ecn terdiri dari apa? Pemasangan pompa sentrifugal listrik (uetsn)

skema ESP

ESP - pemasangan pompa submersible listrik, dalam versi bahasa Inggris - ESP (pompa submersible listrik). Dalam hal jumlah sumur di mana pompa tersebut beroperasi, mereka lebih rendah daripada unit SRP, tetapi di sisi lain, dalam hal volume minyak yang diproduksi dengan bantuan mereka, ESP tidak ada bandingannya. Sekitar 80% dari semua minyak di Rusia diproduksi dengan bantuan ESP.

Secara umum, ESP adalah unit pemompaan biasa, hanya tipis dan panjang. Dan dia tahu bagaimana bekerja di lingkungan yang dibedakan oleh agresivitasnya terhadap mekanisme yang ada di dalamnya. Ini terdiri dari unit pompa submersible (motor listrik dengan perlindungan hidrolik + pompa), saluran kabel, tali pipa, peralatan kepala sumur dan peralatan permukaan (transformator dan stasiun kontrol).

Komponen utama ESP:

ESP (pompa sentrifugal listrik)- elemen kunci dari instalasi, yang benar-benar mengangkat cairan dari sumur ke permukaan. Ini terdiri dari bagian-bagian, yang pada gilirannya terdiri dari langkah-langkah (panduan) dan sejumlah besar impeler yang dipasang pada poros dan ditutup dalam selubung baja (pipa). Karakteristik utama dari ESP adalah laju aliran dan head, sehingga parameter ini ada pada nama masing-masing pompa. Misalnya, ESP-60-1200 memompa 60 m 3 /hari cairan dengan tinggi 1200 meter.

SEM (motor listrik submersible) merupakan elemen terpenting kedua. Ini adalah motor listrik asinkron yang diisi dengan oli khusus.

Pelindung (atau anti air)- elemen yang terletak di antara motor listrik dan pompa. Memisahkan motor listrik yang diisi oli dari pompa yang berisi cairan reservoir dan sekaligus memindahkan putaran dari motor ke pompa.

Kabel, di mana listrik disuplai ke motor submersible. Kabelnya berlapis baja. Di permukaan dan di kedalaman turun pompa, itu adalah penampang melingkar (KRBK), dan di area unit submersible di sepanjang pompa dan pelindung hidrolik datar (KPBK).

Peralatan opsional:

pemisah gas- digunakan untuk mengurangi jumlah gas di saluran masuk pompa. Jika tidak perlu mengurangi jumlah gas, maka modul input sederhana digunakan, di mana fluida sumur memasuki pompa.

TMS- sistem termomanometri. Termometer dan pengukur tekanan digulung menjadi satu. Memberi kami data tentang suhu dan tekanan media di mana ESP mengalir ke dalam sumur beroperasi.

Seluruh instalasi ini dirakit langsung ketika diturunkan ke dalam sumur. Itu dirakit secara berurutan dari bawah ke atas, tidak melupakan kabel, yang diikat ke instalasi itu sendiri dan ke pipa, di mana semuanya digantung, dengan sabuk logam khusus. Di permukaan, kabel diumpankan ke transformator step-up (TMPN) dan stasiun kontrol dipasang di dekat cluster.

Selain unit yang sudah terdaftar, katup periksa dan pembuangan dipasang di tali pipa di atas pompa sentrifugal listrik.

katup periksa(KOSH - check ball valve) digunakan untuk mengisi tabung dengan cairan sebelum memulai pompa. Itu tidak memungkinkan cairan mengalir ke bawah saat pompa berhenti. Selama operasi pompa, katup periksa dalam posisi terbuka karena tekanan dari bawah.

Dipasang di atas katup periksa katup pembuangan (KS), yang digunakan untuk mengalirkan cairan dari tubing sebelum menarik pompa keluar dari sumur.

Pompa submersible sentrifugal listrik memiliki keunggulan signifikan dibandingkan pompa batang dalam:

• Kemudahan peralatan darat;
• Kemungkinan ekstraksi cairan dari sumur hingga 15000 m 3 /hari;
• Kemampuan untuk menggunakannya di sumur dengan kedalaman lebih dari 3000 meter;
• Tinggi (dari 500 hari hingga 2-3 tahun atau lebih) periode perbaikan operasi ESP;
• Kemungkinan melakukan penelitian di sumur tanpa mengangkat peralatan pompa;
• Metode yang memakan waktu lebih sedikit untuk menghilangkan lilin dari dinding tabung.

Pompa submersible sentrifugal listrik dapat digunakan di sumur minyak yang dalam dan miring (dan bahkan di sumur horizontal), di sumur yang banyak airnya, di sumur dengan air yodium-bromida, dengan salinitas air formasi yang tinggi, untuk mengangkat larutan garam dan asam. Selain itu, pompa sentrifugal elektrik telah dikembangkan dan diproduksi untuk operasi terpisah secara simultan dari beberapa horizon dalam satu sumur dengan senar casing 146 mm dan 168 mm. Kadang-kadang pompa sentrifugal listrik juga digunakan untuk memompa air formasi garam ke dalam reservoir minyak untuk menjaga tekanan reservoir.

Cakupan ESP adalah sumur tergenang, dalam dan miring dengan debit 10 1300 m3/hari dan tinggi angkat 500 2000 m. Jangka waktu overhaul ESP hingga 320 hari atau lebih.

Unit pompa sentrifugal submersible modular dari tipe UETsNM dan UETsNMK dirancang untuk memompa produk sumur minyak yang mengandung minyak, air, gas, dan kotoran mekanis. Unit tipe UETsNM memiliki desain konvensional, sedangkan unit tipe UETsNMK tahan korosi.

