От какво се състои ecn? Монтаж на електрическа центробежна помпа (uetsn)

ESP схема

ESP - монтаж на електрическа потопяема помпа, в английската версия - ESP (електрическа потопяема помпа). По отношение на броя на кладенците, в които работят такива помпи, те са по-ниски от SRP агрегатите, но от друга страна, по отношение на обема на нефт, произведен с тяхна помощ, ESP са ненадминати. Около 80% от целия петрол в Русия се произвежда с помощта на ESP.

По принцип ESP е обикновен помпен агрегат, само тънък и дълъг. И знае как да работи в среда, която се отличава с агресивността си към наличните в нея механизми. Състои се от потопяем помпен агрегат (електродвигател с хидравлична защита + помпа), кабелна линия, тръбна колона, оборудване на кладенец и повърхностно оборудване (трансформатор и контролна станция).

Основните компоненти на ESP:

ESP (електрическа центробежна помпа)- ключов елемент от инсталацията, който всъщност издига течността от кладенеца към повърхността. Състои се от секции, които от своя страна се състоят от стъпала (водачи) и голям брой работни колела, сглобени на вал и затворени в стоманен корпус (тръба). Основните характеристики на ESP са дебит и напор, така че тези параметри присъстват в името на всяка помпа. Например, ESP-60-1200 изпомпва 60 m 3 /ден течност с напор 1200 метра.

SEM (потопяем електродвигател)е вторият най-важен елемент. Това е асинхронен електродвигател, напълнен със специално масло.

Протектор (или хидроизолация)- елемент, разположен между електродвигателя и помпата. Разделя електрическия двигател, напълнен с масло, от помпата, пълна с резервоарна течност, и в същото време предава въртенето от двигателя към помпата.

Кабел, чрез който се подава електричество към потопяемия двигател. Кабелът е брониран. На повърхността и до дълбочината на спускане на помпата е с кръгло напречно сечение (KRBK), а в областта на потопяемия блок по протежение на помпата и хидравличната защита е плоска (KPBK).

Допълнително оборудване:

газов сепаратор- използва се за намаляване на количеството газ на входа на помпата. Ако няма нужда от намаляване на количеството газ, тогава се използва прост входен модул, през който флуидът на кладенеца влиза в помпата.

TMS– термоманометрична система. Термометър и манометър, събрани в едно. Дава ни данни за температурата и налягането на средата, в която работи ESP, спускащ се в кладенеца.

Цялата тази инсталация се сглобява директно, когато се спусне в кладенеца. Сглобява се последователно отдолу нагоре, като не се забравя за кабела, който е закрепен към самата инсталация и към тръбата, на която всичко виси, със специални метални ремъци. На повърхността кабелът се подава към повишаващ трансформатор (TMPN) и контролна станция, инсталирана в близост до клъстера.

В допълнение към вече изброените възли, в тръбната колона над електрическата центробежна помпа са монтирани възвратни и изпускателни клапани.

възвратен клапан(KOSH - обратен сферичен клапан) се използва за напълване на тръбите с течност преди стартиране на помпата. Той не позволява на течността да се оттича надолу, когато помпата спре. По време на работа на помпата възвратният клапан е в отворено положение поради налягането отдолу.

Монтиран над възвратния клапан изпускателен клапан (KS), който се използва за източване на течност от тръбите преди изваждане на помпата от кладенеца.

Електрически центробежни потопяеми помпи имат значителни предимства пред дълбоките помпи:

• Лекота на наземното оборудване;
• Възможност за добив на течности от кладенци до 15000 m 3 /ден;
• Възможността за използването им в кладенци с дълбочина над 3000 метра;
• Висок (от 500 дни до 2-3 години или повече) период на основен ремонт на работа на ESP;
• Възможност за провеждане на изследвания в кладенци без повдигане на помпено оборудване;
• По-малко отнемащи време методи за отстраняване на восък от стените на тръбите.

Електрически центробежни потопяеми помпи могат да се използват в дълбоки и наклонени нефтени кладенци (и дори в хоризонтални), в силно напоени кладенци, в кладенци с йодно-бромидни води, с висока соленост на пластовите води, за повдигане на солеви и киселинни разтвори. Освен това са разработени и се произвеждат електрически центробежни помпи за едновременна отделна работа на няколко хоризонта в един кладенец с обсадни колони 146 mm и 168 mm. Понякога електрическите центробежни помпи се използват и за изпомпване на солена форма в резервоар за нефт, за да се поддържа налягането в резервоара.

Обхватът на ESP е високодебитни наводнени, дълбоки и наклонени кладенци с дебит 10 ¸ 1300 m3/ден и височина на повдигане 500 ¸ 2000 м. Периодът на основен ремонт на ESP е до 320 дни и повече.

Модулните потопяеми центробежни помпи от типа UETsNM и UETsNMK са предназначени за изпомпване на продукти от нефтени кладенци, съдържащи нефт, вода, газ и механични примеси. Агрегатите от типа UETsNM са с конвенционален дизайн, докато тези от типа UETsNMK са устойчиви на корозия.

Инсталацията (Фигура 24) се състои от потопяем помпен агрегат, кабелна линия, спусната в кладенеца по тръби, и наземно електрическо оборудване (трансформаторна подстанция).

