+0.212
电机+0.底25座2 衬套内径尺寸：由φ28 +0.160 改
为φ28 +0.20
−0.080
转−0.子12轴0 承衬套外径尺寸由φ36 −0.142 改为
φ36 −0.182
(3)138型电机
电+0.1机82 头 、 底 座+0衬.232套 内 径 尺 寸 ： 由 φ35 +0.120 改为φ35 +0.170
油大量呼出，井液进入电机破坏绝缘，致使电 机烧毁。现用的保护器有两种，一种是沉降式 保护器，
由上下两腔和连通管组成，其密封装置 是在轴上安装一个C r a n e机械密封，这种密封 装置通常是由带有碳质流道的陶瓷面构成的。 机械密封静块、壳体丝扣装有改性氟橡胶材料 “0”环，温度过高将使“0”环变形失效，井 液进入保护器时失效。另一种是安装一个橡胶 囊和两极压力式隔离层仍然采用C r a n e机械密 封，橡胶囊由改性氟橡胶材料做成，将井液和 电机油隔离。温度过高使井液迅速膨胀撑破胶 囊造成保护器失效。在国内某些厂家使用在高 温井中的电泵，采用美国新型AFLAS橡胶材料 制造”O”型密封胶圈和保护器胶囊。使其耐 温到达210℃并具有优良的抗腐蚀功能。在该 保护器电机油中注入一定比例的一种名为零磨 擦的抗磨剂（美国进口），其以一种新的抗磨 机理——”磁悬浮润滑态”，可使轴承得到更 加充分有效的润滑，降低轴承机械损耗和提高 轴向承载力，此种办法获得了很好的效果 。
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FORTUNE WORLD 2010
高温潜油电泵机组改进技术
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
杨颖 胜利泵业有限责任公司电泵制造厂
中国科技财富 FORTUNE WORLD 2010(14)
本文链接：/Periodical_zgkjcf201014224.aspx
关键词：高温电泵机组；尺寸配合；高温 电机；高温保护器
井底温度对于潜油电泵井优化设计及潜
油电泵的使用是一个非常重要的因素。它不但
对电机和电缆的绝缘程度有较大的影响，同时
对选泵进行气体计算时，也是一个很重要的因
素，直接影响溶解气油比、天然气体积系数及
原油体积系数的大小。在进行潜油电泵机组的
悬择时，需要根据油井的井底温度的高低，来
工 程技术
高温潜油电泵机组改进技术
杨 颖 胜利泵业有限责任公司电泵制造厂
摘要：本文通过分析井底高温对电泵机组 的设计、零配件之间的配合及对电机绝缘性能的 影响，结合各种因素的分析、计算，对机组的改 造及预防措施，提高机组的使用寿命。从根本上 解决了目前油田生产中存在的常规电泵机组，在 高温井中可靠性低使用寿命短，以及投资费用高 等难题。具有寿命长、方便管尺 寸 ： 由 φ 2 8 . 7 +0.05 改 为
φ28.7 +0.08
−0.07
转子−轴0.承110衬套外径尺寸由φ35.6 −0.10 改
为φ35.6 +0.143
(2)107型电机
+0.212
电+0.机25头2 衬套内径尺寸：由φ26 +0.160 改为
φ26 +0.20
四、高效离心泵及分离器 泵的三维造型设计和R P快速原型技术应 用于新泵型的开发和改造中，可极大地提高泵 的开发设计速度和有效提高泵的设计性能水 平。泵轴采用了M o n a l-K500合金，可有效地 提高泵轴功率和抗腐蚀性能，使得泵工作可 靠；高铬铸铁材料应用于潜油泵的叶、导轮制 造之中，其大大提高了泵的防腐和耐磨性能； 电泵中高速旋转的部件如：分离轮、转子等都 经过动平衡检测仪进行精校，其可以有效降 低电泵运行时产生的振动，使电泵运行更加可 靠。通过改进分离器分离轮叶片的设计，使分 离器的分离效率显著提高，高效分离器的开发 成功，使得一些高含气油井正在得到有价值的 开采。 五、井下监测装置 井下监测装置有P H D和P S I两种。其作用 基本相同，能够连续测量和记录井下压力、温 度变化情况。其工作原理是利用温度敏感元件 来测量电机温度，如果油温超过定点温度时， 温度继电器常闭触点打开，切断P H D检测回路 黑针向左偏转到红色区域。红黑针接触的瞬间 又接通了灵敏继电器，常开触点闭合，切断电 源停机。此装置的运用，极大的保护了潜油电 泵机组，提高了机组的使用寿命。 六、 结论与建议 1、高温机组的应用对于开发某些高温 井、稠油、高凝、深抽难动用油藏，具有不可 替代的独到的工艺技术优势，而且结构紧凑， 现场实施简单易行，因此是一种具有竞争力的 无杆采油工具。 