Pompele centrifuge de fund sunt mașini în mai multe etape. Acest lucru se datorează în primul rând valorilor scăzute ale presiunii create de o etapă (rotor și paletă de ghidare). La rândul lor, valorile mici ale presiunii dintr-o etapă (de la 3 la 6-7 m de coloană de apă) sunt determinate de valorile mici ale diametrului exterior al rotorului, limitate de diametrul interior al carcasei și de dimensiuni. a echipamentului de fund folosit - cablu, motor submersibil etc.
Proiectarea unei pompe centrifuge pentru foraj poate fi convențională și rezistentă la uzură, precum și cu rezistență crescută la coroziune. Diametrele și compoziția componentelor pompei sunt practic aceleași pentru toate versiunile de pompe.
O pompă centrifugă convențională de fund este proiectată pentru a extrage lichid dintr-un puț cu un conținut de apă de până la 99%. Impuritățile mecanice din lichidul pompat nu trebuie să depășească 0,01% în masă (sau 0,1 g/l), iar duritatea impurităților mecanice nu trebuie să depășească 5 puncte Mohs; hidrogen sulfurat - nu mai mult de 0,001%. Conform specificațiilor tehnice ale producătorului, conținutul de gaz liber la admisia pompei nu trebuie să depășească 25%.
Pompa centrifugă rezistentă la coroziune este proiectată să funcționeze atunci când fluidul de formare pompat conține hidrogen sulfurat de până la 0,125% (până la 1,25 g/l). Designul rezistent la uzură permite pomparea lichidului care conține impurități mecanice de până la 0,5 g/l.
Treptele sunt plasate în orificiul corpului cilindric al fiecărei secțiuni. O secțiune de pompă poate găzdui de la 39 la 200 de trepte, în funcție de înălțimea lor de montare. Cantitate maxima Numărul de trepte din pompe ajunge la 550 de bucăți.
Orez. 6.2. Diagrama pompei centrifuge de fund:
1 - inel cu segmente; 2,3 - șaibe netede; 4,5 - șaibe amortizoare; 6 - suport superior; 7 - suport inferior; 8 - inel arc suport arbore; 9 - manșon distanțier; 10 -baza; 11 - cuplaj canelat.
ESP-uri modulare
Pentru a crea puțuri de înaltă presiune pompe centrifuge pompa trebuie să instaleze mai multe trepte (până la 550). Cu toate acestea, nu pot fi plasate într-o singură carcasă, deoarece lungimea unei astfel de pompe (15-20 m) complică transportul, instalarea la puț și fabricarea carcasei.
Pompele de înaltă presiune sunt formate din mai multe secțiuni. Lungimea corpului în fiecare secțiune nu este mai mare de 6 m Părțile corpului secțiunilor individuale sunt conectate prin flanșe cu șuruburi sau știfturi, iar arborii prin cuplaje canelare. Fiecare secțiune de pompă are un suport de arbore axial superior, un arbore, suporturi de arbore radial și trepte. Doar secțiunea inferioară are o plasă de primire. Cap de pescuit - doar secțiunea superioară a pompei. Secțiunile pompei de înaltă presiune pot fi mai scurte de 6 m în lungime (de obicei, lungimea corpului pompei este de 3,4 și 5 m), în funcție de numărul de trepte care trebuie amplasate în ele.
Pompa constă dintr-un modul de admisie (Fig. 6.4), un modul de secțiune (module de secțiune) (Fig. 6.3), un modul de cap (Fig. 6.3), supape de reținere și supape de evacuare. 
Este posibil să se reducă numărul de secțiuni ale modulelor din pompă, respectiv, dotând unitatea submersibilă cu un motor de puterea necesară.
Conexiunile dintre module și modulul de intrare la motor sunt cu flanșă. Conexiunile (cu excepția conexiunii modulului de intrare la motor și a modulului de intrare la separatorul de gaz) sunt sigilate cu inele de cauciuc. Conectarea arborilor secțiunilor modulului între ele, a secțiunii modulului cu arborele modulului de intrare, a arborelui modulului de intrare cu arborele de protecție hidraulică a motorului se realizează cu ajutorul cuplajelor canelare.
Arborele secțiunilor modulelor tuturor grupelor de pompe, care au aceleași lungimi de carcasă de 3,4 și 5 m, sunt unificate. Pentru a proteja cablul de deteriorare în timpul operațiunilor de ridicare, pe bazele modulului de secțiune și ale modulului de cap sunt amplasate nervuri de oțel detașabile. Designul pompei permite, fără demontare suplimentară, utilizarea unui modul separator de gaz al pompei, care este instalat între modulul de intrare și modulul de secțiune.
Specificații unele dimensiuni standard ale ESP-urilor pentru producția de petrol, fabricate de companii rusești conform specificatii tehnice sunt prezentate în tabelul 6.1 și fig. 6.6.
Presiunea caracteristică a unui ESP, după cum se poate observa în figurile de mai sus, poate fi fie cu o ramură stângă descendentă a caracteristicii (pompe cu debit scăzut), monoton în scădere (în principal pentru instalațiile cu debit mediu), fie cu semn variabil. a derivatului. Pompele cu debit mare au în general această caracteristică.
Caracteristicile de putere ale aproape tuturor ESP-urilor au un debit minim la zero (așa-numitul „mod cu supapă închisă”), ceea ce necesită utilizarea unei supape de reținere în șirul de tuburi de deasupra pompei.
Partea de lucru a caracteristicilor ESP recomandate de producători de foarte multe ori nu coincide cu partea de lucru a caracteristicilor determinate de metodele generale de construcție a pompei. În acest din urmă caz, limitele părții de lucru a caracteristicii sunt valorile de alimentare în (0,7-0,75) Qoși (1,25-1,3Q 0, unde Q 0 este debitul pompei în modul optim munca, adica la randament maxim.
Motoare submersibile
Un motor electric submersibil (SEM) este un motor special conceput și este un motor AC asincron cu doi poli cu un rotor cu colivie. Motorul este umplut cu ulei cu vâscozitate scăzută, care îndeplinește funcția de lubrifiere a lagărelor rotorului și de îndepărtare a căldurii de pe pereții carcasei motorului, spălat de fluxul de produse din puț.
Capătul superior al arborelui motorului electric este suspendat pe călcâiul culisant. Rotorul motorului este secțional; secțiunile sunt asamblate pe arborele motorului, din plăci de fier transformator și au caneluri în care se introduc tije de aluminiu, scurtcircuitate pe ambele părți ale secțiunii cu inele conductoare. Între secțiuni arborele se sprijină pe rulmenți. Pe întreaga sa lungime, arborele motorului electric are un orificiu pentru circulația uleiului în interiorul motorului, care se realizează și prin canelura statorului. Există un filtru de ulei în partea de jos a motorului.
Lungimea și diametrul motorului determină puterea acestuia. Viteza de rotație a arborelui motorului depinde de frecvența curentului; la o frecvență AC de 50 Hz, viteza sincronă este de 3000 rpm. Motoarele electrice submersibile sunt marcate cu o indicație a puterii (în kW) și a diametrului exterior al carcasei (mm), de exemplu, PED 65-117 este un motor electric submersibil cu o putere de 65 kW și un diametru exterior de 117 mm . Puterea necesară a motorului electric depinde de debitul și presiunea pompei centrifuge submersibile și poate ajunge la sute de kW.
Motoarele electrice submersibile moderne sunt echipate cu sisteme de senzori pentru presiune, temperatura si alti parametri, inregistrati la adancimea de coborare a unitatii, cu semnale transmise prin cablu electric la suprafata (statie de control).
Motoarele cu o putere mai mare de 180 kW cu un diametru de 123 mm, mai mult de 90 kW cu un diametru de 117 mm, 63 kW cu un diametru de 103 mm și o putere de 45 kW cu un diametru de 96 mm sunt secționale.
Motoarele secționale constau din secțiuni superioare și inferioare, care sunt conectate atunci când motorul este instalat în puț. Fiecare secțiune este formată dintr-un stator și un rotor, a căror structură este similară cu un motor electric cu o singură secțiune. Conexiunea electrică a secțiunilor între ele este în serie, internă și se realizează folosind 3 vârfuri. Etanșarea conexiunii este asigurată de o etanșare la îmbinarea secțiunilor.
Pentru a crește debitul și presiunea etapei de lucru a unei pompe centrifuge, se folosesc regulatoare de viteză. Controlerele de viteză fac posibilă pomparea mediului într-o gamă mai largă de volume decât este posibilă la o viteză constantă, precum și efectuarea unei porniri lină și controlată a submersibilului. motor asincron cu limitarea curenților de pornire la un nivel dat. Aceasta crește fiabilitatea ESP prin reducerea sarcinilor electrice pe cablu și înfășurarea motorului la punerea în funcțiune a instalațiilor și, de asemenea, îmbunătățește condițiile de funcționare ale formațiunii la pornirea puțului. Echipamentul permite, de asemenea, în combinație cu sistemul de telemetrie instalat în ESP, menținerea unui anumit nivel dinamic în puț.