Instalasi (Gambar 24) terdiri dari unit pompa submersible, saluran kabel yang diturunkan ke dalam sumur pada tubing, dan peralatan listrik tanah (gardu trafo).

Unit pompa submersible mencakup mesin (motor listrik dengan perlindungan hidraulik) dan pompa, di atasnya dipasang katup periksa dan pembuangan.

Tergantung pada dimensi melintang maksimum unit submersible, instalasi dibagi menjadi tiga kelompok kondisional - 5; 5A dan 6:

· instalasi kelompok 5 dengan dimensi melintang 112 mm digunakan dalam sumur dengan tali selubung dengan diameter internal setidaknya 121,7 mm;

· instalasi grup 5A dengan dimensi melintang 124 mm - di dalam sumur dengan diameter internal setidaknya 130 mm;

· instalasi grup 6 dengan dimensi melintang 140,5 mm - di dalam sumur dengan diameter internal minimal 148,3 mm.

Kondisi penerapan ESP untuk media yang dipompa: cairan dengan kandungan pengotor mekanis tidak lebih dari 0,5 g/l, gas bebas pada asupan pompa tidak lebih dari 25%; hidrogen sulfida tidak lebih dari 1,25 g/l; air tidak lebih dari 99%; nilai pH (pH) air formasi berada pada kisaran 6 8,5. Suhu di area lokasi motor listrik tidak lebih dari + 90 (versi tahan panas khusus hingga + 140 ).

Contoh kode untuk instalasi - UETsNMK5-125-1300 berarti: UETsNMK - pemasangan pompa sentrifugal listrik dengan desain modular dan tahan korosi; 5 - kelompok pompa; 125 - pasokan, m3/hari; 1300 - kepala yang dikembangkan, m air. Seni.

Gambar 24 - Pemasangan pompa sentrifugal submersible

1 - peralatan kepala sumur; 2 - titik koneksi jarak jauh; 3 - gardu induk kompleks transformator; 4 - katup pembuangan; 5 - Periksa Katup; 6 - modul kepala; 7 - kabel; 8 - modul-bagian; 9 - modul pemisah gas pompa; 10 - modul awal; 11 - pelindung; 12 - motor listrik; 13 - sistem termomanometri.

Gambar 24 menunjukkan diagram pemasangan pompa sentrifugal submersible dalam desain modular, yang mewakili generasi baru peralatan jenis ini, yang memungkinkan Anda untuk memilih secara individual tata letak instalasi yang optimal untuk sumur sesuai dengan parameternya dari sejumlah kecil modul yang dapat dipertukarkan. ”, Moskow) memberikan pemilihan pompa yang optimal ke sumur, yang dicapai dengan adanya sejumlah besar kepala untuk setiap pasokan. Jarak kepala unit berkisar antara 50 100 hingga 200 250 m, tergantung pada suplai, dalam interval yang ditunjukkan pada tabel 6 dari data dasar instalasi.

ESP yang diproduksi secara komersial memiliki panjang 15,5 hingga 39,2 m dan berat 626 hingga 2541 kg, tergantung pada jumlah modul (bagian) dan parameternya.

Dalam instalasi modern, dari 2 hingga 4 bagian modul dapat dimasukkan. Paket langkah dimasukkan ke dalam rumah bagian, yang merupakan impeler dan baling-baling pemandu yang dipasang pada poros. Jumlah tahapan berkisar dari 152 393. Modul saluran masuk mewakili dasar pompa dengan lubang masuk dan saringan jaring tempat fluida dari sumur masuk ke pompa. Di bagian atas pompa adalah kepala pancing dengan katup periksa, tempat pipa dipasang.

Tabel 6

Nama instalasi	Diameter minimum (internal) dari string produksi, mm	Dimensi melintang dari instalasi, mm	Pasokan m3/hari		Tenaga mesin, kW	Jenis pemisah gas
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 atau 148.3	137 atau 140,5
UETsNM6-1000

Pump (ETsNM) - eksekusi vertikal multistage modular sentrifugal submersible.

Pompa juga dibagi menjadi tiga kelompok kondisional - 5; 5A dan 6. Diameter wadah grup 5 92 mm, grup 5A - 103 mm, grup 6 - 114 mm.

Modul bagian pompa (Gambar 25) terdiri dari rumahan 1 , batang 2 , paket langkah (impeller - 3 dan baling-baling pemandu - 4 ), bantalan atas 5 , bantalan bawah 6 , dukungan aksial atas 7 , kepala 8 , alasan 9 , dua sisi 10 (berfungsi untuk melindungi kabel dari kerusakan mekanis) dan ring karet 11 , 12 , 13 .

Impeler bergerak bebas di sepanjang poros dalam arah aksial dan dibatasi gerakannya oleh baling-baling pemandu bawah dan atas. Gaya aksial dari impeller ditransmisikan ke cincin textolite bawah dan kemudian ke bahu baling-baling pemandu. Sebagian, gaya aksial ditransfer ke poros karena gesekan roda pada poros atau menempelnya roda ke poros karena pengendapan garam di celah atau korosi logam. Torsi ditransmisikan dari poros ke roda dengan kunci kuningan (L62), yang termasuk dalam alur impeller. Kuncinya terletak di sepanjang rakitan roda dan terdiri dari segmen sepanjang 400 - 1000 mm.

Gambar 25 - Pompa bagian modul

1 - bingkai; 2 - batang; 3 - roda kerja; 4 - peralatan pemandu; 5 - bantalan atas; 6 - bantalan bawah; 7 - dukungan atas aksial; 8 - kepala; 9 - basis; 10 - tepian; 11 , 12 , 13 - cincin karet.

