Z czego składa się ecn? Montaż elektrycznej pompy odśrodkowej (uetsn)

Schemat ESP

ESP - instalacja elektrycznej pompy zatapialnej, w wersji angielskiej - ESP (elektryczna pompa zatapialna). Pod względem liczby studni, w których pracują takie pompy, ustępują one jednostkom SRP, ale z drugiej strony pod względem ilości produkowanej za ich pomocą ropy naftowej ESP nie mają sobie równych. Około 80% całej ropy w Rosji jest produkowane za pomocą ESP.

Ogólnie rzecz biorąc, ESP to zwykła jednostka pompująca, tylko cienka i długa. I wie, jak pracować w środowisku, które wyróżnia się agresywnością wobec obecnych w nim mechanizmów. Składa się z zespołu pompy głębinowej (silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym + pompa), linii kablowej, ciągu rurowego, wyposażenia głowicy oraz wyposażenia powierzchniowego (transformator i stacja kontrolna).

Główne elementy ESP:

ESP (elektryczna pompa odśrodkowa)- kluczowy element instalacji, który faktycznie unosi ciecz ze studni na powierzchnię. Składa się z sekcji, które z kolei składają się ze stopni (prowadnic) oraz dużej liczby wirników osadzonych na wale i zamkniętych w stalowej obudowie (rurze). Głównymi cechami ESP są natężenie przepływu i wysokość podnoszenia, dlatego te parametry występują w nazwie każdej pompy. Np. ESP-60-1200 pompuje 60 m 3 /dobę cieczy ze skokiem 1200 metrów.

SEM (zatapialny silnik elektryczny) jest drugim najważniejszym elementem. Jest to asynchroniczny silnik elektryczny wypełniony specjalnym olejem.

Ochraniacz (lub hydroizolacja)- element znajdujący się pomiędzy silnikiem elektrycznym a pompą. Oddziela silnik elektryczny wypełniony olejem od pompy wypełnionej zbiornikiem płynu i jednocześnie przenosi obroty z silnika na pompę.

Kabel, przez który energia elektryczna jest dostarczana do silnika głębinowego. Kabel jest zbrojony. Na powierzchni i do głębokości zanurzenia pompy ma przekrój kołowy (KRBK), a w obszarze jednostki zatapialnej wzdłuż pompy i zabezpieczenia hydraulicznego jest płaska (KPBK).

Wyposażenie opcjonalne:

separator gazu- służy do zmniejszania ilości gazu na wlocie pompy. Jeśli nie ma potrzeby zmniejszania ilości gazu, stosuje się prosty moduł wejściowy, przez który płyn studzienny dostaje się do pompy.

TMS– układ termomanometryczny. Termometr i manometr w jednym. Daje nam dane o temperaturze i ciśnieniu medium, w którym pracuje ESP spływający do studni.

Cała ta instalacja jest montowana bezpośrednio po opuszczeniu do studni. Montuje się go sekwencyjnie od dołu do góry, nie zapominając o kablu, który mocuje się do samej instalacji oraz do rurki, na której wszystko wisi, specjalnymi metalowymi paskami. Na powierzchni kabel doprowadzany jest do transformatora podwyższającego napięcie (TMPN) i stacji sterowniczej zainstalowanej w pobliżu klastra.

Oprócz wymienionych już jednostek, w ciągu przewodów nad elektryczną pompą odśrodkową zainstalowane są zawory zwrotne i spustowe.

zawór zwrotny(KOSH - zawór zwrotny kulowy) służy do napełniania wężyka cieczą przed uruchomieniem pompy. Nie pozwala na spłynięcie cieczy po zatrzymaniu pompy. Podczas pracy pompy zawór zwrotny znajduje się w pozycji otwartej pod wpływem ciśnienia od dołu.

Zamontowany nad zaworem zwrotnym zawór spustowy (KS), który służy do spuszczania płynu z rurki przed wyciągnięciem pompy ze studni.

Elektryczne odśrodkowe pompy zatapialne mają znaczną przewagę nad pompami głębinowymi:

• Łatwość wyposażenia naziemnego;
• Możliwość wydobycia płynów ze studni do 15000 m 3 /dobę;
• Możliwość wykorzystania ich w studniach o głębokości ponad 3000 metrów;
• Wysoki (od 500 dni do 2-3 lat lub więcej) okres przeglądu działania ESP;
• Możliwość prowadzenia badań w studniach bez podnoszenia sprzętu pompującego;
• Mniej czasochłonne metody usuwania wosku ze ścianek rur.

Elektryczne pompy zatapialne odśrodkowe mogą być stosowane w głębokich i nachylonych szybach naftowych (a nawet poziomych), w studniach silnie nawodnionych, w studniach z wodami jodowo-bromkowymi, o dużym zasoleniu wód złożowych, do podnoszenia roztworów soli i kwasów. Ponadto opracowano i produkowane są elektryczne pompy odśrodkowe do jednoczesnej oddzielnej pracy kilku poziomów w jednej studni z strunami obudowy 146 mm i 168 mm. Czasami elektryczne pompy odśrodkowe są również używane do pompowania wody z formacji soli do zbiornika oleju w celu utrzymania ciśnienia w zbiorniku.

Zakres ESP obejmuje studnie zalewane o dużej szybkości, głębokie i nachylone, o natężeniu przepływu 10 ¸ 1300 m3/dobę i wysokości podnoszenia 500 ¸ 2000 m. Okres remontu ESP wynosi do 320 dni lub więcej.

Zespoły modułowych zatapialnych pomp odśrodkowych typu UETsNM i UETsNMK przeznaczone są do pompowania produktów wiertniczych zawierających ropę, wodę, gaz oraz zanieczyszczenia mechaniczne. Zespoły typu UETsNM mają konstrukcję konwencjonalną, natomiast typu UETsNMK są odporne na korozję.

Instalacja (Rysunek 24) składa się z zatapialnej jednostki pompującej, linii kablowej opuszczonej do studni na rurach oraz uziemionego sprzętu elektrycznego (podstacja transformatorowa).

