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ecn은(는) 무엇으로 구성되어 있습니까? 전기 원심 펌프(uetsn) 설치

ESP 체계

ESP - 전기 잠수정 펌프 설치, 영어 버전 - ESP(전기 잠수정 펌프). 이러한 펌프가 작동하는 우물의 수는 SRP 장치보다 열등하지만 도움으로 생산되는 오일의 양은 ESP가 타의 추종을 불허합니다. 러시아 전체 석유의 약 80%가 ESP의 도움으로 생산됩니다.

일반적으로 ESP는 얇고 긴 일반 펌핑 장치입니다. 그리고 그는 환경에 존재하는 메커니즘에 대한 공격성으로 구별되는 환경에서 일하는 방법을 알고 있습니다. 수중 펌프 장치(유압 보호 기능이 있는 전기 모터 + 펌프), 케이블 라인, 튜빙 스트링, 유정 장비 및 표면 장비(변압기 및 제어 스테이션)로 구성됩니다.

ESP의 주요 구성 요소:

ESP(전기 원심 펌프)- 실제로 우물에서 표면으로 액체를 들어 올리는 설치의 핵심 요소. 그것은 섹션으로 구성되며, 차례로 스테이지(가이드)와 샤프트에 조립되고 강철 케이싱(파이프)으로 둘러싸인 많은 수의 임펠러로 구성됩니다. ESP의 주요 특성은 유량과 수두이므로 이러한 매개변수는 각 펌프의 이름에 있습니다. 예를 들어, ESP-60-1200은 1200미터의 수두로 60 m 3 /일의 액체를 펌핑합니다.

SEM(잠수식 전동기)두 번째로 중요한 요소입니다. 특수 오일을 충전한 비동기식 전동기입니다.

프로텍터(또는 방수)- 전기 모터와 펌프 사이에 위치한 요소. 오일이 채워진 전기 모터와 리저버 유체가 채워진 펌프를 분리함과 동시에 모터에서 펌프로 회전을 전달합니다.

케이블, 이를 통해 잠수정 모터에 전기가 공급됩니다. 케이블은 장갑입니다. 표면과 펌프의 하강 깊이까지의 단면은 원형 단면(KRBK)이며 펌프 및 유압 보호를 따라 잠수할 수 있는 장치 영역에서는 평평합니다(KPBK).

옵션 장비:

가스 분리기- 펌프 입구에서 가스의 양을 줄이는 데 사용됩니다. 가스의 양을 줄일 필요가 없으면 우물 유체가 펌프에 들어가는 간단한 입력 모듈이 사용됩니다.

TMS– 열압계 시스템. 온도계와 압력계가 하나로 합쳐졌습니다. 유정으로 내려가는 ESP가 작동하는 매체의 온도와 압력에 대한 데이터를 제공합니다.

이 전체 설치는 우물로 내려갈 때 직접 조립됩니다. 특수 금속 벨트로 설치 자체와 모든 것이 매달려있는 튜브에 고정 된 케이블을 잊지 않고 아래에서 위로 순차적으로 조립됩니다. 표면에서 케이블은 TMPN(승압 변압기)과 클러스터 근처에 설치된 제어 스테이션에 공급됩니다.

이미 나열된 장치 외에도 체크 및 드레인 밸브는 전기 원심 펌프 위의 튜브 스트링에 설치됩니다.

체크 밸브(KOSH - 체크 볼 밸브)는 펌프를 시작하기 전에 튜브에 액체를 채우는 데 사용됩니다. 펌프가 멈출 때 액체가 흘러내리는 것을 허용하지 않습니다. 펌프 작동 중에 체크 밸브는 아래로부터의 압력으로 인해 열린 위치에 있습니다.

체크 밸브 위에 장착 배수 밸브(KS), 펌프를 우물에서 빼내기 전에 튜브에서 유체를 배출하는 데 사용됩니다.

전기 원심 수중 펌프는 딥 로드 펌프에 비해 상당한 이점이 있습니다.

  • 지상 장비의 용이성;
  • 15000 m 3 /일까지의 우물에서 유체 추출 가능성;
  • 깊이가 3000 미터 이상인 우물에서 사용할 수있는 능력;
  • 높음(500일에서 2-3년 이상) ESP 작동 점검 기간;
  • 펌핑 장비를 들어 올리지 않고 우물에서 연구를 수행 할 가능성;
  • 튜브 벽에서 왁스를 제거하는 데 시간이 덜 걸리는 방법.

전기 원심 잠수정 펌프는 깊고 경사진 유정(심지어 수평 유정에서도), 물이 많은 우물, 요오드 브롬화물 물이 있는 우물, 염분 및 산성 용액을 들어올리기 위해 형성수의 염도가 높은 우물에서 사용할 수 있습니다. 또한 146mm 및 168mm 케이싱 스트링이 있는 하나의 유정에서 여러 지평의 동시 분리 작동을 위해 전기 원심 펌프가 개발되어 생산되고 있습니다. 때때로 전기 원심 펌프는 저수지 압력을 유지하기 위해 염수 형성 물을 오일 저장소로 펌핑하는 데 사용됩니다.

ESP의 범위는 유속이 10 ~ 1300 m3/day이고 리프트 높이가 500 ~ 2000 m인 고속 침수, 깊고 경사진 우물이며 ESP의 정밀 검사 기간은 최대 320일 이상입니다.

UETsNM 및 UETsNMK 유형의 모듈식 수중 원심 펌프 장치는 오일, 물, 가스 및 기계적 불순물이 포함된 유정 제품을 펌핑하도록 설계되었습니다. UEtsNM 유형의 장치는 기존 설계를 사용하는 반면 UEtsNMK 유형의 장치는 내부식성입니다.

