Od čega se sastoji ecn? Ugradnja električne centrifugalne pumpe (uetsn)

ESP shema

ESP - ugradnja električne potopne pumpe, u engleskoj verziji - ESP (električna potopna pumpa). Po broju bušotina u kojima takve crpke rade, one su inferiorne u odnosu na SRP jedinice, ali s druge strane, u pogledu količine nafte proizvedene uz njihovu pomoć, ESP-ovi su bez premca. Oko 80% sve nafte u Rusiji proizvodi se uz pomoć ESP-a.

Općenito, ESP je obična pumpna jedinica, samo tanka i duga. I zna raditi u okruženju koje se odlikuje agresivnošću prema mehanizmima prisutnim u njemu. Sastoji se od potopne pumpne jedinice (elektromotor s hidrauličkom zaštitom + pumpa), kabelskog voda, cjevovoda, opreme na ušću bušotine i površinske opreme (transformator i upravljačka stanica).

Glavne komponente ESP-a:

ESP (električna centrifugalna pumpa)- ključni element instalacije, koji zapravo podiže tekućinu iz bušotine na površinu. Sastoji se od sekcija, koje se sastoje od stupnjeva (vodiča) i velikog broja impelera sastavljenih na osovinu i zatvorenih u čelično kućište (cijev). Glavne karakteristike ESP-a su protok i visina, pa su ti parametri prisutni u nazivu svake crpke. Na primjer, ESP-60-1200 pumpa 60 m 3 /dan tekućine s glavom od 1200 metara.

SEM (potopni električni motor) je drugi najvažniji element. To je asinkroni elektromotor napunjen posebnim uljem.

Zaštitnik (ili hidroizolacija)- element koji se nalazi između elektromotora i pumpe. Odvaja elektromotor napunjen uljem od pumpe napunjene tekućinom u rezervoaru i istovremeno prenosi rotaciju s motora na pumpu.

Kabel, preko kojeg se električna energija dovodi do potopljenog motora. Kabel je blindiran. Na površini i dubini spuštanja pumpe je kružnog presjeka (KRBK), a u području potopne jedinice uz pumpu i hidrauličku zaštitu je ravna (KPBK).

Dodatna oprema:

separator plina- koristi se za smanjenje količine plina na ulazu u pumpu. Ako nema potrebe za smanjenjem količine plina, tada se koristi jednostavan ulazni modul kroz koji tekućina bušotine ulazi u pumpu.

TMS– termomanometrijski sustav. Termometar i mjerač tlaka spojeni u jedno. Daje nam podatke o temperaturi i tlaku medija u kojem radi ESP koji se spušta u bušotinu.

Cijela se ova instalacija montira izravno kada se spusti u bunar. Sastavlja se uzastopno odozdo prema gore, ne zaboravljajući na kabel, koji je pričvršćen na samu instalaciju i na cijev, na kojoj sve visi, posebnim metalnim remenima. Na površini se kabel dovodi do pojačanog transformatora (TMPN) i kontrolne stanice instalirane u blizini klastera.

Osim već navedenih jedinica, u cijevni niz iznad električne centrifugalne crpke ugrađeni su kontrolni i odvodni ventili.

provjeriti ventil(KOSH - kontrolni kuglasti ventil) se koristi za punjenje cijevi tekućinom prije pokretanja crpke. Ne dopušta da tekućina iscuri prema dolje kada se pumpa zaustavi. Tijekom rada crpke, nepovratni ventil je u otvorenom položaju zbog pritiska odozdo.

Montira se iznad nepovratnog ventila odvodni ventil (KS), koji se koristi za drenažu tekućine iz cijevi prije izvlačenja pumpe iz bušotine.

Električne centrifugalne potopne pumpe imaju značajne prednosti u odnosu na duboke štapne pumpe:

• Jednostavnost zemaljske opreme;
• Mogućnost crpljenja tekućine iz bušotina do 15000 m 3 /dan;
• Mogućnost korištenja u bušotinama s dubinom većom od 3000 metara;
• Visoko (od 500 dana do 2-3 godine ili više) razdoblje remonta rada ESP-a;
• Mogućnost provođenja istraživanja u bušotinama bez podizanja crpne opreme;
• Manje dugotrajne metode za uklanjanje voska sa zidova cijevi.

Električne centrifugalne potopne crpke mogu se koristiti u dubokim i nagnutim naftnim bušotinama (pa čak iu horizontalnim), u bušotinama s jakom vodom, u bušotinama s jod-bromidnim vodama, s visokim salinitetom formacijskih voda, za dizanje otopina soli i kiselina. Osim toga, razvijene su i proizvode se električne centrifugalne crpke za istovremeni odvojeni rad više horizonta u jednoj bušotini s cijevima od 146 mm i 168 mm. Ponekad se električne centrifugalne pumpe također koriste za pumpanje slane vode iz formacije u rezervoar nafte kako bi se održao tlak u ležištu.

Opseg ESP-a su visokoprotočne poplavljene, duboke i nagnute bušotine s protokom od 10 ¸ 1300 m3/dan i visinom dizanja 500 ¸ 2000 m. Remont ESP-a je do 320 dana i više.

Jedinice modularnih potopnih centrifugalnih crpki tipa UETsNM i UETsNMK dizajnirane su za pumpanje naftnih bušotina koje sadrže naftu, vodu, plin i mehaničke nečistoće. Jedinice tipa UETsNM imaju konvencionalni dizajn, dok su jedinice tipa UETsNMK otporne na koroziju.

Instalacija (slika 24) sastoji se od potopne crpne jedinice, kabelskog voda spuštenog u bušotinu na cijevima i zemaljske električne opreme (transformatorska podstanica).