Zatapialny zespół pompy zawiera silnik (silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym) oraz pompę, nad którą zainstalowany jest zawór zwrotny i spustowy.

W zależności od maksymalnego wymiaru poprzecznego jednostki zanurzalnej instalacje dzielą się na trzy grupy warunkowe - 5; 5A i 6:

· instalacje grupy 5 o wymiarze poprzecznym 112 mm stosuje się w studniach z ciągiem osłonowym o średnicy wewnętrznej co najmniej 121,7 mm;

instalacje z grupy 5A o wymiarze poprzecznym 124 mm - w studniach o średnicy wewnętrznej co najmniej 130 mm;

· instalacje grupy 6 o wymiarze poprzecznym 140,5 mm - w studniach o średnicy wewnętrznej co najmniej 148,3 mm.

Warunki stosowania ESP dla mediów pompowanych: ciecz o zawartości zanieczyszczeń mechanicznych nie więcej niż 0,5 g/l, wolny gaz na wlocie pompy nie więcej niż 25%; siarkowodór nie więcej niż 1,25 g/l; woda nie więcej niż 99%; wartość pH (pH) wody formacyjnej mieści się w zakresie 6 8,5. Temperatura w obszarze lokalizacji silnika elektrycznego nie przekracza + 90 ˚С (specjalna wersja żaroodporna do + 140 ˚С).

Przykładowy szyfr jednostkowy UETsNMK5-125-1300 oznacza: UETsNMK - montaż elektrycznej pompy zanurzeniowej o konstrukcji modułowej i odpornej na korozję; 5 - grupa pomp; 125 - podaż, m3/dobę; 1300 - rozwinięte ciśnienie, m wody. Sztuka.

Rysunek 24 - Instalacja zatapialnej pompy odśrodkowej

1 - sprzęt głowicowy; 2 - zdalny punkt połączenia; 3 - kompleksowa podstacja transformatorowa; 4 - zawór spustowy; 5 - zawór zwrotny; 6 - moduł głowy; 7 - kabel; 8 - moduł-sekcja; 9 - moduł separatora gazu pompy; 10 - moduł początkowy; 11 - ochraniacz; 12 - silnik elektryczny; 13 - układ termomanometryczny.

Rysunek 24 przedstawia schemat instalacji zatapialnych pomp odśrodkowych w konstrukcji modułowej, reprezentujący nową generację urządzeń tego typu, co pozwala na indywidualny dobór optymalnego układu instalacji dla studni zgodnie z ich parametrami z niewielkiej liczby wymiennych modułów. ”, Moskwa) zapewniają optymalny dobór pompy do studni, co osiąga się dzięki obecności dużej liczby głowic dla każdego zaopatrzenia. Rozstaw głowic zespołów waha się od 50 ¸ 100 do 200 ¸ 250 m, w zależności od dostawy, w odstępach wskazanych w tabeli 6 danych głównych instalacji.

ESP produkowane seryjnie mają długość od 15,5 do 39,2 mi masę od 626 do 2541 kg, w zależności od ilości modułów (sekcji) i ich parametrów.

W nowoczesnych instalacjach można umieścić od 2 do 4 modułów-sekcji. Pakiet stopni jest włożony do obudowy sekcji, którą są wirniki i łopatki kierujące zamontowane na wale. Liczba stopni waha się od 152 393. Moduł wlotowy stanowi podstawę pompy z otworami wlotowymi i filtrem siatkowym, przez który płyn ze studni wpływa do pompy. W górnej części pompy znajduje się głowica rybacka z zaworem zwrotnym, do którego przymocowana jest rurka.

Tabela 6

Nazwa instalacji	Minimalna (wewnętrzna) średnica sznurka produkcyjnego, mm	Wymiar poprzeczny instalacji, mm	Podaż m3/dzień		Moc silnika, kW	Typ separatora gazu
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144,3 lub 148,3	137 lub 140,5
UETsNM6-1000

Pompa (ETsNM) - zatapialna odśrodkowa modułowa wielostopniowa wersja pionowa.

Pompy są również podzielone na trzy grupy warunkowe - 5; 5A i 6. Średnice obudowy grupy 5 ¸ 92 mm, grupy 5A - 103 mm, grupy 6 - 114 mm.

Moduł sekcji pompowej (Rysunek 25) składa się z obudowy 1 , wałek 2 , pakiety stopni (wirniki - 3 i łopatki kierujące - 4 ), górne łożysko 5 , łożysko dolne 6 , górna podpora osiowa 7 , głowy 8 , tereny 9 , dwie krawędzie 10 (służą do ochrony kabla przed uszkodzeniami mechanicznymi) oraz gumowe pierścienie 11 , 12 , 13 .

Wirniki poruszają się swobodnie wzdłuż wału w kierunku osiowym i są ograniczone w ruchu przez dolne i górne łopatki prowadzące. Siła osiowa z wirnika przenoszona jest na dolny pierścień tekstolitowy, a następnie na występ łopatki kierującej. Częściowo siła osiowa jest przenoszona na wał w wyniku tarcia koła o wał lub przyklejania się koła do wału w wyniku osadzania się soli w szczelinie lub korozji metali. Moment obrotowy jest przenoszony z wału na koła za pomocą mosiężnego klucza (L62), który znajduje się w rowku wirnika. Klucz znajduje się na całej długości zespołu koła i składa się z segmentów o długości 400 - 1000 mm.

Rysunek 25 - Pompa modułowo-sekcja

1 - rama; 2 - wał; 3 - koło robocze; 4 - aparatura prowadząca; 5 - górne łożysko; 6 - dolne łożysko; 7 - osiowa podpora górna; 8 - głowa; 9 - baza; 10 - krawędź; 11 , 12 , 13 - gumowe pierścienie.

Łopatki kierujące są połączone przegubowo wzdłuż części obwodowych, w dolnej części obudowy wszystkie opierają się na dolnym łożysku 6 (zdjęcie 25) i podstawa 9 , a od góry przez obudowę górnego łożyska są zaciśnięte w obudowie.