Una dintre metodele de reglare a vitezei rotorului unui ESP este reglarea frecvenței curentului electric care alimentează motorul submersibil.
Stațiile de control fabricate în Rusia SURS-1 și IRBI 840 sunt echipate cu echipamente pentru a sprijini această metodă de control.
Protectia apei
Pentru a crește performanța unui motor electric submersibil mare valoare are o funcționare fiabilă a protecției sale hidraulice, care protejează motorul electric de lichidul de formare care intră în cavitatea sa internă și compensează modificările volumului de ulei din motor în timpul încălzirii și răcirii, precum și în cazul scurgerilor de ulei prin elementele structurale neetanșe. Fluidul din rezervor care intră în motorul electric reduce proprietățile de izolare ale uleiului, pătrunde în izolația firelor de înfășurare și duce la un scurtcircuit în înfășurare. În plus, lubrifierea lagărelor arborelui motor se deteriorează.
În prezent, protecția hidraulică de tip G este utilizată pe scară largă în domeniile Federației Ruse.
Protecția hidraulică de tip G constă din două unități principale de asamblare: un protector și un compensator.
Volumul principal al unității hidraulice de protecție, format dintr-un sac elastic, este umplut cu ulei lichid. Prin supapă de reținere suprafața exterioară a sacului absoarbe presiunea producției de sondă la adâncimea de coborâre a unității submersibile. Astfel, în interiorul pungii elastice umplute cu ulei lichid, presiunea este egală cu presiunea de imersie. Pentru a crea exces de presiune în interiorul acestui sac, există o turbină pe arborele benzii de rulare. Uleiul lichid printr-un sistem de canale sub presiune excesivă intră în cavitatea internă a motorului electric, ceea ce împiedică pătrunderea produselor din puț în motorul electric.
Compensatorul este proiectat pentru a compensa volumul de ulei din interiorul motorului la schimbare regim de temperatură motor electric (încălzire și răcire) și este un sac elastic umplut cu ulei lichid și amplasat în carcasă. Corpul compensatorului are găuri care leagă suprafața exterioară a pungii cu puțul. Cavitatea internă a pungii este conectată la motorul electric, iar cavitatea externă este conectată la puț.
Pe măsură ce uleiul se răcește, volumul acestuia scade, iar fluidul de sondă, prin orificiile din carcasa compensatorului, intră în golul dintre suprafața exterioară a pungii și peretele interior al carcasei compensatorului, creând astfel condiții pentru umplerea completă a cavității interne. a motorului electric submersibil cu ulei. Când uleiul din motorul electric se încălzește, volumul acestuia crește și uleiul curge în cavitatea internă a pungii compensatoare; în acest caz, fluidul puțului din spațiul dintre suprafața exterioară a pungii și suprafața interioară a carcasei este stors prin găuri în puț.
Toate carcasele elementelor unității submersibile sunt conectate între ele prin flanșe cu știfturi. Arborele pompei submersibile, unitatea hidraulică de protecție și motorul electric submersibil sunt conectate între ele prin cuplaje canelare. Astfel, unitatea submersibilă ESP este un complex de dispozitive electrice, mecanice și hidraulice complexe de înaltă fiabilitate, care necesită personal înalt calificat.
Supape de control și de aerisire
Supapa de reținere servește pentru a preveni rotația inversă (mod turbină) a rotorului pompei sub influența coloanei de lichid din șirul de tuburi în timpul opririlor și pentru a facilita repornirea unității pompei. Opririle unității submersibile apar din mai multe motive: întrerupere de curent din cauza unui accident pe linia electrică; oprire din cauza activării protecției motorului; oprire în timpul funcționării periodice etc. Când unitatea submersibilă este oprită (dezactivată), o coloană de lichid din tubulatura începe să curgă prin pompă în puț, rotind arborele pompei (și, prin urmare, arborele motorului submersibil) în direcția opusă.
Dacă alimentarea cu energie este restabilită în această perioadă, motorul începe să se rotească în direcția înainte, depășind o forță enormă. Curentul de pornire al motorului în acest moment poate depăși limitele admise, iar dacă protecția nu funcționează, motorul electric se defectează. Supapa de scurgere este proiectată pentru a scurge lichidul din șirul de tuburi atunci când ridicați unitatea de pompare din puț. Supapa de reținere este înșurubată în modulul capului pompei, iar supapa de evacuare este înșurubată în corpul supapei de reținere. Este permisă instalarea supapelor deasupra pompei în funcție de conținutul de gaz la grila modulului de admisie a pompei.
În acest caz, supapele trebuie să fie amplasate sub îmbinarea cablului principal cu prelungitor, deoarece în caz contrar dimensiunea transversală a unității de pompă va depăși cea admisă.
Supapele de reținere ale pompelor 5 și 5A sunt proiectate pentru orice debit, grupa 6 - pentru debit până la 800 m 3 /zi inclusiv. Din punct de vedere structural, sunt identice și au un cuplaj filetat și o țeavă netedă pompă-compresor cu diametrul de 73 mm. Supapa de reținere pentru pompe din grupa 6, proiectată pentru un debit de peste 800 m 3 /zi, are filet de cuplare și țeavă netedă cu diametrul de 89 mm.
Supapele de aerisire au aceleași modele de filet ca supapele de reținere. În principiu, supapa de purjare este un cuplaj, în perete lateralîn care se introduce orizontal un tub scurt de bronz (fitting), etanșat la capătul interior. Orificiul acestei supape este deschis folosind o tijă de metal cu un diametru de 35 mm și o lungime de 650 mm, aruncată în țeavă de la suprafață. Tija, lovind fitingul, o rupe în punctul tăieturii și deschide o gaură în supapă.
Ca rezultat, lichidul curge în șirul de producție. Utilizarea unei astfel de supape de scurgere nu este recomandată dacă instalația folosește un porc pentru a curăța parafina de țevi. În cazul în care firul pe care este coborât racleta se rupe, acesta cade și rupe fitingul, apare o trecere spontană a lichidului în puț, ceea ce duce la necesitatea ridicării unității. Prin urmare, se folosesc și alte tipuri de supape de scurgere, acționate prin creșterea presiunii în conducte, fără a coborî tija metalică.
Transformatoare
Transformatoarele sunt proiectate pentru a alimenta instalațiile de pompe centrifuge submersibile dintr-o rețea de curent alternativ cu o tensiune de 380 sau 6000 V cu o frecvență de 50 Hz. Transformatorul crește tensiunea astfel încât motorul de la intrarea în înfășurare să aibă o tensiune nominală specificată. Tensiunea de funcționare a motoarelor este de 470-2300 V. În plus, se ia în considerare și reducerea tensiunii într-un cablu lung (de la 25 la 125 V/km).
Transformatorul constă dintr-un miez magnetic, înfășurări de înaltă tensiune (HV) și joasă tensiune (LV), un rezervor, un capac cu intrări și un expandor cu uscător de aer și un comutator. Transformatoarele sunt realizate cu răcire naturală cu ulei. Sunt destinate instalarii in exterior. Pe partea înaltă a înfășurărilor transformatorului există 5-10 robinete care asigură tensiunea optimă motorului electric. Uleiul care umple transformatorul are o tensiune de rupere de 40 kV.
Postul de control
Stația de control este proiectată să controleze funcționarea și să protejeze ESP și poate funcționa în modurile manual și automat. Statia este dotata cu sistemele de control si masura necesare, automate, tot felul de relee (relee de maxim, minim, timp intermediar etc.). Dacă apar situații de urgență, sistemele de protecție corespunzătoare sunt activate și instalația este oprită.
Stația de control este realizată într-o cutie metalică și poate fi instalată în aer liber, dar este adesea amplasată într-o cabină specială.
Linii de cablu
Liniile de cablu sunt proiectate pentru a furniza energie electrică de la suprafața pământului (de la dispozitive complete și stații de control) către un motor electric submersibil.
Ele sunt supuse unor cerințe destul de stricte - pierderi electrice reduse, dimensiuni diametrale mici, proprietăți dielectrice bune de izolație, rezistență la temperatură la scăzut și temperaturi ridicate, rezistență bună la fluid de formare și gaz etc.
Linia de cablu constă dintr-un cablu de alimentare principal (rotund sau plat) și un cablu prelungitor plat conectat la acesta cu un manșon de intrare a cablului.
Legarea cablului principal cu cablul de prelungire este asigurată printr-un cuplaj dintr-o singură bucată (split). De asemenea, îmbinările pot fi folosite pentru a conecta secțiuni ale cablului principal pentru a obține lungimea necesară.
Lungimea principală a liniei de cablu are cel mai adesea o secțiune transversală rotundă sau apropiată de triunghiulară.
