电潜泵分离器壳体断脱机理分析
摘 要：本文对电潜泵系统结构进行了论述，对砂蚀导致分离器壳体断脱机理进行了分析，对汽蚀导致分离器壳体断脱机理进行了分析，对分离器壳体材质导致分离器壳体断脱原因进行分析并进行实例计算，并提出了改进建议。
关键词：电潜泵；分离器；壳体断脱；分析
1电潜泵系统结构
潜油电泵是同油管一起下入井内，并在井下工作的多级离心泵，地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转化为机械能，通过机械能把油井中的液体举升到地面，由以上这些部分共同构成了潜油电泵机组，潜油电泵机组的基本组成如图1所示。
2砂蚀导致分离器壳体断脱机理分析
物体表面遭受流体裹携固体粒子的冲刷，使物体表面材料不断损失，这种磨蚀作用称为砂蚀。冲蚀速率指冲击靶体的单位质量的冲蚀粒子所磨蚀掉的靶体材料的质量。
冲蚀粒子旋转半径和转速是影响冲蚀速率大小的最为重要的两个因素，在分离器中，砂粒对分离器壳体的冲蚀速率与沖蚀粒子旋转半径和转速的关系式：
（1）
式中， n为冲蚀粒子转速，r/min ； r为冲蚀粒子旋转半径， m；E为磨蚀掉的分离器壳体质量，g；e为冲蚀粒子的质量，g； 取值2.0～6.5。
在电潜泵采油系统中，进入分离器中的井液在叶轮处被高速旋转加速，由式（2）可知在转速一定的情况下，冲蚀速率会随着冲蚀粒子旋转半径呈指数增长，叶轮外套内缘处的冲蚀粒子旋转半径比其他部位粒子旋转半径要大，则此处砂粒对分离器壳体的冲蚀速率最大。另外，叶轮外壳处存在拐角，导致砂粒易在此处沉积，砂粒质量大于其他部位。由式（1）可知，在冲蚀粒子速度一定的情况下，砂粒对分离器壳体所磨蚀掉的壳体质量会随着冲蚀粒子质量的增大而增大。综上所诉，叶轮外壳处是分离器中易断脱的区域。
3汽蚀导致分离器壳体断脱机理分析
分析现场使用过的分离器发现，部分含气量大的油井使用的分离器壳体内壁的表面具有非常明显的汽蚀损害特征，且电潜泵井分离器壳体断脱严重性会随着油井含气量的增大而增大。因此，气蚀对分离器壳体断脱有很大的影响。
进入到分离器中的井液随着叶轮作用不断加速，经导流轮后液体压力升高，增压后的流体进入分离腔进行高速旋转。描述流速与压力转换关系的流体伯努利方程为：
（2）
式中，p0为不受分离器壳体影响的流体压力，Pa；pmin为，壳体表面最低压力，Pa； v0为不受...
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