIP)下的溶解气油比。

2.1.19Bo—地层体积系数，以确定储油罐体积在地层中所占体积。可以计算:

Bo=0.972+0.000147XQ''"'

式中:B}—地层体积系数，m'/m';

Q=5.61XR,X(Y.lYo)0，+1.25X(1.8t+32)

71)—原油相对密度。

2.1.20Bg—天然气体积系数，用来决定在地层中自由气体所占体积

Bg=0.000378XZX(t+273)/PIP

式中:Bg—天然气体积系数，m'/m';

2—气体压缩系数。

2.1.21v}—在泵入口压力下油的体积，m，

采用说明:

11原美国石油学会APIRP11S4推荐规范中2.1.17与2.1-18同时使用R.，根据术语定义将2.1.17的rz改为

R,A

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2.1.22Vg—在泵人口压力下气的体积，m'

2.1.23V,.—在泵入口压力下水的体积，m'

2.1.24V—在泵入口压力下混合液总体积(Vo+Va+Vw),m'

2.1.25Ve/V,-一气体体积与总体积之比

2.2数据与图表

2.2门泵特性曲线(图1)

表示压头、制动功率及效率与排量的函数关系，通常均指单级各型泵。有些曲线可以是10。级的。

a)以淡水为介质(相对密度=1.0).

b)给出泵推荐排量范围。

c)适用于50Hz与60Hz电机。

2.2.2API管中的液流摩擦损失(图2)

a)表示流体摩擦损失与油管尺寸及排量的函数关系。

b)所示曲线用于水及管子粗糙度C=120。如用粘性液体，则需做适当的校正(见2.2-3)

注:用C12。的管子是因为可得到其数据，它对非粘性流体具有通用性

2.2.3油管摩擦损失及粘度校正曲线图(图3~图10)

a)如泵送液体粘度大于10mpa·s，建议考虑粘度校正。

b)图3为无气原油的原油重度和粘度的转换曲线。

c)图4为在泵吸入压力下，由原油的重度确定气体溶解度的曲线。

d)图5为利用溶液中的气体确定校正后的原油粘度的曲线。

e)图6为粘度的换算曲线。

f)图7为考虑到含水率及乳化类型，提供了粘度校正系数。在水为主要物相时，水使管壁湿润，而

粘度将主要取决于水的性质。

H)图8、图9和图10给出了在各种尺寸油管中的流体摩擦、流体流速和流体粘度而产生的粘性流

动压头损失(管子粗糙度C=130)o

注用粗糙度C=13。的管子是因为可得到其数据，与C-120的差别不大

2.2.4泵特性校正表(表1)

a)当泵送液体粘度大于10mPa"s时，应考虑粘度校正，以校正泵特性。

b)表1所示数据仅作为一般指南，因为这些数据可能会因泵的不同设计和不同尺寸而变化。设备

生产厂家应考虑合适的校正系数。

2.2.5电缆电压损失曲线(图11)

此曲线绘出各种规格的电缆在20℃时，每305m的电缆压降损失。对于在井的工作温度下的附加

电缆压降损失必须用校正系数确定。

2.2.6井温与电流关系曲线图(图12~图15)

这些图用于根据井底温度及电缆电流来确定绝缘温度。

2.2.7泵的容积系数(图16~图17)

a)这些图可以计算在饱和压力下的泵的容积系数(PVF)，已知在泵入口压力(PIP)下溶解气体量

(图4)、气体相对密度、原油相对密度及井底温度即可。

b)这些图假设所有自由气体均通过套管环形空间。

2.2.8电机环空流体速度(图1s)

此图可确定各种尺寸的套管内电机周围的流体速度。

潜油电泵部件说明

3.1地卜设备(图1s)

cs/T17386一1998

3-1.1电机

a)电机是泵转动的驱动力(原动机)，电机为二极、二相、鼠笼感应式，在60Hz频率时它有相对恒

定的转速3500r/min"o

b)电机中充填高级精制矿物油或合成油，这些油必须具有绝缘性、轴承润滑及良好的导热性能。电

机壳体中的绝缘油使电机轴承润滑并把电机中产生的热传给电机壳体

c)流经电机外表面的液体把电机壳体的热散播出去，所以电机一定不要放在低于液流进入点，除

非采用了某种使液体从电机旁边流过的措施。一般经验认为保持最低流速为。.305m/s即可保证适当

的电机冷却

d)串联电机是几个单个电机在电路上和机械匕串接在一起，可提供较大动力。

e)电机配有止推轴承，应适合制造厂设计的单向旋转。

3.1.2保护器

保护器一般有下列五种功能:

a)连接电机传动轴与泵轴，并连接泵壳体与电机壳体

b)装有止推轴承，承受泵的轴向推力。

c)防止井液进入电机。

d)平衡电机内部压力与井内压力，以消除轴密封两侧的压差。

e)补偿由于运转或停机时电机发热或冷却所造成的油膨胀和收缩。

3.1.3油气分离器或吸入口

吸入部分起着向泵供给井液的吸入管汇的作用。根据井的条件，它可以是一段简单的管节，有吸入

口，或者是一个油气分离器。油气分离器有助于防止气塞，并可使气侵井提高产液量。

3.1.4泵

。)潜油电泵为多级离心泵，每一级包括一个导轮和一个叶轮。泵级的型式及尺寸决定r液体的流

量。级数决定总压头，级数乘以每级功率和相对密度时，可以确定所需的电机功率。

b)各泵均有较宽的排量范围。

c)串联泵为二个或多个单级泵按机械和水利学原理串联在一起，以提供使用上所需的总排出压

头

3.1.5电机头引接电缆

电机头引接电缆是一种特制的小扁电缆，从电机头部到泵上端与动力电缆相连。使用小扁电缆是因

为在泵体与井中套管之问的间隙有限。

3.1.6小扁电缆护罩

电缆护罩可给小扁电缆提供机械保护。

3.1.7动力电缆

动力电缆是一种特制三芯电缆，它从泵顶部连接到井口.用电缆卡子系在油管上。电缆在导线尺寸、

绝缘型式及结构方面均有一定的选择范围，以适应井下条件及温度要求。电力费用及电缆成本等主要经

济问题必须予以估算

3.1.8单流阀及泄油阀

a)如果安装一个单流阀，它至少应在泵上方6至8个接箍上，以允许起动时从泵中排出气体

b)如果安装一个单流阀，则必须安装泄油阀，它应在单流阀上方的接箍上。

c)对于大功率的潜油电泵(186.5kW以上)，不论其下泵深度以及对于低排量(小于95.4mVd)而

下得深(铮液面低于2135m)的泵，均建议起动之前将油管充满液体。这意味着这些装置必须配备油管

采用说明

1)在50Hz频率时它有相对恒定的转速2900r/min

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单流阀及泄油阀。

3.1.9电缆卡子

a)电缆卡子用来将小扁电缆及动力电缆分别固定在泵及油管上。

b)卡子材料可以是碳钢、不锈钢和镍铜合金。

c)卡子长度。.56-1.07m，或者用连续的绑扎材料。

3.2地面设备(图20)

3.2.1井口装置

a)井口装置提供油管支座并允许动力电缆从地面进入井中。

b)必须提供井口密封馈电系统，它通过专用结构实现密封并保证电缆周围可靠绝缘。

。)井口装置及电缆密封方法可以有各种额定压力和悬挂载荷，在作选择时必须考虑这一点.还要

考虑地方安全法规或其他要求。

d)所有受到泵压的阀，其额定压力必须等于或高于泵的排出口压力。

3.2.2接线盒

接线盒提供从控制柜来的地面电缆与从井中来的动力电缆的连接点，使油井中随电缆而来的气体

排人大气。

3.2.3地面电缆-、~一

连接接线盒与控制柜以及控制柜与变压器次级9

3.2-4控制柜

a)控制柜是电机启动器、过载和欠载保护器、表的组合体，还应包括电涌保护器(避雷器)。

b)控制柜可有各种额定电压及电流值，有附，J控制设备，均依需要而定。

3.2.5变压器

a)变压器的目的是提供正确的地面电压以保证电机正常的运转。可以从高压降到低压(降压变压

器)或从低压升到高压(升压变压器)。

b)变压器的选择以额定容量、初级电压和抽头安排为依据。

4油井数据表

4.1对于给定的应用条件，合理选择一特定泵型及尺寸大小是很重要的，需要详细的完井资料、油层数

据及生产数据和井史。

4门.飞所需数据

a)油井数据表(表2)提供了一个收集必要数据的格式。

b)此格式必须尽可能填好，保证所提供的全部数据是准确的，因为这些数据将用于决定泵选择与

尺寸大小。

c)数据行中有“，”号者表示该数据必须提供，以便选泵及确定尺寸。

5泵及系统的尺寸选择

5.1例题1—水和油的生产，无气

例题说明:(定义项)实际值/(参考号数)