설비(그림 24)는 수중 펌핑 장치, 배관의 유정으로 내려가는 케이블 라인, 접지 전기 장비(변압기 변전소)로 구성됩니다.

수중 펌핑 장치에는 엔진(유압 보호 장치가 있는 전기 모터)과 펌프가 포함되며 그 위에 체크 및 배수 밸브가 설치됩니다.

잠수정의 최대 가로 치수에 따라 설치는 세 가지 조건부 그룹으로 나뉩니다 - 5; 5A 및 6:

· 가로 치수가 112mm인 그룹 5의 설비는 내부 직경이 최소 121.7mm인 케이싱 스트링이 있는 우물에 사용됩니다.

· 가로 치수가 124mm인 그룹 5A의 설치 - 내경이 130mm 이상인 우물에서;

· 가로 치수가 140.5mm인 그룹 6의 설치 - 내부 직경이 최소 148.3mm인 우물.

펌핑된 매체에 대한 ESP 적용 조건: 기계적 불순물 함량이 0.5g/l 이하인 액체, 펌프 흡입구의 유리 가스 25% 이하; 1.25g/l 이하의 황화수소; 99% 이하의 물; 형성수의 pH 값(pH)은 6 ~ 8.5 이내입니다. 전기 모터 위치 영역의 온도는 + 90 ˚С 이하입니다(특수 내열 버전은 최대 + 140 ˚С).

설치 코드의 예 - UETsNMK5-125-1300은 다음을 의미합니다. UETsNMK - 모듈식 및 내부식성 설계의 전기 원심 펌프 설치; 5 - 펌프 그룹; 125 - 공급, m3/일; 1300 - 개발 된 머리, m의 물. 미술.

그림 24 - 수중 원심 펌프 설치

1 - 유정 장비; 2 - 원격 연결 지점; 3 - 변압기 복합 변전소; 4 - 배수 밸브; 5 - 체크 밸브; 6 - 헤드 모듈; 7 - 케이블; 8 - 모듈 섹션; 9 - 펌프 가스 분리기 모듈; 10 - 초기 모듈; 11 - 보호자; 12 - 전기 모터; 13 - 열압계 시스템.

그림 24는 이러한 유형의 차세대 장비를 나타내는 모듈식 설계의 수중 원심 펌프 설치 다이어그램을 보여줍니다. 이를 통해 적은 수의 매개 변수에 따라 우물 설치의 최적 레이아웃을 개별적으로 선택할 수 있습니다. 교체 가능한 모듈. ", 모스크바)는 각 공급 장치에 대해 많은 수의 헤드가 존재함으로써 우물에 대한 최적의 펌프 선택을 제공합니다. 장치의 헤드 간격은 설비 기본 데이터의 표 6에 표시된 간격으로 공급에 따라 50 ~ 100 ~ 200 ~ 250m입니다.

상업적으로 생산되는 ESP는 모듈(섹션)의 수와 해당 매개변수에 따라 길이가 15.5~39.2m이고 무게가 626~2541kg입니다.

최신 설치에서는 2~4개의 모듈 섹션이 포함될 수 있습니다. 샤프트에 조립된 임펠러와 가이드 베인인 섹션 하우징에 계단 패키지가 삽입됩니다. 단계 수는 152 ~ 393입니다. 입구 모듈은 흡입구와 우물의 유체가 펌프로 들어가는 메쉬 필터가 있는 펌프 바닥을 나타냅니다. 펌프 상단에는 튜브가 부착된 체크 밸브가 있는 낚시 헤드가 있습니다.

표 6

설치 이름

생산 스트링의 최소(내부) 직경, mm

설치의 가로 치수, mm

공급 m3/일

엔진 출력, kW

가스 분리기 유형

UETSNMK5-80

UETSNMK5-125

UETSNM5A-160

UETSNM5A-250

UETSNMK5-250

UETSNM5A-400

UETSNMK5A-400

144.3 또는 148.3

137 또는 140.5

UETSNM6-1000

펌프(ETsNM) - 잠수정 원심 모듈식 다단 수직 실행.

펌프는 또한 세 가지 조건부 그룹으로 나뉩니다 - 5; 5A 및 6. 그룹 5 ~ 92mm의 케이스 직경, 그룹 5A - 103mm, 그룹 6 - 114mm.

펌프 섹션 모듈(그림 25)은 하우징으로 구성됩니다. 1 , 샤프트 2 , 단계 패키지(임펠러 - 3 및 가이드 베인 - 4 ), 상부 베어링 5 , 하부 베어링 6 , 상단 축 지원 7 , 머리 8 , 근거 9 , 두 모서리 10 (기계적 손상으로부터 케이블을 보호하는 역할을 함) 및 고무 링 11 , 12 , 13 .

임펠러는 축을 따라 축 방향으로 자유롭게 움직이며 하부 및 상부 가이드 베인에 의해 움직임이 제한됩니다. 임펠러의 축방향 힘은 하부 텍스톨라이트 링으로 전달된 다음 가이드 베인의 숄더로 전달됩니다. 부분적으로는 축에 대한 바퀴의 마찰로 인해 축력이 축에 전달되거나 틈새에 염의 침착이나 금속의 부식으로 인해 바퀴가 축에 달라붙어 축에 전달됩니다. 토크는 임펠러의 홈에 포함된 황동(L62) 키에 의해 샤프트에서 바퀴로 전달됩니다. 키는 휠 어셈블리의 전체 길이를 따라 위치하며 400 - 1000mm 길이의 세그먼트로 구성됩니다.

그림 25 - 모듈 섹션 펌프

1 - 액자; 2 - 샤프트; 3 - 작업 바퀴; 4 - 안내 장치; 5 - 상부 베어링; 6 - 하부 베어링; 7 - 축방향 상부 지지대; 8 - 머리; 9 - 베이스; 10 - 가장자리; 11 , 12 , 13 - 고무 링.

