Bušotinske centrifugalne pumpe su višestupanjski strojevi. To je prvenstveno zbog malih vrijednosti tlaka koje stvara jedan stupanj (rotor i vodeća lopatica). S druge strane, male vrijednosti tlaka jednog stupnja (od 3 do 6-7 m vodenog stupca) određene su malim vrijednostima vanjskog promjera rotora, ograničenog unutarnjim promjerom niza kućišta. i dimenzije opreme koja se koristi u bušotini - kabel, potopni motor itd.
Dizajn bušotinske centrifugalne pumpe može biti uobičajen i otporan na habanje, kao i povećanu otpornost na koroziju. Promjeri i sastav crpnih jedinica u osnovi su isti za sve verzije crpki.
Centrifugalna pumpa za bušotinu konvencionalnog dizajna dizajnirana je za izvlačenje tekućine iz bušotine s sadržajem vode do 99%. Mehaničke nečistoće u dizanoj tekućini ne smiju biti veće od 0,01% mase (ili 0,1 g / l), dok tvrdoća mehaničkih nečistoća ne smije prelaziti 5 bodova prema Mohsu; sumporovodik - ne više od 0,001%. Prema zahtjevima tehničkih uvjeta proizvođača, sadržaj slobodnog plina na ulazu crpke ne smije biti veći od 25%.
Centrifugalna pumpa otporna na koroziju namijenjena je za rad kada je sadržaj sumporovodika u pumpanom slojnom fluidu do 0,125% (do 1,25 g/l). Dizajn otporan na habanje omogućuje ispumpavanje tekućina s mehaničkim nečistoćama do 0,5 g/l.
Stepenice su smještene u provrtu cilindričnog tijela svake sekcije. Jedna sekcija pumpe može primiti od 39 do 200 stepenica, ovisno o njihovoj visini ugradnje. Maksimalni iznos koraka u pumpama doseže 550 komada.
Riža. 6.2. Shema centrifugalne pumpe bušotine:
1 - prsten sa segmentima; 2,3 - glatke podloške; 4,5 - podloške amortizera; 6 - gornja podrška; 7 - donji oslonac; 8 - opružni prsten nosača osovine; 9 - udaljena čahura; 10 -baza; 11 - prorezna spojka.
Modularni ESP
Za stvaranje visokotlačnih bunara centrifugalne pumpe mnogo stupnjeva mora biti ugrađeno u pumpu (do 550). U isto vrijeme, ne mogu se smjestiti u jedno kućište, jer duljina takve pumpe (15-20 m) otežava transport, ugradnju na bušotinu i proizvodnju kućišta.
Visokotlačne pumpe se sastoje od nekoliko sekcija. Duljina tijela u svakom dijelu nije veća od 6 m. Dijelovi tijela pojedinih odjeljaka povezani su prirubnicama s vijcima ili klinovima, a osovine su spojene klinastim spojkama. Svaki dio crpke ima gornji aksijalni nosač vratila, osovinu, radijalne nosače osovine, stepenice. Samo donji dio ima prihvatnu rešetku. Glava za pecanje samo je gornji dio pumpe. Dijelovi visokotlačnih pumpi mogu biti kraći od 6 m (obično je duljina kućišta pumpe 3,4 i 5 m), ovisno o broju stupnjeva koji se u njih postavljaju.
Crpka se sastoji od ulaznog modula (Sl. 6.4), sekcijskog modula (moduli-sekcije) (Sl. 6.3), glavnog modula (Sl. 6.3), povratnog ventila i odzračnog ventila. 
Dopušteno je smanjiti broj modula-sekcija u pumpi, odnosno dovršiti potopnu jedinicu s motorom potrebne snage.
Spojevi modula između sebe i ulaznog modula s motorom su prirubnički. Spojevi (osim spoja ulaznog modula s motorom i ulaznog modula sa separatorom plina) su zabrtvljeni gumenim prstenovima. Osovine modula-sekcija su spojene jedna s drugom, modul-sekcije su spojene na osovinu ulaznog modula, osovina ulaznog modula je spojena na osovinu hidrauličke zaštite motora pomoću klinastih spojnica.
Osovine modula-sekcija svih grupa pumpi, s istim duljinama kućišta od 3,4 i 5 m, su objedinjene. Kako bi zaštitili kabel od oštećenja tijekom povratnih operacija, uklonjiva čelična rebra nalaze se na bazama sekcije modula i glave modula. Dizajn crpke omogućuje korištenje modula plinskog separatora pumpe koji se postavlja između ulaznog modula i sekcijskog modula, bez dodatnog rastavljanja.
Tehnički podaci neke standardne veličine ESP za proizvodnju nafte, koje proizvode ruske tvrtke prema tehnički podaci prikazani su u tablici 6.1 i sl. 6.6.
Karakteristika tlaka ESP-a, kao što se može vidjeti na gornjim slikama, može biti s padajućom lijevom granom karakteristike (crpke niske brzine), monotono padajućom (uglavnom za instalacije srednje brzine) i s promjenjivim predznakom izvedenice. Ovu karakteristiku uglavnom imaju pumpe velikog protoka.
Karakteristike snage gotovo svih ESP imaju minimum pri nultom protoku (tzv. "način rada zatvorenog ventila"), što uzrokuje upotrebu nepovratnog ventila u nizu cijevi iznad pumpe.
Radni dio karakteristika ESP-a, koji preporučuju proizvođači, vrlo često se ne podudara s radnim dijelom karakteristika, određenim općim metodama pumpanja. U potonjem slučaju, granice radnog dijela karakteristike su brzine posmaka u (0,7-0,75) Qo i (1,25-1,3Q 0, gdje je Q 0 protok pumpe do optimalan način rada raditi, tj. uz maksimalnu učinkovitost.
Potopni motori
Potopni elektromotor (SEM) je motor posebne izvedbe i to je asinkroni dvopolni izmjenični motor s kaveznim rotorom. Motor je napunjen uljem niske viskoznosti, koje obavlja funkciju podmazivanja ležajeva rotora, odvodeći toplinu na stijenke kućišta motora, koje se ispire strujanjem proizvoda iz bušotine.
Gornji kraj osovine motora obješen je na kliznu petu. Sekcijski rotor motora; sekcije su montirane na vratilu motora, izrađene su od limova transformatorskog željeza i imaju utore u koje su umetnute aluminijske šipke, kratko spojene s obje strane sekcije provodljivim prstenovima. Između sekcija, vratilo se oslanja na ležajeve. Po cijeloj dužini osovina motora ima otvor za cirkulaciju ulja unutar motora, koja se također provodi kroz žlijeb statora. Na dnu motora nalazi se filter ulja.
Duljina i promjer motora određuju njegovu snagu. Brzina vrtnje SEM osovine ovisi o frekvenciji struje; pri 50 Hz AC, sinkrona brzina je 3000 o/min. Potopni elektromotori označeni su oznakom snage (u kW) i vanjskim promjerom kućišta (mm), npr. PED 65-117 je potopni motor snage 65 kW i vanjskog promjera 117 mm. Potrebna snaga elektromotora ovisi o protoku i tlaku potopne centrifugalne pumpe i može doseći stotine kW.
Suvremeni potopni elektromotori opremljeni su sustavima senzora za tlak, temperaturu i druge parametre, fiksiranim na dubini spuštanja jedinice, s prijenosom signala putem električnog kabela na površinu (upravljačka stanica).
Motori snage veće od 180 kW s promjerom od 123 mm, više od 90 kW s promjerom od 117 mm, 63 kW s promjerom od 103 mm i snagom od 45 kW s promjerom od 96 mm su sekcijski.
Sekcijski motori sastoje se od gornjeg i donjeg dijela koji se spajaju kada je motor ugrađen u bunar. Svaki dio sastoji se od statora i rotora, čiji je uređaj sličan elektromotoru s jednim presjekom. Električna veza između sekcija je sekvencijalna, unutarnja i provodi se pomoću 3 vrha. Brtvljenje spoja osigurava se brtvljenjem prilikom spajanja sekcija.
Za povećanje protoka i tlaka radnog stupnja centrifugalne pumpe koriste se regulatori brzine. Regulatori brzine omogućuju pumpanje medija u širem rasponu volumena nego što je to moguće pri konstantnoj brzini, kao i glatko, kontrolirano pokretanje podmornice indukcijski motor s ograničenjem startnih struja na danoj razini. Time se povećava pouzdanost ESP-a smanjenjem električnih opterećenja na namotaju kabela i motora tijekom pokretanja jedinica, a također se poboljšavaju radni uvjeti formacije tijekom pokretanja bušotine. Oprema također omogućuje, zajedno s telemetrijskim sustavom ugrađenim u ESP, održavanje zadane dinamičke razine u bušotini.
Jedna od metoda za kontrolu brzine ESP rotora je kontrola frekvencije električne struje koja opskrbljuje podvodni motor.
