În ce constă ecn? Instalarea unei pompe centrifuge electrice (uetsn)

Schema ESP

ESP - instalarea unei electropompe submersibile, in varianta engleza - ESP (electric submersible pump). În ceea ce privește numărul de puțuri în care funcționează astfel de pompe, acestea sunt inferioare unităților SRP, dar, pe de altă parte, în ceea ce privește volumul de petrol produs cu ajutorul lor, ESP-urile sunt de neegalat. Aproximativ 80% din tot petrolul din Rusia este produs cu ajutorul ESP-urilor.

În general, ESP este o unitate de pompare obișnuită, doar subțire și lungă. Și știe să lucreze într-un mediu care se remarcă prin agresivitatea față de mecanismele prezente în el. Se compune dintr-o unitate de pompare submersibila (motor electric cu protectie hidraulica + pompa), linie de cablu, sir de tubulaturi, echipamente cap de sonda si echipamente de suprafata (transformator si statie de control).

Principalele componente ale ESP:

ESP (pompa centrifuga electrica)- un element cheie al instalației, care ridică efectiv lichidul de la puț la suprafață. Se compune din secțiuni, care la rândul lor constau din trepte (ghiduri) și un număr mare de rotoare asamblate pe un arbore și închise într-o carcasă (țeavă) de oțel. Principalele caracteristici ale ESP sunt debitul și înălțimea, astfel încât acești parametri sunt prezenți în numele fiecărei pompe. De exemplu, ESP-60-1200 pompează 60 m 3 /zi de lichid cu o înălțime de 1200 de metri.

SEM (motor electric submersibil) este al doilea cel mai important element. Este un motor electric asincron umplut cu ulei special.

Protector (sau impermeabilizare)- un element situat intre motorul electric si pompa. Separă motorul electric umplut cu ulei de pompa umplută cu lichid din rezervor și, în același timp, transferă rotația de la motor la pompă.

Cablu, prin care se alimentează cu energie electrică motorul submersibil. Cablul este blindat. Pe suprafața și până la adâncimea coborârii pompei, este de secțiune transversală circulară (KRBK), iar în zona unității submersibile de-a lungul pompei și protecție hidraulică este plată (KPBK).

Echipament optional:

separator de gaze- folosit pentru a reduce cantitatea de gaz la admisia pompei. Dacă nu este nevoie să reduceți cantitatea de gaz, atunci este utilizat un modul de intrare simplu, prin care fluidul de sondă intră în pompă.

TMS– sistem termomanometric. Termometrul și manometrul s-au rostogolit într-una singură. Ne oferă date despre temperatura și presiunea mediului în care funcționează ESP care coboară în puț.

Întreaga instalație este asamblată direct când este coborâtă în puț. Se montează secvenţial de jos în sus, fără a uita de cablu, care se fixează de instalaţia propriu-zisă şi de tubulatura, de care atârnă totul, cu curele metalice speciale. La suprafață, cablul este alimentat la un transformator step-up (TMPN) și o stație de control instalată în apropierea clusterului.

În plus față de unitățile deja enumerate, supapele de reținere și de scurgere sunt instalate în șirul de tuburi deasupra pompei centrifuge electrice.

verifica valva(KOSH - supapă de verificare cu bilă) este utilizată pentru a umple tubulatura cu lichid înainte de a porni pompa. Nu permite scurgerea lichidului atunci când pompa se oprește. În timpul funcționării pompei, supapa de reținere este în poziția deschisă din cauza presiunii de jos.

Montat deasupra supapei de reținere supapă de scurgere (KS), care este folosit pentru a drena fluidul din tubulatura înainte de a scoate pompa din puț.

Pompele electrice submersibile centrifugale au avantaje semnificative față de pompele cu tijă adâncă:

• Ușurința echipamentelor de la sol;
• Posibilitatea extracției fluidelor din puțuri de până la 15000 m 3 /zi;
• Capacitatea de a le folosi în puțuri cu o adâncime mai mare de 3000 de metri;
• Perioada de revizie ridicată (de la 500 de zile la 2-3 ani sau mai mult);
• Posibilitatea de a efectua cercetări în puțuri fără a ridica echipamente de pompare;
• Metode mai puțin consumatoare de timp pentru îndepărtarea ceară de pe pereții tubulaturii.

Pompele electrice submersibile centrifuge pot fi utilizate în puțuri de petrol adânci și înclinate (și chiar orizontale), în puțuri cu udare intensă, în puțuri cu ape iod-bromură, cu salinitate mare a apelor de formare, pentru ridicarea soluțiilor sărate și acide. În plus, au fost dezvoltate și sunt produse pompe electrice centrifuge pentru funcționarea simultană-separată a mai multor orizonturi într-o singură sondă cu șiruri de tubaj de 146 mm și 168 mm. Uneori, pompele centrifuge electrice sunt, de asemenea, folosite pentru a pompa apa de formare salină într-un rezervor de ulei pentru a menține presiunea din rezervor.

Domeniul de aplicare al ESP este puțuri inundate cu viteză mare, adânci și înclinate, cu un debit de 10 ¸ 1300 m3/zi și o înălțime de ridicare de 500 ¸ 2000 m. Perioada de revizie a ESP este de până la 320 de zile sau mai mult.

Unitățile de pompe centrifuge submersibile modulare de tip UETsNM și UETsNMK sunt proiectate pentru pomparea produselor de puțuri de petrol care conțin petrol, apă, gaz și impurități mecanice. Unitățile de tip UETsNM au un design convențional, în timp ce cele de tip UETsNMK sunt rezistente la coroziune.