Wirniki i łopatki kierujące pomp standardowych wykonane są z żeliwa szarego modyfikowanego i poliamidu modyfikowanego radiacyjnie, pompy odporne na korozję wykonane są z żeliwa modyfikowanego TsN16D71KhSh typu „niresist”.

Wały modułów sekcji i modułów wejściowych do pomp konwencjonalnych są wykonane z kombinowanej stali odpornej na korozję o wysokiej wytrzymałości OZKh14N7V i oznaczone są na końcu „NZh” „M”.

Wały modułów-sekcji wszystkich grup pomp o jednakowych długościach obudowy 3, 4 i 5 m są zunifikowane.

Wały modułów sekcyjnych są ze sobą połączone, moduł sekcyjny z wałem modułu wejściowego (lub wałem separatora gazu), wał modułu wejściowego z wałem hydroochrony silnika łączy się za pomocą sprzęgieł wielowypustowych.

Połączenie modułów ze sobą oraz modułu wejściowego z silnikiem jest kołnierzowe. Uszczelnienie połączeń (z wyjątkiem połączenia modułu wejściowego z silnikiem i modułu wejściowego z separatorem gazu) odbywa się za pomocą gumowych pierścieni.

Aby wypompować płyn formacyjny zawierający ponad 25% (do 55%) wolnego gazu na siatce modułu wlotowego pompy, do pompy podłączony jest moduł pompy - separator gazu (Rysunek 26).

Rysunek 26 - Separator gazu

1 - głowa; 2 - tłumacz; 3 - separator; 4 - rama; 5 - wał; 6 - krata; 7 - aparatura prowadząca; 8 - Koło robocze; 9 - ślimak; 10 - łożysko; 11 - baza.

Separator gazu jest montowany między modułem wejściowym a modułem sekcyjnym. Najwydajniejsze separatory gazów to separatory odśrodkowe, w których fazy są rozdzielane w polu sił odśrodkowych. W tym przypadku ciecz jest skoncentrowana w części obwodowej, a gaz jest skoncentrowany w części środkowej separatora gazu i jest wyrzucany do pierścienia. Separatory gazów serii MNG charakteryzują się przepływem granicznym 250 ¸ 500 m3/dobę, współczynnikiem separacji 90% i wagą od 26 do 42 kg.

Silnik zatapialnej jednostki pompującej składa się z silnika elektrycznego i zabezpieczenia hydraulicznego. Silniki elektryczne (Rysunek 27) zatapialne trójfazowe dwubiegunowe klatkowe wypełnione olejem konwencjonalna i odporna na korozję wersja zunifikowanej serii PEDU oraz w zwykłej wersji serii retrofit PED L. Ciśnienie hydrostatyczne w obszarze roboczym nie jest ponad 20 MPa. Moc znamionowa od 16 do 360 kW, napięcie znamionowe 530 ¸ 2300 V, prąd znamionowy 26 ¸ 122,5 A.

Rysunek 27 - Silnik elektryczny serii PEDU

1 - sprzęgło; 2 - pokrywka; 3 - głowa; 4 - pięta; 5 - łożysko oporowe; 6 - osłona wlotu kabla; 7 - korek; 8 - blok wprowadzania kabli; 9 - wirnik; 10 - stojan; 11 - filtr; 12 - baza.

Hydroochrona (Rysunek 28) silników SEM ma na celu zapobieganie wnikaniu płynu z formacji do wnęki wewnętrznej silnika elektrycznego, kompensowanie zmian objętości oleju w wnęce wewnętrznej pod wpływem temperatury silnika elektrycznego oraz przenoszenie moment obrotowy z wału silnika elektrycznego do wału pompy.

Rysunek 28 - Hydroochrona

a- Typ otwarty; b- typ zamknięty

ALE- Górna komora; B- dół Cam; 1 - głowa; 2 - uszczelnienie mechaniczne; 3 - górny sutek; 4 - rama; 5 - środkowy sutek; 6 - wał; 7 - sutek dolny; 8 - baza; 9 - rura łącząca; 10 - przysłona.

Hydroprotekcja składa się z jednego protektora lub protektora i kompensatora. Istnieją trzy wersje hydroprotekcji.

Pierwsza składa się z ochraniaczy P92, PK92 i P114 (typu otwartego) z dwóch komór. Górna komora jest wypełniona ciężkim płynem barierowym (gęstość do 2 g/cm3, nie miesza się z płynem formacyjnym i olejem), dolna komora jest wypełniona olejem MA-SED, który jest taki sam jak wnęka silnika elektrycznego . Komory są połączone rurą. Zmiany objętości ciekłego dielektryka w silniku są kompensowane przez przenoszenie cieczy barierowej w zabezpieczeniu hydraulicznym z jednej komory do drugiej.

Druga składa się z ochronników P92D, PK92D i P114D (typu zamkniętego), w których zastosowano gumowe membrany, których elastyczność kompensuje zmianę objętości ciekłego dielektryka w silniku.

Trzecie - zabezpieczenie hydrauliczne 1G51M i 1G62 składa się z ochraniacza umieszczonego nad silnikiem elektrycznym oraz kompensatora przymocowanego do spodu silnika elektrycznego. System uszczelnienia mechanicznego zapewnia ochronę przed dostaniem się płynu formującego wzdłuż wału do silnika elektrycznego. Przekazywana moc zabezpieczenia hydraulicznego 125 ¸ 250 kW, waga 53 ¸ 59 kg.

Układ termomanometryczny TMS-3 przeznaczony jest do automatycznej kontroli pracy zatapialnej pompy odśrodkowej i jej zabezpieczenia przed nieprawidłowymi trybami pracy (przy obniżonym ciśnieniu na wlocie pompy i podwyższonej temperaturze silnika zatapialnego) podczas pracy odwiertu. Istnieją części podziemne i naziemne. Kontrolowany zakres ciśnienia od 0 do 20 MPa. Zakres temperatur pracy od 25 do 105 ˚С.

Całkowita waga wynosi 10,2 kg (patrz Rysunek 24).