Baling-baling pemandu diartikulasikan satu sama lain di sepanjang bagian periferal, di bagian bawah rumahan semuanya bertumpu pada bantalan bawah 6 (gambar 25) dan alas 9 , dan dari atas melalui rumah bantalan atas dijepit di rumahan.

Impeller dan baling-baling pemandu dari pompa standar terbuat dari besi cor kelabu yang dimodifikasi dan poliamida yang dimodifikasi radiasi, pompa tahan korosi terbuat dari besi cor yang dimodifikasi TsN16D71KhSh dari tipe "niresist".

Poros modul bagian dan modul input untuk pompa konvensional terbuat dari baja tahan korosi gabungan OZKh14N7V dan diberi tanda “NZh” di bagian akhir.

Poros bagian modul dari semua kelompok pompa, yang memiliki panjang selubung yang sama 3, 4 dan 5 m, disatukan.

Poros modul bagian dihubungkan satu sama lain, modul bagian dengan poros modul input (atau poros pemisah gas), poros modul input dengan poros hidroproteksi mesin dihubungkan menggunakan kopling splined.

Sambungan modul satu sama lain dan modul input dengan motor bergelang. Penyegelan koneksi (kecuali untuk koneksi modul input dengan mesin dan modul input dengan pemisah gas) dilakukan dengan cincin karet.

Untuk memompa keluar cairan formasi yang mengandung lebih dari 25% (hingga 55%) gas bebas di grid modul input pompa, modul pompa - pemisah gas dihubungkan ke pompa (Gambar 26).

Gambar 26 - Pemisah gas

1 - kepala; 2 - Penerjemah; 3 - pemisah; 4 - bingkai; 5 - batang; 6 - kisi; 7 - peralatan pemandu; 8 - Roda kerja; 9 - bor; 10 - bantalan; 11 - basis.

Pemisah gas dipasang antara modul input dan modul bagian. Pemisah gas yang paling efisien adalah jenis sentrifugal, di mana fase dipisahkan dalam medan gaya sentrifugal. Dalam hal ini, cairan terkonsentrasi di bagian perifer, dan gas terkonsentrasi di bagian tengah pemisah gas dan dikeluarkan ke anulus. Pemisah gas seri MNG memiliki batas aliran 250 500 m3/hari, faktor pemisahan 90%, dan berat 26 hingga 42 kg.

Mesin unit pompa submersible terdiri dari motor listrik dan perlindungan hidrolik. Motor listrik (Gambar 27) adalah versi konvensional dan tahan korosi dari seri PED terpadu tiga fase sangkar tupai tiga fase yang diisi minyak dan dalam versi biasa dari seri PED modernisasi L. Tekanan hidrostatik di area kerja tidak lebih dari 20 MPa. Daya terukur dari 16 hingga 360 kW, tegangan pengenal 530 2300 V, arus pengenal 26 122,5 A.

Gambar 27 - Motor listrik seri PEDU

1 - kopel; 2 - tutup; 3 - kepala; 4 - tumit; 5 - bantalan dorong; 6 - penutup entri kabel; 7 - sumbat; 8 - blok entri kabel; 9 - rotor; 10 - stator; 11 - Saring; 12 - basis.

Hidroproteksi (Gambar 28) motor SEM dirancang untuk mencegah penetrasi fluida formasi ke dalam rongga internal motor listrik, untuk mengkompensasi perubahan volume oli di rongga internal karena suhu motor listrik dan untuk mentransfer torsi dari poros motor listrik ke poros pompa.

Gambar 28 - Proteksi air

sebuah- tipe terbuka; b- tipe tertutup

TETAPI- ruang atas; B- kamera bawah; 1 - kepala; 2 - segel mekanis; 3 - puting atas; 4 - bingkai; 5 - puting tengah; 6 - batang; 7 - puting bawah; 8 - basis; 9 - tabung penghubung; 10 - bukaan.

Hydroprotection terdiri dari satu pelindung, atau pelindung dan kompensator. Ada tiga versi hydroprotection.

Yang pertama terdiri dari pelindung P92, PK92 dan P114 (tipe terbuka) dari dua ruang. Ruang atas diisi dengan cairan penghalang berat (densitas hingga 2 g/cm3, tidak bercampur dengan cairan formasi dan oli), ruang bawah diisi dengan oli MA‑SED, yang sama dengan rongga motor listrik . Kamar-kamar dikomunikasikan oleh sebuah tabung. Perubahan volume cairan dielektrik di mesin dikompensasikan dengan transfer cairan penghalang dalam perlindungan hidrolik dari satu ruang ke ruang lainnya.

Yang kedua terdiri dari pelindung P92D, PK92D dan P114D (tipe tertutup), di mana diafragma karet digunakan, elastisitasnya mengkompensasi perubahan volume dielektrik cair di mesin.

Perlindungan hidrolik ketiga 1G51M dan 1G62 terdiri dari pelindung yang ditempatkan di atas motor listrik dan kompensator yang dipasang di bagian bawah motor listrik. Sistem segel mekanis memberikan perlindungan terhadap masuknya cairan formasi di sepanjang poros ke dalam motor listrik. Daya yang ditransmisikan dari perlindungan hidraulik 125 250 kW, berat 53 59 kg.

Sistem termomanometrik TMS-3 dirancang untuk kontrol otomatis pengoperasian pompa sentrifugal submersible dan perlindungannya terhadap mode operasi abnormal (pada pengurangan tekanan pada asupan pompa dan peningkatan suhu motor submersible) selama pengoperasian sumur. Ada bagian bawah tanah dan tanah. Rentang tekanan terkontrol dari 0 hingga 20 MPa. Kisaran suhu operasi dari 25 hingga 105 .

Berat totalnya adalah 10,2 kg (lihat gambar 24).