가이드 베인은 주변 부품을 따라 서로 연결되어 있으며 하우징의 하부에서는 모두 하부 베어링에 있습니다. 6 (그림 25) 및 베이스 9 , 위에서부터 상부 베어링의 하우징을 통해 하우징에 고정됩니다.

표준 펌프의 임펠러 및 가이드 베인은 수정된 회주철 및 방사선 수정된 폴리아미드로 만들어지며, 내식성 펌프는 "니레시스트" 유형의 수정된 주철 TsN16D71KhSh로 만들어집니다.

기존 펌프용 섹션 모듈 및 입력 모듈의 샤프트는 결합된 내부식성 고강도 강철 OZKh14N7V로 만들어지며 끝에 "NZh"로 표시됩니다.

동일한 케이싱 길이가 3, 4 및 5m인 모든 펌프 그룹의 모듈 샤프트가 통합되어 있습니다.

섹션 모듈의 샤프트는 서로 연결되고, 입력 모듈 샤프트(또는 가스 분리기 샤프트)가 있는 섹션 모듈, 엔진 수압 보호 샤프트가 있는 입력 모듈 샤프트는 스플라인 커플 링을 사용하여 연결됩니다.

모듈과 모터가 있는 입력 모듈의 연결은 플랜지로 되어 있습니다. 연결 밀봉(엔진과 입력 모듈 및 가스 분리기가 있는 입력 모듈의 연결 제외)은 고무 링으로 수행됩니다.

펌프 입구 모듈의 그리드에서 25% 이상(최대 55%)의 자유 가스를 포함하는 형성 유체를 펌핑하기 위해 펌프 모듈 - 가스 분리기가 펌프에 연결됩니다(그림 26).

그림 26 - 가스 분리기

1 - 머리; 2 - 번역가; 3 - 구분자; 4 - 액자; 5 - 샤프트; 6 - 격자; 7 - 가이드 장치; 8 - 작업 휠; 9 - 오거; 10 - 베어링; 11 - 베이스.

가스 분리기는 입력 모듈과 섹션 모듈 사이에 설치됩니다. 가장 효율적인 가스 분리기는 원심력 분야에서 상이 분리되는 원심 유형입니다. 이 경우 액체는 주변부에 집중되고, 가스는 가스분리기의 중앙부에 집중되어 환형으로 분출된다. MNG 시리즈의 가스 분리기는 250 ~ 500m3/day의 한계 유량, 90%의 분리 계수, 26~42kg의 무게를 가지고 있습니다.

잠수정 펌핑 장치의 엔진은 전기 모터와 유압 보호 장치로 구성됩니다. 전기 모터(그림 27)는 통합 PED 시리즈의 수중 3상 농형 양극성 오일 충전 기존 및 내부식성 버전과 현대화 PED 시리즈 L의 일반 버전입니다. 작업 영역의 정수압은 더 이상 없습니다. 20MPa 이상. 16 ~ 360kW의 정격 전력, 정격 전압 530~2300V, 정격 전류 26~122.5A.

그림 27 - PEDU 시리즈 전기 모터

1 - 커플 링; 2 - 뚜껑; 3 - 머리; 4 - 발 뒤꿈치; 5 - 스러스트 베어링; 6 - 케이블 입구 덮개; 7 - 코르크; 8 - 케이블 입구 블록; 9 - 로터; 10 - 고정자; 11 - 필터; 12 - 베이스.

SEM 모터의 Hydroprotection(그림 28)은 형성 유체가 전기 모터의 내부 공동으로 침투하는 것을 방지하고 전기 모터의 온도로 인한 내부 공동의 오일 체적 변화를 보상하고 전달되도록 설계되었습니다. 전기 모터 샤프트에서 펌프 샤프트로의 토크.

그림 28 - 수분 보호

ㅏ- 개방형; 비- 폐쇄형

하지만- 상부 챔버; 비- 다운 캠; 1 - 머리; 2 - 기계적 밀봉; 3 - 상단 젖꼭지; 4 - 액자; 5 - 중간 젖꼭지; 6 - 샤프트; 7 - 아래 젖꼭지; 8 - 베이스; 9 - 연결 튜브; 10 - 조리개.

Hydroprotection은 하나의 보호 장치 또는 보호 장치와 보정 장치로 구성됩니다. 하이드로프로텍션에는 세 가지 버전이 있습니다.

첫 번째는 두 개의 챔버에서 보호기 P92, PK92 및 P114(개방형)로 구성됩니다. 상부 챔버는 무거운 배리어 액체(최대 밀도 2g/cm3, 형성 유체 및 오일과 섞이지 않음)로 채워져 있고, 하부 챔버는 전기 모터의 캐비티와 동일한 MA‑SED 오일로 채워져 있습니다. . 챔버는 튜브로 연결됩니다. 엔진의 액체 유전체 부피의 변화는 한 챔버에서 다른 챔버로 유압 보호 장치의 배리어 액체가 이동하여 보상됩니다.

두 번째 것은 고무 다이어프램이 사용되는 보호기 P92D, PK92D 및 P114D(폐쇄형)로 구성되며 탄성이 엔진의 액체 유전체 체적 변화를 보상합니다.

세 번째 - 유압 보호 장치 1G51M 및 1G62는 전기 모터 위에 배치된 보호 장치와 전기 모터 바닥에 부착된 보정 장치로 구성됩니다. 기계적 밀봉 시스템은 샤프트를 따라 전기 모터로 유입되는 형성 유체로부터 보호합니다. 유압 보호 장치의 전달 전력 125 ¸ 250kW, 무게 53 ¸ 59kg.