Potopna crpna jedinica uključuje motor (elektromotor s hidrauličkom zaštitom) i pumpu, iznad koje je ugrađen kontrolni i ispusni ventil.

Ovisno o maksimalnoj poprečnoj dimenziji potopne jedinice, instalacije su podijeljene u tri uvjetne skupine - 5; 5A i 6:

· instalacije skupine 5 s poprečnim dimenzijama 112 mm koriste se u bušotinama s obložnim nizom s unutarnjim promjerom od najmanje 121,7 mm;

· instalacije skupine 5A poprečne dimenzije 124 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 130 mm;

· instalacije grupe 6 poprečne dimenzije 140,5 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 148,3 mm.

Uvjeti primjene ESP-a za pumpane medije: tekućina s udjelom mehaničkih nečistoća ne većim od 0,5 g/l, slobodni plin na ulazu u pumpu ne više od 25%; sumporovodik ne više od 1,25 g/l; vode ne više od 99%; pH vrijednost (pH) formacijske vode je unutar 6 ¸ 8,5. Temperatura u području lokacije elektromotora nije veća od + 90 ˚S (posebna verzija otporna na toplinu do + 140 ˚S).

Primjer koda za instalacije - UETsNMK5-125-1300 znači: UETsNMK - ugradnja električne centrifugalne crpke modularne konstrukcije otporne na koroziju; 5 - pumpna grupa; 125 - opskrba, m3/dan; 1300 - razvijeni tlak, m vode. Umjetnost.

Slika 24 - Ugradnja potopne centrifugalne pumpe

1 - oprema na ušću bušotine; 2 - udaljena točka povezivanja; 3 - transformatorska kompleksna trafostanica; 4 - odvodni ventil; 5 - Provjeriti ventil; 6 - modul za glavu; 7 - kabel; 8 - modul-presjek; 9 - modul separatora plina pumpe; 10 - početni modul; 11 - zaštitnik; 12 - električni motor; 13 - termomanometrijski sustav.

Slika 24 prikazuje dijagram ugradnje potopnih centrifugalnih crpki u modularnom dizajnu, koji predstavlja novu generaciju opreme ove vrste, koja vam omogućuje individualni odabir optimalnog rasporeda instalacije za bunare u skladu s njihovim parametrima od malog broja izmjenjivih modula. ", Moskva) osiguravaju optimalan odabir crpke za bušotinu, što se postiže prisutnošću velikog broja glava za svaku opskrbu. Razmak glave jedinica kreće se od 50 ¸ 100 do 200 ¸ 250 m, ovisno o opskrbi, u intervalima navedenim u tablici 6. osnovnih podataka instalacija.

Komercijalno proizvedeni ESP-ovi imaju duljinu od 15,5 do 39,2 m i težinu od 626 do 2541 kg, ovisno o broju modula (sekcija) i njihovim parametrima.

U modernim instalacijama mogu se uključiti od 2 do 4 modula-sekcije. Paket stepenica umetnut je u kućište odjeljka, koje su impeleri i vodeće lopatice sastavljene na osovini. Broj stupnjeva kreće se od 152 ¸ 393. Ulazni modul predstavlja bazu crpke s usisnim otvorima i mrežastim filterom kroz koji tekućina iz bušotine ulazi u pumpu. Na vrhu pumpe je ribarska glava s nepovratnim ventilom, na koju je pričvršćena cijev.

Tablica 6

Naziv instalacija	Minimalni (unutarnji) promjer proizvodnog niza, mm	Poprečna dimenzija instalacije, mm	Dobava m3/dan		Snaga motora, kW	Tip separatora plina
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 ili 148.3	137 ili 140.5
UETsNM6-1000

Crpka (ETsNM) - potopna centrifugalna modularna višestupanjska vertikalna izvedba.

Crpke su također podijeljene u tri uvjetne skupine - 5; 5A i 6. Promjeri kućišta grupe 5 ¸ 92 mm, grupe 5A - 103 mm, grupe 6 - 114 mm.

Modul dijela crpke (slika 25) sastoji se od kućišta 1 , osovina 2 , paketi stepenica (propeleri - 3 i vodilice - 4 ), gornji ležaj 5 , donji ležaj 6 , gornji aksijalni oslonac 7 , glave 8 , osnova 9 , dva ruba 10 (služe za zaštitu kabela od mehaničkih oštećenja) i gumeni prstenovi 11 , 12 , 13 .

Propeleri se slobodno kreću duž osovine u aksijalnom smjeru i ograničeni su u kretanju donjom i gornjom vodećom lopaticom. Aksijalna sila s impelera prenosi se na donji tekstolitni prsten, a zatim na rame vodeće lopatice. Djelomično se aksijalna sila prenosi na osovinu zbog trenja kotača o osovinu ili lijepljenja kotača za osovinu zbog taloženja soli u zazoru ili korozije metala. Zakretni moment se prenosi s osovine na kotače pomoću mjedenog ključa (L62), koji je uključen u utor rotora. Ključ se nalazi duž cijele duljine sklopa kotača i sastoji se od segmenata duljine 400 - 1000 mm.

Slika 25 - Pumpa modulskog presjeka

1 - okvir; 2 - osovina; 3 - radni kotač; 4 - uređaji za vođenje; 5 - gornji ležaj; 6 - donji ležaj; 7 - aksijalni gornji oslonac; 8 - glava; 9 - baza; 10 - rub; 11 , 12 , 13 - gumeni prstenovi.

