随着油田开发的不断深入,油井井况也越来越复杂,出砂、油稠、腐蚀、结垢、气大等各种情况逐渐增多,电泵井的生产条件也越来越苛刻,这些都对电泵井的运转寿命有着很大的影响。
优化潜油电泵最佳排量范围,止推范围潜油电动离心泵叶轮设计时,考虑将处于最高效率点的叶轮的两侧作用力互相平衡。泵在大于设计排量下工作时,会出现上垫片磨损;当泵在低于设计排量下工作时,会导致下垫片磨损。所以,为了能使叶轮处于最佳平衡状态,防止叶轮上下垫片磨损,离心泵有定的排量范围。泵的型号不同,排量范围也不相同。但是根据国内外多年的经验,泵排量范围在最佳排量(最佳工作效率点的)75% 125%.离心泵的HQ曲线和效率曲线如所示。
是离心泵的HQ曲线和泵的效率曲线,如图所示,以泵的最高效率点为中心的点Qi和Q2之间的工作范围,是离心泵的高效区。
根据所统计的各排量离心泵特性曲线数据的平均值,分别选择了具有代表性的100、150!3离心泵的典型特性曲线特性进行排量中间值的效率分析,如和所示。
对这两种离心泵特性曲线进行分析,可以看出当取两种额定排量的中间值,即产液量为125m3/d时,所对应的泵效均为51.785%,也就是说这时选择100m3/d和150m3/d离心泵,节能效果相同。从分析离心泵的结构方面进行分析,如果在大于设计流量的条件下工作,叶轮作用在出口端的力小于作用在入口端的力,叶轮将被推向上,产生过大的上止推力;如果在小于设计的流量下工作,叶轮出口端的受力较大,叶轮产生向下的止推力。下止推力时,保护器的止推轴承和下止推垫片将会出现较大的磨损。
额定排量150m3/d离心泵特性曲线图由离心泵的结构特点分析可以看出,以叶轮中间部位为最高效率点,理论上举升产液量范围处于最佳排量范围内,都属于电泵井的排量合理区。但从电泵机组解剖的实际情况来分析,离心泵工作初期,漏失缓慢,磨损量较少,这时叶轮的下沉速度比较慢;随着离心泵工作时间加长,液体对泵内外流道的冲刷作用,使得泵漏失量加大,叶轮的下沉速度加快,进一步增加了叶轮下垫片的磨损,降低了离心泵的寿命。因此,在工艺设计时将排出液量选择在最高效率点上部区域比选择在下部区域,能有效延长电泵井的寿命。生产实践也证明了这一点。因此,在进行工艺设计时,一般将举升液量预定为额定排量的120%~140%.若预测产液量在两种离心泵工作范围重叠区域内,最好选择效率最佳、额定排量较小的泵型,因为比较而言,额定排量较小的离心泵产生的内部推力较小,工作寿命长。