长期以来，油田多采用大型柱塞泵经管网注水来保持地层压力，对一些需要更高压力的注水井，须采用一些方便可靠的增压注水设备来增压，随着油田开发进入中后期，这种要求日趋迫切。当前国内外油田增压注水设备主要有柱塞泵、水平电泵、磁传动泵等。它们都是由普通三相异步电动机带5力，因柱塞泵、水平电泵的电动机与泵之间采用动密封而不可避免地存在漏失、管理不便等问题；磁传动泵是内漏结构，但易出故障，寿命较短，成本较高。

　　管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组正是为适应油田生产形势，在广泛调研国内水平注水泵技术的基础上研制出来的。前几年天津电机厂生产了这种增压电泵样机，该泵运行3个月后，由于止推轴承工作在注水液中，工作条件恶劣，造成试验失败。大庆电泵公司研制的增压电泵与天津电机厂的电泵在结构上有相似之处，但克服了后者的一些不足，取得了良好的效果。然而，该注水电泵仍然存在着两个缺陷：一是开机时如果给水过快，结构分析效果注水液突然给电动机胶囊式保护器施压，保护器来不及完成内外压力的平衡，容易导致保护器胶囊破裂漏油，致使电动机烧坏；二是电动机轴上的机械密封易漏失失效。

　　新型水平增压注水机组的设计胜利油田无杆采油泵公司电泵制造公司2000年1月至2001年6月，针对现有增压电泵存在的缺陷而研制出新型水平增压注水机组，机组有如下设计。

　　（1）胶囊保护器是水平管道式电动机容易出故障的部分，直接影响电动机的使用寿命，因此对该部分认真研究，精心设计，在胶囊壳体上端加开有一小口的挡板。开机时注入液只能通过这一小口缓慢给保护器施压，这样，不仅确保保护器不被压破，而且又能满足保护器胶囊缓慢进行内外压力平衡的需要。

　　纹管作辅助密封，结构简单紧凑，动环更换方便。

　　（3）进行了电动机定子、转子的优化设计，使整个电动机更显紧凑。

　　*李志刚工程师，生于1969年，1990年毕业于石油大学（华东）矿机专业，现从事石油机械研究设计工作。地址：（257000）山东（：2001*石油机械（4）在该水平增压注水泵机组的总体结构设计上，为适应现场各种条件使用需要，采用基础组合式支架结构。此结构将电动机、多级离心泵分别安装在两个可调支承上。这种结构支承的优点是便于长途运输，现场安装时需预制基础，安装调平衡方便。

　　水平增压注水机组的组成水平增压注水机组主要由管道式电动机、多级离心泵、电缆、控制屏和变压器等几部分构成，如所示。

　　了水平增压注水机组结构示意一过滤器；2―管道式电动机；3―多级离心泵；4一单向阀；5―变压器；6―控制屏地面电源通过变压器、控制屏、电缆将电能输送给管道式电动机，带动多级离心泵旋转，电能转换为机械能，进行增压注水。

　　水的流程：注水管线*过滤器―管道式电动机―多级离心泵―单向阀※注水井※地层。

　　如所示，管道式电动机主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油润滑系统、保护器系统、环行流道系统和上下接头组成。

　　（1）定子系统定子系统主要包括定子铁芯、定子绕组、定子壳体。它是用来产生旋转磁场的。定子铁芯由互相绝缘的硅钢片叠成，铁芯的内圆周有槽，用来镶嵌三相绕组线，定子铁芯叠装好后，压入壳体定子壳体内腔两端灌注环氧胶成型用以绝缘。定子绕组必须能耐油、水、气、高温、高压的综合作用，并且有良好的绝缘性能。

　　（2）转子系统由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子用键固定在转轴上，上下两端各热装一个扶正衬套，以防止转子串动。

　　（3）止推轴承为使电动机转子系统在固定位置工作，电动机上部有一滑动止推轴承，它由2静块、1动块组成。动块为钢制经表面淬火精磨而成，静块为较软且耐磨的锡磷青铜制成。