Vodiće lopatice su međusobno zglobljene duž rubnih dijelova, u donjem dijelu kućišta sve se oslanjaju na donji ležaj 6 (slika 25) i bazu 9 , a odozgo kroz kućište gornjeg ležaja su stegnuti u kućište.

Radno kolo i vodeće lopatice standardnih crpki izrađene su od modificiranog sivog lijevanog željeza i poliamida modificiranog zračenjem, a crpke otporne na koroziju izrađene su od modificiranog lijevanog željeza TsN16D71KhSh tipa "niresist".

Osovine modula sekcija i ulaznih modula za konvencionalne pumpe izrađene su od kombiniranog čelika visoke čvrstoće otpornog na koroziju OZKh14N7V i na kraju imaju oznaku "NZh". "M".

Osovine modula-presjeka svih skupina crpki, iste duljine kućišta od 3, 4 i 5 m, su objedinjene.

Osovine sekcijskih modula su međusobno spojene, sekcijski modul s osovinom ulaznog modula (ili osovinom separatora plina), osovina ulaznog modula s osovinom hidrozaštite motora spojena je pomoću klinastih spojnica.

Spoj modula međusobno i ulaznog modula s motorom je prirubnički. Brtvljenje priključaka (osim spoja ulaznog modula s motorom i ulaznog modula s separatorom plina) vrši se gumenim prstenovima.

Za ispumpavanje formacijskog fluida koji sadrži više od 25% (do 55%) slobodnog plina na mreži ulaznog modula pumpe, na crpku je spojen pumpni modul - separator plina (slika 26).

Slika 26 - Odvajač plina

1 - glava; 2 - prevoditelj; 3 - separator; 4 - okvir; 5 - osovina; 6 - Rešetka; 7 - uređaj za vođenje; 8 - Radni kotač; 9 - svrdlo; 10 - ležaj; 11 - baza.

Između ulaznog modula i modula sekcije ugrađen je separator plina. Najučinkovitiji su separatori plina centrifugalnog tipa, kod kojih se faze razdvajaju u polju centrifugalnih sila. U tom slučaju tekućina se koncentrira u perifernom dijelu, a plin se koncentrira u središnjem dijelu plinskog separatora i izbacuje se u prstenasti prostor. Separatori plina serije MNG imaju granični protok od 250 ¸ 500 m3/dan, faktor odvajanja od 90 % i težinu od 26 do 42 kg.

Motor potopne crpne jedinice sastoji se od elektromotora i hidrauličke zaštite. Električni motori (slika 27) su potopni trofazni kavezni bipolarni kavez punjeni uljem konvencionalne i otporne na koroziju verzije unificirane PED serije i u uobičajenoj verziji modernizacije PED serije L. Hidrostatički tlak u radnom području nije više od 20 MPa. Nazivna snaga od 16 do 360 kW, nazivni napon 530 ¸ 2300 V, nazivna struja 26 ¸ 122,5 A.

Slika 27 - Elektromotor serije PEDU

1 - spojnica; 2 - poklopac; 3 - glava; 4 - potpetica; 5 - aksijalno ležište; 6 - poklopac ulaza za kabel; 7 - pluta; 8 - blok za ulaz kabela; 9 - rotor; 10 - stator; 11 - filtar; 12 - baza.

Hidrozaštita (Slika 28) SEM motora je dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u unutarnju šupljinu elektromotora, da nadoknadi promjene u volumenu ulja u unutarnjoj šupljini zbog temperature elektromotora i da prenese moment od osovine elektromotora do osovine pumpe.

Slika 28 - Hidrozaštita

a- otvorenog tipa; b- zatvorenog tipa

ALI- gornja komora; B- dolje Cam; 1 - glava; 2 - mehanička brtva; 3 - gornja bradavica; 4 - okvir; 5 - srednja bradavica; 6 - osovina; 7 - donja bradavica; 8 - baza; 9 - spojna cijev; 10 - otvor blende.

Hidrozaštita se sastoji ili od jednog štitnika, ili od štitnika i kompenzatora. Postoje tri verzije hidrozaštite.

Prvi se sastoji od zaštitnika P92, PK92 i P114 (otvoreni tip) iz dvije komore. Gornja komora je ispunjena teškom zaštitnom tekućinom (gustoće do 2 g/cm3, ne miješa se s formacijskim fluidom i uljem), donja komora je ispunjena MA-SED uljem, što je isto kao i šupljina elektromotora . Komore su povezane cijevi. Promjene volumena tekućeg dielektrika u motoru kompenziraju se prijenosom zaštitne tekućine u hidrauličkoj zaštiti iz jedne komore u drugu.

Drugi se sastoji od zaštitnika P92D, PK92D i P114D (zatvorenog tipa), u kojima se koriste gumene dijafragme, čija elastičnost kompenzira promjenu volumena tekućeg dielektrika u motoru.

Treća - hidraulička zaštita 1G51M i 1G62 sastoji se od štitnika postavljenog iznad elektromotora i kompenzatora pričvršćenog na dnu elektromotora. Sustav mehaničke brtve osigurava zaštitu od prodora formacijske tekućine duž osovine u elektromotor. Prijenosna snaga hidrauličke zaštite 125 ¸ 250 kW, težina 53 ¸ 59 kg.

Termomanometrijski sustav TMS-3 dizajniran je za automatsku kontrolu rada potopne centrifugalne crpke i njezinu zaštitu od abnormalnih načina rada (pri smanjenom tlaku na ulazu crpke i povišenoj temperaturi potopnog motora) tijekom rada bušotine. Postoje podzemni i prizemni dijelovi. Kontrolirano područje tlaka od 0 do 20 MPa. Raspon radne temperature od 25 do 105 ˚S.