열압계 시스템 TMS-3은 수중 원심 펌프의 작동을 자동으로 제어하고 우물 작동 중 비정상적인 작동 모드(펌프 흡입구의 감압 및 수중 모터의 고온)에 대한 보호를 위해 설계되었습니다. 지하 및 지상 부분이 있습니다. 제어된 압력 범위는 0 ~ 20 MPa입니다. 작동 온도 범위는 25 ~ 105 ˚С입니다.

총 중량은 10.2kg입니다(그림 24 참조).

케이블 라인은 케이블 드럼에 감긴 케이블 어셈블리입니다.

케이블 어셈블리는 원형 PKBK(케이블, 폴리에틸렌 절연체, 장갑, 원형) 또는 플랫 KPBP(그림 29)의 메인 케이블, 케이블 인입 슬리브(슬리브가 있는 연장 케이블)로 연결된 플랫 케이블로 구성됩니다.

그림 29 - 케이블

ㅏ- 둥근; 비- 평평한; 1 - 살았다; 2 - 격리; 3 - 껍데기; 4 - 베개; 5 - 갑옷.

케이블은 3개의 코어로 구성되며 각 코어에는 절연층과 피복이 있습니다. 고무 처리된 천과 갑옷으로 만든 쿠션. 원형 케이블의 3개의 절연 도체가 나선형 라인을 따라 꼬이고 플랫 케이블의 도체가 한 줄에 평행하게 놓입니다.

PTFE 절연 처리된 KFSB 케이블은 최대 + 160˚C의 주변 온도에서 작동하도록 설계되었습니다.

케이블 어셈블리에는 원형의 통합 케이블 글랜드 K38(K46)이 있습니다. 커플 링의 금속 케이스에서 플랫 케이블의 절연 코어는 고무 씰로 완전히 밀봉됩니다.

플러그인 러그는 전도성 와이어에 부착됩니다.

원형 케이블의 직경은 25~44mm입니다. 10.1x25.7 ~ 19.7x52.3mm의 플랫 케이블 크기. 공칭 건축 길이 850, 1000 ¸ 1800 m.

ShGS5805 유형의 전체 장치는 수중 모터의 켜기 및 끄기, 제어실 및 프로그램 제어에서 원격 제어, 수동 및 자동 모드에서 작동, 10% 초과 또는 15% 미만의 주 전압 편차 및 과부하 시 종료를 제공합니다. 공칭, 전류 및 전압 제어 및 비상 정지의 외부 조명 신호(내장 온도 측정 시스템 포함).

수중 펌프용 통합 변전소 - KTPPN은 16 ¸ 125kW 용량의 단일 우물에서 전기를 공급하고 수중 펌프의 전기 모터를 보호하도록 설계되었습니다. 정격 고전압 6 또는 10kV, 1208~444V(TMPN100 변압기) 및 2406~1652V(TMPN160)의 중간 전압 레귤레이션 제한. 변압기 포함 무게 2705kg.

완전한 변전소 KTPPNKS는 우물 클러스터의 석유 생산을 위한 16 ¸ 125kW 전기 모터가 있는 4개의 원심 전기 펌프의 전원 공급, 제어 및 보호, 수리 작업 중 펌핑 장치 및 모바일 팬터그래프의 최대 4개의 전기 모터에 대한 전원 공급을 위해 설계되었습니다. . KTPPNKS는 극북 및 서부 시베리아의 조건에서 사용하도록 설계되었습니다.

설치 배송 세트에는 펌프, 케이블 어셈블리, 모터, 변압기, 완전한 변전소, 완전한 장치, 가스 분리기 및 도구 세트가 포함됩니다.

ESP 플랜트는 복잡한 기술 시스템이며 원심 펌프의 잘 알려진 작동 원리에도 불구하고 독창적인 설계 요소의 조합입니다. ESP의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 6.1. 설치는 지상 및 잠수정의 두 부분으로 구성됩니다. 접지 부분은 자동 변압기 1을 포함합니다. 제어 스테이션 2; 때때로 케이블 드럼 3 및 유정 장비 4 보호된 3심 전기 케이블 6, 공급 전압이 잠수정 전기 모터에 공급되고 특수 클램프 7로 튜빙 스트링에 부착됩니다.

잠수정 장치는 흡입 스크린(9)과 체크 밸브(10)가 장착된 다단 원심 펌프(8)로 구성됩니다. 잠수정 장치에는 장치가 들어 올려질 때 이를 통해 튜빙에서 액체가 배출되는 배수 밸브(11)가 포함됩니다. 하부에서 펌프는 유압 보호 장치(보호기)(12)와 연결되며, 이는 차례로 수중 모터(13)와 연결됩니다. 하부에서 모터(13)는 보정기(14)를 가지고 있습니다.

액체는 아래쪽에 있는 메쉬를 통해 펌프로 들어갑니다. 메쉬는 형성 유체 여과를 제공합니다. 펌프는 웰에서 튜브로 유체를 공급합니다.

러시아의 ESP 장치는 직경이 127, 140, 146 및 168mm인 케이싱 스트링이 있는 우물용으로 설계되었습니다. 146 및 168 mm 케이싱 스트링에 대해 두 가지 크기의 잠수정을 사용할 수 있습니다. 하나는 케이싱 스트링의 내경(GOST에 따름)이 가장 작은 우물용으로 설계되었습니다. 이 경우 ESP 장치도 더 작은 직경을 가지므로 결과적으로 작동 특성(압력, 유량, 효율)에 대한 하한값이 됩니다.