5.1.，下列所示数据表提供了例题1所需的数据资料:

a)表3—潜油电泵油井数据表，

b)图21-泵特性曲线;

。)表4—泵技术规格;

d)表5—电机技术规格;

e)表6—保护器技术规格;

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f)表7—控制柜及附件技术规格;

9)表8—变压器技术规格;

h)表9一一油管头技术规格;

i)表10-—电缆技术规格;

j)表11一一设备及电缆尺寸规格;

k)表12—小扁电缆及地面电缆技术规格;

1)图22—井下设备及偏心油管头结构图

5.1.2除非专门指定，用于计算尺寸大小的数据均来自油井数据表(表3)0

a)井液相对密度

1)含〔水量)0.8X:水相对密度)1.06。一黔水〔相9对‘密度〕·

2)含〔油量)0.20X:油相对密度)0.84。一臀油〔相相对密度〕。

3)水〔相〕0.848++油〔相〕0.(216)8一_l.(03)16井〔液相对密度〕。

b)井液合成梯度

井〔液相对密度〕兴X淡〔水压力梯。0·098MPa/m=0'(4)96MPa/m,

c)沉没度FOP

0.00996

泵〔吸入口压力〕3.45MPa令井〔液合成梯度〕MPa/m=

(4)_346(.54)

d)垂直举升高度刀。

346.4m2398.6m

垂〔直泵挂深度VD)2745m一沉〔没度FOP)垂〔直举升高度〕。

(5)(6)

e)油管摩擦损失HF(图2)

1)总〔产量)175m'/d在油〔管公称规格〕60.3mm一10m/(73)05m每〔305m摩擦损失:

2)每〔305m‘.-10m/305m,,,-，，‘、。，，90.6里油〔管摩擦损失〕

*f}wl狈大少一叹下厂一一入LAw'EItic反J“任。，“一(8)

f)油管压头14,

69.2m

油〔管压力〕。.69油〔管压头H丁〕

MPa=井〔液合成梯度碑喂罕6-(9)

g)泵总动压头TDII

90.6m

垂〔直举升高度(8)+油〔管压头H口69.(922)

).II丝蹂乎-"'+C油管摩擦损失HF)

2558.4里总〔动压头TDH)o

(10)

h)现针对139.7mm套管175m'/d产量选泵

查扬程一排量特性曲线。选A型泵(图21)，它表示出在所需排量(175m'/d)时，有最高效率

(660o)

i)确定每级扬程(压头)

1)参阅图21，从排量读数175m'/d垂直线向上到扬程一排量曲线交点。

，85m

2)从交点水平向左得压头(每级m)一S

(11)

1)确定每级所需功率

1)参阅图21，从排量读数175m'/d垂直线向上到制动功率曲线交点

2)从交点水平向右读每级制动功率为。.26kW。虽然在175m'/d可以用这个需要的梅级功

ca/T17386-1998

0.28kW/级

率(0.26kW/级)，但更常用的是每级最大功率系数。对A型泵而言=

(12)

注意:有些特性曲线是单级的，有些则是10。级的。有油气分离器则多耗功率，在选择电机时应予

以考虑。

k)所需泵级数

25.58.4m/级289级

1)总〔动压头(TDH)}

(10)一每〔级压头_8.85(1m1)/M(13)。

2)参阅表4泵的技术规格，找到标准泵体内最接近的级数.AM泵为_2(1848)级可选中其泵体:

为17"1'，长8.9m，重388kg,

1)所需电机功率

0.28kW/级86.5kW

X水〔相对密度)1.06

1)泵〔级数〕_2(1848)x每〔级功率〕(12)(15)

2)查保护器的技术规格(表6)，确定保护器所需功率1.86kW,

3)将制动功率、保护器功率和油气分离器功率(如果有的话)加起来，以确定所需功率

88.4kW

86.5+1.86+0

(15)

89.5kW

4)参阅电机额定技术规格(表5)，最接近的电机规格是它有9.00m长，重

(16)

643.5kg

5)检查液流速度是否足以冷却电机(图18)。本例是一个114.3mm外径的电机，在139.7mm

套管中，流量在175m丫d时，流速高于最低推荐流速。305m/9.