Ukupna težina je 10,2 kg (vidi sliku 24).

Kabelski vod je kabelski sklop namotan na kabelski bubanj.

Sklop kabela sastoji se od glavnog kabela - okruglog PKBK (kabel, polietilenska izolacija, oklopni, okrugli) ili ravnog - KPBP (slika 29), ravnog kabela koji je pričvršćen na njega čahurom za ulaz za kabel (produžni kabel s navlakom).

Slika 29 - Kabeli

a- okrugli; b- ravan; 1 - živio; 2 - izolacija; 3 - školjka; 4 - jastuk; 5 - oklop.

Kabel se sastoji od tri jezgre, od kojih svaka ima izolacijski sloj i plašt; jastuci od gumirane tkanine i oklopa. Tri izolirana vodiča okruglog kabela su uvijena duž zavojne linije, a vodiči ravnog kabela položeni su paralelno u jednom redu.

KFSB kabel s PTFE izolacijom dizajniran je za rad na temperaturama okoline do + 160 ˚S.

Kabelski sklop ima objedinjenu kabelsku uvodnicu K38 (K46) okruglog tipa. U metalnom kućištu spojnice, izolirane jezgre ravnog kabela hermetički su zatvorene gumenom brtvom.

Na vodljive žice pričvršćene su utičnice.

Okrugli kabel ima promjer od 25 do 44 mm. Veličina ravnog kabela od 10,1x25,7 do 19,7x52,3 mm. Nazivna građevinska dužina 850, 1000 ¸ 1800 m.

Kompletni uređaji tipa ShGS5805 omogućavaju uključivanje i isključivanje potopnih motora, daljinsko upravljanje iz kontrolne sobe i programsko upravljanje, rad u ručnom i automatskom načinu rada, gašenje u slučaju preopterećenja i odstupanja mrežnog napona iznad 10% ili ispod 15% regulacije nazivne, strujne i naponske, kao i vanjske svjetlosne signalizacije isključenja u nuždi (uključujući i s ugrađenim termometričkim sustavom).

Integrirana transformatorska podstanica za potopljene crpke - KTPPN je dizajnirana za opskrbu električnom energijom i zaštitu elektromotora potopljenih crpki iz pojedinačnih bunara kapaciteta 16 ¸ 125 kW uključujući. Nazivni visoki napon 6 ili 10 kV, srednjenaponske regulacijske granice od 1208 do 444 V (transformator TMPN100) i od 2406 do 1652 V (TMPN160). Težina s transformatorom 2705 kg.

Kompletna transformatorska stanica KTPPNKS namijenjena je za napajanje, upravljanje i zaštitu četiri centrifugalne električne crpke s elektromotorima 16 ¸ 125 kW za proizvodnju nafte u bušotinskim klasterima, napajanje do četiri elektromotora crpnih agregata i mobilnih pantografa tijekom popravnih radova . KTPPNKS je dizajniran za upotrebu u uvjetima krajnjeg sjevera i zapadnog Sibira.

Isporuka instalacije uključuje: pumpu, kabelski sklop, motor, transformator, kompletnu transformatorsku stanicu, kompletan uređaj, separator plina i set alata.

ESP postrojenje je složen tehnički sustav i, unatoč dobro poznatom principu rada centrifugalne crpke, kombinacija je elemenata koji su originalnog dizajna. Shematski dijagram ESP-a prikazan je na sl. 6.1. Instalacija se sastoji od dva dijela: zemljanog i potopljenog. Uzemni dio uključuje autotransformator 1; kontrolna stanica 2; ponekad kabelski bubanj 3 i oprema na glavi bušotine 4. Potopljeni dio uključuje cijevni niz 5, na kojem se potopna jedinica spušta u bušotinu; oklopni trožilni električni kabel 6, preko kojeg se napon napajanja dovodi do potopnog elektromotora i koji je posebnim stezaljkama 7 pričvršćen na cijevni niz.

Potopna jedinica sastoji se od višestupanjske centrifugalne pumpe 8 opremljene usisnim zaslonom 9 i nepovratnim ventilom 10. Potopna jedinica uključuje ispusni ventil 11 kroz koji se tekućina ispušta iz cijevi kada se jedinica podigne. U donjem dijelu pumpa je spojena s hidrauličkom zaštitnom jedinicom (protektorom) 12, koja je pak spojena s potopnim motorom 13. U donjem dijelu motor 13 ima kompenzator 14.

Tekućina ulazi u pumpu kroz mrežicu koja se nalazi u njenom donjem dijelu. Mrežica osigurava filtraciju formacijske tekućine. Crpka opskrbljuje tekućinu iz bušotine do cijevi.

ESP jedinice u Rusiji dizajnirane su za bušotine s cijevima promjera 127, 140, 146 i 168 mm. Dostupne su dvije veličine potopnih jedinica za cijevi od 146 i 168 mm. Jedna je dizajnirana za bušotine s najmanjim unutarnjim promjerom (prema GOST-u) kolone omotača. U ovom slučaju, ESP jedinica također ima manji promjer, a time i donje granične vrijednosti za radnu karakteristiku (tlak, protok, učinkovitost).