쌀. 6.1. ESP의 개략도:

1 - 자동 변압기; 2 - 제어 스테이션; 3 - 케이블 드럼; 4 - 유정 장비; 5 - 튜빙 스트링; 6 - 기갑 전기 케이블; 7 - 케이블 클램프; 8 - 잠수정 다단 원심 펌프; 9 - 펌프의 수용 그리드; 10 - 체크 밸브; 11 - 배수 밸브; 12 - 유압 보호 장치(보호기); 13 - 잠수정 모터; 14 - 보정기

각 설비에는 고유한 코드(예: UETsN5A-500-800)가 있으며 여기에는 다음 지정이 허용됩니다. ESP 뒤의 숫자(또는 숫자 및 문자)는 해당 설비가 들어가는 케이싱 스트링의 허용 가능한 최소 내경을 나타냅니다. 낮출 수 있으며 숫자 "4"는 직경 112mm에 해당하고 숫자 "5"는 122mm, "5A"-130mm, "6"-144mm 및 "6A"-148mm에 해당합니다. 코드의 두 번째 숫자는 펌프의 공칭 유량(m 3 / sU t)을 나타내고 세 번째는 대략적인 수두(m)를 나타냅니다. 유량 및 수두 값은 물에서의 작동에 대해 제공됩니다.

최근 몇 년 동안 제조 된 원심 펌프 설치 범위가 크게 확장되었으며 이는 제조 된 장비의 코드에도 반영됩니다. 따라서 ALNAS(Almetyevsk, Tatarstan)에서 제조한 ESP 장치는 암호 "ESP" 뒤에 대문자 "A"가 있고 Lebedyansky 기계 공장(JSC Lemaz, Lebedyan, Kursk 지역)의 장치에는 대문자 "A"가 있습니다. "UESP"라는 비문 앞에 문자 "L"이 있습니다. 많은 양의 기계적 불순물이 있는 저장소 유체를 선택하기 위한 임펠러의 2 베어링 설계가 있는 원심 펌프 장치는 문자 "L" 뒤와 ESP(Lemaz의 경우) 비문 앞에 코드 "2"가 있습니다. 펌프), 비문 "UETsN" 뒤의 문자 "D"(펌프 "JSC "Borets"의 경우), 설치 크기 그림 앞의 문자 "A"(펌프 ALNAS의 경우). ESP의 부식 방지 버전은 설치 코드 끝에 문자 "K"로 표시되고 내열 버전은 문자 "T"로 표시됩니다. 후면 디스크(Novomet, Perm)에 추가 와류 블레이드가 있는 임펠러의 설계에는 펌프 코드에 문자 VNNP가 있습니다.

6.3. ESP 설치의 주요 구성 요소, 목적 및 특성

다운홀 원심 펌프

시추공 원심 펌프는 다단식 기계입니다. 이것은 주로 한 단계(임펠러 및 가이드 베인)에서 생성된 낮은 압력 값 때문입니다. 차례로, 한 단계의 압력의 작은 값 (수주 3 ~ 6-7m)은 케이싱 스트링의 내경에 의해 제한되는 임펠러 외경의 작은 값에 의해 결정됩니다 사용된 다운홀 장비의 치수(케이블, 수중 모터 등)

시추공 원심 펌프의 설계는 기존 방식과 내마모성을 가질 수 있을 뿐만 아니라 내식성을 높일 수 있습니다. 펌프 장치의 직경과 구성은 기본적으로 모든 펌프 버전에서 동일합니다.

기존 설계의 다운홀 원심 펌프는 수분 함량이 최대 99%인 우물에서 액체를 추출하도록 설계되었습니다. 펌핑된 액체의 기계적 불순물은 0.01mass%(또는 0.1g/l) 이하이어야 하며 기계적 불순물의 경도는 Mohs에 따라 5점을 초과해서는 안 됩니다. 황화수소 - 0.001% 이하. 제조업체의 기술 조건 요구 사항에 따라 펌프 흡입구의 유리 가스 함량은 25%를 초과해서는 안됩니다.

내부식성 원심 펌프는 펌핑된 지층 유체의 황화수소 함량이 최대 0.125%(최대 1.25g/l)일 때 작동하도록 설계되었습니다. 내마모성 설계로 기계적 불순물이 포함된 액체를 최대 0.5g/l까지 펌핑할 수 있습니다.

계단은 각 섹션의 원통형 몸체의 구멍에 배치됩니다. 펌프의 한 섹션은 장착 높이에 따라 39에서 200단계까지 수용할 수 있습니다. 펌프의 최대 단계 수는 550개에 이릅니다.

쌀. 6.2. 시추공 원심 펌프의 계획:

1 - 세그먼트가 있는 링; 2,3- 부드러운 와셔; 4,5- 완충기 와셔; 6 - 최고 지원; 7 - 낮은 지원; 8 - 샤프트 지지 스프링 링; 9 - 원격 부싱; 10 -베이스; 11 - 슬롯 커플링.

모듈식 ESP

고압 시추공 원심 펌프를 만들려면 펌프에 여러 단계(최대 550개)를 설치해야 합니다. 동시에 펌프의 길이 (15-20m)로 인해 운송, 우물 설치 및 하우징 제조가 어렵 기 때문에 하나의 하우징에 수용 할 수 없습니다.

고압 펌프는 여러 섹션으로 구성됩니다. 각 섹션의 몸체 길이는 6m 이하이며 개별 섹션의 몸체 부분은 볼트 또는 스터드가 있는 플랜지로 연결되고 샤프트는 스플라인 커플링으로 연결됩니다. 펌프의 각 섹션에는 상부 액시얼 샤프트 베어링, 샤프트, 레이디얼 샤프트 베어링, 계단이 있습니다. 하단 섹션에만 수신 그리드가 있습니다. 낚시 헤드 - 펌프의 상단 부분만. 고압 펌프의 섹션은 배치할 단계의 수에 따라 6m(일반적으로 3.4m 및 5m 펌프 케이싱 길이)보다 짧을 수 있습니다.