Linia kablowa to zespół kablowy nawinięty na bęben kablowy.

Zespół kablowy składa się z kabla głównego - okrągłego PKBK (kabel, izolacja polietylenowa, zbrojony, okrągły) lub płaskiego - KPBP (Rysunek 29), dołączonego do niego kabla płaskiego z tuleją wejściową kabla (przedłużacz z tuleją).

Rysunek 29 - Kable

a- okrągły; b- mieszkanie; 1 - mieszkał; 2 - izolacja; 3 - powłoka; 4 - poduszka; 5 - zbroja.

Kabel składa się z trzech rdzeni, z których każdy ma warstwę izolacyjną i osłonę; poduszki wykonane z gumowanej tkaniny i zbroi. Trzy izolowane żyły kabla okrągłego są skręcone wzdłuż linii śrubowej, a żyły kabla płaskiego są ułożone równolegle w jednym rzędzie.

Kabel KFSB z izolacją PTFE jest przeznaczony do pracy w temperaturze otoczenia do + 160 ˚С.

Zespół kablowy posiada zunifikowany dławik kablowy K38 (K46) typu okrągłego. W metalowej obudowie złączki izolowane żyły kabla płaskiego są hermetycznie uszczelnione gumową uszczelką.

Końcówki wtykowe są przymocowane do przewodów przewodzących.

Okrągły kabel ma średnicę od 25 do 44 mm. Rozmiar kabla płaskiego od 10,1x25,7 do 19,7x52,3 mm. Długość nominalna konstrukcji 850, 1000 ¸ 1800 m.

Kompletne urządzenia typu ShGS5805 zapewniają włączanie i wyłączanie silników głębinowych, zdalne sterowanie ze sterowni i sterowanie programowe, pracę w trybie ręcznym i automatycznym, wyłączenie w przypadku przeciążenia i odchylenia napięcia sieci powyżej 10% lub poniżej 15% kontroli nominalnej, prądu i napięcia oraz zewnętrzną sygnalizację świetlną wyłączenia awaryjnego (w tym z wbudowanym układem termometrycznym).

Zintegrowana stacja transformatorowa pomp zatapialnych - KTPPN przeznaczona jest do zasilania w energię elektryczną i ochrony silników elektrycznych pomp zatapialnych przed pojedynczymi studniami o mocy 16 ¸ 125 kW włącznie. Znamionowe wysokie napięcie 6 lub 10 kV, średnie granice regulacji napięcia od 1208 do 444 V (transformator TMPN100) i od 2406 do 1652 V (TMPN160). Waga z transformatorem 2705 kg.

Kompletna stacja transformatorowa KTPPNKS przeznaczona jest do zasilania, sterowania i zabezpieczenia czterech elektrycznych pomp wirowych z silnikami elektrycznymi 16 ¸ 125 kW do produkcji oleju w klastrach wiertniczych, zasilania do czterech silników elektrycznych zespołów pompowych oraz pantografów mobilnych podczas prac remontowych . KTPPNKS jest przeznaczony do użytku w warunkach dalekiej północy i zachodniej Syberii.

Dostawa instalacji obejmuje: pompę, wiązkę kablową, silnik, transformator, kompletną podstację transformatorową, kompletne urządzenie, separator gazu oraz zestaw narzędzi.

Elektrownia ESP jest złożonym systemem technicznym i pomimo dobrze znanej zasady działania pompy odśrodkowej jest połączeniem elementów o oryginalnym designie. Schemat ideowy ESP pokazano na ryc. 6.1. Instalacja składa się z dwóch części: naziemnej i podwodnej. Część naziemna zawiera autotransformator 1; stanowisko kontrolne 2; czasami bęben kablowy 3 i wyposażenie głowicy odwiertu 4. Część zanurzalna zawiera ciąg rur 5, na którym zanurzalna jednostka jest opuszczana do odwiertu; zbrojony trójżyłowy kabel elektryczny 6, którym napięcie zasilające jest dostarczane do zanurzalnego silnika elektrycznego i który jest przymocowany do ciągu rurowego za pomocą specjalnych zacisków 7.

Jednostka zanurzalna składa się z wielostopniowej pompy odśrodkowej 8 wyposażonej w sito ssące 9 i zawór zwrotny 10. Jednostka zanurzalna zawiera zawór spustowy 11, przez który ciecz jest odprowadzana z rurek, gdy jednostka jest podnoszona. W dolnej części pompa jest przegubowo wyposażona w hydrauliczny zespół zabezpieczający (ochraniacz) 12, który z kolei jest połączony przegubowo z silnikiem zatapialnym 13. W dolnej części silnik 13 ma kompensator 14.

Ciecz wpływa do pompy przez siatkę umieszczoną w jej dolnej części. Siatka zapewnia filtrację płynu formacyjnego. Pompa dostarcza płyn ze studni do rurki.

Jednostki ESP w Rosji są przeznaczone do studni ze strunami osłonowymi o średnicy 127, 140, 146 i 168 mm. Dostępne są dwa rozmiary jednostek zatapialnych dla struny obudowy 146 i 168 mm. Jeden przeznaczony jest do studni o najmniejszej średnicy wewnętrznej (wg GOST) przewodu osłonowego. W tym przypadku jednostka ESP ma również mniejszą średnicę, a co za tym idzie niższe wartości graniczne charakterystyki pracy (ciśnienie, przepływ, sprawność).