Riža. 6.1. Shematski dijagram ESP-a:

1 - autotransformator; 2 - kontrolna stanica; 3 - kabelski bubanj; 4 - oprema na ušću bušotine; 5 - cijev; 6 - oklopni električni kabel; 7 - kabelske stezaljke; 8 - potopna višestupanjska centrifugalna pumpa; 9 - prihvatna mreža crpke; 10 - nepovratni ventil; 11 - odvodni ventil; 12 - hidraulička zaštitna jedinica (zaštitnik); 13 - potopljeni motor; 14 - kompenzator

Svaka instalacija ima svoju šifru, na primjer, UETsN5A-500-800, u kojoj su prihvaćene sljedeće oznake: broj (ili broj i slovo) nakon ESP-a označava najmanji dopušteni unutarnji promjer niza kućišta u koji se nalazi može se spustiti, broj "4" odgovara promjeru od 112 mm, broj "5" odgovara 122 mm, "5A" - 130 mm, "6" - 144 mm i "6A" - 148 mm; drugi broj koda označava nazivni protok crpke (u m 3 / sU t), a treći - približnu visinu u m. Vrijednosti protoka i visine dane su za rad na vodi.

Posljednjih godina asortiman proizvedenih centrifugalnih crpnih instalacija značajno se proširio, što se očituje u šiframa proizvedene opreme. Dakle, jedinice ESP koje proizvodi ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) imaju veliko slovo "A" u šifri nakon natpisa "ESP", a jedinice Lebedjanskog mehaničkog pogona (JSC Lemaz, Lebedyan, Kursk Region) imaju veliko slovo slovo "L" ispred natpisa "UESP". Jedinice centrifugalnih crpki s dvonosivom izvedbom rotora, namijenjene odabiru spremnika tekućine s velikom količinom mehaničkih nečistoća, u svom kodu imaju "2" iza slova "L" i ispred natpisa ESP (za Lemaz crpke), slovo "D" iza natpisa "UETsN" (za crpke "JSC "Borets"), slovo "A" ispred brojke veličine instalacije (za crpke ALNAS). Inačica ESP otporna na koroziju označena je slovom "K" na kraju koda za ugradnju, verzija otporna na toplinu označena je slovom "T". Dizajn impelera s dodatnim vrtložnim lopaticama na stražnjem disku (Novomet, Perm) ima slovo VNNP u kodu pumpe.

6.3. Glavne komponente ESP instalacije, njihova namjena i karakteristike

Centrifugalne pumpe za nizbrdo

Centrifugalne pumpe za bušotine su višestupanjski strojevi. To je prvenstveno zbog niskih vrijednosti tlaka koje stvara jedan stupanj (propeler i vodeća lopatica). Zauzvrat, male vrijednosti tlaka jednog stupnja (od 3 do 6-7 m vodenog stupca) određene su malim vrijednostima vanjskog promjera impelera, ograničenog unutarnjim promjerom cijevi kućišta. i dimenzijama korištene opreme u bušotini - kabel, potopni motor itd.

Dizajn centrifugalne pumpe za bušotine može biti konvencionalni i otporan na habanje, kao i povećanu otpornost na koroziju. Promjeri i sastav pumpnih jedinica u osnovi su isti za sve verzije crpki.

Centrifugalna pumpa za ispuštanje u bušotini konvencionalnog dizajna dizajnirana je za izvlačenje tekućine iz bušotine s udjelom vode do 99%. Mehaničke nečistoće u dizanoj tekućini ne smiju biti veće od 0,01 mas% (ili 0,1 g / l), dok tvrdoća mehaničkih nečistoća ne smije biti veća od 5 bodova prema Mohsu; sumporovodik - ne više od 0,001%. Prema zahtjevima tehničkih uvjeta proizvođača, sadržaj slobodnog plina na ulazu crpke ne smije biti veći od 25%.

Centrifugalna crpka otporna na koroziju dizajnirana je za rad kada je sadržaj sumporovodika u pumpanoj formacijskoj tekućini do 0,125% (do 1,25 g/l). Dizajn otporan na habanje omogućuje ispumpavanje tekućina s mehaničkim nečistoćama do 0,5 g/l.

Koraci su postavljeni u provrt cilindričnog tijela svake sekcije. Jedan dio crpke može primiti od 39 do 200 koraka, ovisno o njihovoj visini ugradnje. Maksimalni broj stupnjeva u pumpama doseže 550 komada.

Riža. 6.2. Shema centrifugalne pumpe za bušotine:

1 - prsten sa segmentima; 2,3- glatke podloške; 4,5- podloške za amortizere; 6 - vrhunska podrška; 7 - donji oslonac; 8 - opružni prsten za oslonac osovine; 9 - daljinska čahura; 10 -baza; 11 - prorezna spojnica.

Modularni ESP-ovi

Za izradu visokotlačnih centrifugalnih pumpi za bušotine potrebno je u crpku ugraditi mnogo stupnjeva (do 550). Istodobno, ne mogu se smjestiti u jedno kućište, jer duljina takve crpke (15-20 m) otežava transport, ugradnju na bunar i izradu kućišta.

Visokotlačne pumpe se sastoje od nekoliko sekcija. Duljina tijela u svakoj sekciji nije veća od 6 m. Dijelovi karoserije pojedinih sekcija spojeni su prirubnicama s vijcima ili svornjacima, a osovine su spojene klinastim spojnicama. Svaki dio crpke ima gornji aksijalni ležaj osovine, osovinu, radijalne ležajeve vratila, stepenice. Samo donji dio ima prihvatnu rešetku. Ribolovna glava - samo gornji dio pumpe. Dijelovi visokotlačnih crpki mogu biti kraći od 6 m (obično 3,4 i 5 m duljine kućišta crpke), ovisno o broju stupnjeva koji se u njih postavljaju.

Crpka se sastoji od ulaznog modula (slika 6.4), modula sekcije (moduli-sekcije) (slika 6.3), modula glave (slika 6.3), nepovratnog ventila i ventila za odzračivanje.

Dopušteno je smanjiti broj modula-sekcija u crpki, odnosno dopuniti potopnu jedinicu motorom potrebne snage.