Kontrolne stanice ruske proizvodnje SURS-1 i IRBI 840 opremljene su opremom koja osigurava ovu metodu regulacije.
Hidrozaštita
Za povećanje učinka potopnog elektromotora veliki značaj ima pouzdan rad svoje hidro-zaštite, koja štiti elektromotor od ulaska u njegovu unutarnju šupljinu formacijske tekućine i kompenzira promjene u volumenu ulja u motoru tijekom zagrijavanja i hlađenja, kao i kada ulje curi kroz nepropusnu strukturu elementi. Formirana tekućina, koja ulazi u elektromotor, smanjuje izolacijska svojstva ulja, prodire kroz izolaciju žica namota i dovodi do kratkog spoja namota. Osim toga, pogoršava se podmazivanje ležajeva osovine motora.
Trenutno je hidraulička zaštita tipa G široko rasprostranjena na poljima Ruske Federacije.
Hidrozaštita tipa G sastoji se od dvije glavne montažne jedinice: zaštitnika i kompenzatora.
Glavni volumen sklopa hidrauličke zaštite, formiran od elastične vrećice, ispunjen je tekućim uljem. Kroz provjeriti ventil vanjska površina vrećice percipira tlak proizvodnje bušotine na dubini spuštanja potopne jedinice. Dakle, unutar elastične vrećice napunjene tekućim uljem tlak je jednak tlaku uranjanja. Da bi se stvorio višak tlaka unutar ove vrećice, na gaznoj osovini nalazi se impeler. Tekuća nafta kroz sustav kanala pod viškom tlaka ulazi u unutarnju šupljinu elektromotora, što sprječava prodiranje proizvoda iz bušotine u elektromotor.
Kompenzator je dizajniran za kompenzaciju volumena ulja unutar motora prilikom izmjene temperaturni režim elektromotor (grijanje i hlađenje) i predstavlja elastičnu vrećicu napunjenu tekućim uljem koja se nalazi u kućištu. Tijelo kompenzatora ima rupe koje povezuju vanjsku površinu vrećice s bušotinom. Unutarnja šupljina vreće povezana je s elektromotorom, a vanjska s bunarom.
Kada se ulje ohladi, njegov volumen se smanjuje, a tekućina iz bušotine kroz rupe u tijelu kompenzatora ulazi u raspor između vanjske površine vrećice i unutarnje stijenke tijela kompenzatora, čime se stvaraju uvjeti za potpuno punjenje unutarnjeg šupljina podvodnog motora s uljem. Kada se ulje u elektromotoru zagrijava, njegov volumen se povećava, a ulje teče u unutarnju šupljinu vrećice kompenzatora; u ovom slučaju, tekućina iz bušotine iz jaza između vanjske površine vrećice i unutarnje površine tijela istiskuje se kroz rupe u bušotinu.
Sva kućišta elemenata potopne jedinice međusobno su povezana prirubnicama s klinovima. Osovine potopne pumpe, hidrauličke zaštitne jedinice i potopnog elektromotora međusobno su spojene klinastim spojkama. Dakle, ESP potopna jedinica je kompleks složenih električnih, mehaničkih i hidrauličkih uređaja visoke pouzdanosti, koji zahtijeva visoko kvalificirano osoblje.
Nepovratni i odzračni ventili
Nepovratni ventil se koristi za sprječavanje obrnute rotacije (turbinski način rada) rotora pumpe pod utjecajem stupca tekućine u nizu cijevi tijekom gašenja i za olakšavanje ponovnog pokretanja jedinice pumpe. Do zaustavljanja podvodne jedinice dolazi iz više razloga: nestanak struje u slučaju nesreće na dalekovodu; isključenje zbog rada SEM zaštite; isključivanje tijekom povremenog rada itd. Kada se potopna jedinica zaustavi (isključi), stupac tekućine iz cijevi počinje teći kroz pumpu u bušotinu, okrećući osovinu pumpe (a time i osovinu potopnog motora) u suprotnom smjeru.
Ako se u tom razdoblju ponovno uspostavi napajanje, motor se počinje okretati u smjeru prema naprijed, svladavajući ogromnu silu. Struja pokretanja SEM-a u ovom trenutku može premašiti dopuštene granice, a ako zaštita ne radi, elektromotor ne radi. Odvodni ventil je dizajniran za ispuštanje tekućine iz niza cijevi prilikom podizanja pumpne jedinice iz bušotine. Nepovratni ventil je uvrnut u modul glave pumpe, a odvodni ventil je uvrnut u tijelo nepovratnog ventila. Dopuštena je ugradnja ventila iznad pumpe, ovisno o vrijednosti sadržaja plina na rešetki ulaznog modula pumpe.
U tom slučaju, ventili moraju biti smješteni ispod spoja glavnog kabela s produžetkom, jer će inače poprečna dimenzija pumpne jedinice premašiti dopuštenu.
Nepovratni ventili crpki 5 i 5A dizajnirani su za bilo koju opskrbu, grupa 6 - za opskrbu do 800 m 3 /dan uključujući. Strukturno su isti i imaju navojnu spojku i glatku cijev promjera 73 mm. Nepovratni ventil za crpke grupe 6, dizajniran za protok preko 800 m 3 / dan, ima spojni navoj i cijev od glatke cijevi promjera 89 mm.
Odvodni ventili imaju iste navoje kao nepovratni ventili. U principu, odzračni ventil je spojka, u bočni zid koji je vodoravno umetnut kratka brončana cijev (okov), zatvorena s unutarnjeg kraja. Otvor u ovom ventilu otvara se pomoću metalne šipke promjera 35 mm i duljine 650 mm, koja se s površine ubacuje u cijev. Šipka, udarivši o spojnicu, odlomi ga na zarezu i otvori rupu u ventilu.
Kao rezultat, tekućina teče u proizvodni niz. Korištenje takvog odzračnog ventila se ne preporučuje ako se u instalaciji koristi strugač cijevi za uklanjanje voska iz cijevi. Kada se žica slomi, na koju se spušta strugač, padne i razbije fiting, dolazi do spontanog premošćavanja tekućine u bunar, što dovodi do potrebe za podizanjem jedinice. Stoga se koriste odvodni ventili i druge vrste, aktivirani povećanjem tlaka u cijevima, bez spuštanja metalne šipke.
transformatori
Transformatori su namijenjeni za napajanje potopnih centrifugalnih crpki iz mreže izmjenične struje od 380 ili 6000 V, 50 Hz. Transformator podiže napon tako da motor na ulazu u namot ima zadani nazivni napon. Radni napon motora je 470-2300 V. Uz to se uzima u obzir pad napona u dugom kabelu (od 25 do 125 V/km).
Transformator se sastoji od magnetskog kruga, visokonaponskih (VN) i niskonaponskih (NN) namota, spremnika, poklopca s ulazima i ekspanderom sa sušačem zraka te sklopke. Transformatori se izrađuju s prirodnim uljnim hlađenjem. Namijenjeni su za vanjsku ugradnju. Na visokoj strani namota transformatora nalazi se 5-10 grana koje osiguravaju optimalno napajanje elektromotora naponom. Ulje koje puni transformator ima probojni napon od 40 kV.
kontrolna stanica
Upravljačka stanica je dizajnirana za upravljanje radom i zaštitu ESP-a i može raditi u ručnom i automatskom načinu rada. Stanica je opremljena potrebnim upravljačkim i mjernim sustavima, automatskim uređajima, svim vrstama releja (maksimalni, minimalni, međuvremenski releji, itd.). U slučaju izvanrednih situacija aktiviraju se odgovarajući zaštitni sustavi i jedinica se isključuje.
Upravljačka stanica je izrađena u metalnoj kutiji, može se postaviti na otvorenom, ali se često postavlja u posebnu kabinu.
kabelske linije
Kabelski vodovi namijenjeni su za opskrbu električnom energijom s površine zemlje (od kompletnih uređaja i upravljačkih stanica) do potopnog motora.
Na njih se postavljaju prilično strogi zahtjevi - niski električni gubici, male dimenzije promjera, dobra dielektrična svojstva izolacije, otpornost na toplinu na niske i visoke temperature, dobra otpornost na formacijski fluid i plin, itd.
Kabelska linija se sastoji od glavnog opskrbnog kabela (okruglog ili ravnog) i ravnog produžnog kabela spojenog na njega pomoću uvodnice kabela.
Spajanje glavnog kabela s produžnim kabelom osigurano je jednodijelnom spojnicom (splice). Sa spojnicama se također mogu spojiti dijelovi glavnog kabela kako bi se dobila potrebna duljina.
Kabelski vod na glavnoj duljini najčešće ima okrugli ili blizu trokutastog presjeka.
Za smanjenje promjera potopne jedinice (kabel + centrifugalna pumpa) Donji dio kabel ima ravan dio.