Jalur kabel adalah gulungan perakitan kabel pada drum kabel.

Rakitan kabel terdiri dari kabel utama - PKBK bundar (kabel, insulasi polietilen, lapis baja, bundar) atau datar - KPBP (Gambar 29), kabel datar yang terpasang padanya dengan selongsong masuk kabel (kabel ekstensi dengan selongsong).

Gambar 29 - Kabel

sebuah- bulat; b- datar; 1 - hidup; 2 - isolasi; 3 - kerang; 4 - bantal; 5 - baju zirah.

Kabel terdiri dari tiga inti, yang masing-masing memiliki lapisan insulasi dan selubung; bantal yang terbuat dari kain karet dan baju besi. Tiga konduktor berinsulasi dari kabel bundar dipilin sepanjang garis heliks, dan konduktor kabel datar diletakkan secara paralel dalam satu baris.

Kabel KFSB dengan insulasi PTFE dirancang untuk beroperasi pada suhu sekitar hingga + 160 .

Rakitan kabel memiliki kelenjar kabel terpadu K38 (K46) tipe bulat. Dalam kasus logam kopling, inti terisolasi dari kabel datar tertutup rapat dengan segel karet.

Lug plug-in terpasang ke kabel konduktif.

Kabel bundar memiliki diameter 25 hingga 44 mm. Ukuran kabel datar dari 10.1x25.7 hingga 19.7x52.3 mm. Panjang konstruksi nominal 850, 1000 1800 m.

Perangkat lengkap tipe ShGS5805 menyediakan pengaktifan dan penonaktifan motor submersible, remote control dari ruang kontrol dan kontrol program, operasi dalam mode manual dan otomatis, shutdown jika kelebihan beban dan penyimpangan tegangan listrik di atas 10% atau di bawah 15% dari kontrol nominal, arus dan tegangan, serta sinyal lampu eksternal dari pemadaman darurat (termasuk dengan sistem termometrik built-in).

Gardu trafo terintegrasi untuk pompa submersible - KTPPN dirancang untuk memasok listrik dan melindungi motor listrik pompa submersible dari sumur tunggal dengan kapasitas 16 125 kW inklusif. Tegangan tinggi terukur 6 atau 10 kV, batas pengaturan tegangan menengah dari 1208 hingga 444 V (trafo TMPN100) dan dari 2406 hingga 1652 V (TMPN160). Berat dengan trafo 2705 kg.

Gardu transformator lengkap KTPPNKS dirancang untuk catu daya, kontrol, dan perlindungan empat pompa listrik sentrifugal dengan motor listrik 16 125 kW untuk produksi minyak di cluster sumur, catu daya hingga empat motor listrik unit pompa dan pantograf bergerak selama pekerjaan perbaikan . KTPPNKS dirancang untuk digunakan dalam kondisi Far North dan Western Siberia.

Set pengiriman instalasi meliputi: pompa, rakitan kabel, motor, transformator, gardu transformator lengkap, perangkat lengkap, pemisah gas dan satu set alat.

Pabrik ESP adalah sistem teknis yang kompleks dan, terlepas dari prinsip pengoperasian pompa sentrifugal yang terkenal, ini adalah kombinasi elemen yang asli dalam desain. Diagram skematik ESP ditunjukkan pada gambar. 6.1. Instalasi terdiri dari dua bagian: ground dan submersible. Bagian dasar termasuk autotransformator 1; stasiun kontrol 2; kadang-kadang drum kabel 3 dan peralatan kepala sumur 4. Bagian submersible termasuk tali pipa 5, di mana unit submersible diturunkan ke dalam sumur; kabel listrik tiga inti lapis baja 6, di mana tegangan suplai disuplai ke motor listrik submersible dan yang dipasang ke tali pipa dengan klem khusus 7.

Unit submersible terdiri dari pompa sentrifugal bertingkat 8 yang dilengkapi dengan layar hisap 9 dan katup periksa 10. Unit submersible mencakup katup pembuangan 11 yang melaluinya cairan dikeluarkan dari pipa saat unit diangkat. Di bagian bawah, pompa diartikulasikan dengan unit perlindungan hidrolik (pelindung) 12, yang, pada gilirannya, diartikulasikan dengan motor submersible 13. Di bagian bawah, motor 13 memiliki kompensator 14.

Cairan memasuki pompa melalui mesh yang terletak di bagian bawahnya. Mesh menyediakan filtrasi cairan formasi. Pompa memasok cairan dari sumur ke pipa.

Unit ESP di Rusia dirancang untuk sumur dengan senar casing dengan diameter 127, 140, 146, dan 168 mm. Tersedia dua ukuran unit submersible untuk senar casing 146 dan 168 mm. Satu dirancang untuk sumur dengan diameter internal terkecil (menurut GOST) dari string casing. Dalam hal ini, unit ESP juga memiliki diameter yang lebih kecil, dan, akibatnya, nilai batas bawah untuk karakteristik operasi (tekanan, aliran, efisiensi).

Beras. 6.1. Diagram skema ESP:

1 - transformator otomatis; 2 - stasiun kontrol; 3 - drum kabel; 4 - peralatan kepala sumur; 5 - tali pipa; 6 - kabel listrik lapis baja; 7 - klem kabel; 8 - pompa sentrifugal multistage submersible; 9 - kisi penerima pompa; 10 - katup periksa; 11 - katup pembuangan; 12 - unit perlindungan hidrolik (pelindung); 13 - motor selam; 14 - kompensator

Setiap instalasi memiliki kodenya sendiri, misalnya, UETsN5A-500-800, di mana penunjukan berikut diterima: angka (atau angka dan huruf) setelah ESP menunjukkan diameter bagian dalam terkecil yang diizinkan dari tali selubung di mana ia dapat diturunkan, angka "4" sesuai dengan diameter 112 mm , angka "5" sesuai dengan 122 mm, "5A" - 130 mm, "6" - 144 mm dan "6A" - 148 mm; angka kedua dari kode menunjukkan aliran nominal pompa (dalam m 3 / sU t) dan yang ketiga - perkiraan head dalam m. Nilai aliran dan head diberikan untuk operasi di atas air.