6)有两种电机可供选择;

-1150V,67A;

2280V34A

(17)’(18)。

一般来讲，电压高电流低的电机，在大多数装置中是较好的选择，因为它降低动力电缆损耗。电机电

压的选择受许多因素的影响，包括井深、套管尺寸、功率大小、所需电缆大小、设备开始投资及操作费用。

还有，动力分配电压也是一个因素。

m)保护器

参阅表6,1型保护器用于139.7mm套管用单电机配用，它有114.3mm长，重49.9kg

n)大扁电缆长度

1)大扁电缆长度是实测泵挂深度(MD)加30.5ma

2)对于本例

实〔测深度MD72745m+30.5m=2775.5m大〔扁电缆长度〕

。)大扁电缆尺寸规格选择

1)利用电机铭牌电压(2280V)，计算推荐的电缆电压降:

2280V、.，，，~、___114V二。、山_，，、

不万蔽厂x}M-示7t7UU.u5=(19了}mMW,MRJ,

2)现决定每305m电压降

二。‘、a-,...,114V_，二。‘，，、、_____12.5V/305m推〔荐电缆电压降/305m7,

L甩现甩压阵J万西丁二七甩现长反JZY0.。m/iuom一(20)

3)参阅图11(压降曲线图)，按工作时的井底温度(87.80C),找出导线电压降校正系数=

1.267

(12)

4)现在相除

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推〔荐电缆电压*[/305而」摇劣、电〔压降校正系数:器一燮姿劣黔·

现在从图11中左手读数9.9V/305m，水平向右读电机电流值((34A)，在此点或低十此点选电缆

2赶铜电缆

尺寸规格。对于9.9V/305m和34A可选，它的实际电压降为9V/305:，，。

(23)

5)校核电机能否起动

一一确定工作时实际的电机电压降

9.0V/305mX2775.5mX1.267电〔缆温度因数〕=104VC操作时电压降〕

—确定起动电压降(系数4.。考虑了主要系统电压降及其他系统损失)

104VX4。起〔动电压降系数〕=416V起〔动电压降〕。

—确定电机终端起动电压

2280V-416V=1864V〔电机终端起动电压〕。

一一计算电机起动电压占电机铭牌电压的百分数

(1864V/2280V)X100=81.8%。

因为此数大于电机铭牌电压的50，电机起动应无问题。这最小50%的要求和4.0这个起动电压

降系数是由工作经验确定的。有些试验指出起动电流高于4.0，应与制造厂联系寻求解决方法

其他限制方法如30V/305m可用于确定动力电缆中的电压损失。允许的电压降值必须考虑电机

的起动能力。

P)动力电缆间隙

(2u铜电缆)

1)动力电缆尺寸规格选定后，必须保证在井中的动力电缆及设备有足够的间隙

(23)

2)厂列动力电缆间隙计算是假设泵上用了偏心排出油管头。所以井的直径(套管内径)必须大

于下列各值中的最大者;

A十B

(E/2一D)+A/2十B

(C/2一D)+A/2+B

C/2+E/2十F+G

H/2+E/2+F+G

式中:A—油管接箍直径:

B-动力电缆直径;

C—泵直径‘;

D—泵的中心线/排出油管头的中心偏移尺一寸;

E—电机直径’;

F—电机头引接电缆厚度;

G—卡子厚度;

H—保护器外径。

注:，必须包括特殊外皮厚度，如果有的话。

因此，对于本题:

A=77.8mm(60.3mm外加厚接箍外径);

B=33.528mm(表11);

C=101.600mm(表11);

D=5.58$mm(图22);

E=114.300mm(表11);

F二11.430mm(表12);

Gs/T17386-1998

G=0.762mm;

H=101.600mm(表ll)a

然后作计算:

111.328mm

A+B=77.8+33.528=

(24)

124.003mm

(E/2一D)+A12十B=1143/2一5.588十77.8/2+33.528=

(25)

117.653mm

(C/2-D)+A/2+B=101.6/2一5.588+77.8/2+33.528=

(26)

C/2+E12+F+G=101.6/2十114.3/2十11.43+0.762=120.142MM;

6/2+114.3/2+11.43+0.762二120.142nlmn

H/2+E/2+F+G=101.