Потопяемият помпен агрегат включва двигател (електродвигател с хидравлична защита) и помпа, над която е монтиран възвратен и изпускателен клапан.

В зависимост от максималния напречен размер на потопяемия блок, инсталациите се разделят на три условни групи - 5; 5А и 6:

· инсталации от група 5 с напречен размер 112 mm се използват в кладенци с обсадна колона с вътрешен диаметър най-малко 121,7 mm;

· инсталации от група 5А с напречен размер 124 mm - в кладенци с вътрешен диаметър най-малко 130 mm;

· инсталации от група 6 с напречен размер 140,5 mm - в кладенци с вътрешен диаметър най-малко 148,3 mm.

Условия за приложение на ESP за помпени среди: течност със съдържание на механични примеси не повече от 0,5 g/l, свободен газ на входа на помпата не повече от 25%; сероводород не повече от 1,25 g/l; вода не повече от 99%; стойността на рН (рН) на пластовата вода е в рамките на 6 ¸ 8,5. Температурата в зоната на местоположението на електродвигателя е не повече от + 90 ˚С (специална топлоустойчива версия до + 140 ˚С).

Пример за код за инсталации - UETsNMK5-125-1300 означава: UETsNMK - монтаж на електрическа центробежна помпа с модулен и устойчив на корозия дизайн; 5 - помпена група; 125 - доставка, m3/ден; 1300 - развита глава, m вода. Изкуство.

Фигура 24 - Монтаж на потопяема центробежна помпа

1 - сондажно оборудване; 2 - отдалечена точка за свързване; 3 - трансформаторна комплексна подстанция; 4 - изпускателен клапан; 5 - Възвратен клапан; 6 - Главен модул; 7 - кабел; 8 - модул-секция; 9 - модул сепаратор на газ помпа; 10 - начален модул; 11 - протектор; 12 - електрически мотор; 13 - термоманометрична система.

Фигура 24 показва диаграма на монтажа на потопяеми центробежни помпи в модулен дизайн, представляваща ново поколение оборудване от този тип, което ви позволява да изберете индивидуално оптималното разположение на инсталацията за кладенци в съответствие с техните параметри от малък брой на взаимозаменяеми модули. ", Москва) осигуряват оптимален избор на помпата към кладенеца, което се постига чрез наличието на голям брой глави за всяко захранване. Разстоянието на главата на блоковете варира от 50 ¸ 100 до 200 ¸ 250 m, в зависимост от захранването, в интервалите, посочени в таблица 6 на основните данни на инсталациите.

Произвежданите в търговската мрежа ESP имат дължина от 15,5 до 39,2 m и тегло от 626 до 2541 kg, в зависимост от броя на модулите (секции) и техните параметри.

В съвременните инсталации могат да бъдат включени от 2 до 4 модула-секции. В корпуса на секцията се вкарва пакет от стъпала, който представлява работните колела и направляващи лопатки, монтирани на вала. Броят на степените варира от 152 ¸ 393. Входящият модул представлява основата на помпата с всмукателни отвори и мрежест филтър, през който флуидът от кладенеца влиза в помпата. В горната част на помпата има риболовна глава с възвратен клапан, към която е прикрепена тръбата.

Таблица 6

Име на инсталациите	Минимален (вътрешен) диаметър на производствената колона, mm	Напречен размер на инсталацията, мм	Доставка m3/ден		Мощност на двигателя, kW	Тип газов сепаратор
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 или 148.3	137 или 140.5
UETsNM6-1000

Помпа (ETsNM) - потопяема центробежна модулна многостепенна вертикално изпълнение.

Помпите също са разделени на три условни групи - 5; 5А и 6. Диаметри на корпуса от група 5 ¸ 92 mm, група 5A - 103 mm, група 6 - 114 mm.

Модулът на помпената секция (Фигура 25) се състои от корпус 1 , вал 2 , пакети от стъпала (работни колела - 3 и направляващи лопатки - 4 ), горен лагер 5 , долен лагер 6 , горна аксиална опора 7 , глави 8 , основания 9 , два ръба 10 (служат за защита на кабела от механични повреди) и гумени пръстени 11 , 12 , 13 .

Работните колела се движат свободно по протежение на вала в аксиална посока и са ограничени в движението си от долната и горната водеща лопатка. Аксиалната сила от работното колело се предава към долния текстолитен пръстен и след това към рамото на водещата лопатка. Частично аксиалната сила се прехвърля към вала поради триене на колелото върху вала или залепване на колелото към вала поради отлагане на соли в процепа или корозия на метали. Въртящият момент се предава от вала към колелата чрез месингов ключ (L62), който е включен в жлеба на работното колело. Ключът е разположен по цялата дължина на колелото и се състои от сегменти с дължина 400 - 1000 мм.

Фигура 25 - Помпа с модулна секция

1 - кадър; 2 - вал; 3 - работно колело; 4 - направляващ апарат; 5 - горен лагер; 6 - долен лагер; 7 - аксиална горна опора; 8 - глава; 9 - база; 10 - ръб, край; 11 , 12 , 13 - гумени пръстени.