Pentru a reduce diametrul unității submersibile (cablu + pompă centrifugă) partea de jos Cablul are o secțiune transversală plană.
Cablul este produs cu izolație polimerică, care este aplicată pe miezurile cablului în două straturi. Trei miezuri de cablu izolate sunt conectate împreună și acoperite cu un substrat de armătură de protecție și armătură metalică. Banda metalică de armătură protejează izolația miezului de deteriorare mecanicăîn timpul depozitării și exploatării, în primul rând la coborârea și ridicarea echipamentelor.
În trecut, cablul blindat era produs cu izolație din cauciuc și un furtun de cauciuc de protecție. Cu toate acestea, în puț, cauciucul a devenit saturat cu gaz, iar când cablul a urcat la suprafață, gazul a rupt cauciucul și armura cablului. Utilizarea izolației cablurilor din plastic a redus semnificativ acest dezavantaj.
Pentru un motor submersibil, linia de cablu se termină cu un cuplaj, care asigură o conexiune strânsă la înfășurarea statorului motorului.
Capătul superior al liniei de cablu trece printr-un dispozitiv special din echipamentul capului de sondă, care asigură etanșeitatea inelului și este conectat printr-o cutie de borne la linia electrică a stației de control sau a dispozitivului complet. Cutia de borne este proiectată pentru a împiedica pătrunderea gazului petrolier în cavitatea liniei de cablu în stațiile de transformare, dispozitivele complete și dulapurile stației de control.
Linia de cablu în stare de transport și depozitare este amplasată pe un tambur special, care este folosit și pentru instalații de coborâre și ridicare în puțuri, preventive și lucrari de reparatii ah cu linia de cablu.
Selectarea modelelor linii de cablu depinde de condițiile de funcționare ale instalațiilor ESP, în primul rând de temperatura produsului de sondă. Adesea, pe lângă temperatura rezervorului, se utilizează valoarea calculată a scăderii acestei temperaturi din cauza gradientului de temperatură, precum și a creșterii temperaturii. mediuși unitatea de foraj în sine datorită încălzirii motorului electric submersibil și pompei centrifuge. Creșterea temperaturii poate fi destul de semnificativă și poate ajunge la 20-30 °C. Un alt criteriu pentru alegerea unui design de cablu este temperatura ambientală, care afectează performanța și durabilitatea materialelor izolatoare ale liniilor de cablu.
Factorii importanți care influențează alegerea designului cablului sunt proprietățile fluidului de formare - activitatea de coroziune, tăierea apei, factorul de gaz.
Pentru a menține integritatea cablului și izolarea acestuia în timpul operațiunilor de ridicare, este necesară fixarea cablului pe coloană. NKT. În acest caz, este necesar să se utilizeze dispozitive de fixare în apropierea zonei în care se modifică diametrul coloanei, adică. în apropierea cuplajului sau a aterizării filetului. La fixarea cablului, trebuie să vă asigurați că cablul se potrivește strâns pe țevi, iar în cazul folosirii unui cablu plat, trebuie să vă asigurați că cablul nu este răsucit.
Cele mai simple dispozitive pentru atașarea cablurilor la tubulaturi și la unitățile de pompare submersibile ale unui ESP sunt curele metalice cu catarame sau cleme.
Cablul prelungitor se atașează la componentele unității submersibile (pompa submersibilă, protector și motor) în locurile specificate în manualele de utilizare pentru acest tip de echipament; Cablul de prelungire și cablul principal sunt fixate pe tubulatura de pe ambele părți ale fiecărei cuplari de tuburi la o distanță de 200-250 mm de capetele superioare și inferioare ale cuplajului.
Funcționarea instalațiilor ESP în puțuri înclinate și curbate a necesitat realizarea unor dispozitive pentru fixarea cablurilor și protejarea acestora de deteriorarea mecanică.
Întreprinderea rusă ZAO Izhspetstekhnologiya (Izhevsk) a dezvoltat și produs dispozitive de protecție (SD), constând dintr-o carcasă și încuietori mecanice (Fig. 6.9).
Acest dispozitiv este instalat pe cuplarea tubulaturii și are următoarele caracteristici tehnice:
Oferă fixare simplă și fiabilă (axială și radială) pe tub;
Ține și protejează în mod fiabil cablul, inclusiv în situații de urgență;
Nu are elemente prefabricate (șuruburi, piulițe, știfturi etc.), ceea ce împiedică intrarea acestora în puț în timpul operațiunilor de instalare și declanșare;
Presupune utilizarea repetată;
Instalarea dispozitivului nu necesită instrumente de asamblare.
Dintre companiile de top din lume, compania Lasalle (Scoția) are cea mai mare experiență în dezvoltarea, producția și operarea dispozitivelor de protecție a cablurilor (Fig. 6.10).
Protectoarele Lasalle din metal turnate sub presiune prezintă următoarele caracteristici:
Viteză și ușurință de instalare;
Potrivit pentru utilizare în medii cu conținut ridicat de sulf în fundul gropii;
Absența elementelor libere care ar putea cădea în puț;
Reutilizabil.
Lasalle ofera protectoare pentru protejarea cablului principal (plat si rotund) si a cablului prelungitor in sectiuni ale sirului de tuburi, unitatea submersibila a instalatiei, supape de retinere si de golire.
Domeniul de aplicare ESP- sunt fântâni cu randament mare, inundate cu apă, adânci și înclinate, cu un debit de 10 ¸ 1300 m 3 / zi și o înălțime de ridicare de 500 ¸ 2000 m. Perioada de revizie ESP până la 320 de zile sau mai mult.
Instalații de pompe centrifuge submersibile în forme modulare UECNMși UETsNMK sunt destinate pentru pomparea produselor sonde de petrol care conțin ulei, apă, gaz și impurități mecanice. Tip de instalare UECNM au un design standard, dar tip UETsNMK- rezistent la coroziune.
Instalația (Fig. 24) constă dintr-o unitate de pompare submersibilă, o linie de cablu coborâtă în puț pe conducte de pompă și compresor și echipament electric de suprafață (substație de transformare).
Submersibil unitate de pompare include un motor (motor electric cu protectie hidraulica) si o pompa, deasupra careia sunt montate supape de retinere si de golire.
În funcție de dimensiunile transversale maxime ale unității submersibile, instalațiile sunt împărțite în trei grupe condiționate - 5; 5A și 6:
— Unitățile din grupa 5 cu dimensiunea transversală de 112 mm sunt utilizate în puțuri cu carcasa țevi de carcasă cu un diametru interior de cel puțin 121,7 mm;
— instalații din grupa 5A cu dimensiunea transversală de 124 mm — în puțuri cu diametrul interior de cel puțin 130 mm;
- instalatii din grupa 6 cu dimensiunea transversala de 140,5 mm - in puturi cu diametrul interior de minim 148,3 mm.
Conditii de aplicabilitate ESP pentru medii pompate: lichid care conține impurități mecanice nu mai mult de 0,5 g/l, gaz liber la admisia pompei nu mai mult de 25%; hidrogen sulfurat nu mai mult de 1,25 g/l; apă nu mai mult de 99%; Valoarea pH-ului apei de formare este de 6¸8,5. Temperatura în zona în care se află motorul electric nu este mai mare de +90°C (versiunea specială rezistentă la căldură până la +140°C).
Un exemplu de cod de setare - UETsNMK 5-125-1300 înseamnă: UETsNMK— instalarea unei pompe centrifuge electrice de construcție modulară și rezistentă la coroziune; 5 - grup pompa; 125 — alimentare, m 3 / zi; 1300 — presiune dezvoltată, m apă. Artă.
În fig. Figura 24 prezintă o diagramă a instalării pompelor centrifuge submersibile într-un design modular, reprezentând o nouă generație de echipamente de acest tip, care vă permite să selectați individual aspectul optim de instalare pentru puțuri în conformitate cu parametrii acestora dintr-un număr mic de echipamente interschimbabile. module.
Instalațiile (în Fig. 24 există o diagramă a NPO „Borets”, Moscova) oferă selecție optimă pompa la puţ, care se realizează având pentru fiecare alimentare cantitate mare presiune Pasul de presiune al instalatiilor variaza de la 50¸100 la 200¸250 m, in functie de alimentare in intervalele indicate in tabel. 7 date de setări de bază.
Tabelul 7
|
Denumirea instalațiilor |
Diametrul minim (intern) al coloanei de exploatare, mm |
Dimensiuni de montaj transversale, mm |
Aprovizionare m3/zi |
Puterea motorului, kW |
Tip separator de gaz |
|
|
UETsNMK5-80 |
||||||
|
UETsNMK5-125 |
||||||
|
UETsNM5A-160 |
||||||
|
UETsNM5A-250 |
||||||
|
UETsNMK5-250 |
||||||
|
UETsNM5A-400 |
||||||
|
UETsNMK5A-400 |
||||||
|
144.3 sau 148.3 |
137 sau 140,5 |
|||||
|
UETsNM6-1000 |
Produs în serie ESP au o lungime de la 15,5 la 39,2 m și o greutate de la 626 la 2541 kg, în funcție de numărul de module (secțiuni) și de parametrii acestora.