Kabel se proizvodi s polimernom izolacijom koja se nanosi na žile kabela u dva sloja. Tri izolirane kabelske žile spojene su zajedno, prekrivene zaštitnom podlogom ispod oklopa i metalnim oklopom. Metalna traka oklopa štiti izolaciju jezgre od mehanička oštećenja tijekom skladištenja i rada, prvenstveno prilikom spuštanja i podizanja opreme.
U prošlosti se pancirni kabel proizvodio s gumenom izolacijom i zaštitnim gumenim crijevom. Međutim, u bušotini je guma bila zasićena plinom, a kada je kabel podignut na površinu, plin je pokidao gumu i oklop kabela. Upotreba plastične izolacije kabela omogućila je značajno smanjenje ovog nedostatka.
Za potopljeni motor, kabelska linija završava utičnom spojnicom, koja osigurava čvrstu vezu s namotom statora motora.
Gornji kraj kabelskog voda prolazi kroz poseban uređaj u opremi ušća bušotine, koji osigurava nepropusnost prstena, te se preko priključne kutije spaja na električni vod kontrolne stanice ili kompletnog uređaja. Priključna kutija je dizajnirana da spriječi ulazak naftnog plina iz šupljine kabelske linije u transformatorske stanice, kompletne uređaje i ormare upravljačkih stanica.
Kabelska linija u stanju transporta i skladištenja nalazi se na posebnom bubnju, koji se također koristi pri spuštanju i podizanju instalacija u bunarima, preventivnim i popravci ah s kabelskom linijom.
Izbor dizajna kabelske linije ovisi o uvjetima rada ESP jedinica, prvenstveno o temperaturi produkata bušotine. Često se uz temperaturu ležišta koristi i izračunata vrijednost smanjenja te temperature zbog temperaturnog gradijenta, kao i porasta temperature. okoliš a sama bušotinska jedinica zagrijavanjem potopnog motora i centrifugalne pumpe. Porast temperature može biti prilično značajan i iznositi 20-30 °C. Drugi kriterij za odabir dizajna kabela je temperatura okoline, koja utječe na performanse i trajnost izolacijskih materijala kabelskih vodova.
Važni čimbenici koji utječu na izbor dizajna kabela su svojstva formacijske tekućine - korozivnost, vodeni rez, faktor plina.
Kako bi se održao integritet kabela i njegova izolacija tijekom operacija okidanja, potrebno je pričvrstiti kabel na stup. NKT. U ovom slučaju, potrebno je koristiti uređaje za pričvršćivanje u blizini područja promjene promjera stupa, tj. u blizini utičnice ili glave navoja. Prilikom fiksiranja kabela pazite da kabel dobro prianja uz cijevi, a kod korištenja ravnog kabela pazite da kabel nije uvrnut.
Najjednostavniji uređaji za pričvršćivanje kabela na cijevi cijevi (cijevi cijevi) i potopne crpne jedinice ESP-a su metalni pojasevi s kopčama ili klinovima.
Produžni kabel se pričvršćuje na jedinice potopne jedinice (uronjiva pumpa, zaštitnik i motor) na mjestima naznačenim u uputama za uporabu za ovu vrstu opreme; produžni kabel i glavni kabel pričvršćeni su na cijevi s obje strane svake cijevne čahure na udaljenosti od 200-250 mm od gornjeg i donjeg kraja čahure
Rad ESP jedinica u nagnutim i zakrivljenim bunarima zahtijevao je izradu uređaja za pričvršćivanje kabela i njihovu zaštitu od mehaničkih oštećenja.
Ruska tvrtka CJSC "Izhspetstechnologiya" (Izhevsk) razvila je i proizvela zaštitne uređaje (PD), koji se sastoje od kućišta i mehaničkih brava (slika 6.9).
Ovaj uređaj se ugrađuje na naglavak cijevi i ima sljedeće tehničke karakteristike:
Omogućuje jednostavnu i pouzdanu fiksaciju (aksijalnu i radijalnu) na cijevi;
Pouzdano drži i štiti kabel, uključujući i u hitnim situacijama;
Nema sklopivih elemenata (vijci, matice, klinovi, itd.), Što isključuje njihov ulazak u bunar tijekom operacija ugradnje i okidanja;
Pretpostavlja višekratnu upotrebu;
Instalacija uređaja ne zahtijeva metalni i montažni alat.
Među vodećim tvrtkama u svijetu Lasalle (Škotska) ima najveće iskustvo u razvoju, proizvodnji i radu zaštitnih uređaja za kabele (slika 6.10).
Potpuno metalni lijevani štitnici Lasalle odlikuju se sljedećim karakteristikama:
Brzina i jednostavnost instalacije;
Pogodnost za rad u kiselom okruženju;
Odsutnost labavih elemenata koji bi mogli pasti u bunar;
Mogućnost ponovne upotrebe.
Lasalle nudi štitnike za zaštitu glavnog kabela (ravnog i okruglog) i produžnog kabela na dijelovima niza cijevi, potopne jedinice, povratnih i odzračnih ventila.
Područje primjene ESP- to su visokonavodnjeni, duboki i nagnuti bunari s protokom od 10 ¸ 1300 m 3 / dan i visinom dizanja od 500 ¸ 2000 m. period remonta ESP do 320 dana ili više.
Jedinice potopnih centrifugalnih pumpi u modularnoj izvedbi UETsNM i UETsNMK dizajnirani su za pumpanje proizvoda naftne bušotine koji sadrži ulje, vodu, plin i mehaničke nečistoće. Postavke tipa UETsNM imaju uobičajenu izvedbu i vrstu UETsNMK- otporan na koroziju.
Postrojenje (slika 24) sastoji se od potopne crpne jedinice, kabelskog voda spuštenog u bušotinu na cjevovodu i zemaljske električne opreme (transformatorske stanice).
Potopljeni pumpna jedinica uključuje motor (elektromotor s hidrauličkom zaštitom) i pumpu, iznad koje je ugrađen povratni i odvodni ventil.
Ovisno o maksimalnoj poprečnoj dimenziji potopne jedinice, instalacije su podijeljene u tri uvjetne skupine - 5; 5A i 6:
- instalacije skupine 5 s poprečnom dimenzijom od 112 mm koriste se u bušotinama s stupcem zaštitne cijevi unutarnji promjer ne manji od 121,7 mm;
- instalacije skupine 5A s poprečnom dimenzijom od 124 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 130 mm;
- instalacije grupe 6 s poprečnom dimenzijom od 140,5 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 148,3 mm.
Uvjeti primjenjivosti ESP za dizane medije: tekućina s udjelom mehaničkih nečistoća ne više od 0,5 g / l, slobodni plin na ulazu crpke ne više od 25%; sumporovodik ne više od 1,25 g/l; voda ne više od 99%; pH vrijednost (pH) formacijske vode je unutar 6¸8,5. Temperatura u prostoru gdje se nalazi elektromotor nije viša od +90°C (specijalna izvedba otporna na toplinu do +140°C).
Primjer instalacijske šifre − UETsNMK 5-125-1300 znači: UETsNMK— ugradnja modularne električne centrifugalne pumpe otporne na koroziju; 5 - pumpna grupa; 125 - opskrba, m 3 / dan; 1300 - razvijeni tlak, m vode. Umjetnost.
Na sl. 24 prikazuje dijagram instalacije potopnih centrifugalnih crpki u modularnom dizajnu, koji predstavlja novu generaciju opreme ove vrste, što vam omogućuje da pojedinačno odaberete optimalni raspored instalacije za bušotine u skladu s njihovim parametrima iz malog broja izmjenjivi moduli.
Instalacije (na slici 24, shema NPO "Borets", Moskva) pružaju optimalan izbor pumpa do bušotine, što se postiže prisutnošću za svaki feed veliki broj pritisak. Korak tlaka instalacija je od 50¸100 do 200¸250 m, ovisno o opskrbi, u intervalima navedenim u tablici. 7 osnovnih podataka o postavkama.
Tablica 7
|
Naziv instalacija |
Minimalni (unutarnji) promjer proizvodnog niza, mm |
Poprečna dimenzija instalacije, mm |
Hrana m 3 / dan |
Snaga motora, kW |
Vrsta separatora plina |
|
|
UETsNMK5-80 |
||||||
|
UETsNMK5-125 |
||||||
|
UETsNM5A-160 |
||||||
|
UETsNM5A-250 |
||||||
|
UETsNMK5-250 |
||||||
|
UETsNM5A-400 |
||||||
|
UETsNMK5A-400 |
||||||
|
144.3 ili 148.3 |
137 ili 140.5 |
|||||
|
UETsNM6-1000 |
Masovno proizvedeno ESP imaju duljinu od 15,5 do 39,2 m i težinu od 626 do 2541 kg, ovisno o broju modula (sekcija) i njihovim parametrima.