Ryż. 6.1. Schemat ideowy ESP:

1 - autotransformator; 2 - stanowisko kontrolne; 3 - bęben kablowy; 4 - sprzęt głowicowy; 5 - sznurek do rur; 6 - zbrojony kabel elektryczny; 7 - zaciski kablowe; 8 - zatapialna wielostopniowa pompa odśrodkowa; 9 - siatka odbiorcza pompy; 10 - zawór zwrotny; 11 - zawór spustowy; 12 - hydrauliczna jednostka zabezpieczająca (ochraniacz); 13 - silnik podwodny; 14 - kompensator

Każda instalacja ma swój własny kod, np. UETsN5A-500-800, w którym przyjmuje się następujące oznaczenia: cyfra (lub cyfra i litera) po ESP wskazuje najmniejszą dopuszczalną średnicę wewnętrzną sznurka obudowy, w który jest możliwość opuszczania, cyfra „4” odpowiada średnicy 112 mm, cyfra „5” odpowiada 122 mm, „5A” – 130 mm, „6” – 144 mm i „6A” – 148 mm; druga cyfra kodu wskazuje nominalny przepływ pompy (wm 3 / sU t), a trzecia - przybliżoną wysokość podnoszenia w m. Wartości przepływu i wysokości podnoszenia podane są dla pracy na wodzie.

W ostatnich latach asortyment produkowanych instalacji pomp odśrodkowych znacznie się poszerzył, co znajduje odzwierciedlenie w kodach produkowanych urządzeń. Tak więc jednostki ESP produkowane przez ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) mają wielką literę „A” w szyfrze po inskrypcji „ESP”, a jednostki Lebedyansky Mechanical Plant (JSC Lemaz, Lebedyan, Region Kursk) mają dużą literę litera „L” przed napisem „UESP”. Zespoły pomp odśrodkowych z dwułożyskową konstrukcją wirnika, przeznaczone do doboru płynu w zbiorniku z dużą ilością zanieczyszczeń mechanicznych, mają w kodzie „2” po literze „L” a przed napisem ESP (dla Lemaza pompy), litera „D” po napisie „UETsN” (dla pomp „JSC „Borets”), litera „A” przed cyfrą rozmiaru instalacji (dla pomp ALNAS). Wersja ESP odporna na korozję jest oznaczona literą „K” na końcu kodu instalacyjnego, wersja odporna na ciepło jest oznaczona literą „T”. Konstrukcja wirnika z dodatkowymi łopatkami wirowymi na tylnej tarczy (Novomet, Perm) ma w kodzie pompy literę VNNP.

6.3. Główne elementy instalacji ESP, ich przeznaczenie i charakterystyka

Pompy odśrodkowe wgłębne

Pompy odśrodkowe wiertnicze są maszynami wielostopniowymi. Wynika to przede wszystkim z niskich wartości ciśnienia tworzonych przez jeden stopień (wirnik i kierownica). Z kolei małe wartości ciśnienia jednego stopnia (od 3 do 6-7 m słupa wody) określają małe wartości średnicy zewnętrznej wirnika, ograniczonej średnicą wewnętrzną struny obudowy oraz wymiary zastosowanego sprzętu wiertniczego - kabel, silnik głębinowy itp.

Konstrukcja pompy odśrodkowej do odwiertu może być konwencjonalna i odporna na zużycie, a także zwiększona odporność na korozję. Średnice i skład zespołów pompowych są zasadniczo takie same dla wszystkich wersji pomp.

Pompa odśrodkowa wgłębna o konwencjonalnej konstrukcji jest przeznaczona do wydobywania cieczy ze studni o zawartości wody do 99%. Zanieczyszczenia mechaniczne w pompowanej cieczy nie powinny przekraczać 0,01% mas. (lub 0,1 g/l), natomiast twardość zanieczyszczeń mechanicznych nie powinna przekraczać 5 punktów wg Mohsa; siarkowodór - nie więcej niż 0,001%. Zgodnie z wymaganiami warunków technicznych producentów zawartość wolnego gazu na wlocie pompy nie powinna przekraczać 25%.

Odporna na korozję pompa odśrodkowa jest przeznaczona do pracy, gdy zawartość siarkowodoru w pompowanej cieczy formacyjnej wynosi do 0,125% (do 1,25 g/l). Odporna na zużycie konstrukcja umożliwia wypompowywanie cieczy z zanieczyszczeniami mechanicznymi do 0,5 g/l.

Stopnie są umieszczone w otworze cylindrycznego korpusu każdej sekcji. Jedna sekcja pompy może pomieścić od 39 do 200 stopni, w zależności od ich wysokości montażu. Maksymalna liczba stopni w pompach sięga 550 sztuk.

Ryż. 6.2. Schemat pompy odśrodkowej wiertniczej:

1 - pierścień z segmentami; 2,3- podkładki gładkie; 4,5- podkładki amortyzatorów; 6 - górne wsparcie; 7 - dolna podpora; 8 - pierścień sprężynujący podpierający wał; 9 - zdalna tuleja; 10 -baza; 11 - sprzęgło szczelinowe.

Modułowe ESP

Aby stworzyć wysokociśnieniowe pompy odśrodkowe wiertnicze, w pompie musi być zainstalowanych wiele stopni (do 550). Jednocześnie nie można ich zmieścić w jednej obudowie, ponieważ długość takiej pompy (15–20 m) utrudnia transport, instalację na studni i wykonanie obudowy.

Pompy wysokociśnieniowe składają się z kilku sekcji. Długość korpusu w każdej sekcji nie przekracza 6 m. Części korpusu poszczególnych sekcji są połączone kołnierzami ze śrubami lub kołkami, a wały połączone są złączami wielowypustowymi. Każda sekcja pompy ma górne łożysko osiowe wału, wał, łożyska promieniowe wału, stopnie. Tylko dolna część ma siatkę odbiorczą. Głowica rybacka - tylko górna część pompy. Sekcje pomp wysokociśnieniowych mogą być krótsze niż 6 m (zwykle długość korpusu pompy 3,4 i 5 m), w zależności od liczby stopni, które mają być w nich umieszczone.

Pompa składa się z modułu wlotowego (rys. 6.4), modułu sekcyjnego (moduły-sekcje) (rys. 6.3), modułu głowicy (rys. 6.3), zaworu zwrotnego i zaworu upustowego.

Dozwolone jest odpowiednio zmniejszenie liczby modułów-sekcji w pompie, uzupełniając jednostkę zatapialną o silnik o wymaganej mocy.

Połączenia modułów między sobą a modułem wejściowym z silnikiem są kołnierzowe. Połączenia (za wyjątkiem połączenia modułu wejściowego z silnikiem oraz modułu wejściowego z separatorem gazu) są uszczelnione gumowymi pierścieniami. Wały modułów-sekcji są połączone ze sobą, moduły-sekcje są połączone z wałem modułu wejściowego, wał modułu wejściowego jest połączony z wałem zabezpieczenia hydraulicznego silnika za pomocą sprzęgieł wielowypustowych.

Wały modułów-sekcji wszystkich grup pomp o jednakowych długościach obudowy 3,4 i 5 m są zunifikowane. Aby chronić kabel przed uszkodzeniem podczas operacji w obie strony, na podstawie sekcji modułu i głowicy modułu znajdują się zdejmowane stalowe żebra. Konstrukcja pompy pozwala na zastosowanie modułu separatora gazu pompy, który jest montowany pomiędzy modułem wlotowym a modułem sekcji, bez dodatkowego demontażu.

Charakterystyki techniczne niektórych standardowych rozmiarów ESP do produkcji ropy naftowej, produkowanych przez rosyjskie firmy zgodnie ze specyfikacjami, przedstawiono w tabeli 6.1 i na rys. 6.6.

Zakres pomp odśrodkowych w produkcji ropy naftowej jest dość duży: przy natężeniu przepływu 40-1000 m 3 /dobę; dla głowic 740-1800 i (dla pomp domowych). Pompy te są najskuteczniejsze podczas pracy w studniach o dużym natężeniu przepływu. Istnieją jednak ograniczenia dla elektrofiltrów ze względu na warunki odwiertu, takie jak wysoki GOR, wysoka lepkość, wysoka zawartość zanieczyszczeń mechanicznych itp.

Stworzenie pomp i silników elektrycznych w konstrukcji modułowej umożliwia dokładniejsze dobranie elektrofiltra do charakterystyki studni pod względem natężenia przepływu i ciśnienia. Wszystkie te czynniki, biorąc pod uwagę wykonalność ekonomiczną, powinny być brane pod uwagę przy wyborze metod eksploatacji odwiertów.

Pompy zatapialne opuszczane są do studni na rurach o średnicach: 60 mm przy natężeniu przepływu cieczy Q nr do 150 m 3 /dobę, 73 mm przy 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /dzień Charakterystyki projektowe ESP są podane dla wody, a dla określonych cieczy (oleju) są one udoskonalane przy użyciu współczynników korelacji. Wskazane jest, aby dobrać pompę do przepływów i ciśnień w obszarze ​​najwyższej wydajności przy minimalnej wymaganej mocy. Jednostki ESP mogą pracować z cieczami zawierającymi do 1,25 g/l H,S, podczas gdy jednostki konwencjonalne mogą obsługiwać ciecze o zawartości do 0,01 g/l H:S.

Pompy konwencjonalne zalecane są do studni o zawartości zanieczyszczeń mechanicznych w pompowanej cieczy do 0,1 g/l; pompy o podwyższonej odporności na zużycie - dla studni o zawartości w pompowanej cieczy większej niż 0,1 g/l, ale nie większej niż 0,5 g/l zanieczyszczeń mechanicznych; pompy o podwyższonej odporności na korozję - do studni o zawartości siarkowodoru do 1,25 g l i pH 6,0-8,5.

Membranowe agregaty pompowe do otworów wiertniczych służą do doboru agresywnych cieczy złożowych lub cieczy o znacznej zawartości zanieczyszczeń mechanicznych (piasek). Są to napędzane elektrycznie pompy wyporowe.

Jednostka ESP zawiera zatapialną pompę elektryczną, która łączy silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym i pompą; linia kablowa opuszczona do studni na rurach podnoszących; sprzęt do ust typu OUEN 140-65 lub choinki. AFK1E-65x14; stacja sterownicza i transformator, które są zainstalowane w odległości 20-30 i od głowicy. Silnik jest zasilany linią kablową. Kabel jest przymocowany do pompy i wężyka metalowymi paskami. Zawory zwrotne i spustowe są zainstalowane nad pompą. Pompowana ciecz ze studni wydostaje się na powierzchnię przez przewód rurowy. Zatapialna pompa elektryczna, silnik elektryczny i zabezpieczenie hydrauliczne są połączone kołnierzami i kołkami. Wały pompy, silnika i osłony mają na końcach wypusty i są połączone za pomocą sprzęgieł wielowypustowych.

Kryterium zastosowania ESP:

• 1 Przemysł produkuje pompy do ekstrakcji płynu o objętości 1000 m3 dziennie przy spadzie 900 m²
• 2 Zawartość siarkowodoru w wyekstrahowanych produktach - do 0,01
• 3 Minimalna zawartość produkowanej wody do 99%
• 4 Zawartość zanieczyszczeń mechanicznych do 0,5
• 5 Wolna zawartość gazu nie więcej niż 25%

Interpretację symboli instalacji podano na przykładzie U2ETsNI6-350-1100.

U - instalacja; 2 (1) - numer modyfikacji;

E - napędzany silnikiem podwodnym;

C - odśrodkowy;

H - pompa;

I - zwiększona odporność na zużycie (K - zwiększona odporność na korozję);

• 6 (5; 5A) - grupa montażowa;
• 350 - zasilanie pompy w optymalnym trybie dla wody wm 3 / dzień;
• 1100 - ciśnienie wytwarzane przez pompę w metrach słupa wody.

Instalacja zatapialnej pompy odśrodkowej obejmuje urządzenia zatapialne i powierzchniowe. W skład wyposażenia zatapialnego wchodzą: zespół pompy elektrycznej, który jest opuszczany do studni pod poziom cieczy na przewodzie rurowym (tubing). W skład zespołu pompy elektrycznej wchodzą: silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym, separator gazu, pompa odśrodkowa oraz zawory zwrotne i spustowe. W skład wyposażenia powierzchniowego wchodzą: osprzęt elektryczny instalacji oraz osprzęt głowicy (głowica sznurowa i armatura głowicowa połączona linią przepływową). Wyposażenie elektryczne, w zależności od schematu zasilania prądem, obejmuje albo kompletną podstację transformatorową pomp głębinowych (KTPPN), albo podstację transformatorową (TP), stację sterującą i transformator. Energia elektryczna jest dostarczana z transformatora do silnika głębinowego linią kablową, która składa się z przewodu uziemiającego oraz przewodu głównego z przedłużeniem. Połączenie kabla uziemiającego z kablem głównym linii kablowej odbywa się w skrzynce zaciskowej, która jest zainstalowana w odległości 3-5 metrów od głowicy.

Streszczenie (rosyjski) Streszczenie (angielski) WPROWADZENIE 1. ANALIZA ISTNIEJĄCYCH SCHEMATÓW I PROJEKTÓW. 1.1 Cel i dane techniczne ESP 1.1.1 Rys historyczny rozwoju metody wydobywczej. 1.1.2 Skład i kompletność ESP. 1.1.3 Charakterystyka techniczna D/PZ. 1.1.4 Główne dane techniczne kabla. 1.2. Krótki przegląd krajowych schematów i instalacji. 1.2.1 Informacje ogólne. 1.2.2 Zatapialna pompa odśrodkowa. 1.2.3 Silniki podwodne. 1.2.4 Hydroochrona silnika elektrycznego. 1.3 Krótki przegląd zagranicznych schematów i instalacji. 1.4. Analiza działania ESP. 1.4.1 Analiza zasobów studni. 1.4.2 Analiza funduszu ESP. 1.4.3 Po złożeniu. 1.4.4 Przez ciśnienie. 1.5 Krótki opis studni. 1.6 Analiza awarii ESP. 1.7.Analiza wypadkowości funduszu ESP.2.BADANIE PATENTOWE. 2.1 Badanie patentowe. 2.2 Uzasadnienie wybranego prototypu. 2.3 Istota modernizacji. 3. OBLICZENIA CZĘŚĆ. 3.1. Obliczanie etapu ESP. 3.1.1. Obliczanie wirnika. 3.1.2. Obliczanie aparatu prowadzącego. 3.2 Obliczenia weryfikacyjne połączenia klucza. 3.3 Obliczenia weryfikacyjne połączenia splajnowego. 3.4 Obliczenie szybu ESP. 3.5 Obliczanie wytrzymałości 3.5.1 Obliczanie wytrzymałości korpusu pompy. 3.5.2 Obliczenie wytrzymałości śrub sprzęgła bezpieczeństwa. 3.5.3 Obliczenie wytrzymałości korpusu półsprzęgu 4. WPŁYW EKONOMICZNY 5. BEZPIECZEŃSTWA I PRZYJAZNEGO ŚRODOWISKU PROJEKTU. Załącznik 18. Załącznik 29. Załącznik 310. Załącznik 411. Załącznik 5.

WPROWADZENIE

Elektrofiltry są przeznaczone do pompowania płynu formacyjnego z szybów naftowych i służą do zwiększania poboru płynu. Jednostki należą do grupy produktów II, typ I zgodnie z GOST 27.003-83.

Wersja klimatyczna sprzętu podwodnego - 5, naziemny sprzęt elektryczny - I GOST 15150-69.

Do niezawodnej pracy pompy wymagany jest jej prawidłowy dobór do danej studni. W trakcie eksploatacji odwiertu stale zmieniają się parametry płyty, strefa powstawania odwiertu, właściwości odprowadzanego płynu: zawartość wody, ilość towarzyszącego gazu, ilość zanieczyszczeń mechanicznych, a w efekcie brak dodatkowego pobierania płynu lub praca pompy na biegu jałowym, co skraca okres remontu pompy. W tej chwili kładzie się nacisk na bardziej niezawodny sprzęt, aby wydłużyć okres remontu, a w efekcie obniżyć koszty podnoszenia cieczy. Można to osiągnąć, stosując odśrodkowe ESP zamiast SCH, ponieważ pompy odśrodkowe mają długi okres remontu.

Agregat ESP może być używany do wypompowywania cieczy zawierających gaz, piasek i elementy korozyjne.

1. ANALIZA ISTNIEJĄCYCH SCHEMATÓW I PROJEKTÓW.

1.1 Cel i dane techniczne ESP.

Instalacje pomp zatapialnych odśrodkowych przeznaczone są do wypompowywania z szybów naftowych, w tym pochyłego płynu złożowego zawierającego ropę, wodę i gaz oraz zanieczyszczenia mechaniczne. W zależności od ilości różnych składników zawartych w wypompowywanej cieczy, pompy instalacji charakteryzują się normalną i podwyższoną odpornością na korozję i zużycie. Podczas pracy ESP, gdzie stężenie zanieczyszczeń mechanicznych w pompowanej cieczy przekracza dopuszczalne 0,1 gram litra, dochodzi do zapychania się pomp, intensywnego zużycia zespołów roboczych. W efekcie wzrastają wibracje, woda dostaje się do SEM przez uszczelnienia mechaniczne, silnik przegrzewa się, co prowadzi do awarii ESP.

Konwencjonalne oznaczenie instalacji:

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

gdzie U – instalacja, 2 – druga modyfikacja, E – napędzana zatapialnym silnikiem elektrycznym, C – odśrodkowa, N – pompa, K – podwyższona odporność na korozję, I – podwyższona odporność na zużycie, M – budowa modułowa, 6 – grupy pomp, 180, 350 - zasilanie msut, 1200, 1100 - głowica, m.w.st.

W zależności od średnicy sznurka produkcyjnego, maksymalnego wymiaru poprzecznego jednostki zanurzalnej stosuje się elektrofiltry różnych grup - 5,5 i 6. Montaż grupy 5 o średnicy poprzecznej co najmniej 121,7 mm. Instalacje grupy 5 a o wymiarze poprzecznym 124 mm - w studniach o średnicy wewnętrznej co najmniej 148,3 mm. Pompy są również podzielone na trzy grupy warunkowe - 5,5 a, 6. Średnice obudów grupy 5 to 92 mm, grupy 5 a to 103 mm, grupy 6 to 114 mm. Charakterystyki techniczne pomp ETsNM i ETsNMK podano w Załączniku 1.

1.1.1. Informacje historyczne oopracowanie metody ekstrakcji.

Rozwój pomp beztłoczyskowych w naszym kraju rozpoczął się jeszcze przed rewolucją. Kiedy A.S. Artyunov wraz z V.K. Domov opracował jednostkę wiertniczą, w której pompa odśrodkowa była napędzana zatapialnym silnikiem elektrycznym. Radzieccy inżynierowie, począwszy od lat 20. XX wieku, zaproponowali rozwój pomp tłokowych z tłokowym silnikiem pneumatycznym. Jedna z pierwszych takich pomp została opracowana przez M.I. Martsishevsky.

Rozwój pompy wiertniczej z silnikiem powietrznym kontynuował w Azinmasz V.I. Dokumentov. wgłębne pompy odśrodkowe z napędem elektrycznym zostały opracowane w okresie przedwojennym przez A.A. Bogdanova, A.V. Kryłow, LI. Nawigator. Próbki przemysłowe pomp odśrodkowych z napędem elektrycznym zostały opracowane w specjalnym biurze konstrukcyjnym pomp beztłoczyskowych. Ta organizacja wykonuje wszystkie prace na pompach beztłoczyskowych wiertniczych, w tym śrubowych, membranowych itp.

Przemysł naftowy i gazowy, wraz z odkryciem nowych złóż, potrzebował pomp do wydobywania dużych ilości cieczy ze studni. Oczywiście najbardziej racjonalna pompa łopatkowa, przystosowana do dużych przepływów. Spośród pomp łopatkowych rozpowszechniły się pompy z wirnikami odśrodkowymi, ponieważ dawały dużą wysokość podnoszenia dla danych przepływów cieczy i wymiarów pompy. Powszechne stosowanie wiertniczych pomp odśrodkowych z napędem elektrycznym wynika z wielu czynników. Przy dużych poborach płynów ze studni jednostki ESP są najbardziej ekonomiczne i najmniej pracochłonne w konserwacji w porównaniu z produkcją sprężarek i podnoszeniem płynów za pomocą innych typów pomp. Przy dużych przepływach koszty energii instalacji są stosunkowo niewielkie. Konserwacja jednostek ESP jest prosta, ponieważ tylko stacja sterownicza i transformator znajdują się na powierzchni, co nie wymaga stałej konserwacji.

Montaż urządzeń ESP jest prosty, ponieważ stacja kontrolna i transformator nie wymagają fundamentów. Te dwie jednostki instalacji ESP są zwykle umieszczane w lekkiej kabinie.

1.1.2 Skład i kompletność ESP

Zespół ESP składa się z zespołu pompy głębinowej (silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym i pompą), linii kablowej (okrągły kabel płaski z tuleją wlotową), ciągu rur, wyposażenia głowicy i uziemionego sprzętu elektrycznego: transformatora i stanowisko sterowania (kompletne urządzenie) (patrz Rysunek 1.1.). Podstacja transformatorowa przetwarza napięcie sieci polowej o wartości nieoptymalnej na zaciskach silnika elektrycznego, biorąc pod uwagę straty napięcia w kablu. Stacja sterownicza zapewnia kontrolę pracy agregatów pompowych oraz ich ochronę w optymalnych warunkach.

Zatapialna jednostka pompująca, składająca się z pompy i silnika elektrycznego z zabezpieczeniem hydraulicznym i kompensatorem, jest opuszczana do studni wzdłuż rury. Linia kablowa zapewnia zasilanie silnika elektrycznego. Kabel jest przymocowany do rurki za pomocą metalowych kółek. Kabel jest płaski na całej długości pompy i osłony, przymocowany do nich metalowymi kółkami i zabezpieczony przed uszkodzeniem przez osłony i zaciski. Zawory zwrotne i spustowe są zainstalowane nad sekcjami pompy. Pompa wypompowuje płyn ze studni i dostarcza go na powierzchnię przez przewód rurowy (patrz rysunek 1.2.)

Wyposażenie głowicy zapewnia podwieszenie na kołnierzu obudowy ciągu rurowego za pomocą pompy elektrycznej i kabla, uszczelnienie rur i kabla oraz odprowadzenie wydobytego płynu do rurociągu wylotowego.

Zatapialna, odśrodkowa, sekcyjna, wielostopniowa pompa nie różni się w zasadzie od konwencjonalnych pomp odśrodkowych.

Różnica polega na tym, że jest sekcyjna, wielostopniowa, o niewielkiej średnicy stopni roboczych - wirników i kierownic. Pompy zatapialne produkowane dla przemysłu naftowego zawierają od 1300 do 415 stopni.

Sekcje pompy połączone połączeniami kołnierzowymi to metalowa obudowa. Wykonany z rury stalowej o długości 5500 mm. Długość pompy zależy od liczby etapów pracy, których liczba z kolei zależy od głównych parametrów pompy. - dostawa i ciśnienie. Przepływ i wysokość stopni zależą od przekroju i konstrukcji drogi przepływu (łopatek), a także od prędkości obrotowej. W obudowę sekcji pomp włożony jest pakiet stopni, który jest zespołem wirników i łopatek kierujących na wale.

Wirniki są osadzone na wale na wpustach pasowanych obrotowo i mogą poruszać się w kierunku osiowym. Łopatki kierujące są zabezpieczone przed obrotem w obudowie nypla znajdującej się w górnej części pompy. Od dołu podstawa pompy wkręcana jest w obudowę z otworami wlotowymi i filtrem, przez który ciecz ze studni dostaje się do pierwszego stopnia pompy.

Górny koniec wału pompy obraca się w łożyskach dławnicy i kończy się specjalną piętą, która przenosi obciążenie wału i jego ciężar przez pierścień sprężynujący. Siły promieniowe w pompie są odbierane przez łożyska ślizgowe zamontowane u podstawy nypla i na wale pompy.