În instalațiile moderne pot fi incluse de la 2 până la 4 secțiuni de module. În corpul secțiunii este introdus un pachet de trepte, care constă din rotoare și palete de ghidare asamblate pe un arbore. Numărul de pași variază de la 152¸393. Modulul de admisie reprezintă baza pompei cu deschideri de admisie și un filtru plasă prin care lichidul din puț intră în pompă. În partea de sus a pompei se află un cap de pescuit cu o supapă de reținere la care este atașată tubulatura.
pompa ( ECNM)— proiectare verticală modulară centrifugă submersibilă în mai multe etape.
Pompele sunt, de asemenea, împărțite în trei grupuri condiționate - 5; 5A și 6. Diametrele carcaselor din grupa 5¸92 mm, grupa 5A - 103 mm, grupa 6 - 114 mm.
Modulul secțiunii pompei (Fig. 25) este format dintr-o carcasă 1 , arborele 2 , pachete de etape (rotoare - 3 și palete de ghidare - 4 ), rulment superior 5 , rulment inferior 6 , suport axial superior 7 , capete 8 , motive 9 , două coaste 10 (servesc pentru a proteja cablul de deteriorarea mecanică) și inele de cauciuc 11 , 12 , 13 .
Rotoarele se deplasează liber de-a lungul arborelui în direcția axială și sunt limitate în mișcare de paletele de ghidare inferioare și superioare. Forța axială de la rotor este transmisă la inelul inferior de textolit și apoi la gulerul paletei de ghidare. Forța axială parțială este transferată arborelui datorită frecării roții pe arbore sau lipirii roții de arbore din cauza depunerii de săruri în gol sau coroziunii metalelor. Cuplul este transmis de la arbore la roți printr-o cheie din alamă (L62) care se potrivește în canelura rotorului. Cheia este amplasată pe toată lungimea ansamblului roții și constă din segmente de 400-1000 mm lungime.
Paletele de ghidare sunt articulate între ele de-a lungul părților lor periferice în partea inferioară a carcasei, toate se sprijină pe rulmentul inferior 6 (Fig. 25) și bază 9 , iar de sus prin carcasa superioară a rulmentului sunt prinse în carcasă.
Rotoarele și paletele de ghidare ale pompelor standard sunt din fontă cenușie modificată, iar pompele rezistente la coroziune sunt fabricate din fontă modificată TsN16D71KhSh de tip „niresist”.
Arborii modulelor de secțiune și modulelor de intrare pentru pompe de design standard sunt fabricați din oțel combinat rezistent la coroziune OZH14N7V și sunt marcați „NZh” la capăt pentru pompe cu rezistență crescută la coroziune - din tije calibrate din N65D29YUT-ISH; -Aliaj K-Monel și sunt marcate la capete „M”.
Arborele secțiunilor modulelor tuturor grupelor de pompe, care au aceleași lungimi de corp de 3, 4 și 5 m, sunt unificate.
Conectarea arborilor modulelor de secțiune între ele, a modulului de secțiune cu arborele modulului de intrare (sau arborele separator de gaz) și a arborelui modulului de intrare cu arborele de protecție hidraulică a motorului se realizează folosind cuplaje canelare.
Conexiunea dintre module și modulul de intrare la motor este flanșată. Conexiunile (cu excepția conexiunii modulului de intrare la motor și a modulului de intrare la separatorul de gaz) sunt sigilate cu inele de cauciuc.
Pentru a pompa fluidul de formare care conține mai mult de 25% (până la 55%) în volum de gaz liber la grila modulului de admisie a pompei, un modul separator de gaz de pompare este conectat la pompă (Fig. 26).
Orez. 26. Separator de gaze:
1 – capul; 2 – adaptor; 3 – separator; 4 - cadru; 5 – arbore; 6 – grătar; 7 - paleta de ghidare; 8 – rotor; 9 – melc; 10 – rulment; 11 ‑ baza
Separatorul de gaz este instalat între modulul de intrare și modulul de secțiune. Cele mai eficiente separatoare de gaze sunt de tip centrifugal, în care fazele sunt separate într-un câmp de forțe centrifuge. În acest caz, lichidul este concentrat în partea periferică, iar gazul este concentrat în partea centrală a separatorului de gaze și este eliberat în inel. Separatoarele de gaz din seria MNG au un debit maxim de 250¸500 m 3 /zi, un coeficient de separare de 90% și o greutate de 26 până la 42 kg.
Motorul unei unități de pompare submersibile este format dintr-un motor electric și protecție hidraulică. Motoarele electrice (Fig. 27) sunt modele submersibile trifazate, scurtcircuitate, bipolare, umplute cu ulei, convenționale și rezistente la coroziune ale seriei unificate PEDU și în proiectarea convențională a seriei de modernizare PED L. Presiunea hidrostatică în zona de operare nu este mai mare de 20 MPa. Putere nominală de la 16 la 360 kW, tensiune nominală 530¸2300 V, curent nominal 26¸122,5 A.
Orez. 27. Motor electric din seria PEDU:
1 – cuplaj; 2 - capac; 3 – capul; 4 – călcâi; 5 – rulment axial; 6 - capac intrare cablu; 7 - pluta; 8 – bloc de intrare cablu; 9 – rotor; 10 – stator; 11 – filtru; 12 – baza
Protecția hidraulică (Fig. 28) a motoarelor este concepută pentru a preveni pătrunderea fluidului de formare în cavitatea internă a motorului electric, compensând modificările volumului de ulei din cavitatea internă de la temperatura motorului electric și transmiterea cuplului de la arborele motorului electric la arborele pompei.
Orez. 28. Protectia apei:
O– tip deschis; b– tip închis
O– camera superioara; B– camera inferioară;
1 – capul; 2 – etanșare mecanică; 3 – mamelon superior; 4 - cadru; 5 – mamelon mijlociu; 6 – arbore; 7 – mamelon inferior; 8 – baza; 9 - tub de legătură; 10 – deschidere
Protecția hidraulică constă fie dintr-un protector, fie dintr-un protector și un compensator. Pot exista trei opțiuni pentru protecția hidraulică.
Primul este format din protectoare P92, PK92 și P114 (tip deschis) din două camere. Camera superioară este umplută cu un lichid greu de barieră (densitate de până la 2 g/cm 3 , nemiscibil cu fluidul de formare și ulei), camera inferioară este umplută cu ulei MA-PED, la fel ca și cavitatea motorului electric. Camerele sunt conectate printr-un tub. Modificările volumului de dielectric lichid din motor sunt compensate prin transferul lichidului de barieră din protecția hidraulică dintr-o cameră în alta.
Al doilea este format din protectori P92D, PK92D și P114D (tip închis), care folosesc diafragme de cauciuc, elasticitatea lor compensează modificările volumului dielectricului lichid din motor.
A treia - protecția hidraulică 1G51M și 1G62 constă dintr-un protector situat deasupra motorului electric și un compensator atașat la partea inferioară a motorului electric. Sistemul de etanșare mecanică oferă protecție împotriva pătrunderii fluidului de formare de-a lungul arborelui în motorul electric. Puterea transmisă a protecției hidraulice este de 125¸250 kW, greutatea este de 53¸59 kg.
Sistemul termomanometric TMS - 3 este destinat control automat peste funcționarea unei pompe centrifuge submersibile și protecția acesteia împotriva condițiilor anormale de funcționare (la presiune scăzută la admisia pompei și temperatură ridicată motor electric submersibil) în timpul funcționării puțului. Există părți subterane și supraterane. Interval de presiune controlat de la 0 la 20 MPa. Interval de temperatură de funcționare de la 25 la 105 ° C.
Greutate totală 10,2 kg (vezi Fig. 24).
Linia de cablu este un ansamblu de cablu înfășurat pe un tambur de cablu.
Ansamblul cablului constă dintr-un cablu principal - un PKBK rotund (cablu, izolație din polietilenă, blindat, rotund) sau un cablu plat - KPBP (Fig. 29), conectat la acesta printr-un cablu plat cu un cuplaj pentru intrarea cablului (prelungitor cu un cuplaj).
Orez. 29. Cabluri:
O– rotund; b– plat; 1 – trăit; 2 – izolatie; 3 – coajă; 4 - perna; 5 - armura
Cablul este format din trei miezuri, fiecare dintre ele având un strat izolator și o manta; perne din material cauciucat si armura. Cele trei miezuri izolate ale unui cablu rotund sunt răsucite de-a lungul unei linii elicoidale, iar miezurile unui cablu plat sunt așezate paralel pe un rând.
Cablul KFSB cu izolație fluoroplastică este proiectat pentru funcționare la temperaturi ambientale de până la +160 o C.