U modernim instalacijama mogu se uključiti od 2 do 4 modula-sekcije. Paket koraka umetnut je u kućište sekcije, a to su impeleri i vodeće lopatice sastavljene na osovini. Broj koraka kreće se od 152¸393. Ulazni modul predstavlja bazu pumpe sa usisnim otvorima i mrežastim filterom kroz koji tekućina iz bušotine ulazi u pumpu. Na vrhu pumpe je glava za pecanje s nepovratnim ventilom, na koju je pričvršćena cijev.
Pumpa ( ETsNM)— potopni centrifugalni modularni višestupanjski vertikalni dizajn.
Pumpe su također podijeljene u tri uvjetne skupine - 5; 5A i 6. Promjer kućišta grupe 5¸92 mm, grupe 5A - 103 mm, grupe 6 - 114 mm.
Modul-sekcija crpke (slika 25) sastoji se od kućišta 1 , vratilo 2 , paketi koraka (impeleri - 3 i vodeće lopatice 4 ), gornji ležaj 5 , donji ležaj 6 , gornja aksijalna potpora 7 , glave 8 , temelji 9 , dva ruba 10 (služe za zaštitu kabela od mehaničkih oštećenja) i gumeni prstenovi 11 , 12 , 13 .
Rotori se slobodno kreću duž osovine u aksijalnom smjeru i ograničeni su u kretanju donjim i gornjim vodećim lopaticama. Aksijalna sila s impelera prenosi se na donji tekstolitni prsten, a zatim na rame vodeće lopatice. Djelomično se aksijalna sila prenosi na osovinu zbog trenja kotača o osovinu ili prianjanja kotača na osovinu zbog taloženja soli u zazoru ili korozije metala. Okretni moment se prenosi s osovine na kotače pomoću mjedenog (L62) ključa koji je uključen u utor rotora. Ključ se nalazi duž cijele duljine sklopa kotača i sastoji se od segmenata duljine 400-1000 mm.
Vodeće lopatice međusobno su zglobno spojene duž obodnih dijelova, u donjem dijelu kućišta sve se oslanjaju na donji ležaj 6 (Sl. 25) i baze 9 , a odozgo kroz kućište gornjeg ležaja stegnuti su u kućištu.
Rotori i vodeće lopatice standardnih crpki izrađeni su od modificiranog sivog lijevanog željeza i poliamida modificiranog zračenjem, crpke otporne na koroziju izrađene su od modificiranog lijevanog željeza TsN16D71KhSh tipa "niresist".
Osovine sekcijskih modula i ulaznih modula za konvencionalne crpke izrađene su od kombiniranog čelika otpornog na koroziju visoke čvrstoće OZKh14N7V i označene su "NZh" na kraju. "M".
Osovine modula-sekcija svih grupa pumpi, s istim duljinama kućišta od 3, 4 i 5 m, su unificirane.
Osovine sekcijskih modula su međusobno povezane, sekcijski modul je spojen na osovinu ulaznog modula (ili osovinu plinskog separatora), osovina ulaznog modula je spojena na osovinu hidrozaštite motora pomoću klinastih spojnica.
Spoj modula međusobno i ulaznog modula s motorom je prirubnički. Brtvljenje spojeva (osim spoja ulaznog modula s motorom i ulaznog modula s plinskim separatorom) izvodi se gumenim prstenovima.
Za ispumpavanje slojne tekućine koja sadrži više od 25% (do 55%) slobodnog plina na rešetku ulaznog modula pumpe, na pumpu je spojen pumpni modul - separator plina (slika 26).
Riža. 26. Separator plina:
1 - glava; 2 - prevoditelj; 3 - separator; 4 - okvir; 5 - osovina; 6 - Rešetka; 7 - uređaj za vođenje; 8 – Radni kotač; 9 - svrdlo; 10 - ležaj; 11 ‑ baza
Separator plina je instaliran između ulaznog modula i sekcijskog modula. Najučinkovitiji separatori plina su centrifugalnog tipa, kod kojih se faze razdvajaju u polju centrifugalnih sila. U ovom slučaju tekućina se koncentrira u perifernom dijelu, a plin se koncentrira u središnjem dijelu plinskog separatora i izbacuje u prsten. Separatori plina serije MNG imaju granični protok od 250¸500 m 3 /dan, faktor odvajanja od 90%, te težinu od 26 do 42 kg.
Motor potopne crpne jedinice sastoji se od elektromotora i hidrauličke zaštite. Elektromotori (slika 27) su potopni trofazni kratkospojeni dvopolni uljem punjeni konvencionalni i korozijski otporni inačice unificirane serije PEDU i u uobičajenoj inačici PED serije modernizacije L. Hidrostatski tlak u radna površina nije veća od 20 MPa. Nazivna snaga od 16 do 360 kW, nazivni napon 530¸2300 V, nazivna struja 26¸122,5 A.
Riža. 27. Električni motor serije PEDU:
1 - spojka; 2 - poklopac; 3 - glava; 4 - potpetica; 5 - aksijalno ležište; 6 - poklopac za ulaz kabela; 7 - pluto; 8 – blok za uvođenje kabela; 9 - rotor; 10 - stator; 11 - filtar; 12 - baza
Hidrozaštita (Sl. 28) SEM motora je dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u unutarnju šupljinu elektromotora, da kompenzira promjene u volumenu ulja u unutarnjoj šupljini zbog temperature elektromotora i da prijenos momenta s osovine elektromotora na osovinu pumpe.
Riža. 28. Hidroizolacija:
A- otvoreni tip; b- zatvorenog tipa
A– gornja komora; B- dolje Cam;
1 - glava; 2 – završna brtva; 3 – gornja bradavica; 4 - okvir; 5 - srednja bradavica; 6 - osovina; 7 - donja bradavica; 8 - baza; 9 - spojna cijev; 10 - dijafragma
Hidrozaštita se sastoji ili od jednog štitnika ili od protektora i kompenzatora. Postoje tri izvedbe hidroprotekcije.
Prvi se sastoji od protektora P92, PK92 i P114 (otvorenog tipa) iz dvije komore. Gornja komora je ispunjena teškom barijernom tekućinom (gustoće do 2 g/cm 3 , ne miješa se s formacijskom tekućinom i uljem), donja komora je ispunjena MA-PED uljem, što je isto kao i šupljina elektromotora. . Komore su povezane cijevi. Promjene u volumenima tekućeg dielektrika u motoru kompenziraju se prijenosom zaporne tekućine u hidrauličkoj zaštiti iz jedne komore u drugu.
Drugi se sastoji od zaštitnika P92D, PK92D i P114D (zatvorenog tipa), u kojima se koriste gumene dijafragme, njihova elastičnost kompenzira promjenu volumena tekućeg dielektrika u motoru.
Treća - hidraulička zaštita 1G51M i 1G62 sastoji se od zaštitnika postavljenog iznad elektromotora i kompenzatora pričvršćenog na dnu elektromotora. Sustav mehaničkih brtvi osigurava zaštitu od prodora formacijske tekućine duž osovine u elektromotor. Prenesena snaga hidrauličke zaštite je 125¸250 kW, težina 53¸59 kg.
Termomanometrijski sustav TMS - 3 namijenjen je za automatska kontrola za rad potopne centrifugalne crpke i njezinu zaštitu od nenormalnih načina rada (pri smanjenom tlaku na ulazu crpke i povišena temperatura potopni motor) tijekom rada bušotine. Postoje podzemni i prizemni dijelovi. Kontrolirani raspon tlaka od 0 do 20 MPa. Raspon radne temperature je od 25 do 105 °C.
Ukupna težina 10,2 kg (vidi sl. 24).
Kabelski vod je kabelski sklop namotan na kabelski bubanj.
Sklop kabela sastoji se od glavnog kabela - okruglog PKBK (kabela, polietilenska izolacija, oklopljeni, okrugli) ili ravnog - KPBP (slika 29), ravnog kabela pričvršćenog na njega s čahurom za uvođenje kabela (produžni kabel s čahurom).
Riža. 29. Kabeli:
A– okrugli; b- ravan; 1 - živio; 2 - izolacija; 3 - školjka; 4 - jastuk; 5 - oklop
Kabel se sastoji od tri jezgre, od kojih svaka ima izolacijski sloj i omotač; jastuci od gumirane tkanine i oklop. Tri izolirane žile okruglog kabela upletene su duž spiralne linije, a žile ravnog kabela položene su paralelno u jednom redu.
KFSB kabel s fluoroplastičnom izolacijom dizajniran je za rad na temperaturama okoline do +160 ° C.
Sklop kabela ima unificiranu kabelsku uvodnicu K38 (K46) okruglog tipa. U metalnom kućištu spojnice, izolirane jezgre ravnog kabela su hermetički zatvorene gumenom brtvom.