Направляващите лопатки са шарнирно шарнирни по периферните части, като в долната част на корпуса всички те опират на долния лагер 6 (снимка 25) и основа 9 , а отгоре през корпуса на горния лагер са захванати в корпуса.

Работните колела и водещите лопатки на стандартните помпи са изработени от модифициран сив чугун и радиационно модифициран полиамид, устойчивите на корозия помпи са изработени от модифициран чугун TsN16D71KhSh от типа "niresist".

Валовете на секционните модули и входните модули за конвенционални помпи са изработени от комбинирана устойчива на корозия високоякостна стомана OZKh14N7V и са обозначени с „NZh” в края. „M”.

Унифицирани са шахти на модули-секции на всички групи помпи с еднакви дължини на корпуса 3, 4 и 5 m.

Валовете на модул-секции са свързани помежду си, модулът на секцията с вала на входния модул (или вала на газосепаратора), валът на входния модул с вала на хидрозащитата на двигателя се извършва с помощта на шлицови съединители.

Връзката на модулите един към друг и на входния модул с двигателя е фланцова. Уплътнението на връзките (с изключение на свързването на входния модул с двигателя и входния модул с газосепаратора) се извършва с гумени пръстени.

За изпомпване на пластов флуид, съдържащ повече от 25% (до 55%) свободен газ в решетката на входния модул на помпата, към помпата е свързан помпен модул - газоотделител (Фигура 26).

Фигура 26 - Газов сепаратор

1 - глава; 2 - преводач; 3 - сепаратор; 4 - кадър; 5 - вал; 6 - решетка; 7 - направляващ апарат; 8 - Работно колело; 9 - шнек; 10 - лагер; 11 - база.

Газоотделителят е монтиран между входния модул и секционния модул. Най-ефективните газови сепаратори са от центробежния тип, при които фазите се разделят в полето на центробежните сили. В този случай течността се концентрира в периферната част, а газът се концентрира в централната част на газовия сепаратор и се изхвърля в пръстена. Газовите сепаратори от серията MNG имат ограничен дебит от 250 ¸ 500 m3/ден, коефициент на отделяне 90% и тегло от 26 до 42 kg.

Двигателят на потопяемия помпен агрегат се състои от електродвигател и хидравлична защита. Електрическите двигатели (Фигура 27) са потопяеми трифазни трифазни биполярни пълни с масло и устойчиви на корозия версии на унифицираната серия PED и в обичайната версия на модернизираната серия PED L. Хидростатичното налягане в работната зона не е повече над 20 MPa. Номинална мощност от 16 до 360 kW, номинално напрежение 530 ¸ 2300 V, номинален ток 26 ¸ 122,5 A.

Фигура 27 - Електрически двигател от серия PEDU

1 - съединител; 2 - капак; 3 - глава; 4 - пета; 5 - опорен лагер; 6 - капак за вход за кабели; 7 - корк; 8 - блок за вход за кабели; 9 - ротор; 10 - статор; 11 - филтър; 12 - база.

Хидрозащитата (Фигура 28) на SEM двигателите е предназначена да предотврати проникването на пластова течност във вътрешната кухина на електродвигателя, да компенсира промените в обема на маслото във вътрешната кухина поради температурата на електродвигателя и да прехвърля въртящ момент от вала на електродвигателя към вала на помпата.

Фигура 28 - Хидрозащита

а- отворен тип; б- затворен тип

НО- горна камера; Б- надолу Cam; 1 - глава; 2 - механично уплътнение; 3 - горно зърно; 4 - кадър; 5 - средно зърно; 6 - вал; 7 - долно зърно; 8 - база; 9 - свързваща тръба; 10 - бленда.

Хидрозащитата се състои или от един протектор, или от протектор и компенсатор. Има три версии на хидрозащитата.

Първият се състои от протектори P92, PK92 и P114 (отворен тип) от две камери. Горната камера е пълна с тежка бариерна течност (плътност до 2 g/cm3, не се смесва с пластов флуид и масло), долната камера е пълна с масло MA-SED, което е същото като кухината на електродвигателя . Камерите са комуникирани чрез тръба. Промените в обемите на течния диелектрик в двигателя се компенсират чрез прехвърляне на бариерната течност в хидравличната защита от една камера в друга.

Вторият се състои от протектори P92D, PK92D и P114D (затворен тип), в които се използват гумени диафрагми, тяхната еластичност компенсира промяната в обема на течния диелектрик в двигателя.

Третата - хидравлична защита 1G51M и 1G62 се състои от протектор, поставен над електродвигателя, и компенсатор, прикрепен към дъното на електродвигателя. Системата за механично уплътнение осигурява защита срещу проникване на пластова течност по протежение на вала в електродвигателя. Предадена мощност на хидравличната защита 125 ¸ 250 kW, тегло 53 ¸ 59 kg.

Термоманометричната система TMS-3 е предназначена за автоматично управление на работата на потопяема центробежна помпа и нейната защита от ненормални режими на работа (при понижено налягане на входа на помпата и повишена температура на потопяемия двигател) по време на работа на сондажа. Има подземни и наземни части. Контролиран диапазон на налягането от 0 до 20 MPa. Работен температурен диапазон от 25 до 105 ˚С.

Общото тегло е 10,2 кг (виж Фигура 24).