Instalația (Figura 24) constă dintr-o unitate de pompare submersibilă, o linie de cablu coborâtă în puț pe tub și echipament electric la pământ (substație de transformare).

Unitatea de pompa submersibila include un motor (un motor electric cu protectie hidraulica) si o pompa, deasupra careia este instalata o supapa de retinere si de golire.

În funcție de dimensiunea transversală maximă a unității submersibile, instalațiile sunt împărțite în trei grupe condiționate - 5; 5A și 6:

· instalaţiile din grupa 5 cu dimensiunea transversală de 112 mm se folosesc în puţuri cu şir de tubaj cu diametrul interior de cel puţin 121,7 mm;

· instalatii din grupa 5A cu dimensiunea transversala de 124 mm - in puturi cu diametrul interior de minim 130 mm;

· instalatii din grupa 6 cu dimensiunea transversala de 140,5 mm - in puturi cu diametrul interior de minim 148,3 mm.

Condiții de aplicabilitate ESP pentru mediul pompat: lichid cu un conținut de impurități mecanice nu mai mare de 0,5 g/l, gaz liber la admisia pompei nu mai mult de 25%; hidrogen sulfurat nu mai mult de 1,25 g/l; apă nu mai mult de 99%; valoarea pH-ului (pH) a apei de formare este între 6 ¸ 8,5. Temperatura în zona de amplasare a motorului electric nu este mai mare de + 90 ˚С (versiunea specială rezistentă la căldură până la + 140 ˚С).

Un exemplu de cod pentru instalații - UETsNMK5-125-1300 înseamnă: UETsNMK - instalarea unei pompe centrifuge electrice de construcție modulară și rezistentă la coroziune; 5 - grup pompa; 125 - alimentare, mc/zi; 1300 - cap dezvoltat, m apă. Artă.

Figura 24 - Instalarea unei pompe centrifuge submersibile

1 - echipament cap de sondă; 2 - punct de conectare la distanță; 3 - stație complexă de transformare; 4 - valva de scurgere; 5 - Verifica valva; 6 - modul cap; 7 - cablu; 8 - modul-sectiune; 9 - modul separator gaz pompa; 10 - modulul initial; 11 - protector; 12 - motor electric; 13 - sistem termomanometric.

Figura 24 prezintă o diagramă a instalării pompelor centrifuge submersibile într-un design modular, reprezentând o nouă generație de echipamente de acest tip, care vă permite să selectați individual configurația optimă a instalației pentru puțuri în conformitate cu parametrii acestora dintr-un număr mic. de module interschimbabile. ”, Moscova) oferă o selecție optimă a pompei la puț, care se realizează prin prezența unui număr mare de capete pentru fiecare alimentare. Distanța dintre capetele unităților variază de la 50 ¸ 100 la 200 ¸ 250 m, în funcție de alimentare, în intervalele indicate în tabelul 6 din datele de bază ale instalațiilor.

ESP-urile produse comercial au o lungime de 15,5 până la 39,2 m și o greutate de la 626 până la 2541 kg, în funcție de numărul de module (secțiuni) și de parametrii acestora.

În instalațiile moderne pot fi incluse de la 2 până la 4 module-secțiuni. Un pachet de trepte este introdus în carcasa secțiunii, care este rotoare și palete de ghidare asamblate pe arbore. Numărul de trepte variază de la 152 ¸ 393. Modulul de admisie reprezintă baza pompei cu orificii de admisie și un filtru plasă prin care fluidul din puț intră în pompă. În partea de sus a pompei este un cap de pescuit cu o supapă de reținere, la care este atașată tubulatura.

Tabelul 6

Denumirea instalațiilor	Diametrul minim (intern) al firului de producție, mm	Dimensiunea transversală a instalației, mm	Aprovizionare m3/zi		Puterea motorului, kW	Tip separator de gaz
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 sau 148.3	137 sau 140,5
UETsNM6-1000

Pompa (ETsNM) - submersibila centrifuga modulara multietapata de executie verticala.

Pompele sunt, de asemenea, împărțite în trei grupuri condiționate - 5; 5A și 6. Diametrele carcasei grupului 5 ¸ 92 mm, grupului 5A - 103 mm, grupului 6 - 114 mm.

Modulul secțiunii pompei (Figura 25) constă dintr-o carcasă 1 , ax 2 , pachete de trepte (rotoare - 3 și palete de ghidare - 4 ), rulment superior 5 , rulment inferior 6 , suport axial superior 7 , Capete 8 , motive 9 , două margini 10 (servesc pentru a proteja cablul de deteriorarea mecanică) și inele de cauciuc 11 , 12 , 13 .

Rotoarele se deplasează liber de-a lungul arborelui în direcția axială și sunt limitate în mișcare de paletele de ghidare inferioare și superioare. Forța axială de la rotor este transmisă la inelul inferior de textolit și apoi la umărul paletei de ghidare. Parțial, forța axială este transferată arborelui datorită frecării roții pe arbore sau lipirii roții de arbore din cauza depunerii de săruri în gol sau coroziunii metalelor. Cuplul este transmis de la arbore la roți printr-o cheie din alamă (L62), care este inclusă în canelura rotorului. Cheia este amplasată pe toată lungimea ansamblului roții și constă din segmente de 400 - 1000 mm lungime.

Figura 25 - Pompa modul-sectiune

1 - cadru; 2 - ax; 3 - roata de lucru; 4 - aparate de ghidare; 5 - rulment superior; 6 - rulment inferior; 7 - suport superior axial; 8 - cap; 9 - baza; 10 - margine; 11 , 12 , 13 - inele de cauciuc.

