Etn submersibil. Compoziția instalației ESP, scopul nodurilor, parametrii

Domeniul de aplicare al ESP-urilor este puțuri adânci și înclinate, inundate cu apă de mare randament, 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.

Instalațiile de pompe centrifuge submersibile modulare de tipurile UETsNM și UETsNMK sunt proiectate pentru pomparea produselor de puțuri de petrol care conțin petrol, apă, gaz și impurități mecanice. Instalațiile de tip UETsNM au un design standard, iar cele de tip UETsNMK au un design rezistent la coroziune.

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

Unitatea de pompare submersibilă include un motor (un motor electric cu protecție hidraulică) și o pompă, deasupra căreia sunt instalate o supapă de reținere și o supapă de scurgere.

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

· Unitățile din grupa 5 cu dimensiunea transversală de 112 mm se folosesc în puțuri cu șir de tubaj cu diametrul interior de cel puțin 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 a ESP pentru mediul pompat: lichid cu un conținut de impurități mecanice de cel mult 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 apei de formare este între 6 ¸ 8,5. Temperatura în zona în care se află motorul electric nu este mai mare de + 90 ˚С (versiunea specială rezistentă la căldură până la + 140 ˚С).

Un exemplu de cod de instalare - UETsNMK5-125-1300 înseamnă: UETsNMK - instalarea unei pompe centrifuge electrice de design modular și rezistent la coroziune; 5 - grup pompa; 125 - alimentare, mc/zi; 1300 - presiune dezvoltată, 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 - cap de modul; 7 - cablu; 8 - modul-secțiune; 9 - modul pompa separator gaz; 10 - modul sursa; 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 aspectul optim al instalației pentru puțuri în conformitate cu parametrii acestora dintr-un număr mic. de module interschimbabile Instalațiile (în Figura 24 - diagrama NPO Borets ", Moscova) asigură o selecție optimă a pompei la puț, care se realizează prin prezența unui număr mare de presiuni pentru fiecare alimentare. Pasul de presiune al unității variază de la 50 ¸ 100 la 200 ¸ 250 m, în funcție de alimentare în intervalele specificate în Tabelul 6 din datele de bază ale unităților.

ESP-urile produse comercial au o lungime de la 15,5 la 39,2 m și o greutate de la 626 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 secțiuni de module. În corpul secțiunii este introdus un pachet de trepte, care constă din rotoare și palete de ghidare asamblate pe un arbore. Numărul de trepte variază de la 152 la 393. Modulul de intrare reprezintă baza pompei cu găuri de admisie și o plasă de filtrare prin care lichidul din puț intră în pompă. În partea de sus a pompei se află un cap de pescuit cu o supapă de reținere, la care este atașată tubulatura.

Tabelul 6

Denumirea instalațiilor	Diametrul minim (intern) al coloanei de exploatare, mm	Dimensiuni de montaj transversale, 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) este un design vertical modular centrifugal submersibil în mai multe trepte.

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 , arborele 2 , pachete de etape (rotoare - 3 și palete de ghidare - 4 ), rulment superior 5 , rulment inferior 6 , suport axial superior 7 , Capete 8 , motive 9 , două coaste 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 gulerul paletei de ghidare. Forța axială parțială 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 se potrivește în canelura rotorului. Cheia este amplasată pe toată lungimea ansamblului roții și constă din segmente de 400 - 1000 mm lungime.

Figura 25 - Pompă modul-secțiune

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

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

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

Arborii modulelor de secțiune și modulelor de intrare pentru pompe de design standard sunt fabricați din oțel combinat rezistent la coroziune de înaltă rezistență OZH14N7V și sunt marcați „NZh” la capăt; pentru pompe cu rezistență crescută la coroziune - din tije calibrate din N65D29YUT-ISH -Aliaj K-Monel și sunt marcate la capete „M”.

Arborele secțiunilor modulelor tuturor grupelor de pompe, care au aceleași lungimi de corp de 3, 4 și 5 m, sunt unificate.

Conectarea arborilor modulelor de secțiune între ele, a modulului de secțiune cu arborele modulului de intrare (sau arborele separator de gaz) și a arborelui modulului de intrare cu arborele de protecție hidraulică a motorului se realizează folosind cuplaje canelare.

Conexiunea dintre module și modulul de intrare la motor este flanșată. Conexiunile (cu excepția conexiunii modulului de intrare la motor și a modulului de intrare la separatorul de gaz) sunt sigilate cu inele de cauciuc.

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

Figura 26 - Separator de gaz

1 - capul; 2 - adaptor; 3 - separator; 4 - cadru; 5 - ax; 6 - gratar; 7 - paletă 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, în care fazele sunt separate într-un câmp de forțe centrifuge. În acest caz, lichidul este concentrat în partea periferică, iar gazul este concentrat în partea centrală a separatorului de gaze și este eliberat în inel. Separatoarele de gaz din seria MNG au un debit maxim de 250 ¸ 500 m3/zi, un coeficient de separare de 90% și o greutate de 26 până la 42 kg.

Motorul unei unități de pompare submersibile este format dintr-un motor electric și protecție hidraulică. Motoarele electrice (Figura 27) sunt motoare submersibile trifazate în scurtcircuit cu doi poli umplute cu ulei de design obișnuit și rezistent la coroziune a seriei unificate PEDU și în versiunea obișnuită a seriei de modernizare PED L. Presiunea hidrostatică în zona de operare nu este mai mare de 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 din seria PEDU

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

Protecția hidraulică (Figura 28) a motoarelor SEM este concepută pentru a preveni pătrunderea fluidului de formare în cavitatea internă a motorului electric, compensând modificările volumului de ulei din cavitatea internă de la temperatura motorului electric și transmiterea cuplului de la arborele motorului electric la arborele pompei.

Figura 28 - Protecția împotriva apei

A - tip deschis; b- tip închis

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

Protecția hidraulică constă fie dintr-un protector, fie un protector și un compensator. Pot exista trei opțiuni pentru protecția hidraulică.

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-PED, la fel ca și cavitatea motorului electric. Camerele sunt conectate printr-un tub. Modificările volumului de dielectric lichid din motor sunt compensate prin transferul lichidului de barieră din protecția hidraulică dintr-o cameră în alta.

Al doilea este format din protectori P92D, PK92D și P114D (tip închis), care folosesc diafragme de cauciuc; elasticitatea lor compensează modificările volumului dielectricului lichid din motor.

A treia - protecția hidraulică 1G51M și 1G62 constă dintr-un protector situat deasupra motorului electric și un compensator atașat la partea inferioară a motorului electric. Sistemul de etanșare mecanică oferă protecție împotriva pătrunderii fluidului de formare de-a lungul arborelui în motorul electric. Puterea transmisă a protecției hidraulice este de 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 condițiilor anormale de funcționare (la presiune redusă la admisia pompei și la temperatură ridicată a motorului electric submersibil) în timpul funcționării puțului. Există părți subterane și supraterane. Interval de presiune controlat de la 0 la 20 MPa. Interval de temperatură de funcționare de la 25 la 105 ˚С.

Greutate totală 10,2 kg (vezi Figura 24).

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

Ansamblul cablului constă dintr-un cablu principal - un PKBK rotund (cablu, izolație din polietilenă, blindat, rotund) sau un cablu plat - KPBP (Figura 29), conectat la acesta printr-un cablu plat cu un cuplaj de intrare pentru cablu (prelungitor cu un cuplare).

Figura 29 - Cabluri

A- rotund; b- apartament; 1 - trăit; 2 - izolatie; 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 miezuri izolate ale unui cablu rotund sunt răsucite de-a lungul unei linii elicoidale, iar miezurile unui cablu plat sunt așezate paralel pe un rând.

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

Ansamblul cablului are un cuplaj unificat pentru intrarea cablului K38 (K46) de tip rotund. Conductorii izolați ai cablului plat sunt etanșați ermetic în carcasa metalică a cuplajului folosind o etanșare din cauciuc.

La conductorii conductori sunt atașate urechile de fișă.

Cablul rotund are un diametru de la 25 la 44 mm. Dimensiuni de cablu 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 de la centrul de control 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 alarmă luminoasă externă pentru oprire de urgență (inclusiv cu sistem termometric încorporat).

Stația 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 cu energie, controlul și protecția a patru electropompe centrifuge cu motoare electrice de 16 ¸ 125 kW pentru producția de ulei în perne de sondă, care alimentează până la patru motoare electrice ale mașinilor de pompare și pantografelor mobile la efectuarea lucrărilor de reparații. KTPPNKS este proiectat pentru utilizare în condițiile din nordul îndepărtat și din vestul Siberiei.

Pachetul de instalare include: pompă, ansamblu cablu, motor, transformator, substație completă de transformare, dispozitiv complet, separator de gaz și trusă de scule.

Peste 60% din sondele de producție de petrol necesită o formă de tehnologie de ridicare artificială pentru a produce rezerve recuperabile identificate inițial. Din cele aproximativ 832.000 de puțuri de ridicare artificiale din lume, aproximativ 14% au fost sau sunt produse folosind ESP.

Metodele de producție mecanizate sunt o parte integrantă a exploatării sondei, în special în câmpurile aflate într-un stadiu târziu de dezvoltare, unde formațiunile productive nu au suficientă presiune pentru a ridica petrolul la capul sondei. Pe măsură ce debitul de gaz și petrol continuă să scadă, iar debitul de apă crește, în special în formațiunile presurizate cu apă, un producător de petrol poate începe să utilizeze inundarea cu apă, o metodă de îmbunătățire a recuperării petrolului în care apa este injectată în formațiune printr-o injecție de apă. bine pentru a muta hidrocarburile în alte puțuri.

În același timp, în timp, debitul de ulei al puțului va continua să scadă, iar debitul de apă va crește. Ca rezultat, timpul de pompare, de exemplu, pentru o mașină de pompare crește până când pompa funcționează douăzeci și patru de ore pe zi. În acest moment, cea mai practică metodă de creștere a producției este instalarea unei pompe cu o capacitate mai mare.

O opțiune viabilă, în special pentru operațiunile de inundații de volum mare, este o pompă submersibilă acționată electric. sisteme ESP poate fi cea mai bună opțiune pentru sondele cu randament ridicat, unde nivelurile de producție au scăzut și este nevoie să o creștem. Această sarcină este relevantă pentru multe domenii în Federația Rusăși țările CSI. Vechile sisteme de ridicare a gazului în condiții de udare severă pot funcționa la presiuni mai scăzute și pot oferi o selecție mai completă de rezerve recuperabile de petrol dacă se cheltuiesc fonduri pentru transformarea acestor puțuri în ESP.

Dintre toate sistemele de ridicare artificială pompe centrifuge electrice (ECP) oferă cea mai mare rentabilitate la puțurile cele mai adânci, dar, în același timp, utilizarea lor necesită reparații mai dese și o creștere corespunzătoare a costurilor. În plus, ESP oferă performanțe superioare în medii saturate cu gaz și apă. Gazele și apa sunt prezente în mod natural în țiței în cantități mari. Pentru a putea pompa ulei la capul sondei, este necesar să se separe gazul și apa din acesta. Conținutul lor ridicat poate provoca blocări de gaz în mecanismul pompei, ceea ce va duce la o scădere semnificativă a productivității și va necesita îndepărtarea întregului șir de tuburi din puț și reumplerea acestuia.

Tehnologia pompei centrifuge electrice

În majoritatea zăcămintelor petroliere, în timpul etapei de producție, pompele de foraj care sunt acționate electric sunt folosite pentru a pompa petrol la capul sondei. Pompa include de obicei mai multe secțiuni de pompă centrifugă în serie, care pot fi configurate pentru a îndeplini parametrii specifici de sondă pentru o anumită aplicație. Pompele centrifuge electrice (ECP) sunt o metodă comună de ridicare artificială, oferind o gamă largă de dimensiuni și capacități. Pompele centrifuge electrice sunt utilizate în mod obișnuit în câmpurile vechi cu conținut ridicat de apă (raport mare apă-ulei).

Pompele ESP asigură o producție economică prin îmbunătățirea recuperării petrolului în aceste zone industriale cu producție scăzută. Completarile echipate cu ESP reprezintă un mijloc alternativ de funcționare mecanizată a puțurilor care au presiuni scăzute în fundul găurii. Finalizările puțurilor echipate cu un ESP reprezintă cea mai eficientă modalitate de a opera sonde cu randament ridicat. Când se utilizează ESP-uri de dimensiuni mari, s-au obținut debite de până la 90.000 de barili (14.500 m3) de lichid pe zi.

Componentele ESP

Un sistem ESP este format din mai multe componente care rotesc pompele centrifuge conectate în serie pentru a crește presiunea fluidului de sondă și a-l ridica la capul sondei. Puterea de rotire a pompei este furnizată de o sursă de curent alternativ de înaltă tensiune (3 până la 5 kV) care antrenează un motor special capabil să funcționeze la temperaturi ridicate de până la 300 °F (150 °C) și presiuni ridicate de până la 5000 psi ( 34 MPa) în puțuri de până la 12.000 de picioare (3,7 km) adâncime, cu puteri de până la 1.000 de cai putere (750 kW). Un ESP folosește o pompă centrifugă care este conectată la un motor electric și funcționează atunci când este scufundată în fluidul de sondă. Un motor electric închis ermetic rotește o serie de rotoare. Fiecare rotor din serie furnizează fluid printr-o ieșire la intrarea rotorului situat deasupra acestuia.

La un ESP tipic de 4 inchi, fiecare rotor produce aproximativ 9 psi (60 kPa) de creștere a presiunii. De exemplu, o pompă tipică cu 10 secțiuni produce o presiune de aproximativ 90 psi (600 kPa) la ieșire (adică 10 roți x 9 psi). Ridicarea și performanța pompei depind de diametrul rotorului și de lățimea palei rotorului. Presiunea pompei este o funcție de numărul de rotoare. De exemplu, o pompă cu 7 secțiuni de 1/2 cai putere poate pompa un volum mare de apă la presiune scăzută, în timp ce o pompă cu 14 secțiuni și 1/2 cai putere va pompa un volum mai mic la o presiune mai mare. Ca și în cazul tuturor pompelor centrifuge, creșterea adâncimii puțului sau a presiunii de evacuare are ca rezultat scăderea performanței.

În sistemele ESP, motorul electric este situat în partea de jos a aranjamentului, iar pompa în partea de sus. Un cablu electric este atașat la suprafața exterioară a tubului și ansamblul este coborât în ​​puț, astfel încât pompa și motorul electric să fie sub nivelul fluidului. Un sistem de etanșare mecanică și un egalizator/sigiliu de siguranță (denumiri echivalente) sunt utilizate pentru a preveni pătrunderea lichidului în motor și pentru a elimina riscul de scurtcircuite. Pompa poate fi conectată fie la o țeavă, la un furtun flexibil, fie coborâtă de-a lungul șinelor de ghidare sau a cablurilor astfel încât pompa să stea pe un cuplaj cu flanșă cu un picior și, în același timp, să fie asigurată o conexiune la conductele compresorului. . Când motorul electric se rotește, rotația este transmisă rotorului într-o baterie de pompe centrifuge secvențiale. Cu cât pompa are mai multe secțiuni, cu atât ridicarea lichidului va fi mai mare.