Кабелната линия е кабелен възел, навит на кабелен барабан.

Кабелният монтаж се състои от основния кабел - кръгъл PKBK (кабел, полиетиленова изолация, брониран, кръгъл) или плосък - KPBP (Фигура 29), плосък кабел, прикрепен към него с кабелна втулка (удължителен кабел с втулка).

Фигура 29 - Кабели

а- кръгъл; б- апартамент; 1 - живял; 2 - изолация; 3 - черупка; 4 - възглавница; 5 - броня.

Кабелът се състои от три жила, всяка от които има изолационен слой и обвивка; възглавници от гумирана тъкан и броня. Три изолирани проводника на кръгъл кабел са усукани по спираловидна линия, а проводниците на плосък кабел се полагат успоредно в един ред.

Кабелът KFSB с PTFE изолация е предназначен за работа при околни температури до + 160 ˚С.

Кабелният възел е с унифициран кабелен накрайник K38 (K46) от кръгъл тип. В металния корпус на съединителя изолираните жила на плоския кабел са херметически затворени с гумено уплътнение.

Щепселните накрайници са прикрепени към проводящите проводници.

Кръглият кабел е с диаметър от 25 до 44 мм. Размер на плоския кабел от 10.1x25.7 до 19.7x52.3 мм. Номинална строителна дължина 850, 1000 ¸ 1800 m.

Цялостните устройства от типа ShGS5805 осигуряват включване и изключване на потопяеми двигатели, дистанционно управление от контролната зала и програмно управление, работа в ръчен и автоматичен режими, изключване при претоварване и отклонение на мрежовото напрежение над 10% или под 15% на номиналното, токовото и напрежението, както и външна светлинна сигнализация за аварийно изключване (включително с вградена термометрична система).

Интегрирана трансформаторна подстанция за потопяеми помпи - KTPPN е предназначена за захранване с електричество и защита на електродвигателите на потопяеми помпи от единични кладенци с мощност 16 ¸ 125 kW включително. Номинално високо напрежение 6 или 10 kV, граници на регулиране на средно напрежение от 1208 до 444 V (трансформатор TMPN100) и от 2406 до 1652 V (TMPN160). Тегло с трансформатора 2705 кг.

Цялостната трансформаторна подстанция КТППНКС е предназначена за захранване, управление и защита на четири центробежни електрически помпи с електродвигатели 16 ¸ 125 kW за добив на нефт в кладенци, захранване на до четири електродвигателя на помпени агрегати и мобилни пантографи по време на ремонтни дейности . KTPPNKS е предназначен за използване в условията на Далечния Север и Западен Сибир.

Комплектът за доставка на инсталацията включва: помпа, кабелен възел, двигател, трансформатор, цялостна трансформаторна подстанция, цялостно устройство, газосепаратор и комплект инструменти.

ESP инсталацията е сложна техническа система и въпреки добре познатия принцип на работа на центробежната помпа, тя е комбинация от елементи, които са оригинални по дизайн. Схематичната диаграма на ESP е показана на фиг. 6.1. Инсталацията се състои от две части: наземна и потопяема. Наземната част включва автотрансформатор 1; контролна станция 2; понякога кабелен барабан 3 и оборудване на кладенеца 4. Потопяемата част включва тръбна колона 5, върху която потопяемият блок се спуска в кладенеца; брониран трижилен електрически кабел 6, през който захранващото напрежение се подава към потопяемия електродвигател и който е закрепен към тръбната колона със специални скоби 7.

Потопяемият агрегат се състои от многостъпална центробежна помпа 8, оборудвана със засмукващ екран 9 и възвратен клапан 10. Потопяемият блок включва дренажен клапан 11, през който течността се източва от тръбата при повдигане на уреда. В долната част помпата е съчленена с хидравличен защитен блок (протектор) 12, който от своя страна е съчленен с потопяем двигател 13. В долната част моторът 13 има компенсатор 14.

Течността влиза в помпата през мрежа, разположена в долната й част. Мрежата осигурява филтриране на образуващата течност. Помпата доставя течност от кладенеца към тръбите.

ESP агрегатите в Русия са предназначени за кладенци с обсадни колони с диаметър 127, 140, 146 и 168 mm. Предлагат се два размера потопяеми модули за 146 и 168 мм струни. Единият е предназначен за кладенци с най-малък вътрешен диаметър (според GOST) на колоната на обсадната колона. В този случай блокът ESP също има по-малък диаметър и следователно по-ниски гранични стойности за работната характеристика (налягане, поток, ефективност).

Ориз. 6.1. Схематична диаграма на ESP:

1 - автотрансформатор; 2 - контролна станция; 3 - кабелен барабан; 4 - кладенец оборудване; 5 - тръбна колона; 6 - брониран електрически кабел; 7 - кабелни скоби; 8 - потопяема многостепенна центробежна помпа; 9 - приемна решетка на помпата; 10 - възвратен клапан; 11 - изпускателен клапан; 12 - хидравличен защитен блок (протектор); 13 - потопяем двигател; 14 - компенсатор

Всяка инсталация има свой собствен код, например UETsN5A-500-800, в който се приемат следните обозначения: число (или цифра и буква) след ESP указва най-малкия допустим вътрешен диаметър на колоната на корпуса, в която се намира може да се спуска, числото "4" съответства на диаметър 112 mm, числото "5" съответства на 122 mm, "5A" - 130 mm, "6" - 144 mm и "6A" - 148 mm; второто число на кода показва номиналния дебит на помпата (в m 3 / sU t), а третото - приблизителния напор в m. Стойностите ​​на дебита и напора са дадени за работа с вода.

