《电力电子技术 大作业》
作业题目：三电平变频器及在
潜油电泵中的应用
中国石油大学（华东）
日期：2014年12月14
日
摘要
针对潜油电泵存在稳定性差、使用寿命短、能耗高等问题,提出把变频技术应用到潜油电泵井上。根据井下不同工况,对电泵控制系统的性能进行优化,实现机组在最佳工作点工作,得到延长机泵使用寿命,提高运行效率,节能降耗的效果。
关键词：变频器；PWM；三电平；调速
目录
第1章引言 (1)
1.1课题设计的背景和意义 (1)
1.2交流调速技术的分类 (2)
1.2.1变转差率调速 (3)
1.2.2变极调速 (3)
1.2.3变频调速 (4)
1.3课题的提出及主要研究内容 (5)
第2章交流调速的脉宽调制（PWM）控制技术 (5)
2.1正弦波PWM调制原理 (6)
2.2 SPWM信号的产生 (8)
第3章PWM变频调速系统的硬件设计 (9)
3.1 系统介绍 (9)
3.2整流滤波电路 (9)
3.3逆变电路 (10)
第4章电气接线及仿真波形 (13)
4.1潜油电泵变频改造双主回路系统图 (13)
4.2潜油电泵驱动电动机的测量及保护等电路 (14)
4.3潜油电泵驱动电动机的控制系统 (14)
4.4电动机电流波形 (15)
第5章结论 (16)
参考文献 (18)
第1章引言
1.1课题设计的背景和意义
用现代高新技术改造原有的油田设备是大势所趋，用现代自控技术和变频调速技术为油田电泵（简称潜泵）提供理想电源是这种技术改造过程中的重要组成部分。
潜泵安放在地平面以下1000-3000m处，工作环境非常恶劣（高温、强腐蚀等），而传统的工频全压供电方式更易使潜泵故障频繁，运行成本大大增加。潜泵损坏提到地面上来维修，工程费需5万元，价值10万元的电缆平均提上放下5次更换，潜泵平均10个月维修一次，维修费约8万元，造成采油厂生产成本偏高。传统供电方式对潜泵的正常运行存在以下危害和不足：
（1）潜泵全速运转，当井下液量不富余时，容易抽空，甚至造成死井，一旦死井，则损失惨重。
（2）全压、工频工作启动电流大，冲击扭矩大，对电动机寿命有很大影响。
（3）油田供电电压常有波动，使电动机欠激励或过激励，电动机被烧时有发生。
（4）几千米的井下电缆带来了150V作业的线路损耗，由于这部分损耗无法补偿，从而影响了电动机的正常工作。
由以上可看出，潜泵如采用高频改造则可实现最为理想的运行。潜泵1140V变频器一般应具有以下特性：
（1）软启动。
（2）调速方便（即变频运行），启动时间和运行速度能根据工况进行设置。
（3）不受供电电压波动的影响，并能补偿电缆的线路损耗。
（4）电缆上传输的必须是正弦波，否则经过电缆反射，电压脉冲叠加，容易烧毁电动机。
（5）各种保护功能齐全。
（6）控制方便，操作简单，显示清楚。
潜油电泵虽然也属于平方转矩的负载类型，但在市场上容易买到的为风机、水泵服务的那些变频器不适合，除了电压等级不符合外，电缆的损耗电压也难以补偿。有用380V 级变频器配合特制升压变压器的情况，但这种“中——低——中”的方案先天不足，加装变压器则增大系统损耗，特别是在变频器低频运行时，变压器的铁损尤其突出：另外让升压变压器工作于低频下也是很困难的。现在的IGBT 器件充分满足耐压1140V 的要求，直接采用1140V 变频器直接给潜油电泵
电缆供电最为理想。
【1】 1.2交流调速技术的分类
异步电动机的转速可表示为:
)1(60)1(11S P f S n n N
-=-= （1-1） 式中:1n ——同步转速,r/min
1f ——定子电源频率,Hz
N P -一极对数
S ——转差率
式（1-1）表明:异步电动机调速可以通过三条途径进行:改变电源频率,改变极对数以及改变转差率。
1.2.1变转差率调速
由式(l-1)可知,保持同步转速1n 不变,改变转差率S ,可以改变电动机转速。
根据电机学原理,异步电动机的电磁功率m P 可划分为两部分:一部分构成机械功率mcc P ,另一部分则为转差功率v P 其中:
m mcc P S P )1(-= （1-2）
m v SP P = （1-3）
变频、变极调速,都是设法改变同步转速以达到调速目的。他们共同的特点为,无论调到高速还是低速,转差功率仅仅由转子铜损构成,基本上不变。故从能量转换角度看,称为转差功率不变型,其效率最高。变转差率调速则不同,转差功率与转差率成正比地改变。根据转差功率是全面消耗掉了,还是能够回馈到电网,可分为转差功率消耗型和转差功率回馈型。转差功率消耗型有绕线转子串电阻调速、定子调压调速和电磁转差离合器调速,其全部转差功率都转化为热能白白消耗掉了,故效率最低。转差功率回馈型有串极调速和双馈调速。其转差功率大部分回馈到电网,效率界于消耗型与不变型之间。
1.2.2变极调速
由式(l-1)可知,改变异步电动机的极对数,同步转速随之变化,因而改变了电机转速。这种方法适用于笼型异步电动机,因为笼型转子
的极对数能随着定子极对数的变化而变化,自动适应定子极对数,只须改变定子绕组极对数即可。通过变极,可以得到
2:1调速,3:2调速,4:3调速以及三速甚至四速电机,但不管有多少种极对数,都只能一极一极地变化,因此属于有极调速,应用场所受到一定限制。
1.2.3变频调速
改变供电电源频率1f同步转速1n随之变化,从而改变电动机转速。变频调速范围宽,平滑性好,效率最高,具有优良的静态及动态特性,是应用最广的一种高性能交流调速。
变频调速是以变频器向交流电动机供电,并构成开环或闭环系统。变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的变换器。变换过程中,没有中间直流环节的,称为交-交变频器;有中间直流环节的,称为交一直一交变频器。直流可以认为是频率为零的交流,由直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,称为逆变器。因此,交-直-交变频器通常由整流器（AC-DC变换),中间储能电路和逆变器(DC-AC变换)构成。