펌프는 입구 ​​모듈(그림 6.4), 섹션 모듈(모듈 섹션)(그림 6.3), 헤드 모듈(그림 6.3), 체크 밸브 및 블리드 밸브로 구성됩니다.

펌프의 모듈 섹션 수를 각각 줄일 수 있으므로 필요한 출력의 엔진으로 잠수정 장치를 완성할 수 있습니다.

모터가 있는 입력 모듈과 서로 간의 모듈 연결은 플랜지로 되어 있습니다. 연결부(엔진과 입력 모듈의 연결 및 가스 분리기가 있는 입력 모듈의 연결 제외)는 고무 링으로 밀봉됩니다. 모듈 섹션의 샤프트는 서로 연결되고 모듈 섹션은 입력 모듈의 샤프트에 연결되며 입력 모듈의 샤프트는 스플라인 커플 링을 사용하여 엔진의 유압 보호 샤프트에 연결됩니다.

케이싱 길이가 3.4m와 5m인 모든 펌프 그룹의 모듈 샤프트가 통합되어 있습니다. 왕복 작업 중 케이블이 손상되지 않도록 보호하기 위해 모듈 섹션과 모듈 헤드의 베이스에 제거 가능한 강철 리브가 있습니다. 펌프의 설계는 추가 분해 없이 주입구 모듈과 섹션 모듈 사이에 설치된 펌프 가스 분리기 모듈을 사용할 수 있도록 합니다.

사양에 따라 러시아 회사에서 제조한 석유 생산용 ESP의 일부 표준 크기의 기술적 특성은 표 6.1 및 그림에 나와 있습니다. 6.6.

석유 생산에서 원심 펌프의 범위는 상당히 큽니다. 40-1000 m 3 /일의 유량에서 헤드 740-1800 및 (가정용 펌프의 경우). 이 펌프는 유속이 높은 유정에서 작업할 때 가장 효과적입니다. 그러나 ESP는 높은 GOR, 높은 점도, 높은 기계적 불순물 함량 등과 같은 유정 조건으로 인해 한계가 있습니다.

모듈식 설계로 펌프 및 전기 모터를 생성하면 유정의 특성에 따라 유속 및 압력 측면에서 ESP를 보다 정확하게 선택할 수 있습니다. 경제적 타당성을 고려하여 이러한 모든 요소를 ​​우물 운영 방법을 선택할 때 고려해야 합니다.

수중 펌프 장치는 다음 직경의 튜빙에 있는 우물로 내려갑니다.< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300m 3 /일 ESP의 설계 특성은 물에 대해 주어지고 특정 액체(기름)에 대해서는 상관 계수를 사용하여 정제됩니다. 최소 요구 전력의 최고 효율 영역에서 유량 및 압력에 따라 펌프를 선택하는 것이 좋습니다. ESP 장치는 최대 1.25g/l H, S를 포함하는 액체로 작동할 수 있지만 기존 장치는 최대 0.01g/l H:S를 포함하는 액체를 처리할 수 있습니다.

펌핑된 액체의 기계적 불순물 함량이 최대 0.1g/l인 유정에는 일반 펌프를 사용하는 것이 좋습니다. 내마모성이 향상된 펌프 - 펌핑된 액체의 함량이 0.1g/l 이상이지만 기계적 불순물이 0.5g/l 이하인 우물용 내식성이 향상된 펌프 - 황화수소 함량이 최대 1.25g l이고 pH가 6.0-8.5인 우물용.

격막 시추공 펌핑 장치는 공격적인 저장소 유체 또는 기계적 불순물(모래)이 많이 포함된 유체를 선택하는 데 사용됩니다. 전기로 구동되는 용적형 펌프입니다.

ESP 장치에는 전기 모터와 유압 보호 장치 및 펌프가 결합된 잠수정 전기 펌프 장치가 포함됩니다. 리프팅 튜빙의 웰로 케이블 라인을 낮추었습니다. 입 장비 유형 OUEN 140-65 또는 크리스마스 트리. AFK1E-65x14; 20-30의 거리와 유정에서 설치된 제어 스테이션 및 변압기. 전원은 케이블 라인을 통해 모터에 공급됩니다. 케이블은 금속 벨트로 펌프와 튜브에 부착됩니다. 체크 및 드레인 밸브는 펌프 위에 설치됩니다. 우물에서 펌핑된 액체는 튜브 끈을 통해 표면으로 나옵니다. 수중 전기 펌프, 전기 모터 및 유압 보호 장치는 플랜지와 스터드로 상호 연결됩니다. 펌프, 모터 및 프로텍터의 샤프트는 끝단에 스플라인이 있으며 스플라인 커플링으로 연결됩니다.

ESP 적용 기준:

  • 1 업계에서는 900m 수두에서 하루 1000m3의 유체 추출용 펌프를 생산합니다.
  • 2 추출된 제품의 황화수소 함량 - 최대 0.01
  • 3 최소 생산 수분 함량 최대 99%
  • 4 기계적 불순물 함량 최대 0.5
  • 5 유리 가스 함량이 25% 이하

설치 기호의 해석은 U2ETsNI6-350-1100의 예에 나와 있습니다.

U - 설치; 2(1) - 수정 번호;

E - 잠수정 모터로 구동됩니다.

C - 원심;

H - 펌프;

및 - 내마모성 증가 (K - 내식성 증가);

  • 6(5, 5A) - 설치 그룹;
  • 350 - m 3 / day의 물에 대한 최적 모드의 펌프 공급;
  • 1100 - 수주 미터 단위로 펌프에 의해 발생된 압력.