През последните години асортиментът на произвежданите центробежни помпени инсталации се разшири значително, което е отразено и в кодовете на произвежданото оборудване. По този начин агрегатите на ESP, произведени от ALNAS (Алметьевск, Татарстан), имат главна буква „A“ в шифъра след надписа „ESP“, а агрегатите на Лебедянски механичен завод (JSC Lemaz, Lebedyan, Kursk Region) имат главна буква буква "L" преди надписа "UESP". Агрегатите на центробежни помпи с двулагерна конструкция на работното колело, предназначени за избор на резервоарна течност с голямо количество механични примеси, имат в своя код "2" след буквата "L" и преди надписа ESP (за Lemaz помпи), буквата "D" след надписа "UETsN" (за помпи "JSC "Borets"), буквата "A" преди цифрата на инсталационния размер (за помпи ALNAS). Устойчивата на корозия версия на ESP е обозначена с буквата "K" в края на инсталационния код, топлоустойчивата версия е обозначена с буквата "T". Конструкцията на работното колело с допълнителни вихрови лопатки на задния диск (Novomet, Perm) има буквата VNNP в кода на помпата.

6.3. Основните компоненти на ESP инсталацията, тяхното предназначение и характеристики

Центробежни помпи

Сондажните центробежни помпи са многостепенни машини. Това се дължи преди всичко на ниските стойности на налягането, създадени от една степен (работно колело и водеща лопатка). От своя страна, малките стойности на налягането на един етап (от 3 до 6-7 m воден стълб) се определят от малките стойности на външния диаметър на работното колело, ограничен от вътрешния диаметър на колоната на корпуса и размерите на използваното сондажно оборудване - кабел, потопяем двигател и др.

Конструкцията на сондажна центробежна помпа може да бъде конвенционална и устойчива на износване, както и повишена устойчивост на корозия. Диаметрите и съставът на помпените агрегати са основно еднакви за всички версии на помпата.

Центробежната помпа с конвенционален дизайн е предназначена за извличане на течност от кладенец с водно съдържание до 99%. Механичните примеси в изпомпваната течност трябва да бъдат не повече от 0,01 масови % (или 0,1 g / l), докато твърдостта на механичните примеси не трябва да надвишава 5 точки според Mohs; сероводород - не повече от 0,001%. Съгласно изискванията на техническите условия на производителите, съдържанието на свободен газ на входа на помпата не трябва да надвишава 25%.

Устойчивата на корозия центробежна помпа е проектирана да работи при съдържание на сероводород в изпомпвания пластов флуид до 0,125% (до 1,25 g/l). Износоустойчивата конструкция позволява изпомпване на течности с механични примеси до 0,5 g/l.

Стъпалата се поставят в отвора на цилиндричното тяло на всяка секция. Една секция на помпата може да побере от 39 до 200 стъпала, в зависимост от монтажната им височина. Максималният брой степени в помпите достига 550 броя.

Ориз. 6.2. Схема на сондажна центробежна помпа:

1 - пръстен със сегменти; 2,3- гладки шайби; 4,5- шайби за амортисьори; 6 - горна опора; 7 - долна опора; 8 - опорен пружинен пръстен на вала; 9 - дистанционна втулка; 10 -основа; 11 - прорезен съединител.

Модулни ESP

За създаване на сондажни центробежни помпи с високо налягане, в помпата трябва да се монтират много степени (до 550). В същото време те не могат да бъдат поставени в един корпус, тъй като дължината на такава помпа (15–20 m) затруднява транспортирането, инсталирането на кладенец и производството на корпуса.

Помпите за високо налягане са съставени от няколко секции. Дължината на тялото във всяка секция е не повече от 6 м. Частите на тялото на отделни секции са свързани с фланци с болтове или шпилки, а валовете са свързани чрез шлицови съединители. Всяка секция на помпата има горен аксиален лагер на вала, вал, радиални лагери на вала, стъпала. Само долната част има приемна решетка. Риболовна глава - само горната част на помпата. Секциите на помпите за високо налягане могат да бъдат по-къси от 6 m (обикновено 3,4 и 5 m дължина на корпуса на помпата), в зависимост от броя на степените, които трябва да бъдат поставени в тях.

Помпата се състои от входящ модул (фиг. 6.4), секционен модул (модули-секции) (фиг. 6.3), главен модул (фиг. 6.3), възвратен клапан и обезвъздушителен клапан.

Допуска се намаляване на броя на модулите-секции в помпата, съответно завършване на потопяемия агрегат с двигател с необходимата мощност.

Връзките на модулите помежду си и входния модул с двигателя са фланцови. Връзките (с изключение на свързването на входния модул с двигателя и входния модул с газосепаратора) са уплътнени с гумени пръстени. Валовете на модулите-секции са свързани един с друг, модул-секциите са свързани към вала на входния модул, валът на входния модул е ​​свързан към вала на хидравличната защита на двигателя с помощта на шлицови съединители.