Utikači su pričvršćeni na vodljive žice.
Okrugli kabel ima promjer od 25 do 44 mm. Veličina ravnog kabela je od 10,1x25,7 do 19,7x52,3 mm. Nominalna dužina objekta 850, 1000¸1800m.
Kompletni uređaji tipa ShGS5805 omogućuju uključivanje i isključivanje potopnih motora, daljinski upravljač iz upravljačke sobe i programsko upravljanje, rad u ručnom i automatskom načinu rada, isključivanje u slučaju preopterećenja i odstupanja mrežnog napona iznad 10% ili ispod 15% od nazivnog, strujno i naponsko upravljanje, kao i vanjska svjetlosna signalizacija opasnosti isključivanje (uključujući ugrađeni termometrijski sustav).
Integrirana transformatorska podstanica za potopne crpke - KTPPN je dizajnirana za opskrbu električnom energijom i zaštitu elektromotora potopnih crpki iz pojedinačnih bunara kapaciteta 16¸125 kW uključujući. Nazivni visoki napon 6 ili 10 kV, granice regulacije srednjeg napona od 1208 do 444 V (transformator TMPN100) i od 2406 do 1652 V (TMPN160). Težina s transformatorom 2705 kg.
Kompletna transformatorska stanica KTPPNKS namijenjena je za napajanje, upravljanje i zaštitu četiri centrifugalne električne pumpe s elektromotorima 16¸125 kW za proizvodnju nafte u klasterima bušotina, napajanje do četiri elektromotora crpnih jedinica i mobilnih pantografa tijekom popravnih radova. KTPPNKS je dizajniran za korištenje u uvjetima krajnjeg sjevera i zapadnog Sibira.
Komplet isporuke instalacije uključuje: pumpu, kabelski sklop, motor, transformator, kompletnu transformatorsku stanicu, kompletan uređaj, separator plina i set alata.
Namjena i tehnički podaci ESP-a.
Instalacije potopnih centrifugalnih pumpi dizajnirane su za ispumpavanje iz naftnih bušotina, uključujući tekućinu iz kosih ležišta koja sadrži naftu, vodu i plin te mehaničke nečistoće. Ovisno o broju različitih komponenti sadržanih u dizanoj tekućini, crpke instalacija su standardne i povećane otpornosti na koroziju i habanje. Tijekom rada ESP-a, gdje koncentracija mehaničkih nečistoća u dizanoj tekućini prelazi dopuštenih 0,1 gram / litra, dolazi do začepljenja crpki, intenzivnog trošenja radnih jedinica. Kao rezultat toga, vibracije se povećavaju, voda ulazi u SEM kroz mehaničke brtve, motor se pregrijava, što dovodi do kvara ESP-a.
Simbol postavke:
ESP K 5-180-1200, U 2 ESP I 6-350-1100,
Gdje je U - instalacija, 2 - druga modifikacija, E - pogon potopljenim elektromotorom, C - centrifugalna, N - pumpa, K - povećana otpornost na koroziju, I - povećana otpornost na habanje, M - modularni dizajn, 6 - grupe pumpi, 180, 350 - protok m/dan, 1200, 1100 – pad, m.v.st.
Ovisno o promjeru proizvodnog niza, maksimalnoj poprečnoj dimenziji potopne jedinice, koriste se ESP-ovi različitih skupina - 5,5 i 6. Ugradnja skupine 5 s poprečnim promjerom od najmanje 121,7 mm. Instalacije grupe 5 a s poprečnom dimenzijom od 124 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 148,3 mm. Pumpe su također podijeljene u tri uvjetne skupine - 5,5 a, 6. Promjeri kućišta skupine 5 su 92 mm, skupine 5 a su 103 mm, skupine 6 su 114 mm. Tehničke karakteristike pumpi ETsNM i ETsNMK date su u Dodatku 1.
Sastav i kompletnost ESP-a
ESP jedinica sastoji se od jedinice potopljene pumpe (elektromotor s hidrauličkom zaštitom i pumpom), kabelskog voda (okrugli plosnati kabel s čahurom za uvođenje kabela), niza cijevi, opreme za ušće bušotine i zemaljske električne opreme: transformatora i kontrolna stanica (kompletan uređaj) (vidi sliku 1.1.). Transformatorska podstanica pretvara napon mreže polja suboptimalne vrijednosti na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu. Upravljačka stanica osigurava kontrolu rada crpnih jedinica i njihovu zaštitu u optimalnim uvjetima.
Po cjevovodu se u bušotinu spušta potopna crpna jedinica koja se sastoji od pumpe i elektromotora s hidrauličkom zaštitom i kompenzatorom. Kabelska linija osigurava napajanje elektromotora. Kabel je pričvršćen na cijevi pomoću metalnih kotača. Kabel je ravan po dužini pumpe i štitnika, pričvršćen na njih metalnim kotačićima i zaštićen od oštećenja kućištima i stezaljkama. Povratni i odvodni ventili ugrađeni su iznad dijelova pumpe. Crpka pumpa tekućinu iz bušotine i isporučuje je na površinu kroz niz cijevi (vidi sliku 1.2.)
Oprema ušća bušotine omogućuje ovjes na prirubnicu kućišta kolone cjevovoda s električnom pumpom i kabelom, brtvljenje cijevi i kabela, kao i odvod proizvedenog fluida u izlazni cjevovod.
Potopne, centrifugalne, sekcijske, višestupanjske crpke načelno se ne razlikuju od konvencionalnih centrifugalnih crpki.
Njegova razlika je u tome što je sekcijska, višestupanjska, s malim promjerom radnih koraka - impelera i vodećih lopatica. Potopne pumpe proizvedene za naftnu industriju sadrže od 1300 do 415 stupnjeva.
Dijelovi pumpe povezani prirubničkim priključcima su metalno kućište. Izrađene od čelična cijev Duljina 5500 mm. Duljina crpke određena je brojem radnih stupnjeva, čiji je broj zauzvrat određen glavnim parametrima crpke. - isporuka i pritisak. Protok i pritisak koraka ovise o poprečni presjek i dizajn putanje protoka (lopatice), kao i na brzinu vrtnje. U kućište sekcija pumpe umetnut je paket stupnjeva, koji je sklop rotora i vodećih lopatica na osovini.
Rotori su postavljeni na osovinu na perasti klin u pokretnom spoju i mogu se pomicati u aksijalnom smjeru. Vodeće lopatice su osigurane od okretanja u kućištu nazuvice koje se nalazi na vrhu pumpe. Odozdo je baza crpke uvijena u kućište s ulaznim otvorima i filtrom kroz koji tekućina iz bunara ulazi u prvi stupanj crpke.
Gornji kraj osovine pumpe okreće se u ležajevima brtvene kutije i završava posebnom petom koja preuzima opterećenje osovine i njezinu težinu kroz opružni prsten. Radijalne sile u pumpi percipiraju klizni ležajevi ugrađeni u podnožju bradavice i na vratilu pumpe.
Na vrhu pumpe je glava za pecanje, u koju je ugrađen nepovratni ventil i na koji je pričvršćena cijev.
Potopni elektromotor, trofazni, asinkroni, napunjen uljem s kaveznim rotorom u uobičajenoj izvedbi i PEDU otpornoj na koroziju (TU 16-652-029-86). Klimatska modifikacija - B, kategorija postavljanja - 5 prema GOST 15150 - 69. U podnožju elektromotora nalazi se ventil za pumpanje ulja i njegovo ispuštanje, kao i filtar za čišćenje ulja od mehaničkih nečistoća.
Hidrozaštita SEM-a sastoji se od protektora i kompenzatora. Dizajniran je za zaštitu unutarnje šupljine elektromotora od ulaska fluida u formaciju, kao i za kompenzaciju temperaturnih promjena u volumenima ulja i njegovoj potrošnji. (Pogledajte sliku 1.3.)
Dvokomorni štitnik, sa gumenom membranom i mehaničkim brtvama vratila, kompenzator sa gumenom membranom.
Trožilni kabel s polietilenskom izolacijom, oklopljen. Kabelska linija, tj. kabel namotan na bubanj, na čije je podnožje pričvršćen produžetak - ravni kabel s čahurom za uvođenje kabela. Svaka kabelska jezgra ima sloj izolacije i plašta, jastučiće od gumirane tkanine i oklop. Tri izolirana vodiča ravnog kabela položena su paralelno u nizu, a okrugli kabel je upleten duž spiralne linije. Sklop kabela ima unificiranu kabelsku uvodnicu K 38, K 46 okruglog tipa. U metalnom kućištu, spojnice su hermetički zatvorene gumenom brtvom, ušice su pričvršćene na vodljive žice.