Motorul electric este selectat ținând cont de nevoile pompei. Pompa este proiectată pentru a pompa un anumit volum de lichid. Arborele poate fi din metal Monel, iar secțiunile pot fi din material rezistent la coroziune și uzură. Pompa are o acțiune rotativ-centrifugă. Un ansamblu de protecție este atașat la partea superioară a pompei pentru a izola motorul și pentru a asigura mișcarea arborelui central pentru a antrena pompa.

Cablul merge din partea de sus a motorului, spre partea laterală a pompei/etanșare și este atașat de suprafața exterioară a fiecărei țevi de-a lungul întregii lungimi a șirului de ridicare de la motor la capul sondei și apoi la cutia de distribuție electrică. . Cablul este format din trei miezuri de fir continuu protejat si izolat. Datorită spațiului limitat în jurul pompei/etanșării, se folosește un cablu plat între motor și tubulatura de deasupra pompei. În acest moment, este îmbinat cu un cablu rotund mai puțin costisitor care se extinde până la gură. Cablul poate avea o manta metalica pentru a-l proteja de deteriorare.

Proiectarea sistemelor ESP necesită o analiză cuprinzătoare și atentă pentru a rezolva simultan o serie de probleme specifice aplicării acestora. Proiectarea necesită informații despre fluxul de sondă (curba debitului (FC) sau curba productivității sondei (CPC)), date despre fluidele de sondă (debitul de petrol, factorul ulei-apă, raportul gaz-lichid), date despre conducte (adâncimi și dimensiuni ale tubulaturii). și conducte de tubaj), temperatura (în partea de jos și la capul sondei) și presiunea la capul sondei. Proiectarea și selectarea corectă a echipamentelor necesită, de asemenea, informații despre solide, calcar, asfaltene, lichide corozive, gaze corozive etc.

Echipamentul capului de puț necesită instalare transformator de putereși panou de control, precum și cutie de distribuție electrică răcită cu aer. Dacă este necesară utilizarea unui variator de viteză (VSD), atunci este necesar un transformator suplimentar suplimentar în circuit înainte ca cablul să intre în capul sondei. Capul tubulaturii este proiectat pentru a susține șirul de tuburi și a izola cablul electric. Acest izolator este de obicei capabil să reziste la minimum 3.000 psi. Panoul de control este de obicei echipat cu un ampermetru, siguranțe, protecție împotriva trăsnetului și un sistem de oprire. Are alte dispozitive, cum ar fi comutatorul de curent mare și scăzut și alarma. Vă permite să operați puțul în mod continuu, intermitent sau să opriți complet producția.

Oferă protecție împotriva vârfurilor de tensiune sau a dezechilibrelor care pot apărea în sursa de alimentare. Transformatoarele sunt de obicei situate la marginea bazei clusterului. Tensiunea electrică de intrare este transformată în tensiunea necesară pentru a funcționa motorul la sarcina prevăzută și pentru a compensa pierderile de cablu. Tensiunea mai mare (curent mai mic) reduce pierderile din cablul de fund, dar trebuie luați în considerare alți factori (Manual de referință pentru pompă de câmp, 2006). ESP-urile pierd drastic performanța atunci când un procent semnificativ de gaz intră în pompă.

Nivelul pragului pentru apariția unei probleme de gaz este, în general, considerat ca fiind de 10% din fracțiunea de volum de gaz la intrarea pompei la presiunea de intrare a pompei. Datorita faptului ca pompele au o viteza mare de rotatie de pana la 4000 rpm (67 Hz) si degajari mici, acestea nu sunt rezistente la faze solide precum nisipul. ESP-urile pentru sondele de petrol sunt disponibile pentru diametre de carcasa de la 4 1/2 la 9 5/8 inci. Sunt disponibile pompe cu carcasă cu diametru mai mare, dar sunt utilizate în principal în puțurile de apă. Pentru o anumită dimensiune a carcasei, de obicei mai mult alegere optimă este un echipament cu un diametru mare. Echipamentele cu diametrul mai mare sunt mai scurte, atât motorul, cât și pompele sunt mai eficiente, iar motoarele sunt mai ușor de răcit. Ele creează echipamente silențioase, compacte pentru capul puțului.

Avantajele ESP

Datorită cerințelor minime de echipament la capul sondei, ESP-urile pot fi favorizate pentru aplicații pe site-uri cu spațiu de lucru limitat, cum ar fi instalațiile offshore, unde costurile de ridicare nu sunt un factor limitativ. Ele sunt, de asemenea, utilizate în câmpurile în care gazul nu este disponibil pentru sistemele de ridicare cu gaz. ESP-urile sunt una dintre cele mai mari metode de operare mecanizată. ESP-urile au un avantaj față de alte metode cu volum mare, deoarece pot crea o reducere mai mare a rezervorului și pot crește productivitatea rezervorului în cazul în care problemele de interferență cu gaz și nisip pot fi abordate. De asemenea, diametrul carcasei nu este important pentru a asigura capacitatea de a pompa astfel de volume mari.

Pe măsură ce volumul inundațiilor de apă crește, a devenit o practică obișnuită să pompați câteva mii de barili de fluid pe zi pentru a îmbunătăți eficiența deplasării rezervorului. Acest sistem poate fi ușor automatizat și poate pompa periodic sau continuu, dar pomparea continuă este de preferat pentru a crește durata de viață. Pentru sondele de mică adâncime, costurile de capital sunt relativ scăzute.

Dezavantajele ESP

Există mai multe dezavantaje ale ESP-urilor. Principala problemă este durata de viață limitată. Pompa în sine este un tip centrifug de mare viteză care poate fi deteriorată de abrazivi, solide sau resturi. Formarea depunerilor de calcar sau minerale poate interfera cu funcționarea pompei centrifuge electrice. Eficiența economică a ESP depinde în mare măsură de costul energiei electrice. Acest lucru este deosebit de critic în regiunile îndepărtate. Sistemul nu are o flexibilitate operațională largă. Toate componentele principale sunt situate în apropierea sondei, astfel încât atunci când apare o problemă sau o componentă trebuie înlocuită, întregul sistem trebuie îndepărtat.

Daca prezentul procent mare gaz, se iau măsuri pentru a-l separa și a-l returna înapoi în carcasă înainte de a intra în pompă. Aspirarea în cantități mari de gaz liber poate provoca o funcționare neregulată și poate duce la uzură mecanică și posibilă supraîncălzire. În instalațiile offshore unde reglementările impun utilizarea unui ambalator, tot gazul este pompat cu lichid. In aceste conditii speciale se folosesc pompe speciale in care este posibila crearea unei presiuni primare la admisia pompei.

Autori: James F. Lee, Kerr McGee Profesor de Inginerie Petrol, Scoala de Geologie si Tehnologia Petrolului, Universitatea din Oklahoma, Norman, Oklahoma;
și Saeed Mokhtab, consilier pentru cercetarea gazelor naturale, Departamentul de chimie și inginerie a petrolului, Universitatea din Wyoming, Laramie, Wyoming.

Scopul și datele tehnice ale ESP.

Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pomparea fluidului din rezervor care conține petrol, apă și gaz și impurități mecanice din puțurile de petrol, inclusiv cele înclinate. În funcție de numărul de componente diferite conținute în lichidul pompat, pompele instalațiilor au un design standard și o versiune cu rezistență sporită la coroziune și uzură. La funcționarea unui ESP, în care concentrația de solide din lichidul pompat depășește 0,1 grame/litru permise, pompele se înfundă și unitățile de lucru se uzează intens. Ca urmare, vibrațiile cresc, apa intră în motor prin garniturile mecanice, iar motorul se supraîncălzește, ceea ce duce la defectarea ESP.

Simbolul 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 m/zi, 1200, 1100 – presiune, m.w.st.

În funcție de diametrul șirului de producție și de 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 grupa 5a 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 carcaselor grupului 5 sunt de 92 mm, grupa 5 a - 103 mm, grupa 6 - 114 mm. Caracteristicile tehnice ale pompelor de tip ETsNM și ETsNMK sunt prezentate în apendicele 1.

Compoziția și caracterul complet al ESP

Instalația ESP constă dintr-o unitate de pompare submersibilă (un motor electric cu protecție hidraulică și o pompă), o linie de cablu (un cablu plat rotund cu un cuplaj pentru intrarea cablului), un șir de tuburi, echipamente pentru capul puțului și echipamente electrice de suprafață: un transformator și o stație de control (dispozitiv complet) (vezi Figura 1.1.). Stația de transformare transformă tensiunea rețelei de câmp la 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. Pe lungimea pompei și a protecției, cablul este plat, atașat de ele cu 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 șirului de țevi cu o pompă electrică și cablu pe flanșa carcasei, etanșarea țevilor și cablurilor, precum și drenarea fluidului produs în conducta de evacuare.

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

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

Secțiunile pompei, legate prin racorduri cu flanșă, sunt realizate dintr-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. - alimentare și presiune. Debitul și presiunea treptelor depind de secțiune transversalăși proiectarea părții de curgere (lamele), precum și asupra vitezei de rotație. Un pachet de etape este introdus în corpul secțiunilor pompei, care este un ansamblu de rotoare și palete de ghidare pe un arbore.

Rotoarele sunt montate pe arbore pe o cheie cu pană de-a lungul unei potriviri de rulare și se pot deplasa în direcția axială. Paletele de ghidare sunt asigurate împotriva rotației în corpul mamelonului, situat în partea superioară a pompei. De jos, în carcasă este înșurubat o bază de pompă cu găuri de primire și un filtru, prin care lichidul din puț curge în prima treaptă a pompei.

Capătul superior al arborelui pompei se rotește în rulmenții simeringului și se termină cu un călcâi special care preia sarcina asupra arborelui și greutatea acestuia printr-un inel cu arc. Forțele radiale din pompă sunt absorbite de lagărele de alunecare instalate la baza niplului și pe arborele pompei.

În partea de sus a pompei se află un cap de pescuit în care este instalată o supapă de reținere și la care este atașată tubulatura.

Motor electric submersibil, trifazat, asincron, umplut cu ulei cu rotor cu colivie în varianta convențională și versiunea rezistentă la coroziune PEDU (TU 16-652-029-86). Modificare climatică - B, categoria de plasare - 5 conform GOST 15150 - 69. La baza motorului electric există o supapă pentru pomparea și scurgerea uleiului, precum și un filtru pentru curățarea uleiului de impuritățile mecanice.

Protecția hidraulică a motorului motorului constă dintr-un protector și un compensator. Este conceput pentru a proteja cavitatea internă a motorului electric de fluidul de formare, precum și pentru a compensa schimbările de temperatură ale volumelor de ulei și consumul acestuia. (A se vedea figura 1.3.)

Protectorul este cu două camere, cu diafragmă din cauciuc și etanșări mecanice ale arborelui și un compensator cu diafragmă din cauciuc.

Cablu cu trei fire cu izolație din polietilenă, blindat. Linie de cablu, de ex. un cablu înfășurat pe un tambur, la baza căruia este atașată o prelungire - un cablu plat cu un cuplaj pentru intrarea cablului. Fiecare miez de cablu are un strat izolator și o manta, perne din material cauciucat si armura. Trei miezuri izolate ale unui cablu plat sunt așezate paralel într-un rând, iar un cablu rotund este răsucit de-a lungul unei linii elicoidale. Ansamblul cablului are un cuplaj unificat de intrare de cablu K 38, K 46 de tip rotund. Într-o carcasă metalică, cuplajele sunt sigilate ermetic folosind o etanșare din cauciuc, iar vârfurile sunt atașate la conductorii conductori.

Proiectarea instalațiilor ESP, ESPNM cu o pompă cu ax și trepte din materiale rezistente la coroziune și ESP cu o pompă cu rotoare din plastic și lagăre cauciuc-metal este similară cu proiectarea instalațiilor ESP.

Când factorul de gaz este mare, se folosesc module de pompă - separatoare de gaze, concepute pentru a reduce conținutul volumetric de gaz liber la admisia pompei. Separatoarele de gaze corespund grupului de produse 5, tip 1 (reparabil) conform RD 50-650-87, versiunea climatică - B, categoria de plasare - 5 conform GOST 15150-69.

Modulele pot fi furnizate în două versiuni:

Separatoare de gaze: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1 MNG6 – design standard;

Separatoare de gaz 1 MNGK5, MNG5a - rezistență crescută la coroziune.

Modulele de pompare sunt instalate între modulul de intrare și modulul secțiunii pompei submersibile.

Pompa submersibilă, motorul electric și protecția hidraulică sunt conectate între ele prin flanșe și știfturi. Pompa, motorul și arborii de protecție au caneluri la capete și sunt conectați prin cuplaje canelate.

Accesoriile pentru ascensoare și echipamente pentru instalațiile ESP sunt date în Anexa 2.

Caracteristicile tehnice ale motorului

Acționarea pompelor centrifuge submersibile este un motor electric submersibil, asincron trifazat, cu curent alternativ, umplut cu ulei, cu un rotor vertical cu cușcă de veveriță de tip PED. Motoarele electrice au diametrele carcasei de 103, 117, 123, 130, 138 mm. Deoarece diametrul motorului electric este limitat, la puteri mari motorul este mai lung, iar in unele cazuri se face sectional. Deoarece motorul electric funcționează scufundat în lichid și adesea sub presiune hidrostatică ridicată, principala condiție pentru o funcționare fiabilă este etanșeitatea sa (vezi Figura 1.3).

PED este umplut cu un ulei special cu vâscozitate scăzută și rezistență dielectrică ridicată, care servește atât pentru răcirea, cât și pentru lubrifierea pieselor.

Un motor electric submersibil constă dintr-un stator, rotor, cap și bază. Carcasa statorului este realizată din țeavă de oțel, ale cărei capete sunt filetate pentru conectarea capului și bazei motorului. Circuitul magnetic al statorului este asamblat din foi laminate active și nemagnetice având caneluri în care sunt amplasate înfășurările. Înfășurarea statorului poate fi cu un singur strat, continuă, bobină sau cu două straturi, tijă, buclă. Fazele de înfășurare sunt conectate.

Partea activă a circuitului magnetic, împreună cu înfășurarea, creează un câmp magnetic rotativ în motoarele electrice, iar partea nemagnetică servește ca suport pentru rulmenții intermediari ai rotorului. Capetele de plumb din fire de cupru cu toroane cu izolație cu rezistență electrică și mecanică ridicată sunt lipite de capetele înfășurării statorului. Manșoanele prizei sunt lipite la capete, în care se potrivesc capetele de cablu. Capetele de ieșire ale înfășurării sunt conectate la cablu printr-un bloc special de priză (cuplaj) al intrării cablului. Cablul de curent al motorului poate fi, de asemenea, de tip cuțit. Rotorul motorului este cușcă veveriță, cu mai multe secțiuni. Este alcătuit dintr-un arbore, miezuri (pachete de rotor), suporturi radiale (lagăre de alunecare). Arborele rotorului este realizat din oțel tubular calibrat, miezurile sunt din tablă de oțel electric. Miezurile sunt asamblate pe arbore, alternând cu rulmenți radiali, și sunt conectate la arbore cu chei. Strângeți setul de miezuri de pe arbore axial cu piulițe sau o turbină. Turbina servește la circulația forțată a uleiului pentru a egaliza temperatura motorului pe lungimea statorului. Pentru a asigura circulația uleiului, pe suprafața scufundată a circuitului magnetic există caneluri longitudinale. Uleiul circulă prin aceste caneluri, un filtru în partea inferioară a motorului unde este curățat și printr-un orificiu din arbore. Capul motorului conține un călcâi și un rulment. Adaptorul din partea inferioară a motorului este utilizat pentru a găzdui filtrul, supapa de bypass și supapa pentru pomparea uleiului în motor. Motorul electric secțional este format din secțiuni superioare și inferioare. Fiecare secțiune are aceleași componente principale. Caracteristicile tehnice ale SEM sunt prezentate în Anexa 3.