Spojevi modula između međusobno i ulaznog modula s motorom su prirubnički. Priključci (osim spoja ulaznog modula s motorom i ulaznog modula s separatorom plina) brtvljeni su gumenim prstenovima. Osovine modula-sekcija su međusobno spojene, modul-sekcije su spojene na osovinu ulaznog modula, osovina ulaznog modula je spojena na osovinu hidrauličke zaštite motora pomoću klinastih spojnica.

Osovine modula-presjeka svih skupina crpki, iste duljine kućišta od 3,4 i 5 m, su objedinjene. Za zaštitu kabela od oštećenja tijekom kružnih operacija, čelična rebra koja se mogu ukloniti nalaze se na bazama modula-sekcije i glave modula. Dizajn crpke omogućuje korištenje modula separatora plina pumpe, koji se ugrađuje između ulaznog modula i modula sekcije, bez dodatnog rastavljanja.

Tehničke karakteristike nekih standardnih veličina ESP-a za proizvodnju ulja, koje proizvode ruske tvrtke prema specifikacijama, prikazane su u tablici 6.1 i sl. 6.6.

Opseg centrifugalnih crpki u proizvodnji nafte je prilično velik: pri protoku od 40-1000 m 3 /dan; za glave 740-1800 i (za kućne pumpe). Ove su pumpe najučinkovitije kada rade u bušotinama s visokim protokom. Međutim, postoje ograničenja za ESP-ove zbog uvjeta bušotine, kao što su visoki GOR, visoka viskoznost, visok sadržaj mehaničkih nečistoća itd.

Izrada pumpi i elektromotora u modularnom dizajnu omogućuje precizniji odabir ESP-a prema karakteristikama bušotine u smislu protoka i tlakova. Sve ove čimbenike, uzimajući u obzir ekonomsku izvedivost, treba uzeti u obzir pri odabiru metoda za rad bušotina.

Potopne pumpne jedinice spuštaju se u bušotinu na cijevi sljedećih promjera: 60 mm pri protoku tekućine Q br. do 150 m 3 /dan, 73 mm na 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /dan Projektne karakteristike ESP-a dane su za vodu, a za specifične tekućine (ulje) rafiniraju se korištenjem koeficijenata korelacije. Preporučljivo je odabrati crpku prema brzinama protoka i tlakovima u području najveće učinkovitosti minimalne potrebne snage. ESP jedinice mogu raditi s tekućinama koje sadrže do 1,25 g/l H, S, dok konvencionalne jedinice mogu raditi s tekućinama koje sadrže do 0,01 g/l H:S.

Konvencionalne crpke preporučuju se za bušotine sa sadržajem mehaničkih nečistoća u dizanoj tekućini do 0,1 g/l; pumpe povećane otpornosti na habanje - za bušotine sa sadržajem u dizanoj tekućini većim od 0,1 g/l, ali ne više od 0,5 g/l mehaničkih nečistoća; pumpe povećane otpornosti na koroziju - za bušotine sa sadržajem sumporovodika do 1,25 g l i pH 6,0-8,5.

Dijafragmske pumpne jedinice za bušotine koriste se za odabir agresivnih ležišnih tekućina ili tekućina sa značajnim sadržajem mehaničkih nečistoća (pijesak). To su pumpe pozitivnog pomaka na električni pogon.

ESP jedinica uključuje potopnu električnu pumpnu jedinicu, koja kombinira elektromotor s hidrauličkom zaštitom i pumpu; kabelski vod spušten u bušotinu na cijevi za podizanje; oprema za usta tipa OUEN 140-65 ili božićna drvca. AFK1E-65x14; kontrolna stanica i transformator, koji se postavljaju na udaljenosti od 20-30 i od glave bušotine. Snaga se dovodi do motora preko kabelske linije. Kabel je pričvršćen za pumpu i cijev metalnim remenima. Iznad pumpe su postavljeni kontrolni i ispusni ventili. Dizana tekućina iz bušotine izlazi na površinu kroz cijev. Potopna električna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i vijcima. Osovine crpke, motora i štitnika imaju utore na krajevima i spojeni su utornim spojnicama.

ESP kriterij primjenjivosti:

• 1 Industrija proizvodi pumpe za crpljenje tekućine od 1000 m3 dnevno na visini od 900 m
• 2 Sadržaj sumporovodika u ekstrahiranim proizvodima - do 0,01
• 3 Minimalni sadržaj proizvedene vode do 99%
• 4 Sadržaj mehaničkih nečistoća do 0,5
• 5 Sadržaj slobodnog plina ne veći od 25%

Tumačenje simbola instalacija dano je na primjeru U2ETsNI6-350-1100.

U - instalacija; 2 (1) - broj izmjene;

E - pogonjen potopnim motorom;

C - centrifugalni;

H - pumpa;

I - povećana otpornost na habanje (K - povećana otpornost na koroziju);

• 6 (5; 5A) - instalacijska skupina;
• 350 - opskrba pumpom u optimalnom režimu za vodu u m 3 / dan;
• 1100 - tlak koji razvija pumpa u metrima vodenog stupca.

