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本文主要针对油田进入开发中后期后,为开发高温、低压、低渗深部油层所必需而进行的深井潜油电泵研究。油田进入开发中后期,动用低压、低渗深部二、三类油层势在必需,这些油层产能低,埋藏深,温度高,现有的采油设备无能为力。本文针对现有潜油电泵耐温低、扬程小、小排量叶导论易堵塞、成本高、系统效率低、检泵周期短等多个方面的问题,通过理论分析与设计、材料优选与工艺改进、室内试验与现场验证,研制出了小排量、高扬程、低能耗、耐高温深井潜油电泵。该系统耐温180℃、扬程3500米以上,可满足油井3500米以下的小排量深抽提液,同时可应用于气井排液采气、压裂等措施后的快速排液、深部油层的快速试油等,对于提高油田采收率、提高整体经济效益起到了积极作用。
本文主要做了以下几方面的工作:
1、完成潜油电泵国内外现状的资料收集,并对存在的问题及研究深井潜汕电泵的意义和内容进行了分析。
2、通过节能分析,找到了系统功耗高的关键因素,利用电机设计理论设计研制了高电压低电流节能型潜油电机。
3、通过材料优选和试验,找到了提高电机耐温等级的绝缘材料,并通过制造工艺的改进,研制出了耐温180℃的潜油电机。
4、根据流体在叶导论内的流动规律,利用叶导论设计方法设计了小排量、大流道、高扬程的叶导论,单机叶导论扬成提高了39％,并减少了叶导论流道堵塞造成检泵的机会。
5、完成了高扬程离心泵泵头的承压紧固设计与试验,使离心泵承压达到45MPa以上,从而避免使用过程中泄漏和断脱。
6、完成了通过能力的研究,确定了该深井潜油电泵下井所必需的最小套管内径和最大套管曲率。
7、完成了安全验证,对较薄弱的泵筒丝扣部位进行了强度校核,并对使用的有关进行了受力分析。
8、对设计研制的各部件进行了室内实验和现场推广,经验证达到了设计要求,并满足现场应用。
深井电泵可有效地降低井筒液面,充分挖潜地层潜力,解放低压低渗油层,提高油井原油产量,增加油田经济效益。