수중 원심 펌프의 설치에는 수중 및 표면 장비가 포함됩니다. 수중 장비에는 다음이 포함됩니다. 전기 펌프 장치는 튜빙 스트링(튜빙 스트링)의 액면 아래에 있는 우물로 내려갑니다. 전기 펌프 장치는 유압 보호 장치가 있는 전기 모터, 가스 분리기, 원심 펌프, 체크 및 배수 밸브로 구성됩니다. 지상 장비에는 설비의 전기 장비 및 유정 장비(유선과 연결된 기둥 헤드 및 유정 피팅)가 포함됩니다. 전류 공급 방식에 따라 전기 장비에는 수중 펌프용 완전한 변전소(KTPPN) 또는 변전소(TP), 제어 스테이션 및 변압기가 포함됩니다. 전기는 접지 공급 케이블과 연장된 메인 케이블로 구성된 케이블 라인을 통해 변압기에서 수중 모터로 공급됩니다. 케이블 라인의 주 케이블과 접지 케이블의 연결은 유정에서 3-5m 떨어진 곳에 설치된 터미널 박스에서 수행됩니다.

초록(러시아어) 초록(영어) 서론 1. 기존 계획 및 디자인 분석. 1.1 ESP의 목적 및 기술 데이터 1.1.1 채굴 방법 개발의 역사적 배경. 1.1.2 ESP의 구성 및 완전성. 1.1.3 SEM의 기술적 특성. 1.1.4 케이블의 주요 기술 데이터. 1.2. 국내 계획 및 설치에 대한 간략한 검토. 1.2.1 일반 정보. 1.2.2 잠수정 원심 펌프. 1.2.3 잠수정 모터 1.2.4 전기 모터의 수압 보호 1.3 외국 제도 및 시설에 대한 간략한 검토. 1.4. ESP 작동 분석. 1.4.1 유정 재고 분석. 1.4.2 ESP 펀드 분석. 1.4.3 제출 시. 1.4.4 압력에 의해. 1.5 우물에 대한 간략한 설명 1.6 ESP 오작동 분석. 1.7.ESP 기금의 사고율 분석.2.PATENT STUDY. 2.1 특허 연구. 2.2 선택한 프로토타입의 정당성. 2.3 현대화의 본질. 3. 계산 부분. 3.1. ESP 단계의 계산. 3.1.1. 임펠러의 계산. 3.1.2. 가이드 장치의 계산. 3.2 키 연결의 검증 계산. 3.3 스플라인 연결 검증 계산. 3.4 ESP 샤프트의 계산. 3.5 강도 계산 3.5.1 펌프 하우징의 강도 계산 3.5.2 안전 클러치 나사의 강도 계산. 3.5.3 하프 커플링 본체의 강도 계산 4. 프로젝트의 안전 및 환경 친화적으로 인한 경제적 효과. 부록 18. 부록 29. 부록 310. 부록 411. 부록 5.

소개

ESP는 유정에서 형성 유체를 펌핑하도록 설계되었으며 유체 회수를 높이는 데 사용됩니다. 이 장치는 GOST 27.003-83에 따라 제품 그룹 II, 유형 I에 속합니다.

잠수정 장비의 기후 버전 - 5, 접지 전기 장비 - I GOST 15150-69.

펌프의 안정적인 작동을 위해서는 주어진 우물에 대한 올바른 선택이 필요합니다. 우물이 작동하는 동안 보드의 매개 변수, 바닥 구멍 형성 영역, 인출 된 유체의 특성이 지속적으로 변경됩니다. 수분 함량, 관련 가스의 양, 기계적 불순물의 양이 결과적으로 유체의 추가 회수가 없거나 펌프가 유휴 상태로 작동하여 펌프의 정밀 검사 기간이 단축됩니다. 현재는 점검 기간을 늘리고 결과적으로 액체를 들어 올리는 비용을 줄이기 위해보다 안정적인 장비에 중점을두고 있습니다. 원심 펌프는 점검 기간이 길기 때문에 SCH 대신 원심 ESP를 사용하여 이를 달성할 수 있습니다.

ESP 장치는 가스, 모래 및 부식성 요소가 포함된 액체를 펌핑하는 데 사용할 수 있습니다.

1. 기존 계획 및 설계 분석.

1.1 ESP의 목적 및 기술 데이터.

수중 원심 펌프의 설치는 오일, 물, 가스 및 기계적 불순물을 포함하는 경사 저수지 유체를 포함하여 유정에서 펌핑하도록 설계되었습니다. 펌핑된 액체에 포함된 다양한 구성 요소의 수에 따라 설비의 펌프는 표준이며 부식 및 내마모성이 향상됩니다. 펌핑 된 액체의 기계적 불순물 농도가 허용 가능한 0.1g 리터를 초과하는 ESP 작동 중에 펌프가 막히고 작업 장치가 심하게 마모됩니다. 결과적으로 진동이 증가하고 물이 기계적 밀봉을 통해 SEM으로 들어가고 엔진이 과열되어 ESP가 고장납니다.

기존 설치 지정:

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

U-설치, 2-초 수정, E-수중 전기 모터로 구동, C-원심, N-펌프, K-내식성 증가, I-내마모성 증가, M-모듈식 설계, 6-펌프 그룹, 180, 350 - 공급 msut, 1200, 1100 - 헤드, m.w.st.

생산 스트링의 직경에 따라 잠수정 장치의 최대 가로 치수, 다양한 그룹의 ESP가 사용됩니다(5.5 및 6). 가로 지름이 121.7mm 이상인 그룹 5 설치. 가로 치수가 124mm인 그룹 5a의 설치 - 내경이 148.3mm 이상인 우물. 펌프는 또한 5.5a, 6의 세 가지 조건부 그룹으로 나뉩니다. 그룹 5의 경우 직경은 92mm, 그룹 5a는 103mm, 그룹 6은 114mm입니다. ETsNM 및 ETsNMK 펌프의 기술적 특성은 부록 1에 나와 있습니다.