Date tehnice de bază ale cablului

Alimentarea cu energie electrica a motorului electric al instalatiei de pompa submersibila se realizeaza printr-o linie de cablu formata dintr-un cablu de alimentare si un cuplaj intrare cablu pentru cuplarea cu motorul electric.

În funcție de scop, linia de cablu poate include:

Brandurile de cablu KPBK sau KPPBPS - ca cablu principal.

Marca cablu KPBP (plat)

Manșonul de intrare a cablului este rotund sau plat.

Cablul KPBK constă din miezuri de cupru cu un singur fir sau cu mai multe fire, izolate în două straturi de polietilenă de înaltă rezistență și răsucite împreună, precum și o pernă și o armătură.

Cablurile mărcilor KPBP și KPPBPS într-o manta comună a furtunului constau din conductoare de cupru cu un singur fir și mai multe fire, izolate cu polietilenă de înaltă densitate și așezate în același plan, precum și o manta comună a furtunului, pernă și armătură.

Cablurile mărcii KPPBPS cu conductori cu furtun separat constau din conductori de cupru cu un singur și mai multe fire, izolate în două straturi de polietilenă de înaltă densitate și așezate în același plan.

Cablul marca KPBK are:

Tensiune de lucru V – 3300

Cablul marca KPBP are:

Tensiune de lucru, V - 2500

Presiunea admisibilă a fluidului de formare, MPa – 19,6

Factor de gaz admis, m/t – 180

Cablurile marca KPBK și KBPP au temperaturi ambientale admise de la 60 la 45 C pentru aer, 90 C pentru fluidul de formare.

Temperaturile liniei de cablu sunt date în Anexa 4.

1.2 Scurtă prezentare a schemelor și instalațiilor casnice.

Instalațiile de pompe centrifuge submersibile sunt proiectate pentru pomparea puțurilor de petrol, inclusiv cele înclinate, fluid de formare care conține petrol și gaz și impurități mecanice.

Unitățile sunt disponibile în două tipuri – modulare și nemodulare; trei versiuni: normală, rezistentă la coroziune și rezistență crescută la uzură. Mediul pompat al pompelor casnice trebuie să aibă următorii indicatori:

· sălbăticia rezervorului – un amestec de petrol, apă asociată și gaz petrolier;

· vâscozitatea cinematică maximă a fluidului de formare 1 mm/s;

· valoarea pH-ului apei produse pH 6,0-8,3;

· continutul maxim de apa obtinuta 99%;

· gaz liber la admisie pana la 25%, pentru instalatii cu module - separatoare pana la 55%;

· temperatura maxima a produselor extrase pana la 90C.

In functie de dimensiunile transversale ale electropompelor centrifuge submersibile, motoarelor electrice si liniilor de cablu utilizate in ansamblul de instalatii, instalatiile sunt impartite conventional in 2 grupe 5 si 5 a. Cu diametre de carcasa de 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm respectiv.

Instalația UEC constă dintr-o unitate de pompare submersibilă, un ansamblu de cabluri, echipament electric de împământare - o stație de comutație a transformatorului. Unitatea de pompare este formată dintr-o pompă centrifugă submersibilă și un motor cu protecție hidraulică și este coborâtă în puț pe un șir de tuburi. Pompă submersibilă, trifazată, asincronă, umplută cu ulei cu rotor.

Protecția hidraulică constă dintr-un protector și un compensator. Cablu cu trei fire cu izolație din polietilenă, blindat.

Pompa submersibilă, motorul electric și protecția hidraulică sunt conectate între ele prin flanșe și știfturi. Pompa, motorul și arborii de protecție au caneluri la capete și sunt conectați prin cuplaje canelate.

1.2.2. Pompa centrifuga submersibila.

Principiul de funcționare al unei pompe centrifuge submersibile nu este diferit de pompele centrifuge convenționale utilizate pentru pomparea lichidelor. Diferența este că este multi-secțional cu un diametru mic al etapelor de lucru - rotoare și palete de ghidare. Rotoarele și paletele de ghidare ale pompelor convenționale sunt din fontă cenușie modificată, pompele rezistente la coroziune sunt din fontă niresist, iar roțile rezistente la uzură sunt din rășini poliamidice.

Pompa este formată din secțiuni, al căror număr depinde de parametrii principali ai pompei - presiune, dar nu mai mult de patru. Lungimea secțiunii de până la 5500 de metri. Pentru pompele modulare constă dintr-un modul de intrare, un modul - secțiune. Modul - capete, supape de reținere și supape de scurgere. Conexiunea modulelor între ele și modulul de intrare la racordul motor - flanșă (cu excepția modulului de intrare, motor sau separator) este etanșată cu manșete de cauciuc. Conectarea arborilor secțiunilor modulului între ele, a secțiunii modulului cu arborele modulului de intrare și a arborelui modulului de intrare cu arborele de protecție hidraulică a motorului se realizează folosind cuplaje canelare. Arborele secțiunilor modulelor tuturor grupelor de pompe cu aceleași lungimi ale corpului sunt unificate ca lungime.

Secțiunea modulului constă dintr-o carcasă, un arbore, un pachet de trepte (rotoare și palete de ghidare), lagăre superioare și inferioare, un suport axial superior, un cap, o bază, două nervuri și inele de cauciuc. Nervurile sunt proiectate pentru a proteja cablul plat cu cuplare de deteriorări mecanice.

Modulul de admisie este alcătuit dintr-o bază cu orificii pentru trecerea fluidului de formare, bucșe de lagăr și o grilă, un arbore cu bucșe de protecție și un cuplaj canelat conceput pentru a conecta arborele modulului cu arborele de protecție hidraulică.

Modulul de cap este alcătuit dintr-un corp, pe o parte a căruia există un filet conic intern pentru conectarea unei supape de reținere, pe cealaltă parte există o flanșă pentru conectarea la modulul de secțiune, două nervuri și un inel de cauciuc.

Există un cap de pescuit în partea de sus a pompei.

Industria autohtonă produce pompe cu un debit (m/zi):

Modular – 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.

Nemodulare – 40,80,130,160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Următoarele capete (M) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 130 0.

1.2.3. Motoare submersibile

Motoarele electrice submersibile constau dintr-un motor electric și protecție hidraulică.

Motoarele sunt trifazate, asincrone, cu colivie, bipoli, submersibile, serii unificate. SEM-urile în versiuni normale și corozive, versiunea climatică B, categoria de locație 5, funcționează dintr-o rețea de curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz și sunt utilizate ca antrenare pentru pompele centrifuge submersibile.

Motoarele sunt proiectate să funcționeze în fluid de formare (un amestec de ulei și apă produsă în orice proporție) cu temperaturi de până la 110 C, care conține:

· impurități mecanice nu mai mult de 0,5 g/l;

· gaz liber nu mai mult de 50%;

· hidrogen sulfurat pentru normal, nu mai mult de 0,01 g/l, rezistent la coroziune până la 1,25 g/l;

Presiunea hidraulică în zona de operare a motorului nu este mai mare de 20 MPa. Motoarele electrice sunt umplute cu ulei cu o tensiune de avarie de cel puțin 30 kV. Temperatura maximă admisă pe termen lung a înfășurării statorului a unui motor electric (pentru un motor cu diametrul carcasei de 103 mm) este de 170 C, pentru alte motoare electrice este de 160 C.

Motorul este format din unul sau mai multe motoare electrice (sus, mijloc și inferior, putere de la 63 la 630 kW) și un protector. Un motor electric este format dintr-un stator, un rotor, un cap cu intrare de curent și o carcasă.

1.2.4. Protecția hidraulică a motorului electric.

Protecția hidraulică este concepută pentru a preveni pătrunderea fluidului de formare în cavitatea internă a motorului electric, compensând volumul de ulei din cavitatea internă de la temperatura motorului electric și transmiterea cuplului de la arborele motorului electric la arborele pompei. Există mai multe opțiuni pentru protecția apei: P, PD, G.

Hidroprotecția este disponibilă în versiuni standard și rezistente la coroziune. Principalul tip de protecție hidraulică pentru configurația SED este protecția hidraulică de tip deschis. Protecția hidraulică de tip deschis necesită utilizarea unui fluid barieră special cu o densitate de până la 21 g/cm, care are proprietăți fizice și chimice cu fluidul de formare și ulei.

Protecția hidraulică constă din două camere conectate printr-un tub. Modificările volumului dielectricului lichid din motor sunt compensate de curgerea lichidului de barieră dintr-o cameră în alta. În protecția hidraulică de tip închis se folosesc diafragme de cauciuc. Elasticitatea lor compensează modificările volumului de ulei.

24. Condiții de curgere a sondei, determinarea energiei și a consumului specific de gaz în timpul funcționării unui lift gaz-lichid.

Condiții de curgere a puțului.

Curgerea puțului are loc dacă diferența de presiune dintre rezervor și gaura de jos este suficientă pentru a depăși contrapresiunea coloanei de lichid și pierderea de presiune din cauza frecării, adică curgerea are loc sub influența presiunii hidrostatice a lichidului sau a energiei gazul în expansiune. Majoritatea puțurilor curg datorită energiei gazului și presiunii hidrostatice simultan.

Gazul conținut în ulei are o forță de ridicare, care se manifestă sub formă de presiune asupra uleiului. Cu cât se dizolvă mai mult gaz în ulei, cu atât densitatea amestecului este mai mică și nivelul lichidului crește. Ajuns la gură, lichidul se revarsă și fântâna începe să țâșnească. Condiția generală obligatorie pentru funcționarea oricărui puț care curge va fi următoarea egalitate de bază:

Рс = Рг+Рtr+ Ру; Unde

Рс - presiunea în fundul găurii, RG, Рtr, Ру - presiunea hidrostatică a coloanei de lichid din sondă, calculată vertical, pierderea de presiune datorată frecării în țevi și respectiv contrapresiunii la capul sondei.

Există două tipuri de puțuri care curg:

· Guta a unui lichid care nu contine bule de gaz - zboare arteziana.

· Glutarea unui lichid care conține bule de gaz care facilitează țâșnirea este cea mai comună metodă de țâșnire.

Echipamentele electrice, în funcție de circuitul de alimentare cu curent, includ fie o stație de transformare completă pentru pompe submersibile (KTPPS), fie o stație de transformare (TS), o stație de control și un transformator.

Electricitatea de la transformator (sau de la KTPPN) la motorul electric submersibil este furnizată printr-o linie de cablu, care constă dintr-un cablu de alimentare de suprafață și un cablu principal cu un prelungitor. Conectarea cablului de împământare la 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.

Amplasamentul pentru amplasarea echipamentelor electrice de la sol este ferit de inundații în perioadele de inundații și deszăpezit iarna și trebuie să aibă intrări care să permită instalarea și demontarea gratuită a echipamentelor. Responsabilitatea pentru starea de funcționare a șantierelor și a intrărilor în acestea revine CDNG.

Postul de control

Utilizarea postului de control, controlul manual al motorului, oprirea automată a unității când alimentarea cu lichid este oprită, protecția zero, protecția împotriva suprasarcinii și oprirea unității în cazul scurtcircuitelor. În timpul funcționării unității, o pompă de curent centrifugă aspiră lichid printr-un filtru instalat la admisia pompei și îl forțează la suprafață prin conductele pompei. În funcție de presiune, de ex. înălțimi de ridicare a lichidului, se folosesc pompe cu număr diferit de trepte. O supapă de reținere și o supapă de scurgere sunt instalate deasupra pompei. Supapa de reținere este utilizată pentru întreținerea tubulaturii, ceea ce facilitează pornirea motorului și controlul funcționării acestuia după pornire. În timpul funcționării, supapa de reținere este menținută în poziția deschisă prin presiunea de jos. Supapa de scurgere este instalată deasupra supapei de retur și este folosită pentru a scurge fluidul din tuburi atunci când le ridicați la suprafață.

Autotransformator

Un transformator (autotransformator) este utilizat pentru a crește tensiunea de la 380 (rețea de câmp) la 400-2000 V.

Transformatoarele sunt racite cu ulei. Sunt concepute pentru utilizare în aer liber. Pe partea înaltă a înfășurărilor transformatorului, sunt realizate cincizeci de prize pentru a furniza tensiunea optimă motorului electric, în funcție de lungimea cablului, sarcina motorului și tensiunea rețelei.

Comutarea robinetelor se efectuează cu transformatorul complet oprit.

Transformatorul este format dintr-un miez magnetic, înfășurări de înaltă și joasă tensiune, un rezervor, un capac cu intrări și un expandor cu uscător de aer.

Rezervorul transformatorului este umplut cu ulei de transformator având o tensiune de avarie de cel puțin 40 kW.

La transformatoarele cu o putere de 100 - 200 kW, este instalat un filtru termosifon pentru a curăța uleiul de transformator de produsele îmbătrânite.

Montat pe capacul rezervorului:

Acționare întrerupător de robinet de înfășurare HV (una sau două);

Termometru cu mercur pentru măsurarea temperaturii straturilor superioare de ulei;

Bucșe detașabile HV și JT, permițând înlocuirea izolatoarelor fără a ridica partea detașabilă;

Conservator cu indicator de ulei și uscător de aer;

Cutie metalică pentru a proteja intrările de praf și umiditate.

Un uscător de aer cu garnituri de ulei este proiectat pentru a îndepărta umezeala și pentru a curăța poluare industrială aer care intră în transformator când fluctuațiile de temperatură nivelul uleiului

Fitinguri pentru cap de puț

Fitingurile capului de sondă sunt proiectate pentru a devia producția de la sondă către linia de curgere și pentru a etanșa spațiul interconducte.

Fitingurile capului de sondă ale unei puțuri pregătite pentru lansarea unui ESP sunt echipate cu manometre, o supapă de reținere pe linia care leagă inelul de refulare, o cameră de sufocare (dacă este fezabilă din punct de vedere tehnologic) și o conductă pentru cercetare. Responsabilitatea pentru implementarea acestui punct revine CDNG.

Fitingurile capului de sondă, pe lângă funcțiile îndeplinite în toate metodele de producție, trebuie să asigure etanșeitatea tijei lustruite alternative care se deplasează în ea. Acesta din urmă este o legătură mecanică între coloana tijei și capul balansierului SK.

Fitingurile, colectoarele și liniile de curgere cu configurații complexe complică hidrodinamica curgerii. Echipamentele din apropierea puțului situate la suprafață sunt relativ accesibile și pot fi curățate relativ ușor de depuneri, în principal prin metode termice.