变频器有多种,常用的变频器分类如下:
其中,由于变频器所以半导体开关器件不断发展以及PWM控制技术的日臻完善,电压型PWM方式交一直一交变频器发展最快。【2】
1.3课题的提出及主要研究内容
本课题就是根据变频潜油电泵机组的现场应用情况,针对以发生的各种问题,进行理论上的分析并提出解决措施。本课题的主要研究内容为:(1)变频器的设计;(2)潜油电泵的变频改造方案的设计;(3)长线传输产生的电压反射现象的理论分析,以及正弦滤波器的设计。
第2章交流调速的脉宽调制（PWM）控制技术
所谓脉宽调制技术(Pulse Width Modulation-PWM)是指利用全控型电力电子器件的导通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列,实现变压、变频控制并且消除谐波的技术,简称PWM技术。
目前PWM技术已经广泛应用到变频调速系统中。利用微处理器实现PWM技术数字化后,PWM技术不断优化和翻新,从追求电压波形为正弦波,到电流波形为正弦波,再到磁通波形为正弦波;从效率最优,转矩脉动最小,再到消除谐波噪声等。
变频调速系统采用PWM技术不仅能够及时、准确地实现变压变频控制要求,而且更重要的是抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量,从而降低或消除了变频调速时电机的转矩脉动,提高了电机的工作效率和调速系统性能。
目前,实际工程中主要采用的PWM技术是正弦PWM(SPWM),使变频器输出电压或电流波形更接近于正弦波形。SPWM方案多种多样,归纳起来可以分为电压正弦PWM、电流正弦PWM和磁通正弦PWM等三种基本
类型,其中电压正弦PWM和电流正弦PWM是从电源角度出发的SPWM,磁通正弦PWM(也称为电压空间矢量PWM)是从电机角度出发的SPWM。【3】2.1正弦波PWM调制原理
调制信号为正弦波的脉宽调制叫做正弦波脉宽调制(SPWM),产生的脉宽调制波是等幅而不等宽的脉冲列,脉宽调制的方法很多,从脉宽调制的极性上看,有单极性和双极性之分;从载波和调制波的频率之间的关系来看,又有同步调制、异步调制和分段同步调制。图2.1为PWM逆变器的主电路。
图2.1 PWM逆变器电路
图2.2所示为双极性脉宽调制波形,图中三角波c u为载波,正弦波
u为调制波,当载波与调制波曲线相交时,在交点的时刻产生控制信M
号,用来控制功率开关器件的通断,就可以得到一组等幅而脉冲宽度正比于对应区间正弦波曲线函数值的矩形脉冲d u。SPWM逆变器输出基波电压的大小和频率均由调制电压来控制。当改变调制电压的幅值时,脉宽随之改变,即可改变输出电压的大小;当改变调制电压的频率时,输出电压频率随之改变。但正弦调制波最大幅值必须小于三角波
的幅值,否则输出电压的大小和频率就将失去所要求的配合关系。
图2.2双极性脉宽调制波形
在实行SPWM脉宽调制时,同步调制和异步调制优缺点如下:
(一)同步调制
在同步调制方式中,载波比N等于常数,变频时三角载波的频率与
正弦调制波的频率同步改变,因而逆变器输出电压半波内的矩形脉冲数是固定不变的。如果取N为3的倍数,则同步调制能保证输出波形的正、负半波始终保持对称,并能严格保证三相输出波形间具有互差120°的对称关系。当输出频率很低时,由于相邻两脉冲间的间距增大,谐波会显著增加,使电机产生较大的脉动转矩和较强的噪声。
(二)异步调制
异步调制是逆变器的整个变频范围内,载波比N不等于常数。一般在改变调制信号频率时保持三角载波频率不变,因而提高了低频时的载波比。这样输出电压半波内的矩形脉冲可随输出频率的降低而增加,
相应的可减少电机的转矩脉动与噪声,改善了系统的低频工作性能。异步调制方式的缺点是当载波比N随着输出频率的降低而连续变化时,它不可能总是3的倍数,势必使输出电压波形及其相位都发生变化,难以保持三相输出的对称性,因而引起电机工作不平稳。(三)分段同步调制
分段同步调制综合了上面两种方法的优点,把整个变频范围划分为若干频段,在每个频段内都维持载波比N恒定,而对不同的频段取不同的N值,频率低时,N取大些,一般大致按等比级数安排。
2.2 SPWM信号的产生
产生SPWM调制信号主要有三种方法:
l)采用分立元件的模拟电路法,缺点是精度低、稳定性差、实现过程复杂以及调节不方便等,该方法目前基本不用。
2)采用专用集成电路芯片产生SPWM信号,如常用的HE4752芯片等这些芯片的应用使变流器的控制系统得以简化,但由于这些芯片本身的功能存在不足之处,致使它们的应用受到限制。
3)单片机数字编程法,其中高档单片机将SPWM信号发生器集成在单片机内,使单片机和SPWM信号发生器容为一体,从而较好地解决了波形精度低、稳定性差、电路复杂、不易控制等问题,并且可以产生多种SPWM波形,实现各种控制算法和波形优化,Intel公司推出的16位单片机SXCI96MC就是这样一种具有高性能的特别适用于PWM控制技术的单片机。
第3章PWM变频调速系统的硬件设计
3.1 系统介绍
变频调速系统原理框图如图3.1所示,本系统主要由整流器、滤波环节、逆变器组成。
图3.1 变频器主电路
系统主电路采用典型交一直一交电压源型变频器结构,整流环节采用三相桥式不控整流模块,逆变电路功率器件IGBT,中间直流环节加大电容滤波以获得平滑的直流电压。
3.2整流滤波电路
该电路采用三相桥式不可控整流，并且并联电容进行滤波。当交流侧某一线电压高于电容电压d u时，才有一对二极管导通，输出直流电压等于交流侧线电压中最高的一个波峰。当线电压低于电容电压时，没有二极管导通，电容向负载放电，d u按指数规律下降。
图3.3输出的直流电压
3.3逆变电路
考虑到实际工作为中高压大容量场合，所以选择三电平逆变电路。 单极性正弦波脉宽调制过程中各逆变器的工作过程
（1）10~t t 时，1a 、1c 及2b 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使U 相、W 相处正半周，V 处负半周。