Ansamblul cablului are un cuplaj unificat de intrare a cablului K38 (K46) de tip rotund. Conductorii izolați ai cablului plat sunt etanșați ermetic în carcasa metalică a cuplajului folosind o etanșare din cauciuc.
La conductoarele conductoare sunt atașate urechile de fișă.
Cablul rotund are un diametru de la 25 la 44 mm. Dimensiuni de cablu plat de la 10,1x25,7 la 19,7x52,3 mm. Lungime nominala constructie 850, 1000¸1800m.
Dispozitive complete de tip ShGS5805 asigură pornirea și oprirea motoarelor submersibile, telecomanda de la centrul de control și control program, funcționare în mod manual și automat, oprire în caz de suprasarcină și abatere a tensiunii de la rețea peste 10% sau sub 15% din controlul nominal, curent și tensiune, precum și semnalizare luminoasă externă de urgență oprire (inclusiv sistem termometric încorporat).
Stația de transformare integrată pentru pompe submersibile - KTPPN este concepută pentru a furniza energie electrică și a proteja motoarele electrice ale pompelor submersibile din puțuri unice cu o putere de 16-125 kW inclusiv. Tensiune înaltă nominală 6 sau 10 kV, limite de reglare a tensiunii medii de la 1208 la 444 V (transformator TMPN100) și de la 2406 la 1652 V (TMPN160). Greutate cu transformator 2705 kg.
Stația de transformare completă KTPPNKS este proiectată pentru alimentarea cu energie, controlul și protecția a patru electropompe centrifuge cu motoare electrice de 16¸125 kW pentru producția de petrol în percuțele de puț, care alimentează până la patru motoare electrice ale mașinilor de pompare și pantografelor mobile la efectuarea lucrărilor de reparații. KTPPNKS este proiectat pentru utilizare în condițiile din nordul îndepărtat și din vestul Siberiei.
Pachetul de instalare include: pompă, ansamblu cablu, motor, transformator, substație completă de transformare, dispozitiv complet, separator de gaz și trusă de scule.
Scopul și datele tehnice ale ESP.
Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pomparea fluidului din rezervor care conține petrol, apă și gaz și impurități mecanice din puțurile de petrol, inclusiv cele înclinate. În funcție de numărul de componente diferite conținute în lichidul pompat, pompele instalațiilor au un design standard și o versiune cu rezistență sporită la coroziune și uzură. La funcționarea unui ESP, în care concentrația de solide din lichidul pompat depășește 0,1 grame/litru permise, pompele se înfundă și unitățile de lucru se uzează intens. Ca urmare, vibrațiile cresc, apa intră în motor prin garniturile mecanice, iar motorul se supraîncălzește, ceea ce duce la defectarea ESP.
Simbol setari:
ESP K 5-180-1200, U 2 ESP I 6-350-1100,
Unde U - instalare, 2 - a doua modificare, E - acționat de un motor electric submersibil, C - centrifugă, N - pompă, K - rezistență crescută la coroziune, I - rezistență crescută la uzură, M - proiectare modulară, 6 - grupuri de pompe, 180, 350 - alimentare m/zi, 1200, 1100 – presiune, m.w.st.
În funcție de diametrul șirului de producție și de dimensiunea transversală maximă a unității submersibile, sunt utilizate ESP-uri de diferite grupuri - 5,5 și 6. Instalarea grupului 5 cu un diametru transversal de cel puțin 121,7 mm. Instalații grupa 5a cu dimensiunea transversală de 124 mm - în puțuri cu diametrul interior de cel puțin 148,3 mm. Pompele sunt, de asemenea, împărțite în trei grupuri condiționate - 5,5 a, 6. Diametrele carcaselor grupului 5 sunt de 92 mm, grupa 5 a - 103 mm, grupa 6 - 114 mm. Caracteristicile tehnice ale pompelor de tip ETsNM și ETsNMK sunt prezentate în apendicele 1.
Compoziția și caracterul complet al ESP
Instalația ESP constă dintr-o unitate de pompare submersibilă (un motor electric cu protecție hidraulică și o pompă), o linie de cablu (un cablu plat rotund cu un cuplaj pentru intrarea cablului), un șir de tuburi, echipamente pentru capul puțului și echipamente electrice de suprafață: un transformator și o stație de control (dispozitiv complet) (vezi Figura 1.1.). Stația de transformare convertește tensiunea rețelei de câmp la o valoare suboptimă la bornele motorului electric, ținând cont de pierderile de tensiune din cablu. Stația de control asigură controlul funcționării unităților de pompare și protecția acesteia în condiții optime.
O unitate de pompare submersibilă, constând dintr-o pompă și un motor electric cu protecție hidraulică și un compensator, este coborâtă în puț de-a lungul tubului. Linia de cablu asigură alimentarea cu energie a motorului electric. Cablul este atașat la țeavă cu roți metalice. Pe lungimea pompei și a protecției, cablul este plat, atașat de ele cu roți metalice și protejat împotriva deteriorării de carcase și cleme. Supapele de verificare și de scurgere sunt instalate deasupra secțiunilor pompei. Pompa pompează fluidul din puț și îl livrează la suprafață prin șirul de tuburi (vezi Figura 1.2.)
Echipamentul capului de sondă asigură suspendarea șirului de țevi cu o pompă electrică și cablu pe flanșa carcasei, etanșarea țevilor și cablurilor, precum și drenarea fluidului produs în conducta de evacuare.
O pompă submersibilă, centrifugă, secțională, cu mai multe trepte nu diferă ca principiu de funcționare de pompele centrifuge convenționale.
Diferența sa este că este secțional, în mai multe trepte, cu un diametru mic al treptelor de lucru - rotoare și palete de ghidare. Pompele submersibile produse pentru industria petrolului conțin de la 1300 la 415 trepte.
Secțiunile pompei, legate prin racorduri cu flanșă, sunt realizate dintr-o carcasă metalică. Fabricat din teava de otel lungime 5500 mm. Lungimea pompei este determinată de numărul de trepte de funcționare, numărul cărora, la rândul său, este determinat de principalii parametri ai pompei. - alimentare și presiune. Debitul și presiunea treptelor depind de secţiune transversalăși proiectarea părții de curgere (lamele), precum și asupra vitezei de rotație. Un pachet de etape este introdus în corpul secțiunilor pompei, care este un ansamblu de rotoare și palete de ghidare pe un arbore.
Rotoarele sunt montate pe arbore pe o cheie cu pană de-a lungul unei potriviri de rulare și se pot deplasa în direcția axială. Paletele de ghidare sunt asigurate împotriva rotației în corpul mamelonului, situat în partea superioară a pompei. De jos, o bază de pompă cu găuri de primire și un filtru este înșurubat în carcasă, prin care lichidul din puț curge în prima treaptă a pompei.
Capătul superior al arborelui pompei se rotește în rulmenții simeringului și se termină cu un călcâi special care preia sarcina asupra arborelui și greutatea acestuia printr-un inel cu arc. Forțele radiale din pompă sunt absorbite de lagărele de alunecare instalate la baza niplului și pe arborele pompei.
În partea de sus a pompei se află un cap de pescuit în care este instalată o supapă de reținere și la care este atașată tubulatura.
Motor electric submersibil, trifazat, asincron, umplut cu ulei cu rotor cu colivie în varianta convențională și versiunea rezistentă la coroziune PEDU (TU 16-652-029-86). Modificare climatică - B, categoria de plasare - 5 conform GOST 15150 - 69. La baza motorului electric există o supapă pentru pomparea și scurgerea uleiului, precum și un filtru pentru curățarea uleiului de impuritățile mecanice.
Protecția hidraulică a motorului motorului constă dintr-un protector și un compensator. Este conceput pentru a proteja cavitatea internă a motorului electric de fluidul de formare, precum și pentru a compensa schimbările de temperatură ale volumelor de ulei și consumul acestuia. (A se vedea figura 1.3.)
Protectorul este cu două camere, cu diafragmă din cauciuc și etanșări mecanice ale arborelui și un compensator cu diafragmă din cauciuc.
Cablu cu trei fire cu izolație din polietilenă, blindat. Linie de cablu, de ex. un cablu înfășurat pe un tambur, la baza căruia este atașată o prelungire - un cablu plat cu un cuplaj pentru intrarea cablului. Fiecare miez de cablu are un strat izolator și o manta, perne din material cauciucat si armura. Trei miezuri izolate ale unui cablu plat sunt așezate paralel într-un rând, iar un cablu rotund este răsucit de-a lungul unei linii elicoidale. Ansamblul cablului are un cuplaj unificat de intrare de cablu K 38, K 46 de tip rotund. Într-o carcasă metalică, cuplajele sunt sigilate ermetic folosind o etanșare din cauciuc, iar vârfurile sunt atașate la conductorii conductori.