Fitingurile capului de sondă ale puțurilor prin care apa este pompată în formațiune sunt supuse testării hidraulice în modul stabilit pentru armăturile pentru pomul de Crăciun.

Echipament subteran ESP

Echipamentele subterane includ tubulaturi, unitate de pompare și cablu blindat eclectic.

Pompele centrifuge pentru pomparea lichidului dintr-un puț nu sunt fundamental diferite de pompele centrifuge convenționale utilizate pentru pomparea lichidelor pe suprafața pământului. Cu toate acestea, dimensiunile radiale mici datorate diametrului carcasei în care sunt coborâte pompele centrifuge, dimensiunile axiale practic nelimitate, necesitatea depășirii presiunilor mari și funcționarea pompei în stare scufundată au dus la crearea pompei centrifuge. unități cu un design specific. În exterior, nu diferă de o țeavă, dar cavitatea internă a unei astfel de țevi conține un număr mare de piese complexe care necesită tehnologie avansată de fabricație.

Electropompele centrifuge submersibile (PTsEN) sunt pompe centrifuge cu mai multe trepte cu un număr de trepte într-un bloc până la 120, acționate de un motor electric submersibil (SEM) special conceput. Motorul electric este alimentat de la suprafață cu energie electrică furnizată printr-un cablu de la un autotransformator sau transformator step-up printr-o stație de control în care sunt concentrate toate instrumentele și automatizările. PTsEN este coborât în ​​puțul sub nivelul dinamic calculat, de obicei 150 - 300 m. Lichidul este furnizat prin tuburi, pe partea exterioară a căreia este atașat un cablu electric cu curele speciale. În unitatea de pompare, între pompa în sine și motorul electric, există o legătură intermediară numită protector sau protecție hidraulică. Instalația PCEN (Figura 3) include un motor electric umplut cu ulei SEM 1; legătură hidraulică de protecție sau protector 2; grila de receptie a pompei pentru colectarea lichidului 3; pompa centrifuga multietajata PCEN 4; NKT 5; cablu electric blindat cu trei fire 6; curele pentru atașarea cablului la tubulatura 7; fitinguri cap de sondă 8; un tambur pentru înfășurarea cablurilor în timpul operațiunilor de ridicare și depozitarea unei anumite surse de cablu 9; transformator sau autotransformator 10; statie de control cu ​​automatizare 11 si compensator 12.

Pompa, protectorul și motorul sunt unități separate conectate prin știfturi cu șuruburi. Capetele arborilor au îmbinări canelare, care se îmbină la asamblarea întregii instalații. Dacă este necesară ridicarea lichidului de la adâncimi mari, secțiunile PCEN sunt conectate între ele astfel încât numărul total de trepte să ajungă la 400. Lichidul aspirat de pompă trece succesiv prin toate treptele și părăsește pompa cu o presiune egală cu rezistența hidraulică externă.

Figura 3 - Schema generală a echipamentului puțului cu instalarea unei pompe centrifuge submersibile

UPTsEN se disting prin consum redus de metal, o gamă largă de caracteristici de funcționare, atât în ​​ceea ce privește presiunea, cât și debitul, eficiența destul de ridicată, capacitatea de a pompa cantități mari de lichid și o perioadă lungă de rotație. Trebuie amintit că aprovizionarea medie cu lichide în Rusia pentru un UPTsEN este de 114,7 t/zi, iar pentru USHSN - 14,1 t/zi.

Toate pompele sunt împărțite în două grupuri principale; design convențional și rezistent la uzură. Majoritatea covârșitoare a stocului de pompe existente (aproximativ 95%) este de design convențional.

Pompele rezistente la uzură sunt proiectate să funcționeze în puțuri care conțin cantități mici de nisip și alte impurități mecanice (până la 1% din greutate). În funcție de dimensiunile transversale, toate pompele sunt împărțite în 3 grupuri condiționate: 5; 5A și 6, ceea ce înseamnă diametrul nominal al carcasei, în inci, în care poate fi rulată pompa.

Grupul 5 are un diametru exterior al carcasei de 92 mm, grupul 5A - 103 mm și grupul b - 114 mm. Viteza de rotație a arborelui pompei corespunde frecvenței curentului alternativ din rețeaua electrică. În Rusia, această frecvență este de 50 Hz, ceea ce oferă o viteză sincronă (pentru o mașină cu doi poli) de 3000 min-1. Codul PCEN conține principalii lor parametri nominali, cum ar fi debitul și presiunea atunci când funcționează în modul optim. De exemplu, ESP5-40-950 înseamnă o electropompă centrifugă din grupa 5 cu un debit de 40 m3/zi (pe apă) și o înălțime de 950 m. ESP5A-360-600 înseamnă o pompă din grupa 5A cu un debit de 360 mc/zi și o înălțime de 600 m.

Figura 4 - Caracteristici tipice ale unei pompe centrifuge submersibile

Codul pompelor rezistente la uzură conține litera I, care înseamnă rezistență la uzură. În ele, rotoarele nu sunt realizate din metal, ci din rășină poliamidă (P-68). În carcasa pompei, aproximativ la fiecare 20 de trepte, sunt montați rulmenți intermediari cauciuc-metal de centrare a arborelui, drept urmare pompa rezistentă la uzură are mai puține trepte și, în consecință, presiune.

Suporturile de capăt ale rotoarelor nu sunt din fontă, ci sub formă de inele presate din oțel călit 40X. În loc de șaibe de susținere de textolit, între rotoare și palete de ghidare se folosesc șaibe din cauciuc rezistent la ulei.

Toate tipurile de pompe au o caracteristică de funcționare a pașaportului sub forma curbelor de dependență Н(Q) (presiune, debit), з(Q) (eficiență, debit), N(Q) (consum de energie, debit). De obicei, aceste dependențe sunt date în intervalul debitelor de funcționare sau într-un interval puțin mai mare (Fig. 11.2).

Orice pompă centrifugă, inclusiv PCEN, poate funcționa cu supapa de refulare închisă (punctul A: Q = 0; H = Hmax) și fără contrapresiune la refulare (punctul B: Q = Qmax; H = 0). Deoarece munca utilă a pompei este proporțională cu produsul dintre alimentare și presiune, atunci pentru aceste două moduri extreme de funcționare a pompei munca utilă va fi egală cu zero și, prin urmare, eficiența va fi egală cu zero. La un anumit raport (Q și H, din cauza pierderilor interne minime ale pompei, eficiența atinge o valoare maximă de aproximativ 0,5 - 0,6. De obicei, pompele cu rotoare cu debit redus și cu diametru mic, precum și cu un număr mare de trepte au un eficiență redusă.Debitul și presiunea corespunzătoare eficienței maxime se numesc modul optim de funcționare al pompei.Dependența s(Q) în jurul maximului său scade ușor, prin urmare este destul de acceptabil să funcționeze PTsEN în moduri diferite de cea optimă. într-o direcție sau alta cu o anumită cantitate.Limitele acestor abateri vor depinde de caracteristicile specifice ale PTsEN și trebuie să corespundă unei reduceri rezonabile a randamentului pompei (cu 3 - 5%).Acest lucru determină un întreg gama de moduri de operare posibile ale PTsEN, care se numește zona recomandată (vezi Fig. 11.2, umbrire).

Alegerea unei pompe pentru puțuri se rezumă în esență la alegerea unui PCEN de dimensiune standard, astfel încât, atunci când este coborâtă într-un puț, să funcționeze în condiții optime sau recomandate atunci când pompează un debit dat de sondă de la o anumită adâncime.

Pompele produse în prezent sunt proiectate pentru debite nominale de la 40 (ETSN5-40-950) la 500 m3/zi (ETSN6-500-750) și presiuni de la 450 m (ETSN6-500-450) la 1500 m (ETSN6-100-). 1500). În plus, există pompe pentru scopuri speciale, de exemplu, pentru pomparea apei în formațiuni. Aceste pompe au debite de până la 3000 m3/zi și înălțimi de până la 1200 m.

Presiunea pe care o poate depăși o pompă este direct proporțională cu numărul de trepte. Dezvoltat într-o singură etapă în condiții optime de funcționare, depinde, în special, de dimensiunile rotorului, care la rândul lor depind de dimensiunile radiale ale pompei. Cu un diametru exterior al carcasei pompei de 92 mm, presiunea medie dezvoltată de o treaptă (când funcționează pe apă) este de 3,86 m cu fluctuații de la 3,69 la 4,2 m. Cu un diametru exterior de 114 mm, presiunea medie este de 5,76 m. cu fluctuaţii de la 5,03 la 6,84 m.

Unitatea de pompare constă dintr-o pompă (Figura 4, a), o unitate hidraulică de protecție (Figura 4, 6), un motor electric submersibil (Figura 4, c), un compensator (Figura 4, d) atașat la partea inferioară a SEM.

Pompa este formată din următoarele părți: capul 1 cu o supapă de reținere cu bilă pentru a preveni scurgerea lichidului din tubulatura în timpul opririlor; călcâiul de sprijin superior 2, care primește sarcină axială parțială datorită diferenței de presiune la intrarea și la ieșirea pompei; lagăr de alunecare superior 3, centrând capătul superior al arborelui; carcasa pompei 4; palete de ghidare 5, care se sprijină una pe cealaltă și sunt împiedicate de rotație printr-o legătură comună din carcasa 4; rotoare 6; arborele pompei 7, care are o cheie longitudinală pe care sunt montate rotoare cu o fixare prin glisare. Arborele trece și prin paleta de ghidare a fiecărei trepte și este centrat în el de bucșa rotorului, ca într-un rulment; lagăr alunecat inferior 8; baza 9, acoperită cu o plasă de primire și având orificii rotunde înclinate în partea superioară pentru alimentarea cu lichid la rotorul inferior; Lagăr de alunecare la capăt 10. La pompele de modele timpurii care sunt încă în funcțiune, structura părții inferioare este diferită. Pe toată lungimea bazei 9 există o etanșare din inele de plumb-grafit, care separă partea de primire a pompei și cavitățile interne ale motorului și protecția hidraulică. Sub etanșarea este montat un rulment cu bile de contact unghiular cu trei rânduri, lubrifiat cu ulei gros sub o oarecare presiune în exces față de cea externă (0,01 - 0,2 MPa).

Figura 4 - Proiectarea unei unități centrifuge submersibile

a - pompa centrifuga; b - unitate hidraulică de protecție; c - motor electric submersibil; g - compensator

În modelele ESP moderne, nu există o presiune în exces în unitatea de protecție hidraulică, astfel încât există mai puține scurgeri de ulei de transformator lichid cu care este umplut motorul și necesitatea unui sigiliu de ulei de plumb-grafit a dispărut.

Cavitățile motorului și partea de primire sunt separate printr-o etanșare mecanică simplă, a cărei presiune pe ambele părți este aceeași. Lungimea carcasei pompei nu depășește de obicei 5,5 m. Când numărul necesar de trepte (în pompele care dezvoltă presiuni mari) nu poate fi plasat într-o singură carcasă, acestea sunt plasate în două sau trei carcase separate, constituind secțiuni independente ale unei pompe, care sunt andocate împreună la coborârea pompei în puț

Unitatea de protecție hidraulică este o unitate independentă atașată la PTsEN cu o conexiune cu șuruburi (în Figura 4, unitatea, ca și PTsEN însuși, este prezentată cu dopuri de transport care etanșează capetele unităților)

Capătul superior al arborelui 1 este conectat printr-un cuplaj canelat la capătul inferior al arborelui pompei. O etanșare mecanică ușoară 2 separă cavitatea superioară, care poate conține fluid de sondă, de cavitatea de sub garnitură, care este umplută cu ulei de transformator, care, la fel ca fluidul de sondă, este sub presiune egală cu presiunea la adâncimea de imersie a pompei. Sub etanșarea mecanică 2 se află un rulment de frecare de alunecare și chiar mai jos - unitatea 3 - piciorul de sprijin, care primește forța axială a arborelui pompei. Piciorul de sprijin glisant 3 funcționează în ulei de transformator lichid.

Mai jos este o a doua etanșare mecanică 4 pentru o etanșare mai fiabilă a motorului. Din punct de vedere structural, nu este diferit de primul. Dedesubt se află un sac de cauciuc 5 în carcasa 6. Punga separă ermetic două cavități: cavitatea internă a pungii umplute cu ulei de transformator și cavitatea dintre carcasă 6 și punga în sine, în care fluidul extern al puțului este introdus. acces printr-o supapă de reținere 7.

Fluidul de sondă pătrunde prin supapa 7 în cavitatea carcasei 6 și comprimă punga de cauciuc cu ulei la o presiune egală cu cea exterioară. Uleiul lichid pătrunde prin golurile de-a lungul arborelui până la garniturile mecanice și până la motor.

Au fost dezvoltate două modele de dispozitive de protecție a apei. Protecția hidraulică a motorului principal diferă de protecția hidraulică descrisă a motorului principal prin prezența unei mici turbine pe arbore, care creează o presiune crescută. ulei lichidîn cavitatea interioară a pungii de cauciuc 5.

Cavitatea exterioară dintre carcasa 6 și sacul 5 este umplută cu ulei gros care alimentează rulmentul cu bile de contact unghiular PEN din designul anterior. Astfel, unitatea de protecție hidraulică a motorului principal cu un design îmbunătățit este potrivită pentru utilizare împreună cu tipurile anterioare de PTsEN, care sunt utilizate pe scară largă în domeniu. Anterior, se folosea protecție hidraulică, așa-numita protecție de tip piston, în care presiunea excesivă asupra uleiului era creată de un piston cu arc. Noile modele ale modelelor GD și G s-au dovedit a fi mai fiabile și mai durabile. Schimbările de temperatură ale volumului de ulei atunci când este încălzit sau răcit sunt compensate prin atașarea unui sac de cauciuc - un compensator - la partea inferioară a motorului.

PCEN este acționat de motoare electrice bipolare (SEM) verticale asincrone umplute cu ulei. Motoarele electrice cu pompe sunt împărțite în 3 grupe: 5; 5A și 6.

Deoarece cablul electric nu trece de-a lungul corpului motorului electric, spre deosebire de pompă, dimensiunile diametrale ale motoarelor grupelor denumite sunt puțin mai mari decât cele ale pompelor și anume: grupa 5 are un diametru maxim de 103 mm, grupa 5A - 117 mm și grupa 6 - 123 mm.

Marcajul SED include puterea nominală (kW) și diametrul; de exemplu, PED65-117 înseamnă: un motor electric submersibil de 65 kW cu un diametru al carcasei de 117 mm, adică inclus în grupa 5A.

Diametrele mici admise și puterile mari (până la 125 kW) ne obligă să facem motoare de lungime mare - până la 8 m și uneori mai mult. Top parte PED-ul este conectat la partea inferioară a unității hidraulice de protecție folosind știfturi cu șuruburi. Arborii sunt îmbinați cu cuplaje canelare.