（2）21~t t 时，1a 、2b 及2c 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使U 相处正半周，V 相、W 相处负半周。
（3）32~t t 时，1a 、1b 及2c 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使U 相、V 相处正半周，W 相处负半周。
（4）43~t t 时，1b 、2a 及2c 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使V 相处正半周，U 相、W 相处负半周。
（5）54~t t 时，1b 、1c 及2a 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使V 相、W 相处正半周，U 相处负半周。
（6）65~t t 时，1c 、2a 及2b 按单极性正弦波脉宽调制方式导通，使
W相处正半周，U相、V相处负半周。
需注意的是，上面介绍的逆变器件的导通与逆变等效电路中的开关导通有所不同，在同一周期的任何一相正半周中，等效电路中的开关导通后是处保持纯导通状态（即等效电路中的开关在同一周期的任何一相的正半周中只导通一次），只到同一周期的正半周期结束。而逆变器件的导通则是按单极性正弦波脉宽调制的算法在做高速“通-断”（即逆变器件在同一周期的任何一相的正半周中要“通-断”很多次），而非纯导通的；否则，逆变器输出的将是纯粹的方波而非正弦波。换句话说，逆变器输出的正弦波正是由逆变器件在同一周期的正（或负）半周里做高速“开-断”而等效实现的。【4】
每一相工作原理。
以U相为例，当V11和V12导通，V13和V14关断时，U点与O’点间的电位差为U d/2;当V13和V14导通，V11和V12关断时，U点与O’点间的电位差为-U d/2；当V12或V13导通，V11和V14关断时，U 点与O’点间的电位差为0（如图3.5，触发脉冲如图3.4）。实际上在最后一种情况下，V12和V13不可能同时导通，哪一个导通取决于负载电流i u的方向。当i u>0时，V12和钳位二极管VD11导通；当i u<0时，V12和钳位二极管VD12导通。即通过钳位二极管VD11或VD12
的导通把U点电位钳位在O’点电位上。【5】
图3.4 U相触发脉冲
图3.5 U与O’点之间电压波形
通过相电压之间的相减可得到线电压。两电平逆变电路的输出线电压共有U d，-U d和0三种电平，而三电平你变电路的输出线电压则有U d/2，-U d/2，U d，-U d和0五种电平（如图3.6）。因此，通过适当的控制，三电平逆变电路输出电压谐波（如图3.7）可大大少于两电平逆
变电路。
图3.6 UV线电压波形
图3.7 UV线电压傅里叶分析
第4章电气接线及仿真波形
4.1潜油电泵变频改造双主回路系统图
潜油电泵变频改造双主回路系统如图4.1所示。
双头刀闸BK和隔离刀闸KS0、KS1是为了保证工频系统与变频系统之间实现绝对“联锁”而设置的，这样可做到在任何情况下，工频系统与变频系统之间不会出现“撞车”短路故障。
图4.1潜油电泵变频改造双主回路系统
4.2潜油电泵驱动电动机的测量及保护等电路
潜油电泵驱动电动机的测量、保护电路设有两组电流互感器（LH1、LH2），其中LH1是用来测量的，实际使用中可接电流表、电度表，也可将功率表等的电流回路接入其中；LH2是用来接过载保护的，其功能与低压电动机的热继电器相同。
4.3潜油电泵驱动电动机的控制系统
潜油电泵驱动电动机的变频器接线如图4.2所示，潜油电泵工艺简单，其变频系统只需设启/停控制，其中，VC2为启动控制，K3为先停变频控制，SA为变频运行方式选定，用K2对变频器的故障信号进行扩展，以便多用。
图4.2中，潜油电泵的变频器的调速信号可采样出油压力，一般来说潜油电泵的变频驱动可采用模拟调速，模拟调速信号可以由潜油电泵专用控制系统提供，也可通过电位器及变频器操作面板上的键来进行人工调节，本装置中采用PID闭环调节。【6】
图4.2 潜油电泵驱动电动机的变频器接线
4.4电动机电流波形
图4.3三相电流波形
图4.4 三相电流傅立叶分析
第5章结论
综上所述，随着电气工程以及电子技术的快速发展以及变频器技术的日趋成熟，使得变频器的研究进入了一个新的高度。本文着重研究了基于三电平变流器的 1140V 变频器主回路设计与仿真分析。首先介绍了变频器的结构特定以及工作原理，并且对三电平变流器变频器主回路的结构特点以及设计进行详细说明。然后通过 PSIM 进行仿真分析，对变频器的主回路设计进行试验，实现了三电平变频器耐高压、谐波小以及功率大的优点为日后关于变频器主回路的设计与研究提供可靠的理论依据。
在潜油电泵系统中配备变频调速装置,可以有效地扩大潜油电泵的使用范围,大大地提高潜油电泵的适应性能,节省大量的作业费用。
潜油电泵变频调速系统采用高一低一高型变频器。潜油电泵变频系统地面设备的组成部分,共有以以儿大部分:降压变压器,交一直一交变频器、升压变压器、网侧谐波滤波器、负载侧滤波器等。
但由于潜油电泵位于儿千米以下的井下,所以由GIBT等快速通断、
高开关频率电力电子器件组成的PWM逆变器进行长线传输所产生的电压反射,引起电动机端过电压、高频阻尼振荡等问题，造成电机的绝缘系统破坏,使恺装电缆爆裂。本文针对以上问题提出了改进型正弦波逆变器输出滤波器。变频器和电动机之间采用长线电缆传输时会在电动机端产生非常明显的过电压,而在变频器输出端加入改进型正弦波逆变器输出滤波器,即可有效地消除很长电缆传输时电动机端的过电压,提高系统的可靠性。
在对滤波器的研究过程中,还有许多需要完善的地方。由于条件的限制,我们只对此滤波器进行了仿真设计。
潜油电泵项目规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营