Валовете на модулите-секции на всички групи помпи с еднакви дължини на корпуса 3,4 и 5 m са унифицирани. За предпазване на кабела от повреда по време на двупосочни операции, подвижните стоманени ребра са разположени в основата на модулната секция и модулната глава. Конструкцията на помпата позволява използването на помпения газоотделителен модул, който се монтира между входящия модул и секционния модул, без допълнително демонтаж.

Техническите характеристики на някои стандартни размери на ESP за производство на масло, произведени от руски компании по спецификации, са представени в таблица 6.1 и фиг. 6.6.

Обхватът на центробежните помпи в производството на нефт е доста голям: при дебит 40-1000 m 3 /ден; за глави 740-1800 и (за битови помпи). Тези помпи са най-ефективни при работа в кладенци с висок дебит. Въпреки това, има ограничения за ESP, дължащи се на условия на кладенеца, като висок GOR, висок вискозитет, високо съдържание на механични примеси и др.

Създаването на помпи и електродвигатели в модулен дизайн дава възможност за по-точен избор на ESP спрямо характеристиките на кладенеца по отношение на дебита и наляганията. Всички тези фактори, като се има предвид икономическата осъществимост, трябва да се вземат предвид при избора на методи за експлоатация на кладенци.

Потопяемите помпени агрегати се спускат в кладенеца на тръби със следните диаметри: 60 mm при дебит Q № до 150 m 3 /ден, 73 mm при 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /ден Проектните характеристики на ESP са дадени за вода, а за специфични течности (масло) те се рафинират с помощта на коефициенти на корелация. Препоръчително е да изберете помпа според дебита и наляганията в областта на най-високата ефективност на минималната необходима мощност. ESP уредите могат да работят с течности, съдържащи до 1,25 g/l H, S, докато конвенционалните устройства могат да работят с течности, съдържащи до 0,01 g/l H:S.

Конвенционалните помпи се препоръчват за кладенци със съдържание на механични примеси в изпомпваната течност до 0,1 g/l; помпи с повишена износоустойчивост - за кладенци със съдържание в изпомпваната течност над 0,1 g/l, но не повече от 0,5 g/l механични примеси; помпи с повишена устойчивост на корозия - за кладенци със съдържание на сероводород до 1,25 g l и pH 6,0-8,5.

Мембранните сондажни помпени агрегати се използват за избор на агресивни резервоарни течности или течности със значително съдържание на механични примеси (пясък). Те са електрически задвижвани обемни помпи.

Блокът ESP включва потопяем електрически помпен блок, който комбинира електродвигател с хидравлична защита и помпа; кабелна линия, спусната в кладенеца на повдигащи тръби; оборудване за уста тип OUEN 140-65 или коледни елхи. AFK1E-65x14; контролна станция и трансформатор, които са монтирани на разстояние 20-30 и от кладенеца. Захранването на двигателя се подава чрез кабелна линия. Кабелът е прикрепен към помпата и тръбата с метални ремъци. Над помпата са монтирани възвратни и изпускателни клапани. Изпомпаната течност от кладенеца излиза на повърхността през тръбната колона. Потопяемата електрическа помпа, електродвигателят и хидравличната защита са свързани помежду си чрез фланци и шпилки. Валовете на помпата, двигателя и протектора имат шлица в краищата и са свързани чрез шлицови съединители.

Критерий за приложимост на ESP:

• 1 Промишлеността произвежда помпи за извличане на течности от 1000 m3 на ден при напор 900 m
• 2 Съдържание на сероводород в извлечените продукти - до 0,01
• 3 Минимално съдържание на произведена вода до 99%
• 4 Съдържание на механични примеси до 0,5
• 5 Съдържание на свободен газ не повече от 25%

Интерпретацията на символите на инсталациите е дадена на примера на U2ETsNI6-350-1100.

U - монтаж; 2 (1) - номер на модификацията;

E - задвижван от потопяем двигател;

C - центробежен;

H - помпа;

И - повишена устойчивост на износване (K - повишена устойчивост на корозия);

• 6 (5; 5А) - монтажна група;
• 350 - захранване на помпата в оптимален режим за вода в m 3 / ден;
• 1100 - налягане, развивано от помпата в метри воден стълб.

Монтажът на потопяема центробежна помпа включва потопяемо и повърхностно оборудване. Потопяемото оборудване включва: електрическа помпа, която се спуска в кладенеца под нивото на течността върху тръбната колона (тръбна тръба). Електрическият помпен агрегат се състои от: електродвигател с хидравлична защита, газов сепаратор, центробежна помпа, както и възвратни и изпускателни клапани. Повърхностното оборудване включва: електрическо оборудване на инсталацията и оборудване на кладенеца (накрайник на колона и арматура на кладенец, свързани с поточна линия). Електрическото оборудване, в зависимост от текущата схема на захранване, включва или цялостна трансформаторна подстанция за потопяеми помпи (KTPPN), или трансформаторна подстанция (TP), контролна станция и трансформатор. Електричеството се захранва от трансформатора към потопяемия двигател чрез кабелна линия, която се състои от заземяващ кабел и главен кабел с удължител. Свързването на заземителния кабел с главния кабел на кабелната линия се извършва в клемна кутия, която е монтирана на разстояние 3-5 метра от кладенеца.