Dizajn jedinica UETsNK, UETsNM s pumpom koja ima osovinu i stupnjeve izrađene od materijala otpornih na koroziju, i UETsNI s pumpom koja ima plastične rotore i gumeno-metalne ležajeve sličan je dizajnu jedinica UETsN.
S velikim faktorom plina koriste se pumpni moduli - separatori plina dizajnirani za smanjenje volumena sadržaja slobodnog plina na ulazu crpke. Plinski separatori odgovaraju skupini proizvoda 5, tip 1 (restorable) prema RD 50-650-87, klimatski dizajn - B, kategorija postavljanja - 5 prema GOST 15150-69.
Moduli se mogu isporučiti u dvije verzije:
Separatori plinova: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1MNG6 - standardna izvedba;
Separatori plinova 1 MNGK5, MNG5a - povećana otpornost na koroziju.
Moduli crpke ugrađeni su između ulaznog modula i modula-sekcije potopne pumpe.
Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i vijcima. Osovine pumpe, motora i zaštitnika imaju klinaste spojke na krajevima i spojene su klinastim spojkama.
Komponente za dizalice i oprema za ESP jedinice dane su u Dodatku 2.
Tehničke karakteristike SEM-a
Potopne centrifugalne crpke pokreće poseban uljni potopni asinkroni elektromotor trofazne izmjenične struje s vertikalnim kaveznim rotorom tipa PED. Elektromotori imaju promjere kućišta 103, 117, 123, 130, 138 mm. Budući da je promjer elektromotora ograničen, pri velikim snagama motor ima veliku duljinu, au nekim slučajevima je presječan. Budući da elektromotor radi uronjen u tekućinu i često pod visokim hidrostatskim tlakom, glavni uvjet pouzdan rad– njegovu nepropusnost (vidi sliku 1.3).
SEM je napunjen posebnim uljem niske viskoznosti, visoke dielektrične čvrstoće, koje služi i za hlađenje i za podmazivanje dijelova.
Potopni elektromotor sastoji se od statora, rotora, glave, baze. Kućište statora izrađeno je od čelične cijevi na čijim se krajevima nalazi navoj za spajanje glave i baze motora. Magnetski krug statora sastavljen je od aktivnih i nemagnetskih laminiranih ploča s utorima u kojima se nalazi namot. Statorski namot može biti jednoslojni, dugotrajni, kolut ili dvoslojni, štapni, petljasti. Faze namota su spojene.
Aktivni dio magnetskog kruga zajedno s namotom stvara okretno magnetsko polje u elektromotorima, a nemagnetski dio služi kao oslonac za međuležaje rotora. Na krajeve namota statora zalemljeni su odvodni krajevi, izrađeni od užeta bakrene žice s izolacijom, visoke električne i mehaničke čvrstoće. Zalemite rukavce na krajeve, koji uključuju kabelske papučice. Izlazni krajevi namota spojeni su na kabel preko posebnog utičnog bloka (čahure) kabelske uvodnice. Strujni vod motora također može biti tipa noža. Rotor motora je kavezni, višedijelni. Sastoji se od osovine, jezgri (rotorskih paketa), radijalnih ležajeva (kliznih ležajeva). Osovina rotora izrađena je od šupljeg kalibriranog čelika, jezgre su izrađene od elektročeličnog lima. Jezgre su postavljene na osovinu, naizmjenično s radijalnim ležajevima, a spojene su na osovinu klinovima. Stegnite set jezgri na osovini u aksijalnom smjeru maticama ili turbinom. Turbina služi za prisilnu cirkulaciju ulja kako bi se izjednačila temperatura motora duž duljine statora. Kako bi se osigurala cirkulacija ulja, na uronjenoj površini magnetske jezgre nalaze se uzdužni utori. Ulje cirkulira kroz ove proreze, filtar na dnu motora gdje se čisti i kroz rupu na osovini. Peta i ležaj nalaze se u glavi motora. Podvodnik na dnu motora koristi se za smještaj filtra, premosnog ventila i ventila za pumpanje ulja u motor. Električni motor sekcijske izvedbe sastoji se od gornjeg i donjeg dijela. Svaki odjeljak ima iste osnovne čvorove. Tehničke karakteristike SEM-a date su u Dodatku 3.
Osnovni tehnički podaci kabela
Električna energija se dovodi do elektromotora instalacije potopne crpke preko kabelskog voda koji se sastoji od dovodnog kabela i uvodne čahure kabela za zglob s elektromotorom.
Ovisno o namjeni, kabelska linija može uključivati:
Marke kabela KPBK ili KPPBPS - kao glavni kabel.
Kabel marke KPBP (ravni)
Čahura za ulaz kabela je okrugla ili ravna.
Kabel KPBK sastoji se od bakrenih jednožilnih ili višežilnih žila, izoliranih u dva sloja polietilenom visoke čvrstoće i međusobno upletenih, kao i jastuka i oklopa.
Kabeli marki KPBP i KPPBPS u zajedničkom omotaču crijeva sastoje se od bakrenih jednožilnih i višežilnih vodiča izoliranih polietilenom visoke gustoće i položenih u jednoj ravnini, kao i od zajedničkog omotača crijeva, jastuka i oklopa.
Kabeli marke KPPBPS s odvojeno crijevnim vodičima sastoje se od bakrenih jednožilnih i višežilnih vodiča izoliranih u dva sloja polietilena visokotlačni i položena u istoj ravnini.
Marka kabela KPBK ima:
Radni napon V - 3300
Marka kabela KPBP ima:
Radni napon, V - 2500
Dopušteni tlak fluida u ležištu, MPa - 19,6
Dopušteni GOR, m/t – 180
Kabel razreda KPBK i KPBP ima dopuštene temperature okoline od 60 do 45 C za zrak, 90 C za rezervoarsku tekućinu.
Temperature kabelske linije dane su u Dodatku 4.
1.2. Kratak pregled domaćih shema i instalacija.
Instalacije potopnih centrifugalnih pumpi dizajnirane su za pumpanje naftnih bušotina, uključujući one nagnute, tekućine iz ležišta koja sadrži naftu i plin i mehaničke nečistoće.
Jedinice se proizvode u dvije vrste - modularne i nemodularne; tri izvedbe: konvencionalna, otporna na koroziju i povećana otpornost na habanje. Dizani medij kućnih pumpi mora imati sljedeće pokazatelje:
· divljaštvo ležišta – mješavina nafte, prateće vode i naftnog plina;
· maksimalna kinematička viskoznost slojne tekućine 1 mm/s;
· pH vrijednost prateće vode pH 6,0-8,3;
· maksimalni sadržaj primljene vode od 99%;
slobodni plin na ulazu do 25%, za jedinice sa separatorskim modulima do 55%;
· maksimalna temperatura ekstrahiranog produkta je do 90C.
Ovisno o poprečne dimenzije potopne centrifugalne električne pumpe, elektromotori i kabelski vodovi koji se koriste u sklopu instalacija konvencionalno su podijeljeni u 2 skupine 5 i 5 a. S promjerom kolone kućišta od 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm odnosno.
Instalacija UEC sastoji se od jedinice potopne pumpe, kabelskog sklopa, zemaljske električne opreme - transformatorske istostrujne trafostanice. Crpni agregat sastoji se od potopne centrifugalne pumpe i motora s hidrauličkom zaštitom, a spušta se u bušotinu na cjevovodu. Pumpa je potopna, trofazna, asinkrona, uljna s rotorom.
Hidrozaštita se sastoji od protektora i kompenzatora. Trožilni kabel s polietilenskom izolacijom, oklopljen.
Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i vijcima. Osovine pumpe, motora i zaštitnika imaju klinaste spojke na krajevima i spojene su klinastim spojkama.
1.2.2. Potopna centrifugalna pumpa.
Potopna centrifugalna pumpa načelno se ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tekućina. Razlika je u tome što je višeslojna s malim promjerom radnih koraka - impelera i vodećih lopatica. Rotori i vodeće lopatice konvencionalnih pumpi izrađeni su od modificiranog sivog lijeva, pumpe otporne na koroziju izrađene su od niresist lijevanog željeza, a kotači otporni na habanje izrađeni su od njihovih poliamidnih smola.
Crpka se sastoji od sekcija, čiji broj ovisi o glavnim parametrima pumpe - tlaku, ali ne više od četiri. Duljina dionice do 5500 metara. Za modularne crpke sastoji se od ulaznog modula, modula - odjeljka. Modul - glava, povratni i odvodni ventili. Spoj između modula i ulaznog modula s motorom - prirubnički spoj (osim ulaznog modula, motora ili separatora) brtvi se gumenim manžetama. Osovine modula-sekcija su međusobno povezane, modul-sekcije su spojene na osovinu ulaznog modula, osovina ulaznog modula spojena je na osovinu hidrauličke zaštite motora klinastim spojkama. Osovine modula-sekcija svih grupa pumpi s istom duljinom kućišta jedinstvene su duljine.
