步骤8 -井下和地面附属设备

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本文“井下地面辅助设备”是本文的第8步采用进口过程设计出高效、经济的电潜泵。讨论了所需的井下和地面辅助设备,并重点介绍了推荐的操作方法。

井下辅助设备:

  • 电机引线延伸(MLE):

API RP 11S4将电机引线延长段定义为“从电机的接线头延伸至泵端上方与电源线连接的特殊电源线”。由于泵壳和套管之间的间隙有限,通常需要在该区域使用低剖面电缆(平面结构)。建议选择比泵上端至少长6英尺(1.8米)的长度。必须选择MLE的长度以避免接箍.这样做可能会导致电缆卡在井眼套管上并损坏设备。

  • 带电缆保护器:

电缆保护器用于保护电机引线电缆在安装、操作和牵引过程中不受损坏。下图显示了电缆保护器的一个例子。

  • 电缆乐队:

有关电缆带及其使用的建议做法:

  • 最好的做法是从电机接头到电力电缆的第一个接头的每个部分安装三个带。
  • 不要在电缆接头上安装绑带。在剪接的上方和下方约4英寸处放置一条带子。
  • 建议在每个油管接头上安装两个带,其中一个带位于接头中部,另一个带位于接箍上方2 ~ 3英尺处。
  • 当钻过狗腿或井中其他紧点时,应该考虑在每个接头上安装更多的箍。
  • 当电缆长度大于4号电缆或深度超过7000英尺时,每个油管接头应使用3个箍。

  • 交叉耦合电缆保护器:

交叉耦合电缆保护器用于保护和支持ESP电缆、控制线和注入线,以及保护电缆在安装、操作和拉拔过程中免受损坏。

  • 止回阀:

在附近安装一个止回阀ESP上方的两到三个接头在设备关闭期间,泵能够保持油管内的液柱完整。这样可以减少流体从静态液位上升到地面所需的时间(“泵升时间”)或流体回流的保护性关闭时间。

注:在高GOR井中,如果可能发生气锁,则止回阀必须安装在比正常情况下更高的位置,大约在ESP泵上方5到6个油管接头。实际上,当ESP关闭时,止回阀下方会形成气帽,气帽被止回阀上方的液柱固定在那里。如果气顶体积大到足以向下延伸到泵入口或以下,泵将立即气锁,无法泵送流体。

表面辅助设备:

  • 配电板/变频驱动(VFD):

与常规的电机恒速(使用配电盘设备)ESP安装相比,采用可变频率(使用VFD)的安装有几个优点。最重要的优点是可变频率ESP系统具有广泛的灵活性,可以将ESP系统的举升能力与井的产能完美匹配。

变频驱动基础(也被命名为:变速驱动)的介绍和讨论在文章“变频驱动基础知识”。

注:在这个设计阶段,电机已经选定。这样,铭牌电压已知,电缆电压降已经计算出来。

当指定配电板、变频驱动器和变压器时,最重要的信息是ESP系统在地面所需的最大功率.这可以从必要的表面电压电机电流

必要的表面电压=电机铭牌电压+电缆电压降

从可用的型号中,选择额定电压高于此值(必要的表面电压)的配电盘/变频调速(按使用变频调速时所需的最大频率计算)。配电盘/VFD的额定功率(单位为kVA)由求三相电力(所需总kVA)的公式得出:

地点:

Vs是所需的表面电压,伏特。

A为电机铭牌电流,安培。

  • 变形金刚:

在大多数情况下,可用的表面电压与所需的电机电压不兼容。因此,必须使用变压器在表面提供正确的电压水平。

变压器类型:单相vs三相:

选择变压器的类型取决于一次电力系统的大小和所需的二次电压。一般选用三相隔离升压变压器来提高低压系统的电压,而选用三台单相变压器组来降低高压一次电源到所需的表面电压。

变压器是根据电压等级和额定功率来选择的。所需的地面电压很大程度上取决于ESP设备的坐封深度,因为电力电缆的电压降随着电缆长度的增加而增加。这个电压降加上选定的电机电压就得到必要的表面电压。

所需要的三相升压或降压变压器应与配电板具有相同的kVA额定值。

为了选择一个升压变压器或一组3个单相变压器的尺寸,使用下式计算所需的总KVA:

地点:

Vs是所需的表面电压,伏特。

A为电机铭牌电流,安培。

注:变压器的工作原理和关键部件在文章中有详细介绍。变压器简介:它是如何工作的?”。另外,请参阅标题为“如何计算三相变压器所需的KVA额定值?,以了解更多有关KVA额定值计算的细节。

  • 井口馈通器,穿透器,上下梳尾:

地面和井下电缆的电气连接如下图所示。油管悬挂器装有一个通油管芯轴(也称为井钻器),该芯轴配有适当的密封件,以控制井压并防止地面气体泄漏。电源线通过三相连接器(又称上下辫子)连接到设备的两端。

  • 接线盒:

从井里出来的电力电缆应该连接上A地面电缆通往总机。如下图所示,两根电缆连接在一起的接线盒,也叫a”通风框”。

它是一种通风、防风雨的盒子,具有以下三个重要功能:

  • 提供井下和地面电缆之间的电气连接。
  • 将任何气体排到大气中,这些气体可能会到达这一点,因为气井气体向上迁移到ESP电缆。气体的排放消除了可能发生的火灾或爆炸的危险,如果气体通过电缆到达配电盘。
  • 作为井下设备电气检查的方便测试点。
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