Резюме (руски) Резюме (английски) ВЪВЕДЕНИЕ 1. АНАЛИЗ НА СЪЩЕСТВУВАЩИ СХЕМИ И ДИЗАЙНИ. 1.1 Предназначение и технически данни на ESP 1.1.1 Историческа справка за развитието на метода на добив. 1.1.2 Състав и пълнота на ESP. 1.1.3 Технически характеристики на SEM. 1.1.4 Основни технически данни на кабела. 1.2. Кратък преглед на битови схеми и инсталации. 1.2.1 Обща информация. 1.2.2 Потопяема центробежна помпа. 1.2.3 Потопяеми двигатели. 1.2.4 Хидрозащита на електродвигателя. 1.3 Кратък преглед на чужди схеми и инсталации. 1.4. Анализ на работата на ESP. 1.4.1 Анализ на запаса от кладенци. 1.4.2 Анализ на фонд ESP. 1.4.3 При подаване. 1.4.4 Чрез налягане. 1.5 Кратко описание на кладенците. 1.6 Анализ на неизправност на ESP. 1.7.Анализ на аварийността на фонд ESP.2.ПАТЕНТНО ПРОУЧВАНЕ. 2.1 Патентно изследване. 2.2 Обосновка на избрания прототип. 2.3 Същност на модернизацията. 3. ЧАСТ ЗА ИЗЧИСЛЕНИЕ. 3.1. Изчисляване на етапа на ESP. 3.1.1. Изчисляване на работното колело. 3.1.2. Изчисляване на направляващия апарат. 3.2 Изчисление за проверка на връзката с ключ. 3.3 Изчисление за проверка на шлицова връзка. 3.4 Изчисляване на ESP вала. 3.5 Изчисляване на якостта 3.5.1 Изчисляване на якостта на корпуса на помпата. 3.5.2 Изчисляване на якостта на винтовете на предпазния съединител. 3.5.3 Изчисление на якост на полуприкачника 4. ИКОНОМИЧЕСКИ ЕФЕКТ ОТ 5. БЕЗОПАСНОСТ И ЕКОЛОГИЧНА СРЕДА НА ПРОЕКТА. Приложение 18. Приложение 29. Приложение 310. Приложение 411. Приложение 5.

ВЪВЕДЕНИЕ

ESP са предназначени за изпомпване на флуид от нефтени кладенци и се използват за увеличаване на изтеглянето на течност. Единиците принадлежат към продуктова група II, тип I съгласно GOST 27.003-83.

Климатична версия на потопяемо оборудване - 5, наземно електрическо оборудване - I GOST 15150-69.

За надеждна работа на помпата е необходим правилният й избор за даден кладенец. По време на работа на кладенеца параметрите на борда, зоната на образуване на дъното, свойствата на изтегления флуид постоянно се променят: водно съдържание, количество асоцииран газ, количество механични примеси и в резултат на това има няма допълнително изтегляне на течността или помпата работи на празен ход, което намалява периода на основен ремонт на помпата. В момента се набляга на по-надеждно оборудване за увеличаване на периода на основен ремонт и в резултат на това намаляване на разходите за повдигане на течността. Това може да се постигне чрез използване на центробежни ESP вместо SCH, тъй като центробежните помпи имат дълъг период на основен ремонт.

Устройството ESP може да се използва за изпомпване на течности, съдържащи газ, пясък и корозивни елементи.

1. АНАЛИЗ НА СЪЩЕСТВУВАЩИ СХЕМИ И ПРОЕКТИ.

1.1 Предназначение и технически данни на ESP.

Инсталациите на потопяеми центробежни помпи са предназначени за изпомпване на нефтени кладенци, включително наклонени резервоарни течности, съдържащи нефт, вода и газ и механични примеси. В зависимост от броя на различните компоненти, съдържащи се в изпомпваната течност, помпите на инсталациите са стандартни и с повишена устойчивост на корозия и износване. По време на работа на ESP, където концентрацията на механични примеси в изпомпваната течност надвишава допустимите 0,1 грама литър, възниква запушване на помпите, интензивно износване на работните възли. В резултат на това вибрациите се увеличават, водата попада в SEM през механичните уплътнения, двигателят се прегрява, което води до повреда на ESP.

Конвенционално обозначение на инсталациите:

ESP K 5-180-1200, U 2 ESP I 6-350-1100,

Където U - монтаж, 2 - втора модификация, E - задвижван от потопяем електродвигател, C - центробежен, N - помпа, K - повишена устойчивост на корозия, I - повишена устойчивост на износване, M - модулен дизайн, 6 - групи помпи, 180, 350 - захранване msut, 1200, 1100 - глава, m.w.st.

В зависимост от диаметъра на производствената колона, максималния напречен размер на потопяемия блок, се използват ESP от различни групи - 5,5 и 6. Монтаж на група 5 с напречен диаметър най-малко 121,7 mm. Инсталации от група 5 а с напречен размер 124 mm - в кладенци с вътрешен диаметър най-малко 148,3 mm. Помпите също са разделени на три условни групи - 5,5 а, 6. Диаметрите на корпусите от група 5 са ​​92 мм, групи 5 а са 103 мм, групи 6 са 114 мм. Техническите характеристики на помпите ETsNM и ETsNMK са дадени в Приложение 1.