Modul-sekcija sastoji se od tijela, osovine, paketa stepenica (rotora i vodećih lopatica), gornjeg i donjeg ležaja, gornjeg aksijalnog ležaja, glave, baze, dva rebra i gumenih prstenova. Rebra su dizajnirana za zaštitu ravnog kabela s čahurom od mehaničkih oštećenja.
Ulazni modul sastoji se od postolja s otvorima za prolaz fluida iz formacije, ležajnih čahura i mreže, osovine sa zaštitnim čahurama i klinaste spojke namijenjene spajanju osovine modula s hidrauličkom zaštitnom osovinom.
Modul glave sastoji se od tijela, na čijoj se jednoj strani nalazi unutarnji konusni navoj za spajanje povratnog ventila, s druge strane - prirubnica za spajanje na modul sekcije, dva rebra i gumeni prsten.
Na vrhu pumpe nalazi se glava za pecanje.
Domaća industrija proizvodi pumpe s protokom (m / dan):
Modularno - 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.
Nemodularno - 40.80,130.160,100,200,250,360,350,500,700,1000.
Sljedeće glave (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1300.
1.2.3. Potopni motori
Potopni elektromotori sastoje se od elektromotora i hidrauličke zaštite.
Trofazni, asinkroni, kavezni, dvopolni, potopljeni, unificirani serijski motori. SEM u normalnoj i korozivnoj izvedbi, klimatska izvedba B, kategorija postavljanja 5, rade na mreži izmjenične struje frekvencije 50 Hz i koriste se kao pogon za potopne centrifugalne pumpe.
Motori su dizajnirani za rad u formacijskom fluidu (mješavina nafte i proizvedene vode u bilo kojem omjeru) s temperaturama do 110 C koji sadrže:
· mehaničke nečistoće ne više od 0,5 g/l;
slobodni plin ne više od 50%;
· sumporovodik za normalno, ne više od 0,01 g/l, otporan na koroziju do 1,25 g/l;
Hidrozaštitni tlak u području rada motora nije veći od 20 MPa. Elektromotori se pune uljem s probojnim naponom od najmanje 30 kV. Najviša dugotrajno dopuštena temperatura namota statora elektromotora (za motor promjera kućišta 103 mm) je 170 C, za ostale elektromotore 160 C.
Motor se sastoji od jednog ili više elektromotora (gornji, srednji i donji, snage od 63 do 630 kW) i protektora. Elektromotor se sastoji od statora, rotora, glave sa strujnim izvodom i kućišta.
1.2.4. Hidrozaštita elektromotora.
Hidraulička zaštita je dizajnirana da spriječi prodiranje tekućine iz rezervoara u unutarnju šupljinu elektromotora, da kompenzira volumen ulja u unutarnjoj šupljini od temperature elektromotora i da prenese okretni moment s osovine elektromotora na pumpu. vratilo. Postoji nekoliko opcija za hidroizolaciju: P, PD, G.
Hidrozaštita se proizvodi u standardnoj i antikorozivnoj izvedbi. Glavna vrsta hidrauličke zaštite za SEM sklop je hidraulička zaštita otvorenog tipa. Hidroprotekcija otvorenog tipa zahtijeva upotrebu posebne zaštitne tekućine gustoće do 21 g / cm, koja ima fizička i kemijska svojstva s tekućinom u rezervoaru i uljem.
Hidrozaštita se sastoji od dvije komore povezane cijevi. Promjena volumena tekućeg dielektrika u motoru kompenzira se prelijevanjem zaporne tekućine iz jedne komore u drugu. Kod hidroprotekcije zatvorenog tipa koriste se gumene dijafragme. Njihova elastičnost kompenzira promjenu volumena ulja.
24. Stanje protočnosti zdenca, određivanje potrošnje energije i specifičnog utroška plina tijekom rada plinsko-kapljevine.
Uvjeti dobrog protoka.
Tečenje bušotine nastaje ako je pad tlaka između formacije i dna bušotine dovoljan da prevlada protutlak stupca tekućine i gubitke tlaka trenja, odnosno tečenje se događa pod djelovanjem hidrostatskog tlaka tekućine ili energije bušotine. ekspandirajući plin. Većina bušotina teče istovremeno zahvaljujući energiji plina i hidrostatskoj visini.
Plin u ulju ima silu podizanja, koja se očituje u obliku pritiska na ulje. Što je više plina otopljeno u ulju, to će smjesa biti manje gusta i razina tekućine će porasti. Došavši do ušća, tekućina se prelijeva, a bunar počinje teći. Opći preduvjet za rad bilo kojeg tekućeg bunara bit će sljedeća osnovna jednakost:
Pc \u003d Rg + Rtr + Ru; Gdje
Rs - tlak na dnu bušotine, RR, Rtr, Ru - hidrostatski tlak stupca tekućine u bušotini, izračunat po vertikali, gubici tlaka zbog trenja u cijevima i povratni tlak na ušću bušotine, respektivno.
Postoje dvije vrste bunara koji teče:
· šikljanje tekućine koja ne sadrži mjehuriće plina – arteško šikljanje.
· Ispuštanje tekućine koja sadrži mjehuriće plina koji olakšava izbacivanje je najčešći tip izlijevanja.
Najviše se koristi u praksi ugradnje električnih centrifugalnih pumpi.
Instalacije potopnih centrifugalnih crpki namijenjene su za ispumpavanje
ESP uključuje: zemaljsku i podzemnu opremu.
Podzemna oprema uključuje: - montažu elektrocentrifugalnog uređaja; - pumpni niz i kabel.
Površinska oprema sastoji se od opreme ušća bušotine, upravljačke stanice i transformatora.
Riža. 1. 1 - motor; 2 - kabel; 3 - hidroprotekcija; 4 - pumpa ESP 5.6 - kontrolni i odvodni ventili; 7 - oprema za ušće bušotine; 8 - autotransformator; 9 - kontrolna stanica; 10 - cijevi; 11 - usisni modul.
Princip rada: Električna centrifugalna jedinica spušta se u bušotinu na cijevi. Sastoji se od tri glavna dijela smještena na jednoj okomitoj osovini: višestupanjske centrifugalne pumpe, elektromotora (EM) i zaštitnika koji štiti elektromotor od prodiranja tekućine i osigurava dugotrajno podmazivanje pumpe i motora. Struja za napajanje elektromotora dovodi se preko trožilnog plosnatog kabela, koji se zajedno s nizom cijevi spušta i na njih pričvršćuje tankim željeznim stezaljkama (remenima).
Transformator je dizajniran da kompenzira pad napona u kabelu koji dovodi struju u SEM. Uz pomoć upravljačke stanice provodi se ručno upravljanje motorom, automatsko isključivanje jedinice kada je prekinut dovod tekućine, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i isključivanje jedinice u slučaju kratkog spoja. Tijekom rada jedinice centrifugalna strujna pumpa usisava tekućinu kroz filtar ugrađen na ulazu pumpe i pumpa je kroz cijevi pumpe na površinu. Ovisno o pritisku, tj. visine dizanja tekućine koriste se pumpe s različitim brojem stupnjeva.
28. Ostale vrste pumpi bez poluge
vijčana pumpa – potopna pumpa pogonjen elektromotorom; tekućina u pumpi se pomiče zbog rotacije rotora-vijka. Pumpe ove vrste posebno su učinkovite pri vađenju ulja visoke viskoznosti iz bušotina.
Hidroklip pumpa je potopna pumpa koju pokreće protok tekućine koja se dovodi u bušotinu s površine crpne jedinice. Istodobno se u bušotinu spuštaju dva reda koncentričnih cijevi promjera 63 i 102 mm. Crpka se spušta u bušotinu unutar cijevi promjera 63 mm i pritiskom tekućine se pritišće na sedlo za slijetanje koje se nalazi na kraju ove cijevi. Tekućina koja dolazi s površine pokreće klip motora, a s njim i klip pumpe. Klip pumpe pumpa tekućinu iz bušotine i zajedno s radnom tekućinom isporučuje je kroz prsten na površinu.
membranska pumpa - pumpa s pozitivnim pomakom, u kojoj se promjena volumena pumpne komore događa zbog deformacije jedne od njegovih stijenki, izrađene u obliku elastične ploče - dijafragme. Zbog činjenice da su pokretni dijelovi pogonskog mehanizma D. n. nemaju kontakt s dizanim medijem, D. n. također se koristi za pumpanje tekućina onečišćenih abrazivnim mehaničkim. nečistoće. Dijafragme su izrađene od gume (uključujući i ojačane) i drugih elastičnih materijala, kao i nehrđajućih legura. U obliku su (uglavnom) valovite ploče ili mijeha.