Dalam beberapa tahun terakhir, jangkauan instalasi pompa sentrifugal yang diproduksi telah berkembang secara signifikan, yang tercermin dalam kode peralatan yang diproduksi. Dengan demikian, unit ESP yang diproduksi oleh ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) memiliki huruf kapital "A" di sandi setelah tulisan "ESP", dan unit Pabrik Mekanik Lebedyansky (JSC Lemaz, Lebedyan, Wilayah Kursk) memiliki huruf kapital huruf "L" sebelum tulisan "UESP". Unit pompa sentrifugal dengan desain impeller dua bantalan, dimaksudkan untuk pemilihan fluida reservoir dengan sejumlah besar pengotor mekanis, memiliki kode "2" setelah huruf "L" dan sebelum tulisan ESP (untuk Lemaz pompa), huruf "D" setelah tulisan "UETsN" (untuk pompa "JSC "Boret"), huruf "A" sebelum angka ukuran pemasangan (untuk pompa ALNAS). Versi tahan korosi ESP ditunjukkan dengan huruf "K" di akhir kode pemasangan, versi tahan panas ditunjukkan dengan huruf "T". Desain impeller dengan bilah vortex tambahan pada cakram belakang (Novomet, Perm) memiliki huruf VNNP dalam kode pompa.

6.3. Komponen utama instalasi ESP, tujuan dan karakteristiknya

Pompa sentrifugal downhole

Pompa sentrifugal lubang bor adalah mesin multistage. Hal ini terutama disebabkan oleh nilai tekanan rendah yang diciptakan oleh satu tahap (impeller dan guide vane). Pada gilirannya, nilai-nilai kecil dari tekanan satu tahap (dari 3 hingga 6-7 m kolom air) ditentukan oleh nilai-nilai kecil dari diameter luar impeller, dibatasi oleh diameter dalam string casing dan dimensi peralatan downhole yang digunakan - kabel, motor submersible, dll.

Desain pompa sentrifugal lubang bor bisa konvensional dan tahan aus, serta meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Diameter dan komposisi unit pompa pada dasarnya sama untuk semua versi pompa.

Pompa sentrifugal downhole desain konvensional dirancang untuk mengekstrak cairan dari sumur dengan kadar air hingga 99%. Pengotor mekanis dalam cairan yang dipompa tidak boleh lebih dari 0,01 massa% (atau 0,1 g / l), sedangkan kekerasan pengotor mekanis tidak boleh melebihi 5 poin menurut Mohs; hidrogen sulfida - tidak lebih dari 0,001%. Menurut persyaratan kondisi teknis pabrikan, kandungan gas bebas di asupan pompa tidak boleh melebihi 25%.

Pompa sentrifugal tahan korosi dirancang untuk beroperasi ketika kandungan hidrogen sulfida dalam cairan formasi yang dipompa mencapai 0,125% (hingga 1,25 g/l). Desain tahan aus memungkinkan pemompaan cairan dengan kotoran mekanis hingga 0,5 g/l.

Langkah-langkah ditempatkan di lubang badan silinder dari setiap bagian. Satu bagian pompa dapat menampung 39 hingga 200 langkah, tergantung pada ketinggian pemasangannya. Jumlah maksimum tahapan dalam pompa mencapai 550 buah.

Beras. 6.2. Skema pompa sentrifugal lubang bor:

1 - cincin dengan segmen; 2,3- mesin cuci halus; 4,5- mesin cuci peredam kejut; 6 - dukungan atas; 7 - dukungan yang lebih rendah; 8 - cincin pegas penyangga poros; 9 - busing jarak jauh; 10 -basis; 11 - kopling berlubang.

ESP Modular

Untuk membuat pompa sentrifugal lubang bor bertekanan tinggi, banyak tahapan (hingga 550) harus dipasang di pompa. Pada saat yang sama, mereka tidak dapat ditampung dalam satu wadah, karena panjang pompa semacam itu (15–20 m) menyulitkan pengangkutan, pemasangan di sumur, dan pembuatan wadah.

Pompa bertekanan tinggi terdiri dari beberapa bagian. Panjang badan di setiap bagian tidak lebih dari 6 m. Bagian tubuh bagian individu dihubungkan oleh flensa dengan baut atau stud, dan poros dihubungkan dengan kopling spline. Setiap bagian pompa memiliki bantalan poros aksial atas, poros, bantalan poros radial, tangga. Hanya bagian bawah yang memiliki kisi penerima. Kepala pancing - hanya bagian atas pompa. Bagian pompa tekanan tinggi dapat lebih pendek dari 6 m (biasanya panjang selubung pompa 3,4 dan 5 m), tergantung pada jumlah tahapan yang akan ditempatkan di dalamnya.

Pompa terdiri dari modul saluran masuk (Gbr. 6.4), modul bagian (modul-bagian) (Gbr. 6.3), modul kepala (Gbr. 6.3), katup periksa, dan katup pembuangan.

Diperbolehkan untuk mengurangi jumlah modul-bagian dalam pompa, masing-masing, menyelesaikan unit submersible dengan mesin dengan daya yang dibutuhkan.