摘要 该潜油电泵项目计划总投资16738.83万元，其中：固定资产投资12604.13万元，占项目总投资的75.30%；流动资金4134.70万元，占项目 总投资的24.70%。 达产年营业收入38387.00万元，总成本费用29715.61万元，税金及 附加344.61万元，利润总额8671.39万元，利税总额10212.05万元，税 后净利润6503.54万元，达产年纳税总额3708.51万元；达产年投资利润 率51.80%，投资利税率61.01%，投资回报率38.85%，全部投资回收期 4.07年，提供就业职位634个。 报告根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和xx省及当地的有关 规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期固定资产借款利息等列出投资总 额的构成情况，并提出各单项工程投资估算值以及与之相关的测算值。 潜油电泵全称电动潜油离心泵，是一种重要的油井举升设备，主要由 电动机和多级离心泵组成。在油井中，潜油电机将机械能传递给潜油泵， 潜油泵内的叶轮高速旋转，将液体从井中抽送到地面集油系统。 报告主要内容：概况、建设背景、市场调研分析、项目投资建设方案、项目建设地研究、土建方案、工艺技术方案、环保和清洁生产说明、职业 安全、建设风险评估分析、节能方案分析、项目实施方案、投资计划方案、经济效益、综合评估等。
潜油电泵项目规划设计方案目录 第一章概况 第二章建设背景 第三章项目投资建设方案 第四章项目建设地研究 第五章土建方案 第六章工艺技术方案 第七章环保和清洁生产说明第八章职业安全 第九章建设风险评估分析 第十章节能方案分析 第十一章项目实施方案 第十二章投资计划方案 第十三章经济效益 第十四章项目招投标方案 第十五章综合评估
5.3电动潜油泵 5.31设备描述 典型的沉没式泵送装置由电机、保护器、吸人段、多级离心泵、电缆、地面配电柜、接线盒和变压器组成。还有其它一些组件，诸如使电缆紧靠油管的固定装置和井口装置等。任选设备包括：检测井底压力和温度的压力检测器、单流阀和放泄阀等。电机在相对恒定的速度下运转，并且电机是通过保护器或密封段直接与泵联接的。动力是通过三芯电缆传送到并下设备，并且，电缆须捆扎到油管上。流体由吸人段进人泵并被排人油管，泵送装置也是接在油管上而下入井内的。 当泵只泵送液体时，其泵效才可达最高点。当然泵能够而且确实在处理混有游离气的液体。虽然泵处理气的方式还不完全明了但是已经得知，游离气含量过高会使泵效大大降低。 5.32泵性能曲线 布朗先生等已经提供了几种泵的性能曲线。根据泵所能下人的最小套管尺寸，泵可分成儿组。即便是同一组泵，其性能也不尽相同。 沉没式电泵的性能曲线（图5.32和5.33)表示了泵的压头、马力和泵效随着泵的排量变化而变化的情况。泵的排量系指采出流体的体积，它包括游离气及/或溶解气。这些曲线是基于固定的动力频率绘出的——通常是50或60赫兹——可以用变频控制器改变频率。
将方程5. 17代人上述力程，可得： 由离心泵产生的压头（英尺/每级），不管泵送流体的种类或重度如何，都是相同的。但如果将压头换成压力，则必须乘上被泵送流体的梯度。因此，可用以下式子表示【4】: (泵产生之压力)=(压头/每级）x (流体梯度）x (级数） 当液体与气体同时泵送时，泵的排量及相应产生的每级压头和梯度会随着流体从吸人值p3升高到排出值p2而发生变化。这样，上述公式可改写如下： dp = h(V) x G r(V) x d (S t) (5.7) 式中dp——泵所产生的压差的微分，磅/英寸2; h——每级压头，英尺/级； G r——泵送流体的梯度，磅/英寸/英尺； d (S t)——泵级数的微分。 注意，上式中的括号是表示，h和G r是排量V的函数，V由方程5.4求出。 在任何压力和温度下的流体梯度由下式求得： γ(V) G r (V) = 0.433 f (5.8) 但 式中W是在任何压力下和温度下排量V的重量，它相当于在标准条件下的重量，因此: 将方程5.9代入方程5.8便得出： ρ在标准条件下1桶液体加上泵送的气体（每一桶液体），或 fsc
潜油电泵采油工艺设计 一、设计概要 潜油电泵是油田中使用的一种重要的无杆采油设备。近几年来，特别是国外，生产现场的装机总容量超过了20%，是油田高产稳产的重要手段。典型的潜油电泵系统主要由地面部分和井下部分组成。地面部分主要包括：变压器、控制屏和接线盒； 井下部分包括：井下管柱、井下电缆、多级离心泵、气液分离器、保护器和潜油电机。动力通过电缆传递给井下电机，使潜油电机带动多级离心泵旋转，将井下液体举升到地面。 1.1设计目的 通过设计计算，了解潜油电泵采油系统组成，工艺方案的基本设计思路，设计容，掌握方案设计的基本方法，步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。 1.2设计容 根据油井基本情况，通过潜油电泵举升系统设计计算： 1.2.1确定油井产能 1.2.2确定井筒压力温度。井筒压力温度预测主要是根据油井基 本资料，计算井筒泵以下温度及压力分布，得到泵入口温度及 吸入压力。 1.2.3确定泵入口气液比。泵入口气液比是选择气液分离器的依 据，根据油井基本资料、泵入口压力温度及流体物性计算方法计算泵入口气液比。 1.2.4确定潜油电泵系统设备 1.2.4.1气液分离器。根据供选择的分离器分别计算安装分离 器后的进泵气液比，由设计原则（进泵气液比要求）选用气 液分离器。气液分离器效率越高，成本越高，通常只需要选 择满足设计原则的分离器。