Capătul superior al arborelui de antrenare a motorului este suspendat pe talonul culisant 1, rulând în ulei. Mai jos este unitatea de intrare a cablului 2. De obicei, această unitate este un conector pentru cablu. Acesta este unul dintre cele mai vulnerabile puncte ale pompei, din cauza unei încălcări a izolației a cărei instalații eșuează și necesită ridicare; 3 - fire de ieșire ale înfășurării statorului; 4 - rulment de frecare de alunecare radial superior; 5 - secțiunea capetelor de capăt ale înfășurării statorului; 6 - secțiune statorică, asamblată din plăci de fier de transformator ștanțate cu caneluri pentru tragerea firelor statorice. Secțiunile statorului sunt separate între ele prin pachete nemagnetice în care sunt întăriți rulmenții radiali 7 ai arborelui motorului electric 8. Capătul inferior al arborelui 8 este centrat de rulmentul radial inferior de frecare 9. De asemenea, rotorul PED. este format din secțiuni asamblate pe arborele motorului din plăci de fier ștanțate ale transformatorului. Tije de aluminiu, scurtcircuitate cu inele conductoare, sunt introduse în fantele rotorului tip roată veveriță de pe ambele părți ale secțiunii. Între secțiuni, arborele motorului este centrat în lagărele 7. Un orificiu cu diametrul de 6 - 8 mm trece pe toată lungimea arborelui motor pentru a permite trecerea uleiului din cavitatea inferioară în cea superioară. Există, de asemenea, o canelură de-a lungul întregului stator prin care poate circula uleiul. Rotorul se rotește în ulei de transformator lichid cu proprietăți izolante ridicate. În partea de jos a motorului se află un filtru de ulei cu plasă 10. Capul 1 al compensatorului (vezi Fig. 11.3, d) este atașat la capătul inferior al motorului; supapa de bypass 2 servește la umplerea sistemului cu ulei. Carcasa de protecție 4 din partea inferioară are orificii pentru transmiterea presiunii exterioare a lichidului către elementul elastic 3. Când uleiul se răcește, volumul acestuia scade și fluidul de sondă intră prin orificii în spațiul dintre sacul 3 și carcasa 4. Când este încălzit , sacul se dilată și lichidul prin aceleași orificii iese din carcasă.

PED-urile utilizate pentru exploatarea sondelor de producție de petrol au de obicei puteri de la 10 la 125 kW.

Pentru a menține presiunea rezervorului, se folosesc unități speciale de pompare submersibile echipate cu motoare de 500 kW. Tensiunea de alimentare în SED variază de la 350 la 2000 V. Când tensiuni înalte este posibilă reducerea proporțională a curentului la transmiterea aceleiași puteri, ceea ce face posibilă reducerea secțiunii transversale a miezurilor de cablu care transportă curent și, în consecință, a dimensiunilor transversale ale instalației. Acest lucru este deosebit de important cu puteri mari ale motorului electric. Alunecarea nominală a rotorului motorului este de la 4 la 8,5%, randamentul este de la 73 la 84%, temperaturile ambientale admise sunt de până la 100 °C.

Când motorul funcționează, se generează multă căldură, deci este necesară răcirea pentru funcționarea normală a motorului. Această răcire este creată datorită fluxului continuu de fluid de formare prin golul inelar dintre carcasa motorului și carcasă. Din acest motiv, depunerile de parafină în tuburi în timpul funcționării pompei sunt întotdeauna semnificativ mai mici decât în ​​cazul altor metode de operare.

În condiții de producție, există o întrerupere temporară a liniilor electrice din cauza furtunii, firelor rupte, din cauza înghețului etc. Acest lucru face ca UPTsEN să se oprească. În acest caz, sub influența coloanei de lichid care curge din tub prin pompă, arborele pompei și statorul încep să se rotească în direcția opusă. Dacă în acest moment alimentarea cu energie este restabilită, motorul va începe să se rotească în direcția înainte, depășind forța de inerție a coloanei de lichid și a maselor rotative.

În acest caz, curenții de pornire pot depăși limitele permise, iar instalația va eșua. Pentru a preveni acest lucru, în partea de refulare a PTsEN este instalată o supapă de reținere cu bilă, care împiedică scurgerea fluidului din tubulatura.

Supapa de reținere este de obicei amplasată în capul pompei. Prezența unei supape de reținere complică ridicarea tubulaturii în timpul lucrărilor de reparație, deoarece în acest caz conductele sunt ridicate și deșurubate cu lichid. În plus, este periculos în ceea ce privește focul. Pentru a preveni astfel de fenomene, deasupra supapei de reținere este instalată o supapă de scurgere într-un cuplaj special. În principiu, o supapă de scurgere este un cuplaj în peretele lateral al căruia este introdus orizontal un tub scurt de bronz, etanșat la capătul interior. Înainte de ridicare, o săgetă scurtă de metal este aruncată în tub. Impactul săgeții rupe tubul de bronz, determinând deschiderea orificiului lateral din cuplare și scurgerea fluidului din tub.

Deasupra supapei de reținere a PTsEN au fost dezvoltate și instalate și alte dispozitive pentru scurgerea lichidului. Acestea includ așa-numitele promptere, care fac posibilă măsurarea presiunii inter-tubulare la adâncimea funcționării pompei cu un manometru coborât în ​​țeavă și să stabilească o conexiune între spațiul inter-tubular și cavitatea de măsurare. a manometrului.

Trebuie remarcat faptul că motoarele sunt sensibile la sistemul de răcire, care este creat de fluxul de fluid dintre carcasă și carcasa motorului. Viteza acestui flux și calitatea lichidului afectează regim de temperatură PED. Se știe că apa are o capacitate termică de 4,1868 kJ/kg-°C, în timp ce uleiul pur are o capacitate termică de 1,675 kJ/kg-°C. Prin urmare, atunci când pompați produsele de puț udate, condițiile de răcire pentru motor sunt mai bune decât atunci când pompați ulei pur, iar supraîncălzirea acestuia duce la defecțiunea izolației și la defecțiunea motorului. Prin urmare, calitățile izolante ale materialelor utilizate afectează durata de viață a instalației. Se știe că rezistența la căldură a unor izolații utilizate pentru înfășurările motorului a fost deja crescută la 180 °C, iar temperaturile de funcționare la 150 °C. Pentru a controla temperatura, au fost dezvoltați senzori electrici simpli de temperatură care transmit informații despre temperatura motorului către stația de control printr-un cablu electric de alimentare fără utilizarea unui miez suplimentar. Dispozitive similare sunt disponibile pentru transmiterea la suprafață a informațiilor constante despre presiunea la admisia pompei. În condiții de urgență, stația de control oprește automat motorul.

SEM este alimentat de electricitate printr-un cablu cu trei fire, coborât în ​​puț în paralel cu tubulatura. Cablul este atașat de suprafața exterioară a tubului cu benzi metalice, câte două pentru fiecare țeavă. Cablul funcționează în condiții dificile. Partea sa superioară este într-un mediu gazos, uneori sub presiune semnificativă, partea inferioară este în ulei și este supusă unei presiuni și mai mari. La coborârea și ridicarea pompei, în special în puțurile curbe, cablul este supus unor solicitări mecanice puternice (cleme, frecare, blocare între șnur și tub, etc.). Cablul transmite energie electrică la tensiuni înalte. Utilizarea motoarelor de înaltă tensiune face posibilă reducerea curentului și, prin urmare, a diametrului cablului. Cu toate acestea, cablul pentru alimentarea unui PED de înaltă tensiune trebuie să aibă o izolație mai fiabilă și uneori mai groasă. Toate cablurile utilizate pentru UPTsEN sunt acoperite cu bandă elastică din oțel galvanizat deasupra pentru a proteja împotriva deteriorării mecanice. Necesitatea plasării cablului pe suprafața exterioară a PTsEN reduce dimensiunile acestuia din urmă. Prin urmare, de-a lungul pompei este așezat un cablu plat, grosimea acestuia este de aproximativ 2 ori mai mică decât diametrul celui rotund, cu aceleași secțiuni transversale ale conductorilor.

Toate cablurile utilizate pentru UPTsEN sunt împărțite în rotunde și plate. Cablurile rotunde au izolație din cauciuc (cauciuc rezistent la ulei) sau polietilenă, ceea ce se reflectă în codul: KRBK înseamnă cablu rotund din cauciuc blindat sau KRBP - cablu plat din cauciuc blindat. Când utilizați izolație din polietilenă, P este scris în cod în loc de litera P: KPBK - pentru cablu rotund și KPBP - pentru cablu plat.

Cablul rotund este atașat la țeavă, iar cablul plat este atașat numai la țevile inferioare ale șirului de țevi și la pompă. Trecerea de la un cablu rotund la un cablu plat este îmbinată prin vulcanizare la cald în matrițe speciale, iar dacă o astfel de îmbinare este realizată prost, poate servi ca sursă de deteriorări și defecțiuni ale izolației. Recent, au trecut doar la cabluri plate care merg de la motorul de-a lungul șirului de tuburi la stația de control. Cu toate acestea, fabricarea unor astfel de cabluri este mai dificilă decât a celor rotunde (Tabelul 11.1).

Există și alte tipuri de cabluri izolate din polietilenă care nu sunt menționate în tabel. Cablurile cu izolație din polietilenă sunt cu 26 - 35% mai ușoare decât cablurile cu izolație din cauciuc. Cablurile izolate din cauciuc sunt proiectate pentru utilizare la tensiune nominală curent electric nu mai mult de 1100 V, la temperaturi ambientale de până la 90 °C și presiune de până la 1 MPa. Cablurile cu izolație din polietilenă pot funcționa la tensiuni de până la 2300 V, temperaturi de până la 120 ° C și presiuni de până la 2 MPa. Aceste cabluri sunt mai rezistente la gaze și presiune înaltă.

Toate cablurile sunt blindate cu bandă ondulată din oțel galvanizat, ceea ce le conferă rezistența necesară.

Înfășurările primare ale transformatoarelor trifazate și autotransformatoarelor sunt întotdeauna proiectate pentru tensiunea rețelei de alimentare cu energie de câmp, adică 380 V, la care sunt conectate prin stații de control. Înfășurările secundare sunt proiectate pentru tensiunea de funcționare a motorului corespunzător la care sunt conectate prin cablu. Aceste tensiuni de funcționare în diferite SED variază de la 350V (SED10-103) la 2000V (SED65-117; SED125-138). Pentru a compensa scăderea de tensiune a cablului de la înfășurarea secundară, sunt realizate 6 prize (un tip de transformator are 8 prize), permițându-vă să reglați tensiunea la capetele înfășurării secundare prin rearanjarea jumperilor. Rearanjarea jumperului cu o treaptă crește tensiunea cu 30 - 60 V, în funcție de tipul de transformator.

Toate transformatoarele și autotransformatoarele neumplute cu ulei, răcite cu aer sunt acoperite cu o carcasă metalică și sunt proiectate pentru instalare într-un loc protejat. Sunt echipate cu instalație subterană, astfel încât parametrii lor corespund acestui PED.

Recent, transformatoarele au devenit mai răspândite, deoarece acest lucru permite monitorizarea continuă a rezistenței înfășurării secundare a transformatorului, cablului și înfășurării statorului a motorului. Când rezistența de izolație scade la valoarea setată (30 kOhm), instalația se oprește automat.

În cazul autotransformatoarelor care au o conexiune electrică directă între înfășurările primare și secundare, o astfel de monitorizare a izolației nu poate fi efectuată.

Transformatoarele și autotransformatoarele au o eficiență de aproximativ 98 - 98,5%. Greutatea lor, în funcție de putere, variază de la 280 la 1240 kg, dimensiunile de la 1060 x 420 x 800 la 1550 x 690 x 1200 mm.

Funcționarea UPTsEN este controlată de stația de control PGH5071 sau PGH5072. Mai mult, stația de control PGH5071 este utilizată pentru alimentarea cu autotransformator a motorului, iar PGH5072 - pentru alimentarea transformatorului. Stațiile PGH5071 asigură oprirea instantanee a instalației atunci când elementele purtătoare de curent sunt scurtcircuitate la masă. Ambele stații de control oferă următoarele capacități pentru monitorizarea și controlul funcționării UPTsEN.

1. Pornire și oprire manuală și automată (de la distanță) a instalației.

2. Pornirea automată a instalației în regim de pornire automată după restabilirea alimentării cu tensiune în rețeaua de câmp.

3. Funcționarea automată a instalației în regim periodic (pompare, acumulare) conform programului stabilit cu un timp total de 24 ore.

4. Pornirea și oprirea automată a unității în funcție de presiunea din galeria de curgere când sisteme automatizate colectare în grup de petrol și gaze.

5. Oprirea instantanee a instalației în cazul scurtcircuitelor și în cazul supraîncărcărilor de curent cu 40% depășind curentul normal de funcționare.

6. Oprire pe termen scurt de până la 20 s când motorul este supraîncărcat cu 20% din valoarea nominală.

7. Oprire pe termen scurt (20 s) atunci când alimentarea cu lichid a pompei este întreruptă.

Ușile dulapului stației de comandă sunt interblocate mecanic cu un bloc de comutare. Există tendința de a trece la stații de control fără contact, închise ermetic, cu elemente semiconductoare, care, după cum a demonstrat experiența în funcționarea lor, sunt mai fiabile și nu sunt susceptibile la praf, umiditate și precipitații.

Stațiile de control sunt proiectate pentru instalarea în spații de tip hambar sau sub baldachin (în regiunile sudice) la temperaturi ambientale de la -35 la +40 °C.

Masa stației este de aproximativ 160 kg. Dimensiuni 1300 x 850 x 400 mm. Setul de livrare UPTsEN include un tambur cu un cablu, a cărui lungime este determinată de client.

În timpul funcționării sondei, din motive tehnologice, adâncimea suspensiei pompei trebuie modificată. Pentru a nu tăia sau extinde cablul în timpul unor astfel de modificări de suspensie, lungimea cablului este luată în funcție de adâncimea maximă de suspensie a unei anumite pompe, iar la adâncimi mai mici excesul său este lăsat pe tambur. Același tambur este utilizat pentru înfășurarea cablului la ridicarea PTsEN din puțuri.

Cu o adâncime constantă a suspensiei și condiții stabile de funcționare a pompei, capătul cablului este introdus în cutia de joncțiune și nu este nevoie de un tambur. În astfel de cazuri, în timpul reparațiilor, se folosește un tambur special pe un cărucior de transport sau pe o sanie metalică cu acționare mecanică pentru a trage constant și uniform cablul scos din puț și a-l înfășura pe tambur. Când pompa este eliberată dintr-un astfel de tambur, cablul este alimentat uniform. Tamburul este antrenat de o acționare electrică cu inversare și frecare pentru a preveni tensiunea periculoasă. La întreprinderile producătoare de petrol cu ​​un număr mare de ESP-uri, folosesc o unitate specială de transport ATE-6 bazată pe vehiculul de marfă pentru toate terenurile KaAZ-255B pentru a transporta un tambur de cablu și alte echipamente electrice, inclusiv un transformator, pompă, motor și hidraulic. unitate de protectie.

Pentru încărcarea și descărcarea tamburului, unitatea este echipată cu direcții de pliere pentru rularea tamburului pe platformă și un troliu cu o forță de tracțiune pe frânghie de 70 kN. Platforma are, de asemenea, o macara hidraulică cu o capacitate de ridicare de 7,5 kN cu o rază a brațului de 2,5 m. Cablul unității de pompare coborâtă este trecut prin garniturile presetupe ale capului sondei și etanșat în ea folosind o flanșă de etanșare detașabilă specială în cruce la capul puţului.

