电潜泵手册：设计、运行和维护

本书是一部系统阐述电潜泵（ESP）技术设计、运行与维护的专业手册。作为人工举升领域的核心技术之一，电潜泵技术历经百年发展，已成为全球约10%原油产量的关键。本书旨在为石油工程领域的学生与现场工程师提供一套完整、前沿的知识体系。全书从电潜泵的历史与基础概念入手，详细介绍了其核心组成部件（如泵、电机、保护器、电缆等）的运行特征，并深入探讨了在黏性液体、高气液比、含固体颗粒、高温等复杂工况下的运行挑战与解决方案。书中重点涵盖了电潜泵系统的安装设计、节点分析、运行优化、监测监控以及故障诊断与处理等核心工程实践内容。本书为全面修订升级的第二版，不仅系统阐释了粉末冶金叶轮、永磁同步电机（PMM）、V型泵等革命性技术变革，还涵盖了变频操作等最新进展，反映了电潜泵技术领域的最新发展全貌。

加博·塔卡茨（GáborTakács），匈牙利米什科尔茨大学石油工程系前系主任、教授，国际著名人工举升技术专家，国际石油工程师协会（SPE）资深会员及前杰出讲师。他长期从事油气开采工艺的教学与现场咨询工作，在电潜泵、有杆泵和气举等技术领域享有极高的国际声誉，曾获SPE生产与运行奖。其撰写的《电潜泵手册》、《有杆泵抽油手册》等著作被全球油气工程界奉为行业经典与技术指南。朱建军，男，于2009年在北京科技大学获得热能工程学士学位，于2012年在清华大学获得动力工程及工程热物理硕士学位，于2017年在美国塔尔萨大学（University
ofTulsa）获得石油工程博士学位。2019年9月，以校内“拔尖人才”称号被中国石油大学（北京）全职引进。主要研究方向是多相流流动机理和建模、人工举升采油系统设计和优化、以及油田现场大数据的运用等。已取得较为突出的创新成果：包括首次揭示了电潜泵内部多相流流态规律及其对电潜泵气液两相流性能的影响；并首次建立了适用于电潜泵多工况（高粘，两相流）力学模型，为电潜泵采油系统的设计提供了可靠理论依据。同时基于人工举升模型，开发了稳态瞬态管道多相流模型，并结合机器学习算法和油田现场数据，能够有效解决人工举升采油系统反常工况诊断和预测的难题。他的研究成果在国际学术界和工业界同行中获得了高度的关注和认可，相关成果已得到了包括科威特石油公司、墨西哥石油公司及其国家石油研究院、贝克休斯油服公司等在内的国际著名能源公司在油田现场的应用。

1.引言（1）1.1人工举升技术（1）1.2电潜泵运用历史（6）1.3电潜泵安装基本特征（7）参考文献（8）
2.基础概念回顾（10）2.1引言（10）2.2油井流入性能（10）2.3水力学基础（19）2.4电气基础（31）2.5系统分析基础（39）参考文献（42）

3.电潜泵组成及其运行特征（44）3.1引言（44）3.2电潜泵（45）3.3电潜泵电机（57）3.4保护器或密封段（92）3.5重力式气体分离器（102）3.6电潜泵电缆（104）3.7其他井下设备（110）3.8地面设备（113）参考文献（116）

4.电潜泵的复杂运行工况（120）4.1简介（120）4.2黏性液体（120）4.3低排量或变排量泵（128）4.4产气（129）4.5研磨性固体颗粒的产出（152）4.6高井温（161）4.7变频操作（164）4.8其他问题（181）参考文献（182）

5.电潜泵安装设计（188）5.1引言（188）5.2数据要求（188）5.3传统设计（190）5.4考虑电机转差的传统设计（211）5.5含气井况设计（216）5.6变频器安装设计（225）5.7永磁电机安装设计（236）5.8IM和PMM安装设计比较（242）参考文献（244）

6.分析和优化（246）6.1引言（246）6.2节点分析（246）6.3确定油井流入性能（268）6.4电潜泵装置的电功效率（277）6.5电潜泵运行优化（287）参考文献（290）

7.电潜泵系统的运行、监测和监控（293）7.1简介（293）7.2电潜泵的下放和起出准则（293）7.3生产控制（298）7.4电潜泵的监测和运行（306）7.5电潜泵操作运行的监控（313）参考文献（322）

8.电潜泵失效和故障处理（324）8.1简介（324）8.2系统故障（324）8.3电潜泵安装的故障诊断（340）参考文献（360）
9.电潜泵的特殊安装方法（363）9.1简介（363）9.2利用油管安装（363）9.3其他安装模式（367）9.4水平式泵送系统（375）参考文献（376）

附录（379）附录A（379）附录B（380）附录C（382）附录D（384）附录E（387）附录F（391）
课后习题（393）
基本单位换算对照表（432）