1.2.4.2选择多级离心泵。潜油电泵的选择主要是选择泵型及 计算所需要的级数。根据计算出来的油井产量、总扬程，并 由供选择的离心泵特性曲线来选择配备多级离心泵。 1.2.4.3选择潜油电机。当潜油泵的型号、扬程及所需要的级 数被确定以后，计算泵所需功率。选择电机功率还应考虑分 离器和保护器的机械损耗功率。一般情况下，气液分离器的 机械损耗功率为1.5KW，保护器为1.0KW。 1.2.4.4选择潜油电缆。潜油电缆的选择主要是确定电缆型号 及压降。电缆的电压降一般应小于30V/304.8m，电流不能超 过电缆的最大载流能力。从成本角度考虑，电压降越小，成 本越高，通常只需选择满足要求的电缆。 1.2.4.5选择变压器。选择变压器就是确定系统所需要变压器 容量，其容量必须能够满足电机最大负载的启动，应根据电 机的负载来确定变压器的容量。 1.2.4.6选择控制屏。普通控制屏就是根据现场使用条件和潜 油电泵机组性能要求来进行选择的，但主要还是根据电机的 功率、额定电流和地面所需的电压来选择控制屏的容量，以 保证电机在满载情况下长期运行。 1.3设计原则 为了合理地选择潜油电泵设备，使其运行最可靠及最经济，在进行选泵设计时，必须遵照以下几点原则： 1.3.1满足设计产液量要求； 1.3.2选择潜油电泵，必须使泵在最高效率点或最高效率点附近 工作，使泵效尽可能达到最高； 1.3.3潜油电机的输出功率必须能够满足泵举升液体所需要功率 要求； 1.3.4电缆、控制屏及变压器的选择，在保证套管尺寸要求的情 况下，电缆的耐压和型号选择要尽量大一些，以减少其功率损失。为了考虑以后更换排量大一些的泵，控制屏和变压器的容量选择要稍大一些； 1.3.5进泵气液比不能超过10%。
潜油电泵简介陕西重华泵业有限公司
一、潜油电泵概述 二、潜油电泵机组的组成 三、潜油电泵机组的工作原理及特点 四、保护器的作用、种类、组成、结构工作原理及装配工艺 五、潜油电机的作用、工作原理、组成结构特点、及基本参数 六、潜油泵的作用、种类、工作原理、组成、结构特点、基本参数、及使用条件
一、潜油电泵概述 潜油电泵机组是一种机械采油设备。其作用就是将井下的液体抽送到地面。；机组耐温等级分别适用于井温90℃、 120℃、 150℃、 180℃；工作介质除原油外，还有水、天然气、砂等。 二、潜油电泵机组的组成 潜油电泵机组主要由三个部分组成 1、井下部分：潜油离心泵、分离器、保护器、潜油电机、潜油电缆； 2、地面设备：定频驱动：降压变压器、控制柜；变频驱动：降压变压器、变频器、升压变压器； 3、辅助设备：扶正器、测温测压装臵、单流阀、泄油阀、接线盒。
三、潜油电泵机组的工作原理及特点 1、工作原理：潜油电泵机组以电能为动力源，电网电压首先经过降压变压器改变电压后，输入到变频器中，经过变频器换至所需的电源频率后，输入到升压变压器，将电压提升到电机所需电压（400～3000v)，通过潜油电缆将电能输给潜油电机，潜油电机将电能转换为机械能，带动潜油离心泵高速旋转，潜油离心泵中的每级叶轮、导壳使井液压力逐步提高，在潜油泵出口处达到潜油泵要求的举升扬程，井液通过油管被举升至地面，再通过地面管线传送至地面集输系统。 2.潜油电泵机组的工作特点 ●扬程高（≤3000m）； ●可以根据产液变化要求进行变频调速（50～60Hz)； ●地面设备占用面积和空间小，适用于海上平台； ●排量范围大（≤30～4700m3/d）； ●使用寿命长； ●便于管理； 四、保护器的作用、种类及、工作原理 1.保护器简介：保护器也称潜油电机保护器，它在电 泵机组中直接与电机相连接，起到保护电机的作用。潜油 电机要达到长期运转和反复起动，电机腔体的密封和电机 油的补充都是很困难的必须有一个特定装臵使电机在不同 的井况中保持良好的密封和容纳，补偿电机油因温度的变 化而引起的热胀冷缩。这种特定的装臵就是潜油电泵机组 的保护器。
潜油电泵工艺 一、潜油电泵结构 图5-1潜油电泵结构图 1-变压器2-控制屏3-接线盒4-地面管线5-井口6-泄油阀7-单流阀 8-多级离心泵9-潜油电缆10-分离器 1. 潜油电泵系统由三大部分七大件组成。 井下部分：包括潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵； 中间部分：潜油电缆； 地面部分：变频柜和变压器； 2. 潜油电泵各结构介绍 潜油电机：主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油循环系统及上下接头等组成，给多级离心泵提供动力。 多级离心泵：由多级叶轮和导轮组成、分多节串联的离心泵。用于把油井中的液体举升到地面。
油气分离器：主要油沉降式和旋转式两种。 保护器：用来补偿电机内润滑油的损失，并起到平衡电机内外压力、防止井液进入电机及承受泵的轴向负荷作用。 3. 潜油电泵的工作原理：电潜泵工作时，地面电源通过变压器变为电机所需要的工作电压，输入到控制屏内，然后经由电缆将电能传给井下电机，使电机带动离心泵旋转，把井液通过分离器抽入泵内，进泵的液体由泵的叶轮逐级增压，经油管举升到地面。 4. 电潜泵型号：QYDB50/2500 QYDB：QY-潜油运行，DB-电泵。 理论排量：50m3/d, 泵挂：2500m。 二、运行现状分析 潜油电泵采油作为一种大排量、高效率、管理方便的机械采油方式,在油田得到了广泛的应用。然而,对于复杂断块油田来说,油水井的对应连通性差,部分潜油电泵井出现供液不足,影响到潜油电泵的正常生产及井下机组运转寿命。 油井深达数千米，变频器与电动机之间距离也是数千米，因此要求变频器输出波形为正弦波，谐波愈小愈好，否则线路压降很大，电机无输出力矩，拖不动负荷。用现代高新技术改造现有的油田采油设备是大势所趋。用现代自控技术和变频调速技术来为油田潜油电泵提供理想电源是这种技术改造过程中的一个重要组成部分。潜油电泵的电压等级多为1140V 和2300V。潜泵按放在地平面以下1000～3000米处，工作环境极度恶劣（高温、强腐蚀等），传统的供电方式—全压、工频使它故障频繁，运行成本大增。潜泵损坏后提到地面上来修理，仅工程费一项就达5万元，价值10万元的电缆平均提上放下5次就须更换，潜泵平均每10个月就须维修一次，维修费用约8万元。传统供电方式危害甚多。例如： （1）潜泵全速运转，当井下液量不富余时，容易抽空，甚至造成死井，一旦死井，则损失惨重。 （2）全压、工频工作启动电流大，冲击扭矩大，不但浪费了电，还对电机寿命有很大影响。（3）油田供电电压常有波动，使电机欠激励或过激励，电机被烧时有发生。 （4）几千米的井下电缆带来了150V左右的线路损耗，由于这部分损耗无法补偿，从而影响了电机的正常工作。 由上可看出，潜泵的传统供电方式必须改造，比较理想的供电设备应具备如下特性：（1）软启动