Un fiting tipic al capului de sondă echipat pentru funcționarea unui PTsEN (Figura 5) constă dintr-o cruce 1, care este înșurubată pe carcasă.

Figura 5 - Fitinguri pentru cap de sondă echipate cu PTsEN

Piesa transversală are o căptușeală detașabilă 2 care preia sarcina din tub. Pe căptușeală este aplicată o garnitură din cauciuc rezistent la ulei 3, care este presată de o flanșă despicată 5. Flanșa 5 este presată cu șuruburi pe flanșa crucii și etanșează ieșirea cablului 4.

Fitingurile asigură îndepărtarea gazului inelar prin conducta 6 și supapa de reținere 7. Fitingurile sunt asamblate din unități standardizate și supape de închidere. Poate fi reconstruit relativ ușor pentru echipamentele capului de sondă atunci când funcționează cu pompe cu tijă de aspirare.

Compania Borets produce o gamă largă de pompe submersibile cu o capacitate de la 10 la 6128 m 3 /zi și o presiune de la 100 la 3500 m.

Borets recomandă un domeniu de operare specific pentru toate pompele. Pentru a asigura o eficiență optimă și un TBO maxim, pompa trebuie să funcționeze în acest interval.

Pentru a obține cele mai bune rezultate din exploatarea pompelor în condiții reale de puț și pentru a satisface cerințele Clientului, compania noastră oferă mai multe tipuri de ansambluri și modele de trepte de pompare.

Pompele Borets pot fi operate în condiții dificile, inclusiv conținut crescut de solide, conținut de gaz și temperatura lichidului pompat. Pentru a crește fiabilitatea operațională atunci când se lucrează în condiții de influențe abrazive crescute ale mediului, se folosesc pompe de compresie, compresie rezistentă la abraziune și tipuri de ansamblu de pachete.

Pompele Borets folosesc următoarele etape, care diferă unele de altele ca design:

• ESP este o etapă de lucru cu două suporturi.
• ECNMIK este o treaptă cu un singur suport cu un rotor echilibrat cu un butuc extins.
• ECNDP este o etapă cu două suporturi produsă de metalurgia pulberilor.
  Pompele cu trepte ECP se caracterizează prin rezistență ridicată la coroziune, uzură în perechi de frecare și uzură abrazivă cu apă.În plus, datorită curățeniei canalelor de curgere ale rotorului treptei, aceste pompe au o eficiență sporită de economisire a energiei.

Capetele și bazele pompelor sunt fabricate din oțel de înaltă rezistență. Pentru condiții agresive de foraj, capetele și bazele sunt realizate din oțel rezistent la coroziune. Cand functioneaza in conditii dificile, pompele sunt echipate cu rulmenti radiali din aliaj de carbura de tungsten, care previn uzura radiala si vibratiile. Pentru a opera ESP-uri în medii agresive, compania Borets folosește acoperiri metalizate rezistente la coroziune și rezistente la uzură aplicate pe corp și părțile terminale. Aceste acoperiri au duritate și ductilitate ridicate, ceea ce le împiedică să se crape atunci când echipamentul se îndoaie în timpul operațiunilor de ridicare.

Pentru a reduce depunerile de sare și a preveni coroziunea pieselor ESP la operarea echipamentelor într-un mediu chimic agresiv la temperaturi ridicate, compania Borets a dezvoltat un anti-sare. acoperire polimerică. Acoperirea se aplică pe trepte, țevi, piese de capăt și elemente de fixare. Utilizarea acoperirii reduce depunerile de calcar pe treptele pompei și, de asemenea, crește rezistența la coroziune, chimică și uzură.

Exploatarea puțurilor folosind pompe centrifuge submersibile (ESP) este în prezent principala metodă de producere a petrolului în Rusia. Aceste instalații scot la suprafață aproximativ două treimi din producția totală anuală de petrol din țara noastră.

Pompele electrice centrifugale pentru sonde (ESP) aparțin clasei pompelor dinamice cu palete, caracterizate prin debite mai mari și presiuni mai mici în comparație cu pompele volumetrice.

Gama de alimentare a pompelor centrifuge electrice de fund este de la 10 la 1000 m 3 /zi sau mai mult, presiunea este de până la 3500 m. În domeniul de alimentare de peste 80 m 3 /zi, ESP are cea mai mare eficiență dintre toate uleiurile mecanizate. metode de producție. În domeniul debitului de la 50 la 300 m 3 /zi, randamentul pompei depăşeşte 40%.

Scopul pompelor electrice centrifuge pentru sonde este extragerea uleiului dintr-un puț cu un conținut de apă de până la 99%, un conținut de impurități mecanice de până la 0,01% (0,1 g/l) și o duritate de până la 5 puncte Mohs; hidrogen sulfurat până la 0,001%, conținut de gaz până la 25%. În versiunea rezistentă la coroziune, conținutul de hidrogen sulfurat poate fi de până la 0,125% (până la 1,25 g/l). În varianta rezistentă la uzură, conținutul de impurități mecanice este de până la 0,5 g/l. Rata admisibilă de creștere a curburii sondei este de până la 20 la 10 m. Unghiul de abatere a axei sondei de la verticală este de până la 400.

Avantajul ESP-urilor este potențialul lor mai mare pentru automatizarea funcționării și monitorizarea stării de la distanță în comparație cu unitățile cu tije. În plus, ESP-urile sunt mai puțin afectate de curbura puțului.

Dezavantajele pompelor electrice centrifuge sunt deteriorarea performanței într-un mediu corosiv, atunci când nisipul este îndepărtat, în condiții de temperatură ridicată și factor de gaz ridicat, o scădere a parametrilor de funcționare cu creșterea vâscozității lichidului (cu o vâscozitate mai mare de 200). cP, funcționarea unui ESP devine imposibilă).

Principalii producători de pompe centrifuge submersibile din Rusia sunt Uzina de pompe Almetyevsk (JSC ALNAS), Uzina de construcții de mașini Lebedyansky (JSC LEMAZ) și uzina Borets din Moscova. Dezvoltări interesante sunt propuse și de alte organizații, de exemplu, uzina Perm Novomet JSC, care produce etape originale ale pompelor centrifuge submersibile folosind metalurgia pulberilor.

ESP-urile din Rusia sunt fabricate în conformitate cu specificațiile tehnice, în timp ce în străinătate - în conformitate cu cerințele API.

Cei mai cunoscuți producători străini de unități ESP sunt REDA, Centrilift, ODI și ESP (SUA). ÎN anul trecut Producătorii de ESP din Republica Populară Chineză (Temtext) sunt, de asemenea, foarte activi.

Aceste linii directoare oferă diagramele de proiectare de bază ale ESP, caracteristicile proiectării și principiul de funcționare ale acestora.

Pentru a testa în mod independent cunoștințele dobândite, la sfârșitul ghidului este furnizată o listă de întrebări de control.

Scopul acestei lucrări de laborator este de a studia proiectarea unei pompe centrifuge submersibile.

2. Teorie

2.1. Schema generală de instalare a unei pompe centrifuge electrice submersibile

Până în prezent, au fost propuse un număr mare de scheme și modificări diferite ale instalațiilor ESP. În figura 2.1 este prezentată una dintre schemele de echipare a unui puț de producție cu instalarea unei electropompe centrifuge submersibile.

Orez. 2.1. Schema de instalare a unei pompe centrifuge submersibile într-un puț

Schema prezintă: compensator 1, motor electric submersibil (SEM) 2, protector 3, plasă de recepție 4 cu separator de gaz 5, pompă 6, cap de pescuit 7, supapă de reținere a pompei 8, supapă de scurgere 9, șir de tuburi 10, cot 11, debit linia 12, supapă de reținere a capului sondei 13, manometre 14 și 16, fitinguri capului sondei 15, linie de cablu 17, cutie de ventilație de conectare 18, stație de control 19, transformator 20, nivelul fluidului dinamic în puț 21, curele 22 pentru atașarea conductei de cablu la tubulatura și unitatea de pompare și carcasa de producție a sondei 23.

Când instalația este în funcțiune, pompa 6 pompează lichid din puț spre suprafață prin țevile tubulare 10. Pompa 6 este antrenată de un motor electric submersibil 2, puterea căruia este furnizată de la suprafață prin cablul 17. Motorul 2 este răcit de către fluxul de produse de puț.

Echipamentul electric de la sol - stația de comandă 19 cu transformator 20 - este proiectat pentru a converti tensiunea de alimentare de câmp la o valoare care asigură o tensiune optimă la intrarea în motorul electric 2, ținând cont de pierderile din cablul 17 și

Figura 1.1 - Schema de instalare a unei pompe centrifuge submersibile într-un puț.

de asemenea pentru controlul funcționării unei instalații submersibile și protejarea acesteia în condiții anormale.

Conținutul maxim de gaz liber la admisia pompei, permis în funcție de condițiile tehnice interne, este de 25%. Dacă există un separator de gaz la admisia ESP, conținutul de gaz admis crește la 55%. Producătorii străini de ESP recomandă utilizarea separatoarelor de gaz în toate cazurile în care conținutul de gaz de intrare este mai mare de 10%.

2.2. Proiectări ale componentelor și părților principale ale pompei

Elementele principale ale oricărei pompe centrifuge sunt rotoarele, arborele, carcasa, suporturile radiale și axiale (lagăre), garniturile care previn scurgerile interne și externe de fluid.

Pompele electrice centrifugale pentru puțuri sunt multietajate. Rotoarele sunt amplasate secvenţial pe arbore. Fiecare roată are o paletă de ghidare, care transformă energia de viteză a fluidului în energie de presiune și apoi o direcționează către următoarea roată. Roata și paleta de ghidare formează treapta pompei.

În pompele cu mai multe trepte cu un aranjament secvenţial de roţi, sunt prevăzute unităţi pentru a reduce forţele axiale.

2.2.1. Etape de pompare

Etapa pompei este principalul element de lucru al unei pompe centrifuge de fund, prin care energia este transferată de la pompa de lichid. Etapa constă (Fig. 2.2) dintr-un rotor 3 și o paletă de ghidare 1.

Orez. 2.2. etapa ESP

5 – saiba suport inferior; 6 – manșon de protecție;

7 – saiba suport superior; 8 - ax

Presiunea unei trepte este de la 3 la 7 m de coloană de apă. Valoarea mică a presiunii este determinată de diametrul exterior mic al rotorului, limitat de diametrul interior al carcasei. Valorile presiunii necesare în pompă sunt atinse prin instalarea succesivă a rotoarelor și paletelor de ghidare.

Treptele sunt plasate în orificiul corpului cilindric al fiecărei secțiuni. O secțiune poate găzdui de la 39 la 200 de trepte (numărul maxim de trepte în pompe ajunge la 550 de piese).

Pentru a face posibilă asamblarea unui ESP cu un astfel de număr de etape și pentru a descărca arborele din forța axială, se utilizează un rotor plutitor. O astfel de roată nu este fixată pe arbore în direcția axială, ci se mișcă liber în golul limitat de suprafețele de sprijin ale paletelor de ghidare. O cheie paralelă împiedică roata să se rotească.

Suportul axial individual al fiecărei trepte constă dintr-un umăr de sprijin al paletei de ghidare a treptei precedente și o șaibă anti-fricțiune rezistentă la uzură (textolit) presată în orificiul rotorului (articolul 5, Fig. 2.2). Acest suport (călcâi) servește și ca etanșare a roții din față, reducând scurgerile interne din pompă.

La moduri cu aproximativ 10% mai mare decât avansul corespunzătoare forței axiale zero, rotorul poate „pluti” - se mișcă în sus. Pentru a oferi un suport fiabil pentru roată, este prevăzut un suport axial superior. Pe suportul individual superior, rotorul poate funcționa și în condiții de pornire pe termen scurt. Suportul superior constă dintr-un guler de sprijin pe paleta de ghidare și o șaibă presată în orificiul rotorului (articolul 7, Fig. 2.2).

Elementele principale ale etapei pompei pot avea diferite modele. În conformitate cu aceasta, etapele și, de fapt, pompele sunt clasificate după cum urmează.

1. Conform designului aparatului cu palete rotorului:

· cu lame cilindrice (radiale) (Fig. 2.3, a) și cu lame înclinate-cilindrice (radial-axiale) (Fig. 2.3, b).

În etape cu lame de ghidare radiale, canalele de transfer sunt amplasate radial. Hidraulic sunt mai avansate, dar debitul nominal este limitat la 125 m 3 /zi la pompele cu diametrul exterior de 86 și 92 mm și la 160 m 3 /zi la pompele cu diametrul exterior de 103 mm și 114 mm.

Pentru rotoarele cu pale cilindrice înclinate, paletele intră în regiunea de rotație de la direcția axială la cea radială, ceea ce duce la o poziție înclinată a muchiei lor de față față de axa pompei. Valoarea coeficientului de viteză al unor astfel de roți se află la marginea extremă dreaptă a pompelor de mare viteză, apropiindu-se de pompele diagonale. Furajul în astfel de etape este mai mare.

2. Conform proiectării canalelor de curgere ale aparatului de ghidare, treptele pot avea canale de curgere radiale și „axiale”.

Proiectele treptelor cu palete de ghidare radiale și axiale sunt prezentate în Fig. 2.3 a, b.

Orez. 2.3. Etapă cu rotor și paletă de ghidare

(a) proiectare radială și (b) proiectare radial-axială

paletă de ghidare; 4 – şaibe suport; 5 – arbore; 6 – cheie

Paletele de ghidare radiale au un aranjament radial de canale de curgere. O treaptă cu astfel de dispozitive de ghidare este hidraulic mai avansată, are o geometrie mai simplă, este convenabilă de fabricat, dar are un debit redus (20...40 m 3 /zi).

Etapa cu paletă de ghidare „axială” este denumită convențional deoarece în ea dispunerea canalelor care transformă energia cinetică a fluxului în energie potențială se apropie de cea axială. O treaptă cu paletă de ghidare axială asigură un debit mai mare (40...1000 m 3 /zi), o geometrie mai simplă și a devenit utilizată pe scară largă la fabricarea modelelor casnice de pompe submersibile, deplasând practic treapta „radială”, care este în prezent. nu se mai produce.

2. Conform metodei de instalare a rotoarelor pe arbore:

· trepte cu rotoare plutitoare;

· trepte cu roți fixate rigid (utilizate în modele străine).

3. Conform metodei de descărcare din forțele axiale:

· trepte cu rotoare descărcate din forța axială (Fig. 2.1, 2.2);

· trepte descărcate din forța axială folosind o cameră de descărcare pe partea laterală a discului posterior (principal) (Fig. 2.4). Camera este realizată folosind o etanșare cu fantă și găuri traversante în discul principal. Această metodă este utilizată în etape cu lame cilindrice înclinate.

· trepte descărcate din forța axială prin realizarea de rotoare radiale pe partea exterioară a discului din spate (Fig. 2.5). Rotoarele radiale de pe discul din spate reduc presiunea care acționează asupra acestuia și sunt utilizate în principal la roțile cilindrice. Roțile, în acest caz, se numesc centrifugal-vortex.