Proiectarea instalațiilor ESP, ESPNM cu o pompă cu ax și trepte din materiale rezistente la coroziune și ESP cu o pompă cu rotoare din plastic și lagăre cauciuc-metal este similară cu proiectarea instalațiilor ESP.
Când factorul de gaz este mare, se folosesc module de pompă - separatoare de gaze, concepute pentru a reduce conținutul volumetric de gaz liber la admisia pompei. Separatoarele de gaze corespund grupului de produse 5, tip 1 (reparabil) conform RD 50-650-87, versiunea climatică - B, categoria de plasare - 5 conform GOST 15150-69.
Modulele pot fi furnizate în două versiuni:
Separatoare de gaze: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1 MNG6 – design standard;
Separatoare de gaz 1 MNGK5, MNG5a - rezistență crescută la coroziune.
Modulele de pompare sunt instalate între modulul de intrare și modulul secțiunii pompei submersibile.
Pompa submersibilă, motorul electric și protecția hidraulică sunt conectate între ele prin flanșe și știfturi. Pompa, motorul și arborii de protecție au caneluri la capete și sunt conectați prin cuplaje canelate.
Accesoriile pentru ascensoare și echipamente pentru instalațiile ESP sunt date în Anexa 2.
Caracteristicile tehnice ale motorului
Acționarea pompelor centrifuge submersibile este un motor electric submersibil asincron umplut cu ulei special de curent alternativ trifazat cu rotor vertical cu colivie de tip PED. Motoarele electrice au diametrele carcasei de 103, 117, 123, 130, 138 mm. Deoarece diametrul motorului electric este limitat, la puteri mari motorul este mai lung și, în unele cazuri, secțional. Deoarece motorul electric funcționează scufundat în lichid și adesea sub presiune hidrostatică mare, condiția principală funcţionare fiabilă– etanșeitatea acestuia (vezi Figura 1.3).
PED este umplut cu un ulei special cu vâscozitate scăzută și rezistență dielectrică ridicată, care servește atât pentru răcirea, cât și pentru lubrifierea pieselor.
Un motor electric submersibil constă dintr-un stator, rotor, cap și bază. Carcasa statorului este realizată din țeavă de oțel, ale cărei capete sunt filetate pentru conectarea capului și bazei motorului. Circuitul magnetic al statorului este asamblat din foi laminate active și nemagnetice având caneluri în care sunt amplasate înfășurările. Înfășurarea statorului poate fi un singur strat, continuă, bobină sau dublu strat, tijă, buclă. Fazele de înfășurare sunt conectate.
Partea activă a circuitului magnetic, împreună cu înfășurarea, creează un câmp magnetic rotativ în motoarele electrice, iar partea nemagnetică servește ca suport pentru rulmenții intermediari ai rotorului. Capetele de plumb din sârmă toronată sunt lipite de capetele înfășurării statorului. fir de cupru cu izolație, având rezistență electrică și mecanică ridicată. Manșoanele prizei sunt lipite la capete, în care se potrivesc capetele de cablu. Capetele de ieșire ale înfășurării sunt conectate la cablu printr-un bloc special (cuplaj) al intrării cablului. Cablul de curent al motorului poate fi, de asemenea, de tip cuțit. Rotorul motorului este cușcă veveriță, cu mai multe secțiuni. Este alcătuit dintr-un arbore, miezuri (pachete de rotor), suporturi radiale (lagăre de alunecare). Arborele rotorului este realizat din oțel tubular calibrat, miezurile sunt din tablă de oțel electric. Miezurile sunt asamblate pe arbore, alternând cu rulmenți radiali, și sunt conectate la arbore cu chei. Strângeți setul de miezuri de pe arbore axial cu piulițe sau o turbină. Turbina servește la circulația forțată a uleiului pentru a egaliza temperatura motorului pe lungimea statorului. Pentru a asigura circulația uleiului, pe suprafața scufundată a circuitului magnetic există caneluri longitudinale. Uleiul circulă prin aceste caneluri, un filtru în partea inferioară a motorului unde este curățat și printr-un orificiu din arbore. Capul motorului conține un călcâi și un rulment. Adaptorul din partea de jos a motorului este folosit pentru a găzdui filtrul, supapa de bypass și supapa pentru pomparea uleiului în motor. Motorul electric secțional este format din secțiuni superioare și inferioare. Fiecare secțiune are aceleași componente principale. Caracteristicile tehnice ale SEM sunt prezentate în apendicele 3.
Date tehnice de bază ale cablului
Alimentarea cu energie electrica a motorului electric al instalatiei de pompa submersibila se realizeaza printr-o linie de cablu formata dintr-un cablu de alimentare si un cuplaj intrare cablu pentru cuplarea cu motorul electric.
În funcție de scop, linia de cablu poate include:
Brandurile de cablu KPBK sau KPPBPS - ca cablu principal.
Marca cablu KPBP (plat)
Manșonul de intrare a cablului este rotund sau plat.
Cablul KPBK constă din miezuri de cupru cu un singur fir sau cu mai multe fire, izolate în două straturi de polietilenă de înaltă rezistență și răsucite împreună, precum și o pernă și o armătură.
Cablurile mărcilor KPBP și KPPBPS într-o manta comună a furtunului constau din conductoare de cupru cu un singur fir și mai multe fire, izolate cu polietilenă de înaltă densitate și așezate în același plan, precum și o manta comună a furtunului, pernă și armătură.
Cablurile marca KPPBPS cu conductori cu furtun separat constau din conductori de cupru cu un singur și mai multe fire, izolate în două straturi de polietilenă presiune mareși așezat în același plan.
Cablul marca KPBK are:
Tensiune de lucru V – 3300
Cablul marca KPBP are:
Tensiune de lucru, V - 2500
Presiunea admisibilă a fluidului de formare, MPa – 19,6
Factor de gaz admis, m/t – 180
Cablurile marca KPBK și KBPP au temperaturi ambientale admise de la 60 la 45 C pentru aer, 90 C pentru fluidul de formare.
Temperaturile liniei de cablu sunt date în Anexa 4.
1.2 Scurtă prezentare a schemelor și instalațiilor casnice.
Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pomparea puțurilor de petrol, inclusiv cele înclinate, fluid de formare care conține petrol și gaz și impurități mecanice.
Unitățile sunt disponibile în două tipuri – modulare și nemodulare; trei versiuni: normală, rezistentă la coroziune și rezistență crescută la uzură. Mediul pompat al pompelor casnice trebuie să aibă următorii indicatori:
· sălbăticia rezervorului – un amestec de petrol, apă asociată și gaz petrolier;
· vâscozitatea cinematică maximă a fluidului de formare 1 mm/s;
· valoarea pH-ului apei produse pH 6,0-8,3;
· continutul maxim de apa obtinuta 99%;
· gaz liber la admisie pana la 25%, pentru instalatii cu module - separatoare pana la 55%;
· temperatura maxima a produselor extrase pana la 90C.
În funcție de dimensiuni transversale Electropompele centrifuge submersibile, motoarele electrice și liniile de cablu utilizate în setul de instalații sunt împărțite în mod convențional în 2 grupe 5 și 5 a. Cu diametre de carcasa de 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm respectiv.
Instalația UEC constă dintr-o unitate de pompare submersibilă, un ansamblu de cabluri, echipament electric de împământare - o stație de comutație a transformatorului. Unitatea de pompare este formată dintr-o pompă centrifugă submersibilă și un motor cu protecție hidraulică și este coborâtă în puț pe un șir de tuburi. Pompă submersibilă, trifazată, asincronă, umplută cu ulei cu rotor.
Protecția hidraulică constă dintr-un protector și un compensator. Cablu cu trei fire cu izolație din polietilenă, blindat.
Pompa submersibilă, motorul electric și protecția hidraulică sunt conectate între ele prin flanșe și știfturi. Pompa, motorul și arborii de protecție au caneluri la capete și sunt conectați prin cuplaje canelate.
1.2.2. Pompa centrifuga submersibila.
Principiul de funcționare al unei pompe centrifuge submersibile nu este diferit de pompele centrifuge convenționale utilizate pentru pomparea lichidelor. Diferența este că este multi-secțional cu un diametru mic al etapelor de lucru - rotoare și palete de ghidare. Rotoarele și paletele de ghidare ale pompelor convenționale sunt din fontă cenușie modificată, pompele rezistente la coroziune sunt din fontă niresist, iar roțile rezistente la uzură sunt din rășini poliamidice.
Pompa este formată din secțiuni, al căror număr depinde de parametrii principali ai pompei - presiune, dar nu mai mult de patru. Lungimea secțiunii de până la 5500 de metri. Pentru pompele modulare constă dintr-un modul de intrare, un modul - secțiune. Modul - capete, supape de reținere și supape de scurgere. Conexiunea modulelor între ele și modulul de intrare la racordul motor - flanșă (cu excepția modulului de intrare, motor sau separator) este etanșată cu manșete de cauciuc. Conectarea arborilor secțiunilor modulului între ele, a secțiunii modulului cu arborele modulului de intrare și a arborelui modulului de intrare cu arborele de protecție hidraulică a motorului se realizează folosind cuplaje canelare. Arborele secțiunilor modulelor tuturor grupelor de pompe cu aceleași lungimi ale corpului sunt unificate ca lungime.