Ugradnja potopne centrifugalne crpke uključuje potopnu i površinsku opremu. Potopna oprema uključuje: električnu pumpnu jedinicu, koja se spušta u bunar ispod razine tekućine na cijevnom nizu (tubing). Električna pumpna jedinica sastoji se od: elektromotora s hidrauličkom zaštitom, separatora plina, centrifugalne pumpe, kao i kontrolnih i ispusnih ventila. Površinska oprema uključuje: električnu opremu instalacija i opremu na ušću bušotine (priključci glave i glave bušotine spojeni protočnim vodovom). Električna oprema, ovisno o trenutnoj shemi napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku podstanicu za potopne crpke (KPPPN), ili transformatorsku podstanicu (TP), upravljačku stanicu i transformator. Električna energija se od transformatora do potopnog motora dovodi preko kabelskog voda koji se sastoji od kabela za uzemljenje i glavnog kabela s nastavkom. Spajanje kabela za uzemljenje s glavnim kabelom kabelske linije provodi se u priključnoj kutiji koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od glave bušotine.

Sažetak (ruski) Sažetak (engleski) UVOD 1. ANALIZA POSTOJEĆIH ŠEMA I DIZAJNA. 1.1 Svrha i tehnički podaci ESP-a 1.1.1 Povijesna pozadina razvoja rudarske metode. 1.1.2 Sastav i potpunost ESP-a. 1.1.3 Tehničke karakteristike SEM-a. 1.1.4 Glavni tehnički podaci kabela. 1.2. Kratak pregled domaćih shema i instalacija. 1.2.1 Opći podaci. 1.2.2. Potopna centrifugalna pumpa. 1.2.3 Potopni motori. 1.2.4 Hidrozaštita elektromotora. 1.3 Kratak pregled stranih shema i instalacija. 1.4. Analiza rada ESP-a. 1.4.1 Analiza fonda bušotina. 1.4.2 Analiza ESP fonda. 1.4.3. Nakon podnošenja. 1.4.4 Pritiskom. 1.5 Kratak opis bunara. 1.6 Analiza kvara ESP-a. 1.7.Analiza stope nezgoda ESP fonda.2.PATENTNA STUDIJA. 2.1 Patentna studija. 2.2. Opravdanje odabranog prototipa. 2.3.Suština modernizacije. 3. PRORAČUNSKI DIO. 3.1. Proračun ESP faze. 3.1.1. Proračun radnog kola. 3.1.2. Proračun uređaja za vođenje. 3.2. Proračun provjere ključnog spoja. 3.3. Proračun verifikacije spline veze. 3.4 Proračun ESP osovine. 3.5 Proračun čvrstoće 3.5.1 Proračun čvrstoće kućišta crpke. 3.5.2 Proračun čvrstoće vijaka sigurnosne spojke. 3.5.3 Proračun čvrstoće poluspojnog tijela 4. EKONOMSKI UČINAK IZ 5. SIGURNOST I EKOLOŠKI PROJEKT. Dodatak 18. Dodatak 29. Dodatak 310. Dodatak 411. Dodatak 5.

UVOD

ESP-ovi su dizajnirani za pumpanje tekućine iz formacije iz naftnih bušotina i koriste se za povećanje povlačenja tekućine. Jedinice pripadaju skupini proizvoda II, tip I prema GOST 27.003-83.

Klimatska inačica potopljene opreme - 5, zemaljska električna oprema - I GOST 15150-69.

Za pouzdan rad crpke potreban je njezin ispravan odabir za danu bušotinu. Tijekom rada bušotine konstantno se mijenjaju parametri ploče, zona formiranja dna, svojstva povučene tekućine: sadržaj vode, količina pripadajućeg plina, količina mehaničkih nečistoća, a kao rezultat toga dolazi do nema dodatnog povlačenja tekućine ili crpka radi u praznom hodu, što skraćuje period remonta crpke. Trenutačno se naglasak stavlja na pouzdaniju opremu kako bi se produžilo razdoblje remonta, a kao rezultat toga i smanjenje troškova podizanja tekućine. To se može postići korištenjem centrifugalnih ESP-ova umjesto SCH-ova, budući da centrifugalne crpke imaju dugo razdoblje remonta.

ESP jedinica se može koristiti za ispumpavanje tekućina koje sadrže plin, pijesak i korozivne elemente.

1. ANALIZA POSTOJEĆIH ŠEMA I DIZAJNA.

1.1 Svrha i tehnički podaci ESP-a.

Instalacije potopnih centrifugalnih crpki namijenjene su za ispumpavanje iz naftnih bušotina, uključujući nagnute spremnike tekućine koja sadrži naftu, vodu i plin te mehaničke nečistoće. Ovisno o broju različitih komponenti sadržanih u dizanoj tekućini, pumpe instalacija su standardne i povećane otpornosti na koroziju i habanje. Tijekom rada ESP-a, gdje koncentracija mehaničkih nečistoća u dizanoj tekućini prelazi dopuštenih 0,1 gram litara, dolazi do začepljenja crpki, intenzivnog trošenja radnih jedinica. Kao rezultat toga, vibracije se povećavaju, voda ulazi u SEM kroz mehaničke brtve, motor se pregrijava, što dovodi do kvara ESP-a.

Uobičajena oznaka instalacija:

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

Gdje je U - instalacija, 2 - druga modifikacija, E - pogon potopljenog elektromotora, C - centrifugalna, N - pumpa, K - povećana otpornost na koroziju, I - povećana otpornost na habanje, M - modularni dizajn, 6 - skupine pumpi, 180, 350 - opskrba msut, 1200, 1100 - glava, m.w.st.

Ovisno o promjeru proizvodnog niza, maksimalnoj poprečnoj dimenziji potopne jedinice, koriste se ESP-ovi različitih skupina - 5,5 i 6. Ugradnja skupine 5 s poprečnim promjerom od najmanje 121,7 mm. Instalacije skupine 5 a poprečne dimenzije 124 mm - u bušotinama s unutarnjim promjerom od najmanje 148,3 mm. Pumpe su također podijeljene u tri uvjetne skupine - 5,5 a, 6. Promjeri kućišta grupe 5 su 92 mm, skupine 5 a su 103 mm, grupe 6 su 114 mm. Tehničke karakteristike crpki ETsNM i ETsNMK navedene su u Dodatku 1.