Roțile centrifugale vortex au fost dezvoltate și fabricate de Novomet. Pentru fabricarea lor se folosește metoda metalurgiei pulberilor. Utilizarea roților centrifuge vortex are o serie de avantaje: presiunea treptei crește cu 15...20%; pompa poate fi folosită pentru a ridica lichide cu un conținut ridicat de gaz (până la 35% în volum).

Etapele cu rotoare fără sarcină au o durată de viață crescută a suportului inferior individual al rotorului. Dar au o tehnologie complexă și o complexitate crescută de producție. În plus, în timpul funcționării, poate apărea o defecțiune funcțională a metodei de descărcare folosind camera de descărcare dacă orificiile de descărcare sunt înfundate și dacă etanșarea superioară a rotorului este uzată.

Orez. 2.4. Proiectarea etajelor cu rotor fără sarcină

Orez. 2.5. Etapele unei pompe centrifuge vortex de la Novomet

aparat; 6 – saiba suport inferior; 7 – saiba suport superior;

8 – carcasa pompei

4. Conform realizării unui suport pentru roți de tip plutitor, treptele pot fi dintr-o structură cu un singur suport și cu o structură cu dublu suport.

Treptele unui design cu un singur suport au un suport individual inferior - călcâiul - pe partea laterală a discului frontal.

Etapele cu lagăr dublu au suport axial suplimentar printr-un inel presat de textolit pe butucul rotorului la intrare și flanșa de capăt a paletei de ghidare (Fig. 2.6). Suportul suplimentar îmbunătățește suportul axial și etanșarea între trepte.

Orez. 2.6. Pompa centrifuga cu doua trepte

disc; 4 – inelul principal al discului frontal; 5 – inel disc spate

Avantajele designului cu două suporturi sunt durata de viață crescută a suportului principal inferior al etapei, izolarea mai fiabilă a arborelui de lichidul care curge abraziv și coroziv, durata de viață crescută și o rigiditate mai mare a arborelui pompei datorită lungimii axiale crescute. a etanșărilor interetajate, care servesc și ca rulmenți radiali în ESP.

Dezavantajul celor doi pași de sprijin este creșterea intensității forței de muncă în producție.

4. În funcție de execuția etapei pot exista:

· versiunea convențională (ESP);

· rezistent la uzură (ECNI);

· rezistent la coroziune (ECNC).

Etapele pompelor de diferite modele diferă între ele în materialele corpurilor de lucru, perechile de frecare și unele elemente structurale.

Treptele rezistente la coroziune și rezistente la uzură au de obicei două suporturi inferioare individuale și un butuc alungit pe partea din spate a discului, care acoperă decalajul arborelui dintre roți de la uzură (Fig. 2.6).

În versiunea obișnuită, pentru fabricarea rotoarelor și paletelor de ghidare, se utilizează în principal fontă modificată, într-o pereche de frecare a suportului principal superior și inferior - fontă textolit, suport suplimentar - fontă textolit sau fontă cauciuc . Într-o versiune rezistentă la coroziune, roțile și dispozitivele de ghidare pot fi realizate din fontă ni-rezist. Rezistență sporită la uzură - din fontă rezistentă la uzură, pereche de frecare în rulmentul principal inferior - grafit siliconat cauciuc, suport suplimentar - fontă cauciuc, rulment superior - fontă textolit. Roțile din fontă pot fi înlocuite și cu altele din plastic din rășină poliamidă sau fibră de carbon, care sunt rezistente la uzură prin abraziv liber și nu se umflă în apă (în puțurile cu conținut ridicat de ulei, după cum a demonstrat experiența, sunt mai puțin eficiente. ).

Tehnologia tradițională pentru etapele de fabricație de către producătorii ruși este turnarea. Rugozitatea pieselor turnate este în intervalul Rz 40...80 microni (GOST 2789-83).

O rugozitate mai mică (Rz 10) poate fi obținută folosind tehnologia metalurgiei pulberilor dezvoltată de Novomet JSC. Utilizarea acestei tehnologii a făcut posibilă creșterea semnificativă a eficienței etajelor și producerea unor modele mai complexe de rotoare (roți centrifuge vortex).

2.2.2. Unități de rulmenți pompe

Unitățile de rulment ale unei electropompe centrifuge de fund sunt una dintre principalele unități care determină durabilitatea și performanța unității de pompare. Acestea funcționează în mijlocul lichidului pompat și sunt lagăre de alunecare.

Pentru a absorbi forțele axiale și sarcinile radiale care acționează asupra arborelui, ESP folosește rulmenți axiali și, respectiv, radiali.

2.2.2.1. Suporturi axiale

Forța axială care acționează asupra rotorului este creată din propria greutate, din diferența de presiune la capătul arborelui, precum și din diferența de presiune și diferența dintre zonele discului din spate și față al rotoarelor cu o potrivire rigidă. pe arbore sau roți plutitoare lipite de arbore în timpul funcționării.

Un rulment axial care absoarbe forța axială este instalat fie direct în pompă - în partea superioară a secțiunii sau a secțiunii modulului (modele interne), fie în protecția hidraulică a pompei (modele străine).

Orez. 2.6 – Rulment axial al pompei ETsNM(K)

1 - toc hidrodinamic; 2, 3 – șaibe netede; 4, 5 - șaibe de cauciuc -

amortizoare; 6 – suport superior (lagăr axial); 7 – suport inferior (lagăr axial);

10 – bucșă fixă ​​a rulmentului radial superior; 11 – manșon rotativ

rulment radial superior

Un rulment axial în modelele domestice în designul obișnuit (Fig. 2.7) constă dintr-un inel (călcâi hidrodinamic) 1 cu segmente pe ambele planuri, instalat între două șaibe netede 2 și 3.

Segmentele de pe șaiba hidrodinamică de picior (partea mobilă a rulmentului) 1 sunt realizate cu o suprafață înclinată cu un unghi și o platformă plană cu o lungime de (0,5...0,7)· (unde este lungimea totală a segmentului) . Lățimea segmentului este (1…1,4) L. Pentru a compensa inexactitățile în fabricație și percepția sarcinilor de șoc, șaibe amortizoare elastice din cauciuc 4, 5 sunt plasate sub inelele netede, presate în suporturile superioare 6 și inferioare 7 (lagăre axiali fixe). Forța axială de la arbore este transmisă prin inelul elastic 8 al suportului arborelui și manșonul distanțier 9 la rulmentul axial.

Călcâiul hidrodinamic este realizat cu șanțuri radiale, o teșire și o parte plată pe suprafața de frecare față de rulmentul axial. Este de obicei realizat din curele (țesătură tehnică cu celule mari), impregnat cu grafit și cauciuc și vulcanizat într-o matriță. Șaibele netede sunt fabricate din oțel 40Х13.

Când călcâiul se rotește, lichidul trece de la centru spre periferie de-a lungul șanțurilor, cade sub teșit și este pompat în golul dintre părțile plate ale rulmentului axial și călcâi. Astfel, rulmentul axial alunecă peste stratul de lichid. O astfel de frecare lichidă în modul de funcționare al călcâiului asigură un coeficient de frecare scăzut, pierderi de energie nesemnificative datorate frecării în călcâi și uzură redusă a părților călcâiului cu o forță axială suficientă pe care o percepe.

7 – bucșă inferioară

2.2.3. Suporturi radiale

2.2.4. Arbore

2.2.5. Cadru

2.3.2.1. Motor electric

2.3.2.2. Protectia apei

Orez. 3.17. Compensator

Orez. 2.18. Călca

2.3.2.3. linie de cablu

Orez. 2. 20. Supapă de reținere

Orez. 2.21. Valva de scurgere

2.4. Denumirea ESP și ESP

,

unde este diametrul corpului pompei;

Diametrul carcasei motorului;