Paletele de ghidare sunt articulate între ele de-a lungul părților periferice, în partea inferioară a carcasei toate se sprijină pe rulmentul inferior 6 (poza 25) și bază 9 , iar de sus prin carcasa rulmentului superior sunt prinse în carcasă.

Rotoarele și paletele de ghidare ale pompelor standard sunt din fontă cenușie modificată și poliamidă modificată la radiații, pompele rezistente la coroziune sunt din fontă modificată TsN16D71KhSh de tip „niresist”.

Arborii modulelor de secțiune și modulelor de intrare pentru pompele convenționale sunt fabricați din oțel combinat rezistent la coroziune de înaltă rezistență OZKh14N7V și sunt marcați „NZh” la capăt. „M”.

Arborii modulelor-secțiuni ale tuturor grupelor de pompe, având aceleași lungimi de carcasă de 3, 4 și 5 m, sunt unificați.

Arborele modulelor de secțiune sunt conectate între ele, un modul de secțiune cu arborele modulului de intrare (sau arborele separatorului de gaz), arborele modulului de intrare cu arborele de hidroprotecție a motorului este conectat folosind cuplaje canelare.

Conexiunea modulelor între ele și modulul de intrare cu motorul este flanșată. Etanșarea conexiunilor (cu excepția conexiunii modulului de intrare cu motorul și a modulului de intrare cu separatorul de gaz) se realizează cu inele de cauciuc.

Pentru a pompa fluidul de formare care conține mai mult de 25% (până la 55%) de gaz liber la grila modulului de intrare al pompei, un modul de pompă - separator de gaz este conectat la pompă (Figura 26).

Figura 26 - Separator de gaz

1 - cap; 2 - traducător; 3 - separator; 4 - cadru; 5 - ax; 6 - zăbrele; 7 - aparate de ghidare; 8 - roata de lucru; 9 - melc; 10 - ținând; 11 - baza.

Separatorul de gaz este instalat între modulul de intrare și modulul de secțiune. Cele mai eficiente separatoare de gaze sunt de tip centrifugal, in care fazele sunt separate in campul fortelor centrifuge. În acest caz, lichidul este concentrat în partea periferică, iar gazul este concentrat în partea centrală a separatorului de gaze și este aruncat în inel. Separatoarele de gaz din seria MNG au un debit limită de 250 ¸ 500 m3/zi, un factor de separare de 90% și o greutate de 26 până la 42 kg.

Motorul unității de pompare submersibilă este format dintr-un motor electric și protecție hidraulică. Motoarele electrice (Figura 27) sunt versiuni submersibile trifazate cu colivie bipolară, umplute cu ulei, convenționale și rezistente la coroziune ale seriei PED unificate și în versiunea obișnuită a seriei PED de modernizare L. Presiunea hidrostatică în zona de lucru nu este mai mare. peste 20 MPa. Putere nominală de la 16 la 360 kW, tensiune nominală 530 ¸ 2300 V, curent nominal 26 ¸ 122,5 A.

Figura 27 - Motor electric seria PEDU

1 - cuplare; 2 - capac; 3 - cap; 4 - călcâi; 5 - rulment axial; 6 - capac intrare cablu; 7 - plută; 8 - bloc de intrare cablu; 9 - rotor; 10 - stator; 11 - filtru; 12 - baza.

Hidroprotecția (Figura 28) a motoarelor SEM este concepută pentru a preveni pătrunderea fluidului de formare în cavitatea internă a motorului electric, pentru a compensa modificările volumului de ulei din cavitatea internă datorită temperaturii motorului electric și pentru a transfera cuplul de la arborele motorului electric la arborele pompei.

Figura 28 - Hidroprotecție

A- tip deschis; b- tip închis

DAR- camera superioara; B- Cam jos; 1 - cap; 2 - etanșare mecanică; 3 - mamelon superior; 4 - cadru; 5 - mamelon mijlociu; 6 - ax; 7 - mamelon inferior; 8 - baza; 9 - tub de legătură; 10 - deschidere.

Hidroprotecția constă fie dintr-un protector, fie dintr-un protector și un compensator. Există trei versiuni ale hidroprotecției.

Primul este format din protectoare P92, PK92 și P114 (tip deschis) din două camere. Camera superioară este umplută cu un lichid greu de barieră (densitate de până la 2 g/cm3, nemiscibil cu fluidul de formare și ulei), camera inferioară este umplută cu ulei MA-SED, care este același cu cavitatea motorului electric. . Camerele sunt comunicate printr-un tub. Modificările volumelor dielectricului lichid din motor sunt compensate prin transferul lichidului de barieră din protecția hidraulică dintr-o cameră în alta.

Al doilea este format din protectoare P92D, PK92D și P114D (tip închis), în care se folosesc diafragme de cauciuc, elasticitatea acestora compensează modificarea volumului dielectricului lichid din motor.

Al treilea - protecția hidraulică 1G51M și 1G62 constă dintr-un protector plasat deasupra motorului electric și un compensator atașat la partea inferioară a motorului electric. Sistemul de etanșare mecanică asigură protecție împotriva pătrunderii fluidului de formare de-a lungul arborelui în motorul electric. Puterea transmisă de protecție hidraulică 125 ¸ 250 kW, greutate 53 ¸ 59 kg.

Sistemul termomanometric TMS-3 este proiectat pentru controlul automat al funcționării unei pompe centrifuge submersibile și protecția acesteia împotriva modurilor de funcționare anormale (la presiune redusă la admisia pompei și temperatură ridicată a motorului submersibil) în timpul funcționării puțului. Există părți subterane și terestre. Interval de presiune controlat de la 0 la 20 MPa. Interval de temperatură de funcționare de la 25 la 105 ˚С.