Sambungan modul antara satu sama lain dan modul input dengan motor bergelang. Koneksi (kecuali untuk koneksi modul input dengan mesin dan modul input dengan pemisah gas) disegel dengan cincin karet. Poros bagian modul terhubung satu sama lain, bagian modul terhubung ke poros modul input, poros modul input terhubung ke poros pelindung hidraulik engine menggunakan kopling splined.

Poros bagian modul dari semua kelompok pompa, yang memiliki panjang selubung yang sama 3,4 dan 5 m, disatukan. Untuk melindungi kabel dari kerusakan selama operasi bolak-balik, rusuk baja yang dapat dilepas terletak di dasar bagian modul dan kepala modul. Desain pompa memungkinkan penggunaan modul pemisah gas pompa, yang dipasang di antara modul saluran masuk dan modul bagian, tanpa pembongkaran tambahan.

Karakteristik teknis dari beberapa ukuran standar ESP untuk produksi minyak, yang diproduksi oleh perusahaan Rusia sesuai dengan spesifikasi, disajikan pada Tabel 6.1 dan gbr. 6.6.

Cakupan pompa sentrifugal dalam produksi minyak cukup besar: pada laju aliran 40-1000 m 3 /hari; untuk kepala 740-1800 dan (untuk pompa domestik). Pompa ini paling efektif saat bekerja di sumur dengan laju aliran tinggi. Namun, ada batasan untuk ESP karena kondisi sumur, seperti GOR tinggi, viskositas tinggi, kandungan pengotor mekanis yang tinggi, dll.

Pembuatan pompa dan motor listrik dalam desain modular memungkinkan pemilihan ESP yang lebih akurat sesuai dengan karakteristik sumur dalam hal laju aliran dan tekanan. Semua faktor ini, dengan mempertimbangkan kelayakan ekonomi, harus diperhitungkan ketika memilih metode untuk mengoperasikan sumur.

Unit pompa submersible diturunkan ke dalam sumur pada pipa dengan diameter berikut: 60 mm pada laju aliran cairan Q No. hingga 150 m 3 /hari, 73 mm pada 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /hari Karakteristik desain ESP diberikan untuk air, dan untuk cairan tertentu (minyak) mereka disempurnakan menggunakan koefisien korelasi. Disarankan untuk memilih pompa sesuai dengan laju aliran dan tekanan di area efisiensi tertinggi dari daya minimum yang diperlukan. Unit ESP dapat beroperasi dengan cairan yang mengandung hingga 1,25 g/l H, S, sedangkan unit konvensional dapat menangani cairan yang mengandung hingga 0,01 g/l H:S.

Pompa konvensional direkomendasikan untuk sumur dengan kandungan pengotor mekanis dalam cairan yang dipompa hingga 0,1 g/l; pompa dengan ketahanan aus yang meningkat - untuk sumur dengan kandungan dalam cairan yang dipompa lebih dari 0,1 g/l, tetapi tidak lebih dari 0,5 g/l pengotor mekanis; pompa peningkatan ketahanan korosi - untuk sumur dengan kandungan hidrogen sulfida hingga 1,25 g l dan pH 6,0-8,5.

Unit pemompaan lubang bor diafragma digunakan untuk memilih cairan reservoir yang agresif atau cairan dengan kandungan pengotor mekanis (pasir) yang signifikan. Mereka adalah pompa perpindahan positif yang digerakkan secara elektrik.

Unit ESP mencakup unit pompa listrik submersible, yang menggabungkan motor listrik dengan perlindungan hidrolik dan pompa; saluran kabel diturunkan ke dalam sumur pada pipa pengangkat; peralatan mulut jenis OUEN 140-65 atau pohon Natal. AFK1E-65x14; stasiun kontrol dan transformator, yang dipasang pada jarak 20-30 dan dari kepala sumur. Daya disuplai ke motor melalui saluran kabel. Kabel terpasang ke pompa dan tabung dengan sabuk logam. Periksa dan katup pembuangan dipasang di atas pompa. Cairan yang dipompa dari sumur muncul ke permukaan melalui tali pipa. Pompa listrik submersible, motor listrik dan perlindungan hidrolik saling berhubungan dengan flensa dan kancing. Poros pompa, motor dan pelindung memiliki spline di ujungnya dan dihubungkan oleh kopling spline.

Kriteria penerapan ESP:

• 1 Industri memproduksi pompa untuk ekstraksi cairan 1000 m3 per hari dengan head 900 m
• 2 Kandungan hidrogen sulfida dalam produk yang diekstraksi - hingga 0,01
• 3 Minimum kadar air terproduksi hingga 99%
• 4 Kandungan kotoran mekanis hingga 0,5
• 5 Kandungan gas gratis tidak lebih dari 25%

Interpretasi simbol instalasi diberikan pada contoh U2ETsNI6-350-1100.

U - instalasi; 2 (1) - nomor modifikasi;

E - digerakkan oleh motor submersible;

C - sentrifugal;

H - pompa;

Dan - peningkatan ketahanan aus (K - peningkatan ketahanan korosi);

• 6 (5; 5A) - grup instalasi;
• 350 - pasokan pompa dalam mode optimal untuk air dalam m 3 / hari;
• 1100 - tekanan yang dikembangkan oleh pompa dalam meter kolom air.

Pemasangan pompa sentrifugal submersible meliputi peralatan submersible dan surface. Peralatan submersible meliputi: unit pompa listrik, yang diturunkan ke dalam sumur di bawah level cairan pada tali pipa (tubing). Unit pompa listrik terdiri dari: motor listrik dengan perlindungan hidrolik, pemisah gas, pompa sentrifugal, serta katup periksa dan buang. Peralatan permukaan meliputi: peralatan listrik instalasi dan peralatan kepala sumur (kepala tali dan alat kelengkapan kepala sumur yang dihubungkan dengan saluran aliran). Peralatan listrik, tergantung pada skema pasokan saat ini, termasuk gardu transformator lengkap untuk pompa submersible (KTPPN), atau gardu transformator (TP), stasiun kontrol dan transformator. Listrik disuplai dari trafo ke motor submersible melalui jalur kabel, yang terdiri dari kabel ground supply dan kabel utama dengan perpanjangan. Sambungan kabel ground dengan kabel utama saluran kabel dilakukan dalam kotak terminal, yang dipasang pada jarak 3-5 meter dari kepala sumur.