所以，最大为124.003mm.

然后与套管内径比较得间隙:

套管内径124甲257mm;

一124.003/0.254

设备“直径”=

(27)

所以此设备及动力电缆可以通过套管，但是必须特别小心，因为间隙太小

注:表n有最大电缆及设备尺寸配合表.

q)动力电缆绝缘

1)动力电缆的绝缘是按泵安装位置的井眼温度、电机电流及井眼环境来选择的。利用图13

(No.2动力电缆)，从左侧读数井眼温度(87.80C)、水平线与电机电流((34A)交点。此点给出导线温度

为93.3C。

2)因导线温度为93.30C，可从电缆供应资料中选择合适的电缆。

r)小扁电缆

1)小扁电缆尺寸及电机终端套管尺寸是由可能的环形空间尺寸决定的。可选择井眼间隙允许

的最大尺寸。

2)其次，选用适合于井眼条件的恺装型式。可用的材料包括镀锌钢带、磷青铜及镍铜合金(蒙

乃尔合金)。因为此井无腐蚀问题，将选用磷青铜恺装。

3)小扁电缆长度需要超过泵排出头至少1.525m。计算如下:

—泵长度8.906m

—保护器1.373m

—泵以上长度1.525m

—附加设备1.525m

13.328m

—小扁电缆长度·················”······……’·’二’二·‘”·’·”·’‘”

(29)

参阅表12，一个18.30m长的小扁电缆可供采用，选中用于此装置。

4)同时应选择一小扁电缆护罩。

s)电缆卡子

1)用户要求不锈钢卡子，故予以提供。

2)需要25个。.762m卡子供电机头引接电缆固定用。

3)每个油管接箍需要两个。.559m电缆卡子，或:

2745m/9.15m/接箍X2个卡子/接箍=个卡子。

_6(3000)

t)井口装置

1)选择一个足以能承担油管、设备及液体质量的井口装置。

662

cs/T17386一1998

k

—电机…二648.659

L

-—保护器=49.90氏9

k

—泵……=391.469

k

一一油管…6.99kg/m又2745m二1918769

—大扁电缆2.41kg/mX2745m=6613巧k9

k

—小扁电缆…’‘.’二‘················……2.53k刁mX12.20m31.759

一一电缆卡子6.8kg/100X600二40

.82kg

—液体二1.060X999.5kg/m'X0.002m'/mX2745m二5869

.58kg

32832.93kg

—作用于油管头上的总质量

(31)

2)以此总质量为基础并参阅表9，可选B型油管头，供外径为139.7mm的套管及60.3mm

油管用，并配有No.2圆电缆密封隔离装置。

3)288级X8.845m/级X0.00996二25.46MPa，所以油管上的全部阀及管件的额定压力必

须高于25.46MPa

u)控制柜与接线盒

1)计算地面“无负荷”电压

2280V

—电机铭牌电压

(17)

十104V

电缆电压降

(19)

2384V

-

地面满负荷电压一

(32)

变压器降压因数(3Y)..’二1.03

2456V

—地面“无负荷”电压

(33)

2)与系统的电压及电流相适应((2456V,

参阅表7,控制柜应选择合适的电压及电流额定值，

34A)。所以，选用了型号为D3的控制柜(MCP)。各种控制方案均可实现。如能用避雷器应予以说明。

3)应为本装置确定接线盒。

v)变压器

1)变压器的容量额定值为:

14okVA

地〔面满负荷电压2384VX电〔机电流值〕34-AX1.732/1000=

、~~如行’一‘目~一(32)”一-‘“.“份一(18)’一一’-一(34)

2)对于3个单相变压器:

140kVA47kVA

令变〔压器数〕3=

(34)(35)

所以，使用三个50kVA变压器，参阅表8，对于单相变压器应选初级电压14400/24940的

50kVA。如注解所述，附加的次级电压可由次级用Y形连接获得。系统电压2400V,就是这样得到的

5.2例题—水和油的生产，有气

5.2.1下列示例表格提供了例题2所需的数据资料:

表13-潜油电泵油井数据表。

5.2.2除非另有规定，在尺寸规格计算中的数据均来自油井数据表(表13),

a)从图16确定气体溶解度(R,):在泵入口压力(PIP)为3.45MPa时R,=14.77m'/m',

b)查图17，从14.77ma/m'开始(R，在PIP为3.45MPa)，确定地层容积系数(B,)=1.1m'/m'

c)确定地层气体容积系数Ba，在3.45MPa时，如下:

000378XZX(t+273)/P

000378X0.85X(87.8+273)/3.45

663

cB/T17386一1998

=0.0336m'/m'

此处用气体压缩因数(Z)二。.85注意:随气体相对密度、压力及温度之不同.Z不同.Z-=0.85为平

均值、。

d)确定是否需要油气分离器，即如在泵入口压力(PIP)下自由气体的体积超过10"‘时则用:

l)在泡点(BP)压力下溶解气体总量=油量(m3/d)XR,(BP)=35X70.9=2481.5“、{d，

2)在泵入口压力(PIP)下仍然溶解的气体总童=R,(PIP)X油}(m'/d)35X14.8一

518m3/m',

3)释放气体或自由气体=2481.5-518=1963.5m'/do

钓油体积V。在PIP(泵入口压力)下每天油体积VXB,=35X1.1一38.5m'/do

气体体积=自由气体XBg=1963.5X0.0336=65.97m'/d;

水的体积=V=给定=140m'/d;

总体积V,=244.47m3/d;

Vg/V,=65.97X100/244.47=26.98%(26.98%>10%);

(所以需要一个合适的油气分离器)。

e)假定油气分离器为90%有效，而10%的气体未被分离，或Vg=10%.所以有。1X65.97=

6.597m'/d进入泵中。

1)所以总的混合液量(m'/d)进入泵中为:

V,=38.500m'/d;

Vg=6.597m'/d;

V，二140.000m'/d;

V,=185.097m'/d.

9)进入泵的自由气体量占总液量的百分数为:

Vg/V,=6.597X100/185.097=3.56%。

当体积占液体体积3.56%的气体被泵吸人后，它对于井液合成相对密度没有显著的影响。

h)既然通过泵生产的混合物的总体积已经知道，则设备选择方法同5.1.2节中的例题1相同。

5.3例题3—水和粘油生产

5.3.1下列表提供了例题3所需的数据资料;

表14—潜油电泵油井数据表。

5.3.2除非另行规定，在尺寸规格计算中所用的数据均来自油井数据表(表14).

a)用图3，找出相对密度。966的原油在60℃时的无气原油粘度为150mPa"so

b)用图4，找出在2.07MPa(PIP)时溶解气体为8.9M3/Ml.

c)用图5，找出当气体在150mPa"s溶解为8.9m'/m'时，含饱和气体的原油粘度为70mPa"s

d)井液合成相对密度

1)含〔水〕。20X水〔相对密度〕:.060--黔水〔相相对密度〕;

0.773

2)含〔油〕0.80X油〔相对密度〕0.966=油〔相相对密度〕;

(2)

:)水〔相相对密度〕黔+油〔相相对密度〕臀一0.985:井液合成相对密度〕

注:并液合成不包括自由气的体积。

e)从图6可以看出，当平均相对密度0.985时，粘度为70mPa"s(350SSU)o

f)从图7中，对于含水20%时，校正系数读数为2.0,

g)20%的含水率增加实际粘度，乘系数2.。校正粘度为140mPa·s(700SSU)

h)参阅表1各校正系数。因该装置在外径139.7mm的套管中，对所需体积假定泵效率为60%o

66I

cs/T17386一1998

1)排量系数(Qw.)=0.805,

2)压头系数(H,)=0.825;

3)功率系数(bhp,)=1.300

粘度对泵的影响现已确定，现在可以开始泵尺寸的确定，在需要的场合使用校正系数

i)井液合成梯度

00999=

井〔液相对密度〕_0.(938)5x淡〔水压力梯度〕。·_0.00984(4)MPa/m井〔液合成梯度

1)沉没度(FOP)

214.4m

泵〔入口压力〕2.1MPa=、正的井液合成梯度X'0.00984(4)MPa/m(5)(F’OP)。

k)垂向举升月D

214.4m1371.6m

垂〔直泵挂深度VD)1586m一泵〔沉没度〕垂〔直举升