Greutatea totală este de 10,2 kg (vezi figura 24).

Linia de cablu este un ansamblu de cablu înfășurat pe un tambur de cablu.

Ansamblul cablului constă din cablul principal - un PKBK rotund (cablu, izolație din polietilenă, blindat, rotund) sau plat - KPBP (Figura 29), un cablu plat atașat la acesta cu un manșon de intrare a cablului (cablu prelungitor cu un manșon).

Figura 29 - Cabluri

A- rotund; b- apartament; 1 - trăit; 2 - izolare; 3 - coajă; 4 - perna; 5 - armura.

Cablul este format din trei miezuri, fiecare dintre ele având un strat izolator și o manta; perne din material cauciucat si armura. Trei conductori izolați ai unui cablu rotund sunt răsuciți de-a lungul unei linii elicoidale, iar conductorii unui cablu plat sunt așezați în paralel pe un rând.

Cablul KFSB cu izolație PTFE este proiectat pentru funcționare la temperaturi ambientale de până la + 160 ˚С.

Ansamblul cablului are un presetupă unificat K38 (K46) de tip rotund. In carcasa metalica a cuplajului, miezurile izolate ale cablului plat sunt sigilate ermetic cu o garnitura de cauciuc.

Ugurile de conectare sunt atașate la firele conductoare.

Cablul rotund are un diametru de 25 până la 44 mm. Dimensiunea cablului plat de la 10,1x25,7 la 19,7x52,3 mm. Lungimea nominală de construcție 850, 1000 ¸ 1800 m.

Dispozitivele complete de tip ShGS5805 asigură pornirea și oprirea motoarelor submersibile, control de la distanță din camera de comandă și control al programului, funcționare în moduri manual și automat, oprire în caz de suprasarcină și abatere a tensiunii de alimentare peste 10% sau sub 15% a controlului nominal, curent și tensiune, precum și o semnalizare luminoasă externă a unei opriri de urgență (inclusiv cu un sistem termometric încorporat).

Stație de transformare integrată pentru pompe submersibile - KTPPN este proiectată să furnizeze energie electrică și să protejeze motoarele electrice ale pompelor submersibile din puțuri unice cu o capacitate de 16 ¸ 125 kW inclusiv. Tensiune înaltă nominală 6 sau 10 kV, limite de reglare a tensiunii medii de la 1208 la 444 V (transformator TMPN100) și de la 2406 la 1652 V (TMPN160). Greutate cu transformator 2705 kg.

Stația de transformare completă KTPPNKS este proiectată pentru alimentarea, controlul și protecția a patru electropompe centrifuge cu motoare electrice 16 ¸ 125 kW pentru producția de petrol în grupuri de puțuri, alimentarea cu energie pentru până la patru motoare electrice ale unităților de pompare și pantografe mobile în timpul lucrărilor de reparații . KTPPNKS este proiectat pentru utilizare în condițiile din nordul îndepărtat și din vestul Siberiei.

Setul de livrare al instalației include: o pompă, un ansamblu de cabluri, un motor, un transformator, o stație de transformare completă, un dispozitiv complet, un separator de gaz și un set de scule.

Instalația ESP este un sistem tehnic complex și, în ciuda principiului binecunoscut de funcționare al unei pompe centrifuge, este o combinație de elemente care sunt originale în design. Schema schematică a ESP este prezentată în fig. 6.1. Instalația este formată din două părți: sol și submersibil. Partea de masă include un autotransformator 1; stația de control 2; uneori un tambur de cablu 3 și un echipament de cap de sondă 4. Partea submersabilă include un șir de tuburi 5, pe care unitatea submersibilă este coborâtă în puț; cablu electric blindat cu trei fire 6, prin care tensiunea de alimentare este furnizată motorului electric submersibil și care este atașat de șirul de tuburi cu cleme speciale 7.

Unitatea submersibilă constă dintr-o pompă centrifugă cu mai multe trepte 8 echipată cu o sită de aspirare 9 și o supapă de reținere 10. Unitatea submersibilă include o supapă de scurgere 11 prin care lichidul este drenat din tub atunci când unitatea este ridicată. În partea inferioară, pompa este articulată cu o unitate hidraulică de protecție (protector) 12, care, la rândul său, este articulată cu un motor submersibil 13. În partea inferioară, motorul 13 are un compensator 14.

Lichidul intră în pompă printr-o plasă situată în partea inferioară a acesteia. Plasa asigură filtrarea fluidului de formare. Pompa furnizează fluid de la puț la tub.

Unitățile ESP din Rusia sunt proiectate pentru puțuri cu șiruri de tubaj cu un diametru de 127, 140, 146 și 168 mm. Sunt disponibile două dimensiuni de unități submersibile pentru șiruri de carcasă de 146 și 168 mm. Unul este proiectat pentru puțuri cu cel mai mic diametru interior (conform GOST) al șirului de carcasă. În acest caz, unitatea ESP are și un diametru mai mic și, în consecință, valori limită inferioare pentru caracteristica de funcționare (presiune, debit, eficiență).

Orez. 6.1. Schema schematică a ESP:

1 - autotransformator; 2 - post de control; 3 - tambur de cablu; 4 - echipamente cap de sondă; 5 - sfoară de tuburi; 6 - cablu electric blindat; 7 - cleme de cablu; 8 - pompa centrifuga multietajata submersibila; 9 - grila de receptie a pompei; 10 - supapă de reținere; 11 - supapă de golire; 12 - unitate hidraulică de protecție (protector); 13 - motor submersibil; 14 - compensator

Fiecare instalație are propriul cod, de exemplu, UETsN5A-500-800, în care sunt acceptate următoarele denumiri: un număr (sau un număr și o literă) după ESP indică cel mai mic diametru interior admis al șirului de carcasă în care se află poate fi coborât, numărul „4” corespunde unui diametru de 112 mm, numărul „5” corespunde cu 122 mm, „5A” - 130 mm, „6” - 144 mm și „6A” - 148 mm; al doilea număr al codului indică debitul nominal al pompei (în m 3 / sU t) iar al treilea - înălțimea aproximativă în m. Valorile debitului și înălțimii sunt date pentru funcționarea pe apă.