Abstract (Rusia) Abstract (English) PENDAHULUAN 1. ANALISIS SKEMA DAN DESAIN YANG ADA. 1.1 Tujuan dan data teknis ESP 1.1.1 Latar belakang sejarah perkembangan metode penambangan. 1.1.2 Komposisi dan kelengkapan ESP. 1.1.3 Karakteristik teknis SEM. 1.1.4 Data teknis utama kabel. 1.2. Tinjauan singkat skema dan instalasi domestik. 1.2.1 Informasi umum. 1.2.2 Pompa sentrifugal submersible. 1.2.3 Motor selam. 1.2.4 Hidroproteksi motor listrik. 1.3 Tinjauan singkat skema dan instalasi asing. 1.4. Analisis operasi ESP. 1.4.1 Analisis stok sumur. 1.4.2 Analisis dana ESP. 1.4.3 Setelah diserahkan. 1.4.4 Dengan tekanan. 1.5 Deskripsi singkat tentang sumur. 1.6 Analisis kerusakan ESP. 1.7.Analisis tingkat kecelakaan dana ESP.2.STUDI PATEN. 2.1 Studi paten. 2.2 Justifikasi dari prototipe yang dipilih. 2.3 Inti dari modernisasi. 3. BAGIAN PERHITUNGAN. 3.1. Perhitungan tahap ESP. 3.1.1. Perhitungan impeler. 3.1.2. Perhitungan peralatan pemandu. 3.2 Perhitungan verifikasi koneksi kunci. 3.3 Perhitungan verifikasi sambungan spline. 3.4 Perhitungan poros ESP. 3.5 Perhitungan kekuatan 3.5.1 Perhitungan kekuatan rumah pompa. 3.5.2 Perhitungan kekuatan sekrup dari kopling pengaman. 3.5.3 Perhitungan kekuatan bodi half-coupling 4. EFEK EKONOMI DARI 5. KESELAMATAN DAN RAMAH LINGKUNGAN PROYEK. Lampiran 18. Lampiran 29. Lampiran 310. Lampiran 411. Lampiran 5.

PENGANTAR

ESP dirancang untuk memompa cairan formasi dari sumur minyak dan digunakan untuk meningkatkan penarikan cairan. Unit milik kelompok produk II, tipe I menurut GOST 27.003-83.

Versi iklim dari peralatan selam - 5, peralatan listrik tanah - I GOST 15150-69.

Untuk pengoperasian pompa yang andal, diperlukan pemilihan yang benar untuk sumur tertentu. Selama pengoperasian sumur, parameter papan, zona pembentukan lubang bawah, sifat-sifat cairan yang ditarik terus berubah: kadar air, jumlah gas terkait, jumlah pengotor mekanis, dan sebagai hasilnya, ada tidak ada penarikan cairan tambahan atau pompa tidak bekerja, yang mengurangi periode perbaikan pompa. Saat ini, penekanan ditempatkan pada peralatan yang lebih andal untuk meningkatkan periode perbaikan, dan sebagai hasilnya, mengurangi biaya pengangkatan cairan. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan ESP sentrifugal daripada SCH, karena pompa sentrifugal memiliki periode perbaikan yang lama.

Unit ESP dapat digunakan untuk memompa keluar cairan yang mengandung gas, pasir, dan elemen korosif.

1. ANALISIS SKEMA DAN DESAIN YANG ADA.

1.1 Tujuan dan data teknis ESP.

Instalasi pompa sentrifugal submersible dirancang untuk memompa keluar dari sumur minyak, termasuk cairan reservoir miring yang mengandung minyak, air dan gas, dan kotoran mekanis. Tergantung pada jumlah komponen berbeda yang terkandung dalam cairan yang dipompa, pompa instalasi memiliki standar dan peningkatan ketahanan korosi dan aus. Selama pengoperasian ESP, di mana konsentrasi kotoran mekanis dalam cairan yang dipompa melebihi 0,1 gram liter yang diizinkan, terjadi penyumbatan pada pompa, keausan intensif pada unit kerja. Akibatnya, getaran meningkat, air masuk ke SEM melalui segel mekanis, mesin menjadi terlalu panas, yang menyebabkan kegagalan ESP.

Penunjukan instalasi konvensional:

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

Di mana U - instalasi, modifikasi 2 - detik, E - digerakkan oleh motor listrik submersible, C - sentrifugal, N - pompa, K - peningkatan ketahanan korosi, I - peningkatan ketahanan aus, M - desain modular, 6 - kelompok pompa, 180, 350 - pasokan msut, 1200, 1100 - kepala, m.w.st.

Bergantung pada diameter senar produksi, dimensi transversal maksimum unit submersible, ESP dari berbagai grup digunakan - 5,5, dan 6. Pemasangan grup 5 dengan diameter melintang setidaknya 121,7 mm. Pemasangan grup 5 a dengan dimensi melintang 124 mm - di sumur dengan diameter internal minimal 148,3 mm. Pompa juga dibagi menjadi tiga kelompok bersyarat - 5,5 a, 6. Diameter kasing kelompok 5 adalah 92 mm, kelompok 5 a adalah 103 mm, kelompok 6 adalah 114 mm. Karakteristik teknis pompa ETsNM dan ETsNMK diberikan dalam Lampiran 1.