1.1.1.Povijesni podaci orazvoj metode ekstrakcije.

Razvoj pumpi bez šipke u našoj zemlji započeo je još prije revolucije. Kada je A.S. Artyunov zajedno s V.K. Domov je razvio jedinicu za spuštanje u bušotinu u kojoj je centrifugalnu pumpu pokretao potopni elektromotor. Sovjetski inženjeri, počevši od 1920-ih, predložili su razvoj klipnih pumpi s klipnim pneumatskim motorom. Jednu od prvih takvih pumpi razvio je M.I. Martsishevsky.

Razvoj bušotinske pumpe s zračnim motorom nastavio je u Azinmashu V.I. Dokumentov. dubinske centrifugalne pumpe s električnim pogonom razvili su u prijeratnom razdoblju A.A. Bogdanov, A.V. Krylov, L.I. Navigator. Industrijski uzorci centrifugalnih crpki s električnim pogonom razvijeni su u posebnom projektnom uredu za pumpe bez šipke. Ova organizacija izvodi sve radove na pumpama bez šipke za bušotine, uključujući vijčane, membranske itd.

Industriji nafte i plina, s otkrićem novih nalazišta, bile su potrebne pumpe za izvlačenje velikih količina tekućine iz bušotine. Naravno, najracionalnija krilna pumpa, prilagođena za velike protoke. Od lopatičnih crpki raširile su se crpke s centrifugalnim impelerima, budući da su davale veliki napon za zadane protoke tekućine i dimenzije pumpe. Široka upotreba centrifugalnih crpki s električnim pogonom uzrokovana je mnogim čimbenicima. S velikim povlačenjem tekućine iz bušotine, ESP jedinice su najekonomičnije i najmanje radno intenzivnije za održavanje, u usporedbi s proizvodnjom kompresora i podizanjem tekućine drugim vrstama crpki. Pri velikim protocima, energetski troškovi instalacije su relativno mali. Održavanje ESP jedinica je jednostavno, jer se na površini nalaze samo upravljačka stanica i transformator koji ne zahtijevaju stalno održavanje.

Montaža ESP opreme je jednostavna, jer upravljačkoj stanici i transformatoru nisu potrebni temelji. Ove dvije jedinice ESP instalacije obično se postavljaju u rasvjetnu kabinu.

1.1.2 Sastav i potpunost ESP-a

ESP jedinica sastoji se od potopljene crpne jedinice (elektromotor s hidrauličkom zaštitom i pumpa), kabelskog voda (okrugli ravni kabel s čahure za uvođenje kabela), cijevi za cijevi, opreme na vrhu bušotine i zemaljske električne opreme: transformatora i kontrolnu stanicu (kompletan uređaj) (vidi sliku 1.1.). Transformatorska podstanica pretvara napon poljske mreže suboptimalne vrijednosti na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu. Upravljačka stanica omogućuje kontrolu rada crpnih jedinica i njihovu zaštitu u optimalnim uvjetima.

Potopna crpna jedinica, koja se sastoji od pumpe i elektromotora s hidrauličkom zaštitom i kompenzatorom, spušta se u bušotinu duž cijevi. Kabelski vod osigurava napajanje električnog motora. Kabel je pričvršćen na cijev metalnim kotačima. Kabel je ravan po dužini pumpe i štitnika, pričvršćen na njih metalnim kotačima i zaštićen od oštećenja kućištima i stezaljkama. Kontrolni i ispusni ventili postavljeni su iznad dijelova crpke. Crpka ispumpava tekućinu iz bušotine i isporučuje je na površinu kroz cijevni niz (vidi sliku 1.2.)

Oprema na ušću bušotine omogućuje ovjes na prirubnici kućišta cijevnog niza s električnom pumpom i kabelom, brtvljenje cijevi i kabela, kao i odvođenje proizvedenog fluida u izlazni cjevovod.

Potopna, centrifugalna, sekcijska, višestupanjska crpka u principu se ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih crpki.

Njegova je razlika u tome što je sekcijski, višestupanjski, s malim promjerom radnih koraka - rotora i vodilice. Potopne pumpe proizvedene za naftnu industriju sadrže od 1300 do 415 stupnjeva.

Dijelovi crpke spojeni prirubničkim spojevima su metalno kućište. Izrađen od čelične cijevi dužine 5500 mm. Duljina crpke određena je brojem radnih stupnjeva, čiji je broj, pak, određen glavnim parametrima crpke. - isporuka i pritisak. Protok i visina stupnjeva ovise o poprečnom presjeku i dizajnu puta protoka (lopatica), kao i o brzini vrtnje. U kućište sekcija pumpe umetnut je paket stupnjeva, koji je sklop rotora i vodilica na osovini.

Propeleri su postavljeni na osovinu na perasti ključ u pokretnom stanju i mogu se kretati u aksijalnom smjeru. Vodiće lopatice su osigurane od rotacije u kućištu bradavice koje se nalazi na vrhu crpke. Odozdo je baza crpke uvijena u kućište s ulaznim otvorima i filterom kroz koji tekućina iz bušotine ulazi u prvi stupanj crpke.

Gornji kraj osovine crpke rotira se u ležajevima kutije za punjenje i završava posebnom petom koja preuzima opterećenje na osovinu i njegovu težinu kroz opružni prsten. Radijalne sile u pumpi percipiraju klizni ležajevi ugrađeni u podnožje bradavice i na osovinu crpke.