În ultimii ani, gama de instalații de pompe centrifuge fabricate s-a extins semnificativ, ceea ce se reflectă în codurile echipamentelor fabricate. Astfel, unitățile ESP fabricate de ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) au litera majusculă „A” în cifrul după inscripția „ESP”, iar unitățile Uzinei Mecanice Lebedyansky (JSC Lemaz, Lebedyan, Regiunea Kursk) au litera majusculă: litera „L” înaintea inscripției „UESP”. Unitățile de pompe centrifuge cu un design cu două rulmenți a rotorului, destinate selectării fluidului de rezervor cu o cantitate mare de impurități mecanice, au în codul lor „2” după litera „L” și înainte de inscripția ESP (pentru Lemaz pompe), litera „D” după inscripția „UETsN” (pentru pompele „JSC „Borets”), litera „A” înainte de cifra mărimii instalației (pentru pompele ALNAS). Versiunea rezistentă la coroziune a ESP este indicată prin litera „K” la sfârșitul codului de instalare, versiunea rezistentă la căldură este indicată cu litera „T”. Designul rotorului cu palete vortex suplimentare pe discul din spate (Novomet, Perm) are litera VNNP în codul pompei.

6.3. Componentele principale ale instalației ESP, scopul și caracteristicile acestora

Pompe centrifuge de fund

Pompele centrifuge pentru foraj sunt mașini în mai multe etape. Acest lucru se datorează în primul rând valorilor scăzute ale presiunii create de o etapă (rotor și paletă de ghidare). La rândul lor, valorile mici ale presiunii unei trepte (de la 3 la 6-7 m de coloană de apă) sunt determinate de valorile mici ale diametrului exterior al rotorului, limitate de diametrul interior al șirului de carcasă. si dimensiunile echipamentului de fund folosit - cablu, motor submersibil etc.

Designul unei pompe centrifuge pentru foraj poate fi convențional și rezistent la uzură, precum și rezistență crescută la coroziune. Diametrele și compoziția unităților de pompă sunt practic aceleași pentru toate versiunile de pompe.

Pompa centrifugă de fund de puț de design convențional este proiectată pentru a extrage lichid dintr-un puț cu un conținut de apă de până la 99%. Impuritățile mecanice din lichidul pompat nu trebuie să depășească 0,01% în masă (sau 0,1 g / l), în timp ce duritatea impurităților mecanice nu trebuie să depășească 5 puncte conform lui Mohs; hidrogen sulfurat - nu mai mult de 0,001%. Conform cerințelor condițiilor tehnice ale producătorilor, conținutul de gaz liber la admisia pompei nu trebuie să depășească 25%.

Pompa centrifugă rezistentă la coroziune este proiectată să funcționeze atunci când conținutul de hidrogen sulfurat din fluidul de formare pompat este de până la 0,125% (până la 1,25 g/l). Designul rezistent la uzură permite pomparea lichidelor cu impurități mecanice de până la 0,5 g/l.

Treptele sunt plasate în orificiul corpului cilindric al fiecărei secțiuni. O secțiune a pompei poate găzdui de la 39 la 200 de trepte, în funcție de înălțimea lor de montare. Numărul maxim de trepte în pompe ajunge la 550 de bucăți.

Orez. 6.2. Schema unei pompe centrifuge de foraj:

1 - inel cu segmente; 2,3- șaibe netede; 4,5- șaibe amortizoare; 6 - suport superior; 7 - suport inferior; 8 - inel arc suport arbore; 9 - bucșă de la distanță; 10 -baza; 11 - cuplaj cu fante.

ESP-uri modulare

Pentru a crea pompe centrifuge de foraj de înaltă presiune, în pompă trebuie instalate mai multe trepte (până la 550). În același timp, acestea nu pot fi găzduite într-o singură carcasă, deoarece lungimea unei astfel de pompe (15-20 m) face dificilă transportul, instalarea pe un puț și fabricarea unei carcase.

Pompele de înaltă presiune sunt formate din mai multe secțiuni. Lungimea corpului în fiecare secțiune nu este mai mare de 6 m. Părțile corpului secțiunilor individuale sunt conectate prin flanșe cu șuruburi sau știfturi, iar arborii sunt conectați prin cuplaje canelare. Fiecare secțiune a pompei are un lagăr de arbore axial superior, un arbore, rulmenți de arbore radial, trepte. Doar secțiunea inferioară are o grilă de recepție. Cap de pescuit - doar secțiunea superioară a pompei. Secțiunile pompelor de înaltă presiune pot fi mai scurte de 6 m (de obicei 3,4 și 5 m lungime a carcasei pompei), în funcție de numărul de trepte care trebuie amplasate în ele.

Pompa este formată dintr-un modul de admisie (Fig. 6.4), un modul de secțiune (module-secțiuni) (Fig. 6.3), un modul de cap (Fig. 6.3), o supapă de reținere și o supapă de purjare.

Este permisă reducerea numărului de module-secțiuni în pompă, respectiv, completând unitatea submersibilă cu un motor de puterea necesară.