Tabelul 2.1

Indicatori	Grupul ESP
Diametrul exterior al pompei, mm Diametrul exterior al PED, canelurile, cade sub teșit și este pompat în golul dintre părțile plate ale lagărului axial și călcâi. Astfel, rulmentul axial alunecă peste stratul de lichid. O astfel de frecare lichidă în modul de funcționare al călcâiului asigură un coeficient de frecare scăzut, pierderi de energie nesemnificative datorate frecării în călcâi și uzură redusă a părților călcâiului cu o forță axială suficientă pe care o percepe. Rulmentii axiali permit o sarcina specifica de pana la 3 MPa. În rulmenții axiali ai pompelor rezistente la uzură se folosesc materiale mai rezistente la uzură ale perechilor de frecare: grafit siliconat SG-P pe grafit siliconat SG-P sau carbură de siliciu pe carbură de siliciu. În Fig. 2.8. Orez. 2.8. Rulment axial al pompei rezistent la uzura 1 – suport superior; 2 – saiba de cauciuc; 3 – rulment axial superior; 4 – rulment axial inferior; 5 – suport inferior; 6 – bucșă superioară; 7 – bucșă inferioară 2.2.3. Suporturi radiale Sarcinile radiale care apar în timpul funcționării pompei sunt absorbite de lagărele radiale care funcționează în fluxul de producție al sondei. În designul obișnuit, rulmenții radiali sunt amplasați în părțile superioare și inferioare ale carcasei fiecărei secțiuni sau a fiecărei secțiuni de modul a pompei. La pompele rezistente la uzură, pentru a limita îndoirea longitudinală a arborelui, se folosesc suporturi radiale intermediare care, în funcție de tipul pompei, se montează la fiecare 16-25 trepte (la distanță de 650 până la 1000 mm) împreună cu ghidaj. palete. În fig. 2.7, 2.9, 2.10 prezintă desenele lagărelor radiale superioare, inferioare și, respectiv, intermediare. Rulmentul radial (Fig. 2.9) este o carcasă cilindrică cu găuri axiale pentru curgerea lichidului pompat și un butuc 3, în interiorul căruia este presat un manșon 4. Perechea de contact din rulment este un manșon fix 4 și un manșon mobil. 5. Material: otel 40X13, alama L63. Orez. 2.8. Ansamblul rulment radial inferior al pompei 1 – arbore; 2 – treapta pompei; 3 – butuc rulment; 4 – bucșă butuc; 5 – manșon arbore; 6 – saiba suport Rulmentul intermediar (Fig. 2.10) este format dintr-o carcasă cilindrice având canale axiale pentru trecerea fluxului de fluid și un butuc cilindric 3, în interiorul căruia este fixat un manșon 4 din cauciuc rezistent la ulei. Suprafața interioară are canale longitudinale care permit fluidului să treacă între arbore și bucșă pentru a lubrifia ansamblul rulmentului. Manșonul arborelui 5 este realizat din grafit siliconat SG-P sau carbură de siliciu. Orez. 2.10. Unitate intermediară de rulment radial 1 – arbore; 2 – treapta pompei; 3 – butuc rulment; 4 – bucșă butuc; 5 – manșon arborelui. Pe lângă rulmenții radiali principali, pe arborele dintre rotoare sunt instalate bucșe din alamă, care, rotindu-se în orificiile paletelor de ghidare, servesc și ca lagăre radiale de alunecare în fiecare treaptă a pompei. 2.2.4. Arbore Arborele pompei ESP este asamblat, conectat la capete folosind cuplaje canelate la joncțiunile secțiunilor și modulelor. Arborele și cuplajele sunt realizate din tije cu un finisaj special al suprafeței. Oțelul de înaltă rezistență rezistent la coroziune este folosit ca materiale pentru tije. Pentru a transmite cuplul la rotoare, se folosește o conexiune cu cheie. Pe arbore este frezată o canelură comună (canelură), în care sunt plasate tije de cheie pătrate trase curat din alamă sau oțel. Capetele arborelui sunt situate în lagăre radiale. 2.2.5. Cadru Corpul pompei este o conductă cilindrică care combină unitățile și elementele constitutive ale pompei și formează secțiunile acesteia (în pompele secționale) sau modulele (în pompele modulare). În conformitate cu schema de proiectare a pompei, secțiunile sau modulele sunt conectate între ele folosind o conexiune cu flanșă sau o conexiune flanșă la corp. Carcasele sunt realizate din oțel cu conținut scăzut de carbon 2.3. Scheme de bază și compoziția unităților electrice de pompare centrifuge submersibile O unitate centrifugă electrică de fund constă dintr-o pompă submersibilă, un motor electric și protecție hidraulică, care au design diferite. Principalele sunt prezentate mai jos. 2.3.1. Pompa centrifuga submersibila Pompa centrifugă submersibilă este fabricată într-un design secțional (ESP) sau modular (ETSNM). O pompă secțională (ESP), în general, conține o secțiune inferioară cu o plasă de primire (Fig. 2.11), o secțiune din mijloc și o secțiune superioară cu un cap de pescuit (Fig. 2.12) și pot exista mai multe secțiuni din mijloc. Opțiunile pentru completarea pompelor din secțiunea mijlocie cu un modul de intrare suplimentar - o plasă de primire - în loc de secțiunea inferioară (Fig. 2.13), precum și un modul de cap - în loc de secțiunea superioară sunt utilizate pe scară largă. În acest caz, pompele se numesc modulare (tip ECNM). În cazurile în care este necesară eliminarea influenta negativa gaz liber pentru funcționarea pompei, în locul modulului de intrare este instalat un separator de gaz. Secțiunea inferioară (Fig. 2.11) constă dintr-o carcasă 1, un arbore 2, un pachet de trepte (rotoare 3 și palete de ghidare 4, un lagăr superior 5, un lagăr inferior 6, un suport axial superior 7, un cap 8, o bază 9, două nervuri 10 pentru cablu de protecție, inele de cauciuc 11, plasă de primire 12, cuplaj canelat 14, capace 15, 16 și lagăre intermediare 17. Rotoarele și paletele de ghidare sunt instalate în serie. Paletele de ghidare sunt strânse de rulmentul superior și de baza din carcasă și sunt nemișcate în timpul funcționării. Rotoarele sunt montate pe un arbore, ceea ce le face să se rotească printr-o cheie. Lagărele superior, intermediar și inferior sunt suporturi radiale ale arborelui, iar suportul axial superior suportă sarcini care acționează de-a lungul axei arborelui. Inelele de cauciuc 11 etanșează cavitatea internă a secțiunii de scurgerile lichidului pompat. Cuplajele canelare 14 servesc la transmiterea rotaţiei de la un arbore la altul. În timpul transportului și depozitării, secțiunile sunt închise cu capacele 15 și 16. Nervurile 10 sunt proiectate pentru a proteja cablul electric situat între ele de deteriorarea mecanică la coborârea și ridicarea pompei. În fig. Figura 2.12 prezintă secțiunile mijlocii și superioare ale pompei (denumirea pozițiilor aici este aceeași ca în Figura 2.11). Inelul de cauciuc 13 etanșează legătura dintre secțiuni. Secțiunea superioară a pompei se termină cu un cap de pescuit 18. Arată în Fig. 2.13 Modulul de intrare este utilizat pentru a primi și curăța grosier produsul pompat de impuritățile mecanice. Modulul de admisie este alcătuit dintr-o bază 1 cu orificii pentru trecerea produselor de puț, un arbore 2, o grilă de primire 3 și un cuplaj canelat 4. Baza conține lagăre de alunecare și știfturi 5, cu ajutorul cărora este atașat modulul. cu capătul superior la secțiunea pompei și cu flanșa inferioară - la protector. Capacele de ambalare 6 și 7 sunt folosite pentru depozitarea și transportul modulului de intrare. Pentru a crește conținutul de gaz permis al uleiului ridicat la suprafață și pentru a crește capacitatea de aspirație într-un ESP, se folosesc următoarele metode: · utilizarea separatoarelor de diferite modele la intrarea unde are loc separarea gazelor; · montarea dispozitivelor de dispersie la receptie, unde se zdrobesc incluziunile de gaz si se prepara un lichid omogen; · utilizarea pompelor combinate „în trepte” (primele trepte au o zonă de debit mai mare - concepute pentru un debit mai mare); Producătorii ruși produc separatoare de gaz în conformitate cu documente de reglementare tipuri: module pompe - separatoare de gaze MNG și MNGK; module de pompare – separatoare de gaze Lyapkova MN GSL; Module separatoare de gaze pompe MNGB5 (fabricate de Borets OJSC). De diagramă schematică Aceste separatoare de gaze sunt centrifuge. Sunt module de pompă separate, montate în fața pachetului de etapă al secțiunii inferioare a pompei, folosind conexiuni cu flanșă. Arborele secțiunilor sau modulelor sunt conectate prin cuplaje canelare. Orez. 2.11. Secțiunea inferioară a pompei 5 - rulment superior; 6 - rulment inferior; 7 - suport axial superior; 8 – cap; 9 - bază, 10 - două nervuri pentru a proteja cablul; 11.13 - inele de cauciuc; 12 - grila de receptie; 14 - cuplaj canelat; 15,16 – huse; 17 - rulmenti intermediari Orez. 2.12. Secțiunile mijlocii (a) și superioare (b) ale pompei. Orez. 2.13. Modul de intrare a pompei 1 – baza; 2 – arbore; 3 – manșon de rulment; 4 – plasă; 5 – manșon de protecție; 6 – bucșă canelată; 7 - ac de păr Smochin. 2.14. Modul capul pompei 1 – inel de etanșare; 2 – coastă; 3 – corp Utilizarea separatoarelor de gaz la intrare face posibilă creșterea conținutului de gaz cu până la 50% și, în unele cazuri, până la 80% (modul de pompă - separator de gaz MN GSL5, dezvoltat de Lebedyansky Machine-Building Plant JSC). În fig. Figura 2.15 prezintă un separator de gaz de tip MN(K)-GSL (denumit „K” pentru proiectarea rezistentă la coroziune). Separatorul constă dintr-un corp de țeavă 1 cu un cap 2, o bază 3 cu o plasă de primire și un arbore 4 cu părți de lucru amplasate pe acesta. Capul are două grupe de canale transversale 5, 6 pentru gaz și lichid și este instalată o bucșă de rulment radial 7. La bază există o cavitate închisă cu o plasă cu canale 8 pentru primirea amestecului gaz-lichid, un rulment de tracțiune 9. și o bucșă de rulment radial 10. Arborele conține un călcâi 11, un șurub 12, un rotor axial 13 cu un profil de paletă supracavitant, separatoare 14 și bucșe radiale de rulment 15. Carcasa conține o grilă de ghidare a căptușelii. Orez. 2.15. Separator de gaz tip MN(K)-GSL Separatorul de gaze funcționează astfel: amestecul gaz-lichid intră prin plasa și orificiile modulului de intrare pe șnec și apoi în părțile de lucru ale separatorului de gaz. Datorită presiunii dobândite, lichidul gaz-lichid intră în camera rotativă a separatorului, prevăzută cu nervuri radiale, unde, sub influența forțelor centrifuge, gazul este separat de lichid. Apoi, lichidul de la periferia camerei de separare curge prin canalele submarinului către admisia pompei, iar gazul este evacuat în interior prin găuri înclinate. Pe lângă designul modular, separatoarele de gaz pot fi încorporate în secțiunea inferioară a pompei (JSC Borets). Dispersanții de tip MNDB5 (fabricați de JSC Borets) sunt produși într-un design modular. Ele sunt instalate la admisia pompei în loc de modulul de admisie. Conținutul maxim admis de gaz liber la intrarea dispersantului la debitul maxim este de 55% în volum. Când un amestec gaz-lichid curge printr-un dispersant, omogenitatea acestuia și gradul de finețe al incluziunilor de gaz cresc, îmbunătățind astfel funcționarea pompei centrifuge. În locul modulului de intrare, pot fi instalate și module separator-dispersor de gaz MNGDB5, fabricate de Borets OJSC. Conținutul maxim de gaz liber la intrarea separatorului-dispersator de gaze la debit maxim este de 68% în volum. Trebuie remarcat faptul că principiul modular al designului ESP, adoptat de industria autohtonă a pompelor la sfârșitul anilor 1980, este în prezent aspru criticat de unii consumatori și producători de unități de pompare submersibile. Acest lucru se datorează în principal faptului că pompele modulare măresc numărul de conexiuni cu flanșe între modulele individuale (secțiuni, modul de admisie, cap de pescuit etc.). În unele cazuri, acest lucru duce la o scădere a timpului ESP între defecțiuni, ceea ce este cel mai evident în acele zone producătoare de petrol în care o proporție semnificativă a defecțiunilor sunt cauzate de dezmembrarea și zborul unităților la fund. Prin urmare, producătorii de ESP realizează în prezent instalațiile în conformitate cu dorințele clienților, iar pe câmpuri pot fi găsite diferite versiuni de pompe. De exemplu, grila de recepție poate fi realizată sub forma unui modul separat (Fig. 2.13), sau poate fi instalată direct în secțiunea inferioară a pompei (Fig. 2.11), ceea ce reduce numărul de conexiuni cu flanșe. În mod similar, capul de pescuit al pompei poate fi un modul separat (Fig. 2.14) sau poate fi încorporat în secțiunea superioară a pompei (Fig. 2.12 b), etc. 2.3.2. Motor submersibil cu protectie la apa 2.3.2.1. Motor electric Principalul tip de motoare electrice submersibile care antrenează o pompă centrifugă submersibilă sunt motoarele asincrone umplute cu ulei cu rotoare cu colivie. La o frecvență curentă de 50 Hz, viteza de rotație sincronă a arborelui lor este de 3000 min -1. Puterea motorului ajunge la 500 kW, tensiune curentă 400...3000 V, curent de lucru 10...100 A. Motoarele electrice cu o putere de la 12 la 70 kW (Fig. 2.16) sunt cu o singură secțiune și constau dintr-un stator 1, un rotor 2, un cap 3, o bază 4 și o unitate de intrare de curent 5. Orez. 2.16. Motor submersibil cu o singură secțiune Statorul este realizat dintr-o țeavă în care este presat un circuit magnetic din tablă de oțel electric. Statorul este magnetic moale pe toată lungimea sa. O înfășurare continuă trifazată realizată dintr-un fir special de înfășurare este așezată în fantele statorului. Fazele de înfășurare sunt conectate într-o stea. În interiorul statorului se află un rotor, care este un set de pachete separate unul de celălalt prin rulmenți intermediari și așezate secvenţial pe arbore. Arborele rotorului este scobit pentru a asigura circulația uleiului. Pachetele rotorului sunt realizate din tablă de oțel electric. Tijele de cupru sunt introduse în canelurile pachetelor, sudate la capete cu inele de cupru scurtcircuitate. Pentru a crea condiții de funcționare mai favorabile pentru rulmenți, întregul set de pachete de pe arbore este împărțit în grupuri fixate cu inele de blocare. În acest caz, între grupuri este prevăzut un spațiu de lucru garantat de 2...4 mm. Bucsele lagărelor sunt sinterizate, iar carcasele sunt din fontă nemagnetică - niresist cu bucșe din oțel presat și au un dispozitiv care asigură blocarea mecanică a acestora de la rotirea în orificiul statorului. Capătul superior al statorului este conectat la cap, care găzduiește ansamblul rulmentului de tracțiune 6 și ansamblul de intrare de curent 5. Ansamblul rulmentului de tracțiune primește sarcini axiale din greutatea rotorului și constă dintr-o bază, un inel de cauciuc, un rulment axial și un călcâi. Unitatea de intrare a curentului este un bloc izolator în care sunt amplasate manșoane de contact, conectate prin fire la înfășurarea statorului. Blocul este blocat în cap cu un șurub și etanșat cu un inel O de cauciuc. Unitatea de intrare curent este un element al conectorului electric pentru conectarea cablului. O supapă de reținere 7 este înșurubată în cap pentru a pompa ulei prin ea. Prin cap trece arborele motorului electric, la capătul căruia este montat un cuplaj canelat 8 pentru conectarea cu arborele protector. Știfturile sunt înșurubate în capătul capului 9 pentru a se conecta la banda de rulare. În partea inferioară a motorului electric există o bază în care se află un filtru 10 pentru purificarea uleiului. La bază există canale de comunicare cu cavitatea internă a compensatorului. Canalele sunt închise de supapa de bypass 11, care este în mod normal deschisă după instalarea motorului în puț. Orificiul în care este înșurubată supapa de bypass este etanșat cu dopul 12 pe o garnitură de plumb. O supapă de reținere 13 este înșurubată în bază pentru a pompa ulei în motorul electric. Capătul inferior al bazei este realizat sub formă de flanșă cu un guler de montare pentru conectarea compensatorului. Pentru etanșarea acestei conexiuni se folosesc inele de cauciuc 14. Pentru perioada de transport și depozitare, capul și baza motorului electric sunt închise cu capacele 9 și 15. Motoarele electrice cu o putere de peste 80 kW sunt de obicei realizate în două secțiuni. Ele constau din 1 superioară și 2 secțiuni inferioare, care sunt conectate la montarea motorului pe puț. Fiecare secțiune este formată dintr-un stator și un rotor, a căror structură este similară cu un motor electric cu o singură secțiune. Conexiunea electrică a secțiunilor între ele este în serie. Conexiunea carcaselor secțiunii este flanșată, arborii sunt legați printr-un cuplaj canelat. 2.3.2.2. Protectia apei Pentru a crește performanța motoarelor electrice submersibile mare importanță Are protectie la apa. Protecția hidraulică constă dintr-un protector și un compensator și îndeplinește următoarele funcții: · egalizează presiunea din cavitatea internă a motorului cu presiunea fluidului de formare din puț; · compensează schimbările termice ale volumului de ulei în cavitatea internă a motorului și scurgerea acestuia prin elementele structurale neetanșe; · protejează cavitatea internă a motorului de formarea fluidului și previne scurgerea uleiului la transmiterea rotației de la motorul electric la pompă. Exista diverse modele protectia apei Să luăm în considerare una dintre ele, des întâlnită în pescuit. Compensatorul MK 51 (Fig. 2.17) este o carcasă 1 sub formă de țeavă, în interiorul căreia se află o diafragmă de cauciuc 2. Cavitatea internă a diafragmei este umplută cu ulei și comunică cu cavitatea internă a motorului electric. printr-un canal în capul 3, care este blocat de un dop de plastic 4. Există un orificiu în cap pentru a umple cavitatea internă a diafragmei cu ulei, care este etanșat cu dop 5 pe o garnitură de plumb și un orificiu cu bypass supapa 6 și dopul 7. Supapa de bypass este utilizată în procesul de pregătire a compensatorului pentru instalare. Cavitatea din spatele diafragmei comunică cu fluidul de formare prin orificiile din carcasa compensatorului. Diafragma asigură transmiterea și egalizarea presiunii fluidului de formare în zona de montare a motorului cu presiunea uleiului din motor, iar prin modificarea volumului acestuia compensează modificările termice ale volumului de ulei din motor în timpul funcționării acestuia. Știfturile sunt înșurubate în capul compensatorului pentru conectarea la motorul electric. În timpul transportului și depozitării, compensatorul este închis cu capacul 8. Protectorul MP ​​51 (Fig. 2.18) este format dintr-o carcasă 1, în interiorul căreia se află o diafragmă 2 montată pe un suport 3, două nipluri 4 și 5, între care se află un ansamblu călcâi 6, un superior 7 și unul inferior. 8 capete și un arbore 9 cu două etanșări mecanice 10. Arborele se rotește în lagăre instalate în nipluri și în capul inferior. Capătul inferior al arborelui este conectat la arborele motorului electric, capătul superior este conectat la arborele pompei atunci când este instalat într-un puț. Ansamblul călcâiului absoarbe sarcinile axiale care acționează asupra arborelui. Cavitatea internă a diafragmei comunică cu cavitatea internă a motorului electric și este umplută cu ulei la instalarea motorului. Acest ulei servește drept rezervă pentru a compensa curgerea sa naturală prin etanșarea mecanică inferioară, care etanșează arborele rotativ. Cavitatea din spatele diafragmei comunică cu cavitatea ansamblului călcâiului și este, de asemenea, umplută cu ulei pentru a compensa curgerea acestuia prin etanșarea mecanică superioară. Pentru a elimina aerul la umplerea cavităților benzii de rulare cu ulei, există găuri în nipluri care sunt închise ermetic cu dopuri 13 și 14 cu garnituri de plumb. Mamelonul 4 are trei orificii prin care fluidul de formare trece în timpul funcționării unității, spală particulele solide din zona etanșării mecanice superioare și o răcește. Pentru perioada de transport și depozitare, găurile sunt închise cu dopuri din plastic 11, care sunt îndepărtate înainte de a coborî protectorul în puț. Orez. 3.17. Compensator Orez. 2.18. Călca Capul inferior al protectorului are o flanșă și un guler de ședere cu inele de cauciuc 15 pentru etanșarea conexiunii cu motorul electric. Știfturile sunt înșurubate în capul superior pentru conectarea la pompă. În timpul transportului și depozitării, protectorul este închis cu capacele 16 și 17. Există, de asemenea, modele de protecție hidraulică care oferă o fiabilitate sporită a protejării motorului electric de la pătrunderea fluidului de formare în el. Astfel, compensatorul MK 52 are un volum de ulei util care este de două ori mai mare decât compensatorul MK 51, iar protectorul MP ​​52 are diafragme elastice duplicate și trei etanșări mecanice instalate secvenţial. Când unitatea ESP funcționează, în timpul procesului de pornire și oprire a motorului electric, uleiul care îl umple este încălzit și răcit periodic, modificându-se în mod corespunzător în volum. Modificările volumului uleiului sunt compensate prin deformarea diafragmelor elastice ale compensatorului și protectorului. Pătrunderea fluidului de formare în motor este împiedicată de etanșările mecanice ale benzii de rulare. 2.3.2.3. linie de cablu Pentru alimentarea cu curent alternativ a motorului electric submersibil se folosește o linie de cablu, formată dintr-un cablu principal de alimentare (rotund sau plat) și un cablu prelungitor plat cu un cuplaj pentru intrarea cablului. Conexiunea cablului principal cu cablul de prelungire este asigurată printr-o îmbinare de legătură dintr-o singură bucată. Cablul prelungitor care trece de-a lungul pompei are dimensiuni exterioare reduse comparativ cu cablul principal. În Fig. 2.19, unde 1 este un miez de cupru cu un singur fir; 2 - primul