潜油电泵特点是体积小、重量轻、扬程高，该泵具有独特的平衡装置，运行时不产生向下的轴向力，因此扬程可大幅度提高，适用于地下水位较低、或需要扬程较高的场合，流量在每小时100方以下。下文对该泵做个简单的介绍 一、潜油电泵机组的组成 井下部分:电机、保护器、油气分离器(或进口段）、潜油泵、PSI、电缆、止回阀、泄流阀等。 潜油电泵机组井下部分为细长圆柱体结构，长度可达几十米，电机、保护器、油气分离器(或进口段)、潜油泵的轴均用花键套连接，外壳用法兰螺栓连接。
井上部分:变压器、控制柜(控制站)、接线盒等。 二、潜油电泵机组的供电流程 地面电网→变压器→控制柜→接线盒→电缆→电机 三、潜油电泵机组的抽油流程 油气分离器(或进口段)→潜油泵→止回阀→泄流阀→油管→井口→输油系统 四、压力、温度信号传输流程 压力、温度检测装置(PSI) →电机绕组→井下电缆→地面电缆→控制柜中压力、温度传感器组件→地面读数表。 当潜由电泵机组配有压办、温度检测装置时，可以测量井下压力、温度值，压力、温度检测装置安装于电机的底部。 五、电机结构特征 电机主要由定了、转子、结构支承系统，油路循环系统、引线连接系统组成。 根据电机结构，电机运行产生的温升，必须通过井波散热冷却，因此电机必须潜入井内液面以下，射礼段以上工作，以免损坏机组。 电机内充满电机油，具有良好的绝缘性和导热性，电机的油路替环系统使电机轴承得到润滑，并将电机中产生的热能传到电机外壳，它的上部止推轴承承受电机转子的自重。 电机定子绕组采市耐油、耐水、的高温的新型薄膜绕包线，并整体灌注特殊绝缘漆，在油、气、水温度和压力的综合作用下，具有良好的绝缘性能。 由于制达，运输、安装等多种原因、单节电机制造长度限制在10米以内，大功率电机采用串联结构，按其需要制造成多节电机，相同额定电流的电机可以串接，电机额定功率为各节电机功率之和，额定电压为各节电机电压之和。 德能泵业（天津）有限公司是一家集生产制造、技术研发、项目设计为一体的大型泵类
潜油电泵项目 策划方案 规划设计/投资方案/产业运营
报告说明— 该潜油电泵项目计划总投资3785.49万元，其中：固定资产投资2718.15万元，占项目总投资的71.80%；流动资金1067.34万元，占项目总投资的28.20%。 达产年营业收入8890.00万元，总成本费用6810.06万元，税金及附加72.21万元，利润总额2079.94万元，利税总额2439.04万元，税后净利润1559.95万元，达产年纳税总额879.09万元；达产年投资利润率54.95%，投资利税率64.43%，投资回报率41.21%，全部投资回收期3.93年，提供就业职位178个。 潜油电泵全称电动潜油离心泵，是一种重要的油井举升设备，主要由电动机和多级离心泵组成。在油井中，潜油电机将机械能传递给潜油泵，潜油泵内的叶轮高速旋转，将液体从井中抽送到地面集油系统。
目录 第一章项目概述 第二章项目建设单位基本情况第三章背景、必要性分析 第四章项目方案分析 第五章项目选址规划 第六章土建工程 第七章工艺方案说明 第八章环境保护、清洁生产第九章项目安全管理 第十章项目风险评估分析 第十一章项目节能说明 第十二章实施进度 第十三章项目投资可行性分析第十四章经济效益可行性 第十五章总结说明 第十六章项目招投标方案
第一章项目概述 一、项目提出的理由 潜油电泵全称电动潜油离心泵，是一种重要的油井举升设备，主要由 电动机和多级离心泵组成。在油井中，潜油电机将机械能传递给潜油泵， 潜油泵内的叶轮高速旋转，将液体从井中抽送到地面集油系统。 二、项目概况 （一）项目名称 潜油电泵项目 （二）项目选址 某某经济示范区 项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫 生等要求的前提下尽量合并建筑；充分利用自然空间，坚决贯彻执行“十 分珍惜和合理利用土地”的基本国策，因地制宜合理布置。场址应靠近交 通运输主干道，具备便利的交通条件，有利于原料和产成品的运输，同时，通讯便捷有利于及时反馈产品市场信息。 （三）项目用地规模 项目总用地面积9444.72平方米（折合约14.16亩）。 （四）项目用地控制指标
潜油电泵用管项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/f912254555.html, 高级工程师：高建
关于编制潜油电泵用管项目可行性研究报 告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国潜油电泵用管产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5潜油电泵用管项目发展概况 (12)
潜油电泵模拟试题 一、选择题（将正确的选项号填入括号） 1．下列选项中，( )是电动潜油泵井的地面装置。 (A)多级离心泵(B)保护器 (C)潜油电动机(D)接线盒 2．下列选项中，( )是电动潜油泵井的井下装置。 (A)控制屏(B)保护器(C)变压器(D)接线盒 3．电动潜油泵井的专用电缆属于( )。 (A)中间部分(B)井下部分(C)地面部分(D)控制部分 4．电动潜油泵井电流卡片是描绘( )曲线。 (A)井下机组电流随时间变化的关系(B)井下机组电流与井口产量的关系 (C)井下机组电流与井底流压的关系(D)井下机组扭矩随时间变化的关系5．电动潜油泵井电流卡片是装在( )。 (A)井口接线盒(B)井下机组保护器 (C)地面控制屏(D)地面变压器上 6．对如图所示的电动潜油泵井电流卡片，错误的叙述是( )。 (A)是一日卡(B)必要时也可当周卡用