Secțiunea modulului constă dintr-o carcasă, un arbore, un pachet de trepte (rotoare și palete de ghidare), lagăre superioare și inferioare, un suport axial superior, un cap, o bază, două nervuri și inele de cauciuc. Nervurile sunt proiectate pentru a proteja cablul plat cu cuplare de deteriorări mecanice.
Modulul de admisie este alcătuit dintr-o bază cu orificii pentru trecerea fluidului de formare, bucșe de lagăr și o grilă, un arbore cu bucșe de protecție și un cuplaj canelat conceput pentru a conecta arborele modulului cu arborele de protecție hidraulică.
Modulul de cap constă dintr-un corp, pe o parte a căruia există un filet conic intern pentru conectarea unei supape de reținere, pe cealaltă parte există o flanșă pentru conectarea la modulul de secțiune, două nervuri și un inel de cauciuc.
Există un cap de pescuit în partea de sus a pompei.
Industria autohtonă produce pompe cu un debit (m/zi):
Modular – 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.
Nemodulare – 40,80,130,160,100,200,250,360,350,500,700,1000.
Următoarele presiuni (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1700, 1800, 1700, 1800, 1800, 1.750
1.2.3. Motoare submersibile
Motoarele electrice submersibile constau dintr-un motor electric și protecție hidraulică.
Motoarele sunt trifazate, asincrone, cu colivie, bipoli, submersibile, serii unificate. SEM-urile în versiuni normale și corozive, versiunea climatică B, categoria de locație 5, funcționează dintr-o rețea de curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz și sunt utilizate ca antrenare pentru pompele centrifuge submersibile.
Motoarele sunt proiectate să funcționeze în fluid de formare (un amestec de ulei și apă produsă în orice proporție) cu temperaturi de până la 110 C, care conține:
· impurități mecanice nu mai mult de 0,5 g/l;
· gaz liber nu mai mult de 50%;
· hidrogen sulfurat pentru normal, nu mai mult de 0,01 g/l, rezistent la coroziune până la 1,25 g/l;
Presiunea hidraulică în zona de operare a motorului nu este mai mare de 20 MPa. Motoarele electrice sunt umplute cu ulei cu o tensiune de avarie de cel puțin 30 kV. Temperatura maximă admisă pe termen lung a înfășurării statorului a unui motor electric (pentru un motor cu diametrul carcasei de 103 mm) este de 170 C, pentru alte motoare electrice este de 160 C.
Motorul este format din unul sau mai multe motoare electrice (sus, mijloc și inferior, putere de la 63 la 630 kW) și un protector. Un motor electric este format dintr-un stator, un rotor, un cap cu intrare de curent și o carcasă.
1.2.4. Protecția hidraulică a motorului electric.
Protecția hidraulică este concepută pentru a preveni pătrunderea fluidului de formare în cavitatea internă a motorului electric, compensând volumul de ulei din cavitatea internă de la temperatura motorului electric și transmiterea cuplului de la arborele motorului electric la arborele pompei. Există mai multe opțiuni pentru protecția apei: P, PD, G.
Hidroprotecția este disponibilă în versiuni obișnuite și rezistente la coroziune. Principalul tip de protecție hidraulică pentru configurația SED este o protecție hidraulică de tip deschis. Hidroprotecția de tip deschis necesită utilizarea unui lichid barieră special cu o densitate de până la 21 g/cm, care are proprietăți fizice și chimice cu fluid de formare si ulei.
Protecția hidraulică constă din două camere conectate printr-un tub. Modificările volumului dielectricului lichid din motor sunt compensate de curgerea lichidului de barieră dintr-o cameră în alta. În protecția hidraulică de tip închis se folosesc diafragme de cauciuc. Elasticitatea lor compensează modificările volumului de ulei.
24. Condiții de curgere a sondei, determinarea energiei și a consumului specific de gaz în timpul funcționării unui lift gaz-lichid.
Condiții de curgere a puțului.
Curgerea puțului are loc dacă diferența de presiune dintre formațiune și gaura de jos este suficientă pentru a depăși contrapresiunea coloanei de lichid și pierderea de presiune din cauza frecării, adică curgerea are loc sub influența presiunii hidrostatice a lichidului sau a energiei gazul în expansiune. Majoritatea puțurilor curg datorită energiei gazului și presiunii hidrostatice simultan.
Gazul conținut în ulei are o forță de ridicare, care se manifestă sub formă de presiune asupra uleiului. Cu cât se dizolvă mai mult gaz în ulei, cu atât densitatea amestecului este mai mică și nivelul lichidului crește. Ajuns la gură, lichidul se revarsă și fântâna începe să țâșnească. Condiția generală obligatorie pentru funcționarea oricărui puț care curge va fi următoarea egalitate de bază:
Рс = Рг+Рtr+ Ру; Unde
Рс - presiunea în fundul găurii, RG, Рtr, Ру - presiunea hidrostatică a coloanei de lichid din sondă, calculată vertical, pierderea de presiune datorată frecării în țevi și respectiv contrapresiunii la capul sondei.
Există două tipuri de puțuri care curg:
· Guta a unui lichid care nu contine bule de gaz - zboare arteziana.
· Glutarea unui lichid care conține bule de gaz care facilitează țâșnirea este cea mai comună metodă de țâșnire.
Cea mai utilizată practică de instalare este pompele centrifuge electrice.
Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pompare
ESP include: echipamente supraterane și subterane.
Echipamentele subterane includ: - montajul unei unitati electrice centrifuge; - coloana si cablul conductei de pompare.
Echipamentul de suprafață este alcătuit din echipament pentru capul puțului, stație de control și transformator.
Orez. 1. 1 – motor; 2 – cablu; 3 – protectia apei; 4 – pompa ESP 5.6 – supape de retinere si de golire; 7 – echipament cap de sondă; 8 – autotransformator; 9 – post de control; 10 – tubulatura; 11 – modul de aspirare.
Principiul de funcționare: Unitatea centrifugă electrică este coborâtă în puțul de pe tub. Este alcătuit din trei părți principale situate pe un arbore vertical: o pompă centrifugă cu mai multe trepte, un motor electric (SEM) și un protector care protejează motorul electric de pătrunderea lichidului și asigură lubrifierea pe termen lung a pompei și a motorului.
Transformatorul este proiectat pentru a compensa scăderea de tensiune a cablului care furnizează curent motorului.
Utilizarea postului de control, controlul manual al motorului, oprirea automată a unității când alimentarea cu lichid este oprită, protecția zero, protecția împotriva suprasarcinii și oprirea unității în cazul scurtcircuitelor. În timpul funcționării unității, pompa de curent centrifugă aspiră lichid printr-un filtru instalat la admisia pompei și îl forțează la suprafață prin conductele pompei. În funcție de presiune, de ex. înălțimi de ridicare a lichidului, se folosesc pompe cu număr diferit de trepte.
28. Alte tipuri de pompe fără tijă – Pompă cu șurub pompa submersibila
acționat de un motor electric; Lichidul din pompă se mișcă datorită rotației șurubului rotorului. Pompele de acest tip sunt deosebit de eficiente la extragerea uleiurilor cu vâscozitate ridicată din puțuri. Hidropiston pompa
este o pompă submersibilă antrenată de un flux de lichid furnizat puțului de la suprafață de o unitate de pompare. În acest caz, două rânduri de țevi concentrice cu un diametru de 63 și 102 mm sunt coborâte în puț. Pompa este coborâtă în puț în interiorul unei țevi cu diametrul de 63 mm și presată prin presiunea lichidului pe scaunul situat la capătul acestei țevi. Lichidul care vine de la suprafață deplasează pistonul motorului și, odată cu acesta, pistonul pompei. Pistonul pompei pompează fluidul din puț și, împreună cu fluidul de lucru, îl livrează la suprafață prin spațiul intertubular. Pompa cu diafragma
- o pompă de tip volumetric, în care modificarea volumului camerei pompei are loc datorită deformării unuia dintre pereții acesteia, realizată sub forma unei plăci elastice - o diafragmă. Datorită faptului că piesele mobile ale mecanismului de antrenare D. n. nu au contact cu mediul pompat, D. nr. folosit și pentru pomparea lichidelor contaminate cu substanțe mecanice abrazive. impurităţi. Diafragmele sunt realizate din cauciuc (inclusiv din cauciuc armat) și din alte materiale elastice, precum și din aliaje inoxidabile. Ele iau forma (în mare parte) unei plăci ondulate sau burdufuri. Instalatii de pompe centrifuge submersibile
conceput pentru pompare
sonde de petrol, inclusiv fluide de formare înclinată care conțin
ulei, apă și gaz și impurități mecanice. In functie de cantitate
diverse componente conținute în lichidul pompat, pompe
Instalațiile au un design standard și rezistență sporită la coroziune și uzură.