　　管道式电动机结构1一上接头；2―保护器系统；3―转子系统；4一定子系统；5―下接头（4）油润滑系统电动机长期运转，各部件的润滑十分重要。电动机油润滑系统包括转子与定子间的间隙和各通油孔。电动机运转前，通过注油阀的注入，电动机保护器、定子与转子之间的间隙、各通油孔都充满了电机油。电动机下端有机械密封，可以封住电机油向下部的流动。

　　（6）环行流道系统环行流道系统由承压壳体、定子壳体和胶囊壳体之间的间隙形成。水经该环行流道进入泵吸入口，电动机与多级离心泵的连接是静密封，因此绝无漏失。

　　（7）上下接头上下接头主要起上下部件的连接作用，上接头与过滤器输出管线连接，下接头与多级离心泵连接。

　　多级离心泵的工作同常规地面离心泵一样，当充李志刚等：管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组满叶轮流道的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿叶片间的流道甩向叶轮四周，液体受叶片的作甩压力和速度同时增加，并经导轮的流道被引向次一级叶轮这样逐级流过所有的叶轮和导轮，不断使液体的压能增加，逐级叠加后就获得一定的扬程。

　　控制屏用于自动控制电泵机组的启动和停机，还可以用于电泵系统的短路、过载、负载保护及欠载延时自动启动，并能通过电器仪表随时测量（或自动记录）电动机的运行电流和电压参数，从而使管理人员及时掌握和判断电泵系统的运行状况。

　　4增压注水机组的特点（1）管道式电动机内设有环行流道，水从该环行流道流到泵吸入口。电动机与泵之间为静密封连接，因此是真正的无漏失结构，可避免烦琐的日常维护，大大减少现场工人的劳动量，且易于管理。

　　（2）机组的工作环境进一步优化。水在环行流道内流动，对长期工作的电动机起到很好的冷却作用。

　　（3）管道式电动机与保护器联为一体结构更加紧凑。

　　（4）安全可靠。机组的进口和出口都设有压力保护，当出口压力高于或进口压力低于相应的设定值时，机组自动停机，避免因出口压力过高造成管线爆裂或因压力低供液不足导致机组损坏。

　　n――泵的效率，。

　　考虑保护器的机械损耗功率，一般情况下，每级保护器的机械损耗功率为1.0kW，再根据不同情况加5 ~10的保护系数，后选电动机功率（3）胜采二矿2221注水井用该机组后，进口压力124MPa出口压力241MPa实际增加压力11.7MPa（按甲方现场管理人员的要求，增压注水初期就增到该压力）。同时避免了因漏失而造成的日常维护，大大减少了工作量，深得现场操作人员的好评。该机组至今仍在正常运转。

　　（4）增压注水机组与柱塞泵的耗能比较：以胜采二矿2221注水井（用该机组增压注水）和20155、21150、20165、2384注水井（用柱塞泵增压）为对比分析对象，分别测量电压、电流、流量、功率因数、进口压力、出口压力，计算对比单位液量单耗和单位压力单耗。计算结果表明，4台柱塞泵平均液量单耗为4. 16kWh/m3，比离心泵泵平均压力单耗为0.心泵压力单耗0.67kW h/（m3MPa），低0.255kW-h/（m3-MPa）。可见该型水平增压注水机组耗电量比柱塞泵大。

　　结论应用实例胜利油田无杆采油泵公司电泵制造公司应胜采二矿（甲方）的要求，2001年9月成功地实施了用该机组为胜采二矿2221注水井增压注水。甲方要求主要指标：注水排量100m3/d，扬程1800m.（2）机组管道式电动机的选择：泵的轴功率N――泵轴功率，kW；Q―泵额定排量，m3/d；H―泵额定扬程，m；（1）新型水平增压注水机组用于油田增压注水，具有的优势，集中表现在结构新颖、无漏失、安全可靠、运行平稳、噪音小、易于管理等几个方面。

　　（2）应该进一步提高机组的系统效率及采取一些节能措施，提高综合效益，使新型水平增压注水机组在油田增压注水、稳定油田产能方面发挥更好更大的作用。