2、无杆采油抽油工艺与其它稠油、深抽 开采工艺相比，投资少、见效快，投资回收期 短；油井检泵作业周期长，经济效益显著。 3、从社会效益看，无杆采油电潜泵系统 便于现场管理人员操作、掌握和维护，井场地 面设施少，符合环保安全要求，因而有良好推 广应用价值，并将产生显著的社会效益。 4、井底监测保护系统尤为重要，在今后 的研究应用中，该系统的工作寿命有待于进一 步考核，而且高温机组对介质结垢速度较快地 区的适应能力也有待于今后进一步提高。 上述一系列的潜油电泵技术创新措施不但 有效的提高了电泵运行的可靠性，同时也使我 们的客户降低8-10％的采购成本及减少2-5％ 的运行成本。过去认为不适宜下电泵的油井， 如高温井、腐蚀井等，现正在得到有价值的开 采。
选择不同耐温等级的电机和电缆，否则将会造
成电机和电缆绝缘的加剧破坏，同时若选择了
耐温等级较高的电机和电缆，将使整套机组的
成本增加，从而增加了潜油电泵的采油成本。
一、潜油电机系统
1、机组的工作环境
电泵机组在井下的温度主要来自井底油液
热量和电泵机组本身所产生的热量，所以在进
行选泵计算时，确定下泵深度，必须保证在这
个深度有足够的井液流经电机表面，以便把电
机散发出来的热量及时带走，否则井底温度将
会由于电机不断散发热量而逐渐增加，从而加
快电机或电缆绝缘的老化。
电泵机组本身所产生的热量主要来源于电
机工作时电流电磁阻所产生的热量和电机运转
时摩擦所产生的热量。采用具有高导磁和低损
耗性能的硅钢片，可以提高功率因数和降低铁
这样就增加了电机零部件之间的配合间
隙，降低了电机在自转过程中由于摩擦所产生
的热量，大大减低了电机的温升，同时避免了 由于高温使材料膨胀，加速材料之间的磨损， 这样就可以增加电机的使用寿命。
3、材质的更改 热量限制电潜泵的工作范围，系统的每个 零部件有不同的温度极限，实验证明普通端部 绝缘块在160℃高温下24小时将使端部绝缘块 融化变形，因此在高温机组中，以下部件也要 采用耐高温材料。 (1)端部绝缘块使用高温端部绝缘块。 (2)高温肽氟隆绝缘胶带用进口硅级高温肽 氟隆绝缘胶带代替。 (3)引线制作及端子焊接使用高温焊锡和助 焊剂，端子焊接后用专用工具压紧。 (4)电机和保护器丝口连接部位使用1596硅 橡胶平面密封剂。 (4)型包采用高温玻璃丝带进行缠绕。 (6)电机油为天津理化院高温电机油。 4、高温机组的技术特点及主要参数 通过以上的整改，可以使普通常规机组达 到如下技术特点： (1)电机电磁线（绕组）绝缘采用聚酰亚胺 薄膜绕包，绝缘采用“N H N”，该材料具有 足够的机械强度和良好的介电性能，(现有电磁 线均为两层膜，建议加一层，改为三层膜)耐高 温达到180℃。 (2)绝缘漆耐温高于180℃，属于H级绝 缘。 (3)电机引线采用氟塑料绝缘层或聚四氟乙 烯绝缘层，引线连接护线管为聚四氟乙烯。绑 扎带采用无碱玻璃丝布，以上绝缘材料均属于 H级绝缘材料，耐高温达到180℃。 (4)电机端部绝缘及相间绝缘采用改性聚四 氟乙烯材料。 (5)电机润滑油采用高温电机油，在180℃ 高温下，具有良好的绝缘性和润滑性。 (6)机组联接、密封用“O”环采用改性氟 橡胶材料。 (7)机械转动件的配合间隙满足180℃工况 的需要。 (8)电机引线焊接部位使用高温焊锡，丝扣 部位涂抹耐高温密封胶。 二、动力电缆： 动力电缆用来向潜油电机输送电能。根 据潜油电机不同的功率要求及不同的油井条 件，潜油电缆有不同的规格。Q Y P F和Q Y P N 型潜油电缆适应于在井温不超过90℃的油井 内使用，Q Y E N和Q Y E Q型潜油电缆耐温可达 120℃，QYYFQ型耐温可达180℃。 三、保护器： 保护器在潜油电泵机组中，是用来保护 潜油电机在井液内正常工作的设备，它的种类 较多，结构复杂，是潜油电泵机组中的关键部 件。保护器有以下四种作用：1、密封作用； 2、呼吸补偿作用；3、压力平衡作用；4、承 载作用。由于工作环境恶劣，保护器很容易失 效，常常造成严重后果。电机绝缘液体和保护器 是相通的，故保护器所遇到的任何问题必然会直 接影响到电机，最终造成电机的绝缘失效。 井底高温是造成保护器失效的重要原因， 高温使电机油迅速膨胀，保护器内储存的电机
损，优化潜油电机电磁设计方案，可以降低温
升，提高机组的扬程。
2、尺寸的更改
为了使普通的常规机组能够在高温油井中
正常工作，就必须对电机的部分尺寸进行如下
的更改：
(1)116型电机
电机+0.头07 、引线连接头+0.衬105套内径尺寸：由
φ30.1 +0.05 改为φ30.1 +0.08 引线+0连.08 接底座