Instalacije potopnih centrifugalnih pumpi dizajniran za ispumpavanje
naftne bušotine, uključujući koso ležište koje sadrži tekućinu
ulja, vode i plina te mehaničkih nečistoća. Ovisno o količini
razne komponente sadržane u dizanoj tekućini, pumpe
instalacije imaju izvedbu uobičajene i povećane otpornosti na koroziju i habanje.
Dugo sam sanjao da napišem na papir (isprintam na računalu) sve što znam o ESP-ovima.
Pokušat ću jednostavnim i razumljivim jezikom ispričati o električnoj centrifugalnoj pumpi - glavnom alatu koji proizvodi 80% ukupne nafte u Rusiji.
Nekako je ispalo da sam s njima povezan cijeli svoj odrasli život. Od svoje pete godine počeo je putovati s ocem duž bunara. S deset je mogao sam popraviti bilo koju stanicu, s dvadeset četiri postao je inženjer u poduzeću u kojem su se popravljale, s trideset - zamjenik generalnog direktora, gdje se proizvode. Znanje o ovoj temi na veliko - nije šteta podijeliti, pogotovo jer me mnogi, mnogi ljudi stalno pitaju o ovome ili onom u vezi s mojim pumpama. Općenito, kako ne bih ponavljao istu stvar mnogo puta različitim riječima, jednom ću pisati, a zatim ću polagati ispite;). Da! Bit će slajdova ... bez slajdova nikako.
Što je.
ESP - ugradnja električne centrifugalne pumpe, to je i pumpa bez šipke, to je i ESP, to su i one palice i bubnjevi. UETsN - to je ona ( ženski)! Iako se od njih sastoji (muški rod). Ovo je tako posebna stvar, uz pomoć koje hrabri naftaši (ili bolje rečeno, serviseri za naftaše) dobivaju tekućinu iz rezervoara iz podzemlja - tako zovemo taj mulyak, koji se zatim (nakon što je podvrgnut posebnoj obradi) naziva svim vrstama zanimljivih riječi poput URALS ili BRENT. Radi se o cijelom kompleksu opreme, koji bi zahtijevao znanje metalurga, metalca, mehaničara, električara, elektroničara, hidrauličara, kablara, uljara, pa čak i malo ginekologa i proktologa. Stvar je prilično zanimljiva i neobična, iako je izumljena prije mnogo godina i od tada se nije mnogo promijenila. Uglavnom, ovo je obična pumpna jedinica. Ono što je kod njega neobično je to što je tanak (najčešći se postavlja u bunar unutarnjeg promjera 123 mm), dugačak (ima instalacija dugih 70 metara) i radi u tako prljavim uvjetima u kojima je više ili manje složen mehanizam uopće ne bi trebao postojati.
Dakle, kao dio svakog ESP-a postoje sljedeći čvorovi:
ESP (električna centrifugalna pumpa) - glavna jedinica - sve ostalo to štiti i osigurava. Pumpa dobiva najviše - ali on radi glavni posao - diže tekućinu - on ima takav život. Pumpa se sastoji od sekcija i sekcija stepenica. Što je više koraka, veći je tlak koji pumpa razvija. Što je sam stupanj veći, veća je brzina protoka (količina tekućine pumpana po jedinici vremena). Što više duga i pritiska - to više troši energiju. Sve je međusobno povezano. Pumpe se, osim po protoku i tlaku, razlikuju i po veličini i izvedbi - standardne, otporne na habanje, otporne na koroziju, otporne na habanje, otporne na koroziju, vrlo, vrlo otporne na habanje.
SEM (potopni elektromotor) Elektromotor je druga glavna jedinica – okreće pumpu – troši energiju. Ovo je konvencionalni (u električnom smislu) asinkroni elektromotor - samo što je tanak i dug. Motor ima dva glavna parametra - snagu i veličinu. I opet postoji različite verzije standardni, otporan na toplinu, otporan na koroziju, posebno otporan na toplinu, i općenito - nije ubijen (kao da). Motor je napunjen specijalnim uljem, koje osim što podmazuje, također hladi motor, te uvelike kompenzira pritisak izvana na motor.
Štitnik (koji se naziva i hidraulička zaštita) je stvar koja stoji između pumpe i motora - prvo, on dijeli šupljinu motora ispunjenu uljem od šupljine pumpe ispunjenu formacijskom tekućinom, pri čemu prenosi rotaciju, i drugo, rješava problem izjednačavanja tlaka unutar motora i izvana (tamo se općenito događa do 400 atm, otprilike trećina dubine Marijanske brazde). Ima raznih veličina i opet svakakvih bla bla bla.
Kabel je zapravo kabel. Bakreni, trožilni.. Također je i blindiran. Možeš li zamisliti? Oklopni kabel! Naravno, neće izdržati ni hitac Makarova, ali će, s druge strane, izdržati pet-šest spuštanja u bunar i tamo će raditi - dosta dugo.
Njegov oklop je nešto drugačiji, dizajniran više za trenje nego za oštar udarac - ali ipak. Kabel može biti različitih presjeka (promjera jezgre), razlikuje se u oklopu (obični pocinčani ili nehrđajući čelik), a također se razlikuje u otpornosti na temperaturu. Postoji kabel za 90, 120, 150, 200 pa čak i 230 stupnjeva. Odnosno, može raditi neograničeno dugo na temperaturi dvostruko višoj od vrelišta vode (imajte na umu da mi vadimo nešto poput ulja, a čak ne gori bolesno - ali potreban vam je kabel otporan na toplinu od preko 200 stupnjeva - i štoviše , gotovo posvuda).
Plinski separator (ili plinski separator-raspršivač, ili samo raspršivač, ili dvostruki plinski separator, ili čak dvostruki plinski separator-raspršivač). Stvar koja odvaja slobodni plin od tekućine .. bolje rečeno tekućine od slobodnog plina ... ukratko, smanjuje količinu slobodnog plina na ulazu u pumpu. Često, vrlo često, količina slobodnog plina na ulazu u pumpu je sasvim dovoljna da pumpa ne radi - tada stavljaju nekakav stabilizator plina (imena sam naveo na početku odlomka). Ako nema potrebe za ugradnjom separatora plina, postavljaju ulazni modul, ali kako tekućina treba ući u pumpu? Ovdje. Stavili su nešto u svakom slučaju .. Ili modul ili džip.
TMS je vrsta ugađanja. Tko kako dešifrira - termomanometrijski sustav, telemetrija.. tko kako. Tako je (ovo je stari naziv - od 80 čupavih godina) - termomanometrijski sustav, pa ćemo ga i zvati - gotovo u potpunosti objašnjava funkciju uređaja - mjeri temperaturu i tlak - tu - odmah ispod - gotovo u podzemlje.
Postoje i zaštitni uređaji. Ovo je nepovratni ventil (najčešći je KOSH - kuglasti nepovratni ventil) - tako da tekućina ne istječe iz cijevi kada je pumpa zaustavljena (može potrajati nekoliko sati da se stupac tekućine podigne kroz standardnu cijev - to je šteta ovaj put). A kada trebate podići pumpu - ovaj ventil smeta - nešto stalno teče iz cijevi, zagađujući sve oko sebe. Za te potrebe postoji ventil za izbijanje (ili odvodni) ventil KS - smiješna stvar - koji se pokvari svaki put kada se podigne iz bunara.
Sva ta ekonomija visi na tubing cijevima (tubing cijevi - od njih se vrlo često prave ograde u gradovima bogatim naftom). Visi u sljedećem nizu:
Duž cijevi (2-3 kilometra) - kabel, odozgo - KS, pa KOSH, pa ESP, pa gazik (ili ulazni modul), pa zaštitnik, pa SEM, pa još niže TMS. Kabel ide uz ESP, gas i protektor do same glave motora. Eka. Sve je za glavu kraće. Dakle – od vrha ESP-a do dna TMS-a može biti 70 metara. i kroz tih 70 metara prolazi osovina, i sve se vrti ... a okolo - visoka temperatura, ogroman pritisak, puno mehaničkih nečistoća, korozivna okolina ... Jadne pumpe ...
Svi dijelovi su sekcijski, dijelovi ne dulji od 9-10 metara (inače, kako ih staviti u bunar?) Instalacija će biti izravno na bunar: SEM, kabel, zaštitnik, plin, dijelovi pumpe, ventili, cijevi su pričvršćeni na njega .. Da! ne zaboravite pričvrstiti kabel na sve uz pomoć mrlja - (kao što su posebni čelični pojasevi). Sve se to umoči u bunar i dugo (nadam se) tamo radi. Da bi se sve to napajalo (i nekako upravljalo), na tlu su postavljeni podizni transformator (TMPN) i upravljačka stanica.
S takvim nečim dobivaju nešto što se onda pretvara u novac (benzin, dizel, plastika i ostalo smeće).
Pokušajmo to shvatiti .. kako to sve funkcionira, kako se radi, kako odabrati i kako se njime koristiti.