(C)电流卡片顺时针运行(D)记录笔要放在左侧 7．在如图所示的电动潜油泵井井口生产流程示意图中，( )的叙述是不正确的。 (A)电动潜油泵井关井时，6是关闭的(B)电动潜油泵井关井时，2是开着的 (C)电动潜油泵井关井时，4是关闭的(D)电动潜油泵井并关井时，3是可以开着的 8．在如图所示的电动潜油泵井井口流程示意图中，( )的叙述是正确的。 (A)电动潜油泵井关井时，1是一定要关闭的 (B)电动潜油泵井测静压时，2是要关闭的 (C)电动潜油泵井测动液面时，2是要关闭的 (D)电动潜油泵井更换油嘴时，2是要开着的 9．电动潜油泵井在( )时，可不必把正常运行的井下机组停下来。 (A)更换双翼油嘴流程(B)测动液面 (C)供电线路检修(D)测静压 10．下列有关电动潜油泵井停止操作叙述，其中( )的说法是正确的。
潜油电泵采油技术在低孔低渗油田的应用 发表时间：2014-12-01T16:09:35.793Z 来源：《价值工程》2014年第6月下旬供稿作者：胡萍 [导读] 潜油电泵有助于实现弱差层的利用在潜油电泵采油的过程中，可减少油井井底流压，使生产压差得到提高。 Application of ESP Oil Production Technology in Low Porosity and Low Permeability Oilfield 胡萍HU Ping曰刘捷丰LIU Jie-feng（塔西南勘探开发公司，喀什844804）（Tarim Southwest Developing and Exploring Company，Kashi 844804，China） 摘要院随着科技与时代的发展，潜油电泵采油技术也随之逐渐成熟，应用范围越来越广，可满足于多种特殊油田的采集需求。现阶段潜油电泵采油技术在油田生产中得到广泛的应用，潜油电泵采油技术是保障油田生产效率的关键，对油田开发有着重要作用。本文首先从潜油电泵采油技术出发，对其应用与管理作出了分析，并提出潜油电泵采油技术在低孔低渗油田的应用建议。 Abstract: With the development of science and technology, the ESP oil recovery technology has been gradually mature. It is more andmore widely used, and can meet the requirement of a variety of special oilfields. At present, ESP oil recovery technology has been widelyused in oil field production. It is the key to ensuring oilfield production efficiency, and plays an important role in oilfield development. Thisarticle first analyzes the application and management of ESP oil production technology, and proposes suggestions for the application of ESPoil production technology in low porosity and low permeability oilfield. 关键词院潜油电泵；采油技术；低孔低渗油田；应用Key words: ESP；oil production technology；low porosity low permeability oilfield；application中图分类号院TE355 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）18-0052-021 潜油电泵采油技术的概述潜油电泵机系统包括潜油电泵测试装置、保护器、潜油电机、多级离心泵、变压器、控制屏等，其中还有较多的元件，如电缆卡子、泄油阀、单流阀、大小头、扶正器、接线盒等，在油井开采的过程中，潜油电泵机处于工作状态，潜油电机发挥自身作用，将机械能传输给潜油泵，使潜油泵叶轮不停的旋转，从而将井中的原油输送至地面集油系统。潜油泵的工作原理是首先保证潜油泵自身的湿润，最好充分浸没在液体中，一旦潜油电机开始工作，潜油电机驱使潜油泵轴、叶轮飞速旋转，叶轮叶片带动叶轮流道中液体不停的转动，液体在惯性的作用下，随着叶轮叶片的转动方向，逐渐流至叶轮外缘。此时叶轮流道中的液体还处于流动状态，已达到叶轮吸入口处的液体，就会被叶轮外缘的液体所吸引，随之液体完全进至叶轮外缘。在叶轮旋转的过程中，会对液体产生力的作用，让大部分液体流出叶轮，此时液体压能、液体动能同时增加，已流出叶轮的液体将会进入导壳压出室，这部分液体就会被放置在压出室内。如果在这时减慢液体流动速，将液体动能转变成压能，被放置在压出室的液体就会进入导壳吸入室，以满足叶轮抽汲，直至完成整个潜油电泵机系统的分级过程。液体在流经泵中叶轮、导壳时，液体压能就会增加一次。随着压能的增多，就会给潜油泵造成一定的压力，完成井内液体的抽送。 潜油泵对环境的要求较高，油井温度最好高于五十摄氏度，低于一百八十摄氏度，通常在井温低于九十摄氏度时，需要在O 型密封圈上使用丁睛橡胶，叶轮装置止推垫片，在玻璃布板加上酚醛层，在井温高于九十摄氏度时，需要在O 型密封圈上使用氟橡胶，温度控制在一百七摄氏度左右，叶轮装置F4 聚苯止推垫片，温度控制在一百五摄氏度左右。