13—保护器；14—电动机；15—
扶正器；16—套管；17—电缆护 罩；18，20—电缆；19—电缆接
头
井下部分主要是电潜泵的机组，它由多级离心泵、
保护器和潜油电动机三部分组成，起着抽油的主
要作用。 地面部分由变压器组、自动控制台及辅助设备 (电缆滚筒、导向轮、井口支座和挂垫等) 组成。 中间部分由电缆和油管组成。将电流从地面部分 传送给井下部分，采用的是特殊结构的电缆 (圆 电缆和扁电缆)。在油井中利用钢带将电缆和油
压差——流量曲线
25
节点流出曲线
协调点 节点流入曲线
¦ ¹ Á Ñ
20 15 10 5 0 0 10
20
30
40
50
60
70
ú ² ¿ Á
1.地层与油管流动的协调

协调条件：
地层产量=油管排量 井底流压=油管排出地层产量所需 的管鞋压力


分析目标

不同地层和井筒条件下流压-产量 的关系pwf qo
9) 单流阀和泄油阀
单流阀一般装在泵上方2～3根油管处
通常节点1分离器压力psep 、节点8油藏平均
求解点：为使问题获得解决的节点 求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问 题
节点系统分析思路：



①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、 下游的压力，并求得节点压差，绘制压差－流量 曲线。 ②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量— 压差相关式，求得设备工作曲线。 ③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节 点设备产生的压差及相应的油井产量。

应用系统工程原理，把整个油井生 产系统分成若干子系统，研究各子 系统间的相互关系及其对整个系统 工作的影响，为系统优化运行及参 数调控提供依据。
节点系统分析法


分析对象：整个油井生产系统 自喷井生产系统组成：1）油藏 渗流子系统2）井筒流动子系统3） 油嘴（节流器）流动子系统4） 地面管流子系统 节点系统分析实质：协调理论在 采油应用方面的发展 协调条件：A质量守恒B能量（压 力）守恒C热量守恒
成。(如图所示)
地 面 部 分
变压器 控制屏 接线盒 泄油阀 单流阀 多级离心泵 潜油电缆和油管 分离器 保护器 潜油电机
(1) 能量传递过程 (2) 地层流体举升过程
井 下 部 分
中间部分
电动潜油离心泵装置示意图
1—变压器组；2—电流表；3— 配电盘；4—接线盒；5—地面电 缆；6—井口装置；7—溢流阀； 8—单流阀；9—油管；10—泵头； 11—多级离心泵；12—吸人口；
4) 电缆
电缆用于向井下潜油电动机供电,它由电缆卡子固定
在油管上的动力电缆和带电缆头的电动机扁电缆组成。 电缆主要包括圆电缆和扁电缆。扁电缆可以用于潜油 电动机或套管环形空间间隔较小的井。 5) 控制屏
控制屏主要用于控制井下电动机的运行。它由电动机
启动器、过载和欠载保护、手动开关、时间继电器、电 流表组成。

分析方法：

根据条件，应用图解法确定协调点。
第二部分：电动潜油离心泵采油
一、电潜泵采油装置及其工作原理 电动潜油离心泵(简称电潜泵)是一种在 井下工作的多 级离心泵，用油管下入井内，地面电源通过 潜油泵专用电缆
输入井下潜油电机，使电机带动多级离心泵 旋转产生离心
力，将井中的原油举升到地面。 电潜泵由井下部分、地面部分和联系井 下地面的中间部分组
控制屏的电压范围在600～4900V之间。
变频控制屏通过变速驱动装置进行工作，变速驱动装 置是一个可编程的集成控制系统。
6) 变压器 变压器用于将交流电的电源电压转 变为井下电动机所需要的电压，它 是根据电磁感应原理工作的。 7) 接线盒
在井口和控制屏之间必须装一个接 线盒。 8) 压力传感器
压力传感器用于测量井下压力和温 度。它可以确定井的产能，便于自 动控制。

3) 油气分离器 油气分离器的作用是作为井液进入泵 的吸人 口；把游离气从井液中分离出来，减少气 体对泵特 性的影响。 分离器主要包括沉降式和旋转式 4) 电缆 电缆用于向井下潜油电动机供电,它由 电缆卡子固定 在油管上的动力电缆和带电缆头的电动机 扁电缆组成。 电缆主要包括圆电缆和扁电缆。扁电缆 可以用于潜油 电动机或套管环形空间间隔较小的井。
自喷井生产系统节点位置


嘴 ③—井口 ④—安全阀 （海上油井） ⑤—节流器 （海上油井） ⑥—井底流 压Pwf ⑦—井底油 层面上的压 力Pwfs ⑧—平均地 层压力Pr ⑨—集气管 网
节点系统分析法


需要解决的问题： 预测在某些节点压力确定条件下油井的产量 以及其它节点的压力。 压力 pr 为定值，不是产量的函数，故任何 求解问题必须从节点1或节点8开始。
管柱、泵、保护器外壳固定在一起。
(一) 电动潜油离心泵型号及主要部件
1．电动潜油离心泵型号
1) 电动潜油离心泵Βιβλιοθήκη 组表示方法2) 泵型号表示方法
2．电动潜油离心泵主要部件
1) 潜油电动机 电动机用于驱动离心泵转动。一般为两极三相 鼠笼式感应电动机，根据实际需要电动机可以采 用几级串联达到特定的功率。 2) 保护器 保护器主要用于将电动机油与井液隔开，平 衡电动 机内压力和井筒压力。 保护器的作用是连接电动机的驱动轴与泵轴， 连接 电动机壳与泵壳；当充油部分与容许压力下的井 液连通 时，保证电动机驱动轴密封，防止井液进入电动 机。 工作方式分为：连通式、沉淀式和胶囊式
节点系统分析法

节点（ node ）：

油气井生产过程中的某个位置。

普通节点：

两段不同流动过程的衔接点，不产 生与流量有关的压降。

解节点（solution node）：

系统中间的某个节点，将系统分为 流入和流出两部分。
节点划分依据：流体的流动规 ①—分离器 律 ②—地面油






第一部分：自喷井
第二部分：机采井——电
动潜油离心泵采油井
第一部分：自喷井



自喷井生产的四个基本流动过程 1) 底层渗流 2）井筒多相管流 3）地面水平或倾斜管流 4）嘴流——生产流体经过油嘴 （节流器）的流动
（一）自喷井节点分析


20世纪80年代以来，为进行油井 生产系统设计及生产动态预测， 广泛使用了节点系统分析的方法 节点系统分析法：