Voi încerca să vă spun într-un limbaj simplu și ușor de înțeles despre Instalarea pompei centrifuge electrice - principalul instrument care produce 80% din tot uleiul din Rusia.
Cumva s-a dovedit că am fost conectat cu ei toată viața mea de adult. La vârsta de cinci ani a început să călătorească cu tatăl său la fântâni. La zece putea repara el însuși orice stație, la douăzeci și patru de ani a devenit inginer la întreprinderea unde erau reparate, la treizeci de ani a devenit director general adjunct la locul unde se fac. Există o mulțime de cunoștințe despre acest subiect - nu mă deranjează să împărtășesc, mai ales că mulți, mulți oameni mă întreabă în mod constant despre asta sau aceea referitoare la pompele mele. In general, pentru a nu repeta acelasi lucru de multe ori in cuvinte diferite, il voi scrie o data, apoi voi da examene;). Da! Vor fi diapozitive... fără diapozitive nu va fi nicio cale.
Ce este?
ESP este o instalație a unei pompe centrifuge electrice, numită o pompă fără tijă, numită ESP, alias acele bastoane și tobe. ESP este exact ( feminin)! Deși este format din ele (masculin). Acesta este un lucru special cu ajutorul căruia lucrătorii curajoși în domeniul petrolului (sau mai degrabă lucrătorii de servicii pentru lucrătorii petrolier) extrag fluidul de formare din subteran - acesta este ceea ce numim mulyaka, care este apoi (după ce a suferit o prelucrare specială) numită cu tot felul de cuvinte interesante precum URALS sau BRENT. Acesta este un întreg complex de echipamente, pentru a face care aveți nevoie de cunoștințele unui metalurgist, metalurgist, mecanic, electrician, inginer electronist, hidraulic, inginer de cabluri, lucrător la petrol și chiar și un mic ginecolog și proctolog. Lucrul este destul de interesant și neobișnuit, deși a fost inventat cu mulți ani în urmă și nu s-a schimbat prea mult de atunci. În general, aceasta este o unitate de pompare obișnuită. Ceea ce este neobișnuit la ea este că este subțire (cel mai obișnuit este plasat într-un puț cu diametrul interior de 123 mm), lung (sunt instalații lungi de 70 de metri) și funcționează în condiții atât de murdare în care un mai mult sau mai puțin mecanism complex nu ar trebui să existe deloc.
Deci, fiecare ESP conține următoarele componente:
ESP (pompa centrifuga electrica) este unitatea principala - toate celelalte o protejeaza si o asigura. Pompa primește cel mai mult - dar își face treaba principală - ridicarea lichidului - așa este viața ei. Pompa este formată din secțiuni, iar secțiunile sunt formate din trepte. Cu cât mai multe etape, cu atât presiunea pe care o dezvoltă pompa este mai mare. Cu cât treapta în sine este mai mare, cu atât debitul este mai mare (cantitatea de lichid pompată pe unitatea de timp). Cu cât debitul și presiunea sunt mai mari, cu atât consumă mai multă energie. Totul este interconectat. Pe lângă debit și presiune, pompele diferă și ca dimensiune și design - standard, rezistente la uzură, rezistente la coroziune, rezistente la uzură la coroziune, foarte, foarte rezistente la uzură la coroziune.
SEM (motor electric submersibil) Motorul electric este a doua unitate principală - rotește pompa - consumă energie. Acesta este un motor electric obișnuit (electric) asincron - doar că este subțire și lung. Motorul are doi parametri principali - puterea și dimensiunea. Și din nou există versiuni diferite standard, rezistent la căldură, rezistent la coroziune, în special rezistent la căldură și, în general, indestructibil (parcă). Motorul este umplut cu ulei special, care, pe lângă lubrifiere, răcește și motorul și compensează foarte mult presiunea exercitată asupra motorului din exterior.
Protectorul (numit și protecție hidraulică) este un lucru care se află între pompă și motor - acesta, în primul rând, împarte cavitatea motorului umplută cu ulei de cavitatea pompei umplută cu fluid de formare, în timp ce transmite rotația și, în al doilea rând, rezolvă problema de egalizare a presiunii din interiorul motorului și din exterior ( În general, există până la 400 atm, adică aproximativ o treime din adâncimea șanțului Marianei). Vin în diferite dimensiuni și, din nou, tot felul de modele bla bla bla.
Un cablu este de fapt un cablu. Cupru, cu trei fire... E și blindat. Vă puteți imagina? Cablu blindat! Desigur, nu va rezista nici măcar la o lovitură de la un Makarov, dar va rezista la cinci sau șase coborâri în fântână și va funcționa acolo - pentru o perioadă destul de lungă.
Armura sa este oarecum diferită, proiectată mai mult pentru frecare decât pentru o lovitură puternică - dar totuși. Cablul vine în diferite secțiuni (diametre de miez), diferă prin armătură (obișnuit galvanizat sau oțel inoxidabil) și este, de asemenea, rezistent la temperatură. Există un cablu pentru 90, 120, 150, 200 și chiar 230 de grade. Adică poate funcționa la nesfârșit la o temperatură de două ori mai mare decât punctul de fierbere al apei (nota – extragem ceva ca uleiul și nu arde foarte bine – dar ai nevoie de un cablu cu o rezistență la căldură de peste 200 grade – și aproape peste tot).
Separator de gaz (sau separator de gaz-dispersant, sau doar un dispersant, sau un separator de gaz dublu, sau chiar un separator-dispersant de gaz dublu). Un lucru care separă gazul liber de lichid... sau mai degrabă lichid de gazul liber... pe scurt, reduce cantitatea de gaz liber la intrarea în pompă. Adesea, foarte des, cantitatea de gaz liberă la admisia pompei este suficientă pentru ca pompa să nu funcționeze - apoi instalează un fel de dispozitiv de stabilizare a gazului (am enumerat numele la începutul paragrafului). Dacă nu este nevoie să instalați un separator de gaz, ei instalează un modul de intrare, dar cum ar trebui să intre lichidul în pompă? Aici. Instalează ceva în orice caz.. Fie un modul, fie un motor pe gaz.
TMS este un fel de tuning. Cine îl descifrează - sistem termomanometric, telemetrie... cine știe cum. Așa este (acesta este un nume vechi - din anii '80) - un sistem termomanometric, așa îl vom numi - explică aproape complet funcția dispozitivului - măsoară temperatura și presiunea - acolo - chiar dedesubt - practic în lumea interlopă.
Există și dispozitive de protecție. Aceasta este o supapă de reținere (cea mai comună este KOSH - o supapă de reținere cu bilă) - astfel încât lichidul să nu se scurgă din țevi atunci când pompa este oprită (ridicarea unei coloane de lichid printr-o țeavă standard poate dura câteva ore - este păcat pentru această dată). Și când trebuie să ridicați pompa, această supapă vă împiedică - ceva se revarsă constant din țevi, poluând totul în jur. În aceste scopuri, există o supapă de deprimare (sau de scurgere) KS - un lucru amuzant - care se sparge de fiecare dată când este ridicată din puț.
Toate aceste echipamente atârnă pe țevile de pompare și compresoare (tuburile - gardurile sunt făcute foarte des din ele în orașele petroliere). Se blochează în următoarea secvență:
De-a lungul tubului (2-3 kilometri) există un cablu, deasupra - CS, apoi KOSH, apoi ESP, apoi pompa de benzină (sau modulul de intrare), apoi protectorul, apoi SEM și chiar coborâți TMS. Cablul trece de-a lungul ESP, clapetei de accelerație și protector până la capul motorului. Eka. Totul este scurtat. Deci - de la partea de sus a ESP până la partea de jos a TMS poate fi 70 de metri. si un ax trece prin acesti 70 de metri, si totul se invarte... si in jur este temperatura mare, presiune enorma, multe impuritati mecanice, un mediu coroziv.. Pompe proaste...
Toate lucrurile sunt secționale, secțiuni nu mai mult de 9-10 metri lungime (altfel cum să le puneți în puț?) Instalația se montează direct la puț: PED, un cablu, protector, gaz, secțiuni de pompă, supapă, țevile sunt atașate de el.. Da! Nu uitați să atașați cablul la orice folosind cleme (cum ar fi curele speciale din oțel). Toate acestea sunt scufundate în fântână și funcționează acolo mult timp (sper). Pentru a alimenta toate acestea (și a le controla cumva), la sol sunt instalate un transformator step-up (TMPT) și o stație de control.
Acesta este genul de lucru care se folosește pentru a extrage ceva care ulterior se transformă în bani (benzină, motorină, materiale plastice și alte porcării).
Să încercăm să ne dăm seama cum funcționează totul, cum se face, cum să alegem și cum să le folosim.