1.1.1.에 대한 역사적 정보추출 방법의 개발.

우리나라의 로드리스 펌프 개발은 혁명 이전에도 시작되었습니다. A.S. 때 V.K와 함께 Artyunov Domov는 원심 펌프가 잠수정 전기 모터로 구동되는 다운홀 장치를 개발했습니다. 1920년대부터 소련 엔지니어들은 피스톤 공압 엔진이 있는 피스톤 펌프의 개발을 제안했습니다. 그러한 최초의 펌프 중 하나는 M.I. 마르시셰프스키.

공기 모터가 있는 시추공 펌프의 개발은 V.I. Dokumentov에 의해 Azinmash에서 계속되었습니다. 전기 드라이브가 있는 다운홀 원심 펌프는 A.A. Bogdanov, A.V.에 의해 전쟁 전 기간에 개발되었습니다. Krylov, L.I. 항해자. 전기 구동이 있는 원심 펌프의 산업용 샘플은 로드리스 펌프용 특수 설계 사무실에서 개발되었습니다. 이 조직은 나사, 다이어프램 등을 포함하여 시추공 로드레스 펌프에 대한 모든 작업을 수행합니다.

새로운 분야의 발견과 함께 석유 및 가스 산업은 우물에서 많은 양의 액체를 추출하기 위해 펌프가 필요했습니다. 당연히 고유량에 적합한 가장 합리적인 베인 펌프입니다. 베인 펌프 중에서 원심 임펠러가 있는 펌프는 주어진 액체 흐름과 펌프 치수에 대해 큰 헤드를 제공했기 때문에 널리 보급되었습니다. 전기 구동 다운홀 원심 펌프의 광범위한 사용은 여러 요인에 기인합니다. 유정에서 많은 양의 유체를 빼낼 수 있는 ESP 장치는 압축기 생산 및 다른 유형의 펌프에 의한 액체 리프팅과 비교할 때 가장 경제적이고 유지 관리에 노동 집약적입니다. 고유량에서 설치의 에너지 비용은 비교적 적습니다. ESP 장치의 유지 관리는 제어 스테이션과 변압기만 표면에 위치하므로 지속적인 유지 관리가 필요하지 않기 때문에 간단합니다.

제어 스테이션과 변압기에 기초가 필요하지 않기 때문에 ESP 장비의 설치가 간단합니다. ESP 설치의 이 두 장치는 일반적으로 조명 부스에 배치됩니다.

1.1.2 ESP의 구성과 완성도

ESP 장치는 수중 펌프 장치(유압 보호 장치가 있는 전기 모터 및 펌프), 케이블 라인(케이블 인입 슬리브가 있는 원형 플랫 케이블), 튜빙 스트링, 유정 장비 및 접지 전기 장비: 변압기 및 제어 스테이션(완전한 장치)(그림 1.1 참조). 변전소는 케이블의 전압 손실을 고려하여 전기 모터의 단자에서 최적이 아닌 값의 필드 네트워크 전압을 변환합니다. 제어 스테이션은 최적의 조건에서 펌핑 장치의 작동과 보호를 제어합니다.

펌프와 유압 보호 장치 및 보정 장치가 있는 전기 모터로 구성된 잠수정 펌핑 장치가 튜브를 따라 우물로 내려갑니다. 케이블 라인은 전기 모터에 전원을 공급합니다. 케이블은 금속 바퀴로 튜브에 부착됩니다. 케이블은 펌프와 보호기의 길이를 따라 평평하며 금속 바퀴로 연결되어 있으며 케이싱과 클램프로 손상되지 않도록 보호됩니다. 체크 및 드레인 밸브는 펌프 섹션 위에 설치됩니다. 펌프는 유체를 우물 밖으로 펌핑하고 튜브 스트링을 통해 표면으로 전달합니다(그림 1.2 참조).

유정 장비는 전기 펌프와 케이블로 튜빙 스트링의 케이싱 플랜지에 서스펜션을 제공하고 파이프와 케이블을 밀봉하고 생성된 유체를 배출 파이프라인으로 제거합니다.

수중, 원심, 단면, 다단 펌프는 원칙적으로 기존 원심 펌프와 다르지 않습니다.

그 차이점은 임펠러 및 가이드 베인과 같은 작은 직경의 작업 단계가있는 단면, 다단계라는 것입니다. 석유 산업을 위해 생산되는 잠수정 펌프는 1300에서 415 단계를 포함합니다.

플랜지 연결로 연결된 펌프 섹션은 금속 케이스입니다. 5500mm 길이의 강관으로 제작되었습니다. 펌프의 길이는 작동 단계의 수에 의해 결정되며, 그 단계의 수는 펌프의 주요 매개변수에 의해 결정됩니다. - 배달 및 압력. 스테이지의 흐름과 헤드는 단면과 흐름 경로(블레이드)의 설계 및 회전 속도에 따라 달라집니다. 펌프 섹션의 케이싱에는 샤프트의 임펠러와 가이드 베인의 어셈블리인 스테이지 패키지가 삽입됩니다.

임펠러는 런닝 핏으로 페더 키의 샤프트에 장착되며 축 방향으로 이동할 수 있습니다. 가이드 베인은 펌프 상단에 있는 니플 하우징의 회전에 대해 고정되어 있습니다. 아래에서 펌프베이스는 입구 구멍과 우물의 유체가 펌프의 첫 번째 단계로 들어가는 필터가있는 하우징에 나사로 고정됩니다.

펌프 샤프트의 상단은 스터핑 박스 베어링에서 회전하고 스프링 링을 통해 샤프트의 하중과 무게를 받는 특수 힐로 끝납니다. 펌프의 반경 방향 힘은 니플 베이스와 펌프 샤프트에 설치된 플레인 베어링에 의해 감지됩니다.

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