1.1.1.Историческа информация заразработване на метода за извличане.

Развитието на безпрътовите помпи у нас започва още преди революцията. Когато A.S. Артюнов заедно с В.К. Домов разработи сондажен агрегат, в който центробежна помпа се задвижва от потопяем електродвигател. Съветските инженери, започвайки през 20-те години на миналия век, предлагат разработването на бутални помпи с бутален пневматичен двигател. Една от първите такива помпи е разработена от M.I. Марцишевски.

Разработката на сондажна помпа с въздушен двигател беше продължена в Азинмаш от В. И. Документов. центробежни помпи с електрическо задвижване са разработени в предвоенния период от A.A. Богданов, A.V. Крилов, L.I. Навигатор. Промишлени образци на центробежни помпи с електрическо задвижване са разработени в специално конструкторско бюро за помпи без прът. Тази организация извършва цялата работа по сондажни помпи без прът, включително винтови, диафрагмени и др.

Нефтената и газовата индустрия, с откриването на нови находища, се нуждаеше от помпи за извличане на големи количества течност от кладенеца. Естествено, най-рационалната лопаткова помпа, пригодена за големи потоци. От лопатковите помпи широко разпространени са помпите с центробежни работни колела, тъй като те дават голям напор за дадени потоци на течности и размери на помпата. Широкото използване на центробежни помпи с електрическо задвижване се дължи на много фактори. С голямо изтегляне на течности от кладенеца, ESP агрегатите са най-икономичните и най-малко трудоемките за поддръжка, в сравнение с производството на компресор и повдигането на течности от други видове помпи. При големи потоци енергийните разходи на инсталацията са относително малки. Поддръжката на ESP модулите е проста, тъй като на повърхността са разположени само контролна станция и трансформатор, които не изискват постоянна поддръжка.

Монтажът на ESP оборудване е лесен, тъй като контролната станция и трансформаторът не се нуждаят от основи. Тези два модула на ESP инсталацията обикновено се поставят в осветена кабина.

1.1.2 Състав и пълнота на ESP

Блокът ESP се състои от потопяем помпен блок (електрически двигател с хидравлична защита и помпа), кабелна линия (кръг плосък кабел с кабелна втулка), тръбна колона, оборудване на кладенец и наземно електрическо оборудване: трансформатор и контролна станция (цялостно устройство) (виж Фигура 1.1.). Трансформаторната подстанция преобразува напрежението на полевата мрежа с неоптимална стойност на клемите на електродвигателя, като се вземат предвид загубите на напрежение в кабела. Контролната станция осигурява контрол на работата на помпените агрегати и тяхната защита при оптимални условия.

Потопяем помпен агрегат, състоящ се от помпа и електродвигател с хидравлична защита и компенсатор, се спуска в кладенеца по тръбата. Кабелната линия осигурява захранване на електродвигателя. Кабелът е прикрепен към тръбата с метални колела. Кабелът е плосък по дължината на помпата и протектора, прикрепен към тях с метални колела и защитен от повреда с кожуси и скоби. Над помпените секции са монтирани възвратни и изпускателни клапани. Помпата изпомпва течност от кладенеца и я доставя на повърхността през тръбната колона (виж Фигура 1.2.)

Оборудването на кладенеца осигурява окачване на фланеца на обсадната колона на тръбната колона с електрическа помпа и кабел, уплътняване на тръби и кабел, както и отвеждане на произведената течност към изходния тръбопровод.

Потопяема, центробежна, секционна, многостепенна помпа не се различава по принцип от конвенционалните центробежни помпи.

Разликата му е, че е секционен, многостепенен, с малък диаметър на работните стъпала - работни колела и направляващи лопатки. Потопяемите помпи, произведени за нефтената промишленост, съдържат от 1300 до 415 степени.

Секциите на помпата, свързани чрез фланцови връзки, са метален корпус. Изработена от стоманена тръба с дължина 5500 мм. Дължината на помпата се определя от броя на работните етапи, чийто брой от своя страна се определя от основните параметри на помпата. - доставка и натиск. Дебитът и главата на стъпалата зависят от напречното сечение и конструкцията на пътя на потока (лопатките), както и от скоростта на въртене. В корпуса на помпените секции е вмъкнат пакет от степени, който представлява съвкупност от работни колела и направляващи лопатки на вала.

Работните колела са монтирани на вал върху перо шпонка в ходово състояние и могат да се движат в аксиална посока. Направляващите лопатки са обезопасени срещу въртене в корпуса на нипела, разположен в горната част на помпата. Отдолу основата на помпата се завинтва в корпуса с входни отвори и филтър, през който течността от кладенеца влиза в първия етап на помпата.

Горният край на вала на помпата се върти в лагерите на пълнежа и завършва със специална пета, която поема натоварването на вала и теглото му през пружинния пръстен. Радиалните сили в помпата се възприемат от плъзгащи лагери, монтирани в основата на нипела и на вала на помпата.