由于在油井开采的过程中，潜油泵充分浸没在液体中，油井内存在较多的化学气体，这些气体会对潜油泵运行产生一定的影响，一旦含气量达到一个固定额度时，就会发生气锁，此时就无法保证潜油泵的安全稳定运行，更有可能导致电机负载出现剧烈的反应，因此在潜油泵装置油气分离器是很有必要的。潜油泵在油井采集的过程中，要求井液含砂低于百分之零点零五，才能进行抽汲。 2 复杂油田井况下潜油电泵机组的应用与防护潜油电泵机系统在运行的过程中，常见的问题有防砂油井出砂，由于潜油泵对运作环境的要求较高，井液含砂在低于百分之零点零五时，潜油泵才能进行井液抽汲工作，一旦井液含砂高于百分之零点零五，就会造成潜油泵磨损，致使加电机负荷加大。随着磨损严重程度的增加，甚至会出现卡泵，导致潜油电泵机组的无效性。潜油电泵机系统在制造时，应加强抗砂蚀工艺的设计，来提高潜油电泵机的耐磨性与硬度。由于潜油电泵机在工作的过程中，是向井下抽吸液体，因此，在设计机组结构时也要充分考虑到液体流向上这一特性，以加强抗砂蚀性为主，降低机组磨损程度。考虑到潜油电泵机组长期处于油井高温高压环境下，机组浸没在液体中，长久发展下去，机组内部、外部就会形成较厚的结垢，尤其是含二氧化碳高、含蜡质胶质高的油井，机组结垢更快、更厚。由于机组结垢，致使电机无法散热，更容易堵塞各管道，例如泵、分离器等流道，给抽吸液体带来一定的影响，导致产液低下，加大了泵的轴功率，会造成电机的损坏，更有可能烧毁电机，因此，要加强潜油电泵机的防垢措施。在实际的油井生产中，最常用的防垢措施是在油井中加入防垢剂，在机组表面采用防垢材料，此种防垢措施有利于改善机组结垢情况，延长机组使用时间。由于油田水质存在较多的腐蚀质，长期浸泡在油井下的潜油电泵机组必然会受到一定的影响，对机组进行防腐蚀措施也是很有必要的，可在机组表面涂防腐材料。 3 潜油电泵井系统管理潜油电泵采油是集科学性、完整性、系统性为一体的工艺技术，潜油电泵机是油井生产的关键设备，其设计、制造、施工、养护等与油井生产有着密切的关联，为保障潜油电泵机使用寿命，可从电泵生产制造质量、施工质量、日常管理等方面，对其进行保护，只有做好制造、施工、管理工作，才能提升潜油电泵机使用寿命，减少生产成本，保证油田生产效率的提高。 潜油电泵系统工程管理是指在油井开采的过程中，对潜油电泵采油的设计、施工、运行方式等方面进行管理，充分调动各大环节的工作，实现潜油电泵采油工作的有效衔接，优化系统组织与结构，达到对潜油电泵系统工程的管理。潜油电泵系统工程包括油井工程设计、选泵设计、施工、潜油电泵井投产、潜油电泵井管理。最后一个环节是总结与分析，通过上述环节的相互配合，提高电泵系统的运行效率。下面四点是潜油电泵生产分析的要素，第一点，合理的油井工作制与生产压差，油井系统效率的优良，生产过程中是否充分发挥油层作用，油井产能与泵额定流量是否一致；第二点，油井产能的变化，抽油后采油指数的改变与变化原因；第三点，井下机组工作状况，产量是否在预期值以内；第四点，使用潜油电泵抽油的前后变化与效果。 4 潜油电泵采油技术在低渗透油田的应用建议4.1 地层压力保持水平由于低渗透油田储层物性较差，启动压力起落较大，通过高地层压力才能释放出压差采油的最大效用，采用潜油电泵采油技术，可有效减少油井井底流压，一旦地层压力小于饱和压力，地层流体就会因为脱气而逐渐分流，从原本的两相转变为三相，油相渗流阻力也随之加大，不利于采油。高气油还会对潜油电泵产生一定的影响，甚至会危害到机组的稳定运行。只有地层压力稳定，才是保证采油效率的关键。 4.2 潜油电泵有助于实现弱差层的利用在潜油电泵采油的过程中，可减少油井井底流压，使生产压差得到提高。当潜油电泵采油在低渗
潜油电泵同井采注工艺技术介绍
目录 一、用途 (2) 二、技术原理 (2) 三、技术指标 (6) 四、现场试验情况 (7)
技术概要： 一、三种管柱：采上注下、采下注上和井下增压高压注水管柱。 二、选井要求：①水层厚度大、能保证有足够的水量供给，水层深度小于2400米，且水质与注水层配伍性好；②采水层位与注水层位的井段间距至少大于25m；③日注水量需求在25-60方之间，配注水量下注水层流压和水源层按配注水量采水时的井底流压的差值不高于30MPa；④出水含砂量低于0.5‰,不携带硬蜡或沥青质，流动中不分离出盐粒。 三、技术指标 1、封隔器耐压差40MPa。 2、机组耐温120℃。 3、采注层间距≥25m。 4、专用电泵机组扬程≤3500m。 5、最小日注水量20方/天 6、适用51/2”套管。 四、在中原油田的试验情况 4口井，工艺均成功。二厂濮2-496井；采油六厂春9-26；内蒙锡6井；内蒙探区毛6井。 ———石军2011年7月5日摘录 中原油田采油工程技术研究院 二Ｏ一一年六月
一、用途 随着油田进入中后期开发，注水成为增加油层能量，提高采油速度和提高油田采收率的一种重要而有效的工艺措施。目前，国内所采用的注水设备主要是大型地面离心泵站或柱塞泵，利用所建立的注水管网进行注水，以便保持油层压力及油井产能。在油田注水开发初期，基本上能够满足油田开发的需要。随着油田开发技术的提高和对油田开发的深入及细化，油田开发对油田注水的要求越来越高，特别是低渗透油层及边远井区等的注水，受到现有管网设计、管输距离等条件的制约，注水尤其困难。 为了解决这些困难，利用潜油电泵排量范围大、扬程高、管理方便等优点，开发了潜油电泵同井分层采注水技术，即：在注水井内，选择不同的层段分别作为水源层和注水层，采用封隔器将其隔开，再利用潜油电泵从水源层采出水直接注入注水层。 该技术的主要用途是：利用同一口井中的水源层的水对目的层进行注水，解决局部高压注水区块、边缘区块的注水问题，节约大量的修建水源、泵站、注水流程及辅助设施等方面的投入。 该技术另一个用途是：井下增压高压注水。即，在具有常压注水流程的井内，下入高压封隔器和电泵，通过电泵将常压来水在井下增压，实现对低渗层的高压注水，可大量减少地面管线的改造和维护费用，同时实现高压注水下的套管保护。 二、技术原理 根据不同的地质条件和开发要求，主要有三种管柱：采上注下同井采注水管柱、采下注上同井采注水管柱和井下增压高压注水管柱。变频调水。