1.1.1.Informasi sejarah tentangpengembangan metode ekstraksi.

Pengembangan pompa tanpa batang di negara kita dimulai bahkan sebelum revolusi. Ketika A.S. Artyunov bersama dengan V.K. Domov mengembangkan unit lubang bawah di mana pompa sentrifugal digerakkan oleh motor listrik submersible. Insinyur Soviet, mulai tahun 1920-an, mengusulkan pengembangan pompa piston dengan mesin pneumatik piston. Salah satu pompa pertama dikembangkan oleh M.I. Martsishevsky.

Pengembangan pompa lubang bor dengan motor udara dilanjutkan di Azinmash oleh V.I. Dokumentov. pompa sentrifugal downhole dengan penggerak listrik dikembangkan pada periode sebelum perang oleh A.A. Bogdanov, A.V. Krylov, L.I. Navigator. Sampel industri pompa sentrifugal dengan penggerak listrik dikembangkan di kantor desain khusus untuk pompa tanpa batang. Organisasi ini melakukan semua pekerjaan pada pompa tanpa batang lubang bor, termasuk sekrup, diafragma, dll.

Industri minyak dan gas, dengan penemuan deposit baru, membutuhkan pompa untuk mengekstrak sejumlah besar cairan dari sumur. Secara alami, pompa baling-baling paling rasional, disesuaikan untuk aliran tinggi. Dari pompa baling-baling, pompa dengan impeler sentrifugal telah tersebar luas, karena memberikan head yang besar untuk aliran cairan dan dimensi pompa tertentu. Meluasnya penggunaan pompa sentrifugal downhole yang digerakkan secara listrik disebabkan oleh banyak faktor. Dengan penarikan cairan yang besar dari sumur, unit ESP adalah yang paling ekonomis dan paling tidak padat karya untuk perawatan, dibandingkan dengan produksi kompresor dan pengangkatan cairan oleh jenis pompa lainnya. Pada arus tinggi, biaya energi instalasi relatif kecil. Perawatan unit ESP sederhana, karena hanya stasiun kontrol dan transformator yang terletak di permukaan, yang tidak memerlukan perawatan konstan.

Pemasangan peralatan ESP sederhana, karena stasiun kontrol dan transformator tidak memerlukan fondasi. Kedua unit instalasi ESP ini biasanya ditempatkan di light booth.

1.1.2 Komposisi dan kelengkapan ESP

Unit ESP terdiri dari unit pompa submersible (motor listrik dengan perlindungan hidrolik dan pompa), saluran kabel (kabel datar bundar dengan selongsong masuk kabel), tali pipa, peralatan kepala sumur dan peralatan listrik tanah: transformator dan stasiun kontrol (perangkat lengkap) (lihat Gambar 1.1.). Gardu transformator mengubah tegangan jaringan medan dari nilai suboptimal di terminal motor listrik, dengan mempertimbangkan kerugian tegangan pada kabel. Stasiun kontrol menyediakan kontrol pengoperasian unit pompa dan perlindungannya dalam kondisi optimal.

Unit pompa submersible, yang terdiri dari pompa dan motor listrik dengan perlindungan hidraulik dan kompensator, diturunkan ke dalam sumur di sepanjang pipa. Jalur kabel menyediakan catu daya ke motor listrik. Kabel terpasang ke tabung dengan roda logam. Kabelnya rata di sepanjang pompa dan pelindung, terpasang padanya dengan roda logam dan dilindungi dari kerusakan oleh selubung dan klem. Periksa dan katup pembuangan dipasang di atas bagian pompa. Pompa memompa cairan keluar dari sumur dan mengirimkannya ke permukaan melalui tali pipa (lihat Gambar 1.2.)

Peralatan kepala sumur menyediakan suspensi pada flensa casing dari string tubing dengan pompa dan kabel listrik, pipa dan kabel penyegel, serta mengalirkan cairan yang dihasilkan ke pipa outlet.

Pompa submersible, sentrifugal, sectional, multistage pada prinsipnya tidak berbeda dengan pompa sentrifugal konvensional.

Perbedaannya adalah bahwa itu adalah penampang, multi-tahap, dengan diameter kecil langkah kerja - impeler dan baling-baling pemandu. Pompa submersible yang diproduksi untuk industri minyak terdiri dari 1300 hingga 415 tahap.

Bagian-bagian pompa yang dihubungkan oleh sambungan flensa adalah selubung logam. Terbuat dari pipa baja dengan panjang 5500 mm. Panjang pompa ditentukan oleh jumlah tahap operasi, yang jumlahnya, pada gilirannya, ditentukan oleh parameter utama pompa. - pengiriman dan tekanan. Aliran dan kepala tahapan tergantung pada penampang dan desain jalur aliran (blade), serta pada kecepatan rotasi. Di casing bagian pompa, paket tahapan dimasukkan, yang merupakan rakitan impeler dan baling-baling pemandu pada poros.

Impeler dipasang pada poros pada kunci bulu dalam posisi berjalan dan dapat bergerak ke arah aksial. Baling-baling pemandu diamankan terhadap rotasi di rumah puting yang terletak di bagian atas pompa. Dari bawah, dasar pompa disekrup ke dalam rumah dengan lubang saluran masuk dan filter melalui mana cairan dari sumur memasuki tahap pertama pompa.

Ujung atas poros pompa berputar di bantalan kotak isian dan diakhiri dengan tumit khusus yang mengambil beban pada poros dan beratnya melalui cincin pegas. Gaya radial dalam pompa dirasakan oleh bantalan biasa yang dipasang di dasar puting dan pada poros pompa.