Conexiunile modulelor între ele și modulul de intrare cu motorul sunt flanșate. Conexiunile (cu excepția conexiunii modulului de intrare cu motorul și a modulului de intrare cu separatorul de gaz) sunt etanșate cu inele de cauciuc. Arborele modulelor-secțiuni sunt conectate între ele, modulele-secțiuni sunt conectate la arborele modulului de intrare, arborele modulului de intrare este conectat la arborele de protecție hidraulică a motorului folosind cuplaje canelare.

Arborii modulelor-secțiuni ale tuturor grupelor de pompe, având aceleași lungimi de carcasă de 3,4 și 5 m, sunt unificați. Pentru a proteja cablul de deteriorare în timpul operațiunilor dus-întors, nervuri de oțel detașabile sunt amplasate pe bazele secțiunii modulului și ale capului modulului. Designul pompei permite utilizarea modulului separator de gaz al pompei, care este instalat între modulul de admisie și modulul de secțiune, fără demontare suplimentară.

Caracteristicile tehnice ale unor dimensiuni standard ale ESP pentru producția de petrol, fabricate de companiile rusești conform specificațiilor, sunt prezentate în Tabelul 6.1 și fig. 6.6.

Domeniul de aplicare al pompelor centrifuge în producția de ulei este destul de mare: la un debit de 40-1000 m 3 /zi; pentru capete 740-1800 si (pentru pompele casnice). Aceste pompe sunt cele mai eficiente atunci când lucrează în puțuri cu debite mari. Cu toate acestea, există limitări pentru ESP din cauza condițiilor de puț, cum ar fi GOR ridicat, vâscozitate ridicată, conținut ridicat de impurități mecanice etc.

Crearea de pompe și motoare electrice într-un design modular face posibilă selectarea mai precisă a ESP în funcție de caracteristicile puțului în ceea ce privește debitele și presiuni. Toți acești factori, ținând cont de fezabilitatea economică, ar trebui să fie luați în considerare la alegerea metodelor de operare a puțurilor.

Pompele submersibile sunt coborâte în puț pe țevi cu următoarele diametre: 60 mm la debit lichid Q Nr. până la 150 m 3 /zi, 73 mm la 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /zi Caracteristicile de proiectare ale ESP sunt date pentru apă, iar pentru lichide specifice (ulei) sunt rafinate folosind coeficienți de corelație. Este recomandabil să selectați o pompă în funcție de debitele și presiunile în zona cu cea mai mare eficiență a puterii minime necesare. Unitățile ESP pot funcționa cu lichide care conțin până la 1,25 g/l H, S, în timp ce unitățile convenționale pot gestiona lichide care conțin până la 0,01 g/l H:S.

Pompele conventionale sunt recomandate pentru sondele cu un continut de impuritati mecanice in lichidul pompat pana la 0,1 g/l; pompe cu rezistență crescută la uzură - pentru puțuri cu un conținut în lichidul pompat mai mare de 0,1 g/l, dar nu mai mult de 0,5 g/l de impurități mecanice; pompe cu rezistență crescută la coroziune - pentru puțuri cu un conținut de hidrogen sulfurat de până la 1,25 g l și un pH de 6,0-8,5.

Unitățile de pompare pentru foraj cu diafragmă sunt utilizate pentru a selecta fluide de rezervor agresive sau fluide cu un conținut semnificativ de impurități mecanice (nisip). Sunt pompe volumetrice acționate electric.

Unitatea ESP include o unitate electropompa submersibila, care combina un motor electric cu protectie hidraulica si o pompa; linie de cablu coborâtă în puț pe tubulatura de ridicare; echipament de gură tip OUEN 140-65 sau brazi de Crăciun. AFK1E-65x14; stație de comandă și transformator, care sunt instalate la o distanță de 20-30 și de la capul sondei. Alimentarea motorului este furnizată printr-o linie de cablu. Cablul este atașat la pompă și la tubulatura cu curele metalice. Supapele de verificare și de golire sunt instalate deasupra pompei. Lichidul pompat din puț iese la suprafață prin șirul de tuburi. Electropompa submersibilă, motorul electric și protecția hidraulică sunt interconectate prin flanșe și știfturi. Arborii pompei, motorului și protectorului au caneluri la capete și sunt conectați prin cuplaje canelare.

Criteriul de aplicabilitate ESP:

• 1 Industria produce pompe pentru extracția fluidelor de 1000 m3 pe zi la o înălțime de 900 m
• 2 Conținutul de hidrogen sulfurat din produsele extrase - până la 0,01
• 3 Conținut minim de apă produsă de până la 99%
• 4 Conținutul de impurități mecanice până la 0,5
• 5 Conținut de gaz liber nu mai mult de 25%

Interpretarea simbolurilor instalațiilor este dată pe exemplul U2ETsNI6-350-1100.

U - montaj; 2 (1) - numărul modificării;

E - actionat de un motor submersibil;

C - centrifugal;

H - pompă;

Și - rezistență crescută la uzură (K - rezistență crescută la coroziune);

• 6 (5; 5A) - grup instalatie;
• 350 - alimentarea pompei în modul optim pentru apă în m 3 / zi;
• 1100 - presiunea dezvoltată de pompă în metri de coloană de apă.

Instalarea unei pompe centrifuge submersibile include echipamente submersibile și de suprafață. Echipamentul submersibil include: o unitate de pompă electrică, care este coborâtă în puț sub nivelul lichidului de pe șirul de tuburi (tub). Unitatea de electropompa este formata din: un motor electric cu protectie hidraulica, un separator de gaz, o pompa centrifuga, precum si o supapa de retinere si de golire. Echipamentele de suprafață includ: echipamentele electrice ale instalației și echipamentele capului de sondă (capul și fitingurile capului de sondă conectate cu o linie de curgere). Echipamentele electrice, în funcție de schema de alimentare curentă, includ fie o stație de transformare completă pentru pompe submersibile (KTPPN), fie o stație de transformare (TP), o stație de control și un transformator. Electricitatea este furnizată de la transformator la motorul submersibil printr-o linie de cablu, care constă dintr-un cablu de alimentare la pământ și un cablu principal cu prelungire. Conectarea cablului de împământare cu cablul principal al liniei de cablu se realizează într-o cutie de borne, care este instalată la o distanță de 3-5 metri de capul sondei.

Rezumat (rusă) Rezumat (engleză) INTRODUCERE 1. ANALIZA SCHEMELOR ȘI DESIGNELOR EXISTENTE. 1.1 Scopul și datele tehnice ale PSE 1.1.1 Context istoric privind dezvoltarea metodei miniere. 1.1.2 Compoziția și caracterul complet al ESP. 1.1.3 Caracteristicile tehnice ale SEM. 1.1.4 Date tehnice principale ale cablului. 1.2. Scurtă trecere în revistă a schemelor și instalațiilor casnice. 1.2.1 Informații generale. 1.2.2 Pompa centrifuga submersibila. 1.2.3.Motoare submersibile. 1.2.4 Hidroprotecția motorului electric. 1.3 Scurtă trecere în revistă a schemelor și instalațiilor străine. 1.4. Analiza funcționării ESP. 1.4.1 Analiza stocului de sondă. 1.4.2 Analiza fondului ESP. 1.4.3 La depunere. 1.4.4 Prin presiune. 1.5 Scurtă descriere a puțurilor. 1.6 Analiza defecțiunilor ESP. 1.7.Analiza ratei de accidente a fondului ESP.2.STUDIU DE BREVET. 2.1 Studiu de brevet. 2.2 Justificarea prototipului selectat. 2.3.Esenţa modernizării. 3. PARTEA DE CALCUL. 3.1. Calculul etapei ESP. 3.1.1. Calculul rotorului. 3.1.2. Calculul aparatului de ghidare. 3.2 Calcul de verificare a conexiunii cheii. 3.3 Calcul de verificare a conexiunii spline. 3.4 Calculul arborelui ESP. 3.5 Calculul rezistenței 3.5.1 Calculul rezistenței carcasei pompei. 3.5.2 Calculul rezistenței șuruburilor ambreiajului de siguranță. 3.5.3.Calcul de rezistență al semicuplajului 4. EFECTUL ECONOMIC DIN 5. SIGURANȚA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI AL PROIECTULUI. Anexa 18. Anexa 29. Anexa 310. Anexa 411. Anexa 5.

INTRODUCERE

ESP-urile sunt concepute pentru a pompa fluidul de formare din puțurile de petrol și sunt utilizate pentru a stimula retragerea fluidului. Unitățile aparțin grupei de produse II, tip I conform GOST 27.003-83.

Versiunea climatică a echipamentului submersibil - 5, echipament electric la sol - I GOST 15150-69.

Pentru o funcționare fiabilă a pompei, este necesară selectarea corectă a acesteia pentru un anumit puț. În timpul funcționării sondei, parametrii plăcii, zona de formare a fundului găurii, proprietățile fluidului retras se schimbă constant: conținutul de apă, cantitatea de gaz asociat, cantitatea de impurități mecanice și, ca urmare, există nicio retragere suplimentară a fluidului sau pompa funcționează la ralanti, ceea ce reduce perioada de revizie a pompei. În acest moment, se pune accent pe echipamente mai fiabile pentru a mări perioada de revizie și, ca urmare, reducerea costului de ridicare a lichidului. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea ESP centrifuge în loc de SCH, deoarece pompele centrifuge au o perioadă lungă de revizie.

Unitatea ESP poate fi utilizată pentru pomparea lichidelor care conțin gaz, nisip și elemente corozive.

1. ANALIZA SCHEMELOR SI PROIECTELOR EXISTENTE.

1.1 Scopul și datele tehnice ale ESP.

Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pomparea din puțurile de petrol, inclusiv fluidul de rezervor înclinat care conține petrol, apă și gaz și impurități mecanice. În funcție de numărul de componente diferite conținute în lichidul pompat, pompele instalațiilor sunt de rezistență standard și sporită la coroziune și uzură. În timpul funcționării ESP, în care concentrația de impurități mecanice în lichidul pompat depășește 0,1 grame litri admisibile, are loc înfundarea pompelor, uzura intensă a unităților de lucru. Ca urmare, vibrația crește, apa intră în SEM prin garniturile mecanice, motorul se supraîncălzi, ceea ce duce la defecțiunea ESP.

Denumirea convențională a instalațiilor:

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

Unde U - instalare, 2 - a doua modificare, E - acționat de un motor electric submersibil, C - centrifugă, N - pompă, K - rezistență crescută la coroziune, I - rezistență crescută la uzură, M - proiectare modulară, 6 - grupuri de pompe, 180, 350 - alimentare msut, 1200, 1100 - cap, m.w.st.

În funcție de diametrul firului de producție, dimensiunea transversală maximă a unității submersibile, sunt utilizate ESP-uri de diferite grupuri - 5,5 și 6. Instalarea grupului 5 cu un diametru transversal de cel puțin 121,7 mm. Instalații din grupa 5 a cu dimensiunea transversală de 124 mm - în puțuri cu diametrul interior de cel puțin 148,3 mm. Pompele sunt, de asemenea, împărțite în trei grupuri condiționate - 5,5 a, 6. Diametrele carcasei din grupa 5 sunt de 92 mm, grupurile 5 a sunt de 103 mm, grupurile 6 sunt de 114 mm. Caracteristicile tehnice ale pompelor ETsNM și ETsNMK sunt prezentate în apendicele 1.

1.1.1.Informaţii istorice despredezvoltarea metodei de extracție.

Dezvoltarea pompelor fără tije în țara noastră a început chiar înainte de revoluție. Atunci cand. Artyunov împreună cu V.K. Domov a dezvoltat o unitate de fund în care o pompă centrifugă era antrenată de un motor electric submersibil. Inginerii sovietici, începând cu anii 1920, au propus dezvoltarea pompelor cu piston cu un motor pneumatic cu piston. Una dintre primele astfel de pompe a fost dezvoltată de M.I. Marţişevski.

Dezvoltarea unei pompe de foraj cu motor de aer a fost continuată în Azinmash de către V.I. Dokumentov. Pompele centrifuge de fund cu acţionare electrică au fost dezvoltate în perioada antebelică de către A.A.Bogdanov, A.V. Krylov, L.I. Navigator. Eșantioane industriale de pompe centrifuge cu acționare electrică au fost dezvoltate într-un birou special de proiectare pentru pompe fără tijă. Această organizație efectuează toate lucrările la pompele fără tije pentru foraj, inclusiv șurub, diafragmă etc.

Industria petrolului și gazelor, odată cu descoperirea unor noi zăcăminte, a avut nevoie de pompe pentru a extrage cantități mari de lichid din puț. Desigur, cea mai rațională pompă cu palete, adaptată pentru debite mari. Dintre pompele cu palete, pompele cu rotoare centrifuge au devenit larg răspândite, deoarece aveau o înălțime mare pentru debitele de lichid și dimensiunile pompelor date. Utilizarea pe scară largă a pompelor centrifuge de fond acționate electric se datorează multor factori. Cu extrageri mari de fluid din puț, unitățile ESP sunt cele mai economice și mai puțin intensive în muncă pentru întreținere, în comparație cu producția de compresoare și ridicarea lichidului de către alte tipuri de pompe. La debite mari, costurile energetice ale instalației sunt relativ mici. Întreținerea unităților ESP este simplă, deoarece la suprafață sunt amplasate doar o stație de control și un transformator, care nu necesită întreținere constantă.

Instalarea echipamentelor ESP este simplă, deoarece stația de control și transformatorul nu au nevoie de fundații. Aceste două unități ale instalației ESP sunt de obicei plasate într-o cabină de lumină.

1.1.2 Compoziția și caracterul complet al ESP

Unitatea ESP constă dintr-o unitate de pompă submersibilă (un motor electric cu protecție hidraulică și o pompă), o linie de cablu (un cablu plat rotund cu un manșon de intrare pentru cablu), un șir de tuburi, echipamente pentru capul puțului și echipamente electrice la pământ: un transformator și o stație de control (dispozitiv complet) (vezi Figura 1.1.). Stația de transformare transformă tensiunea rețelei de câmp într-o valoare suboptimă la bornele motorului electric, ținând cont de pierderile de tensiune din cablu. Stația de control asigură controlul funcționării unităților de pompare și protecția acesteia în condiții optime.

O unitate de pompare submersibilă, constând dintr-o pompă și un motor electric cu protecție hidraulică și un compensator, este coborâtă în puț de-a lungul tubului. Linia de cablu asigură alimentarea cu energie a motorului electric. Cablul este atașat la țeavă cu roți metalice. Cablul este plat pe lungimea pompei și a protecției, atașat de ele prin roți metalice și protejat împotriva deteriorării de carcase și cleme. Supapele de verificare și de scurgere sunt instalate deasupra secțiunilor pompei. Pompa pompează fluidul din puț și îl livrează la suprafață prin șirul de tuburi (vezi Figura 1.2.)

Echipamentul capului de sondă asigură suspendarea pe flanșa carcasei șirului de țevi cu o pompă electrică și cablu, etanșare țevi și cabluri, precum și drenarea fluidului produs în conducta de evacuare.

O pompă submersibilă, centrifugă, secțională, cu mai multe trepte nu diferă în principiu de pompele centrifuge convenționale.

Diferența sa este că este secțional, în mai multe etape, cu un diametru mic de trepte de lucru - rotoare și palete de ghidare. Pompele submersibile produse pentru industria petrolului conțin de la 1300 la 415 trepte.

Secțiunile pompei conectate prin conexiuni cu flanșă sunt o carcasă metalică. Fabricat din teava de otel lungime 5500 mm. Lungimea pompei este determinată de numărul de trepte de funcționare, numărul cărora, la rândul său, este determinat de principalii parametri ai pompei. - livrare si presiune. Debitul și înălțimea etajelor depind de secțiunea transversală și de proiectarea căii de curgere (lame), precum și de viteza de rotație. În carcasa secțiunilor pompei este introdus un pachet de etape, care este un ansamblu de rotoare și palete de ghidare pe arbore.

Rotoarele sunt montate pe un arbore pe o cheie cu pană într-o potrivire de rulare și se pot deplasa în direcția axială. Paletele de ghidare sunt asigurate împotriva rotației în carcasa mamelonului situată în partea de sus a pompei. De jos, baza pompei este înșurubată în carcasă cu găuri de admisie și un filtru prin care lichidul din puț intră în prima treaptă a pompei.

Capătul superior al arborelui pompei se rotește în lagărele cutiei de presa și se termină cu un călcâi special care preia sarcina pe arbore și greutatea acestuia prin inelul cu arc. Forțele radiale din pompă sunt percepute de lagărele de alunecare instalate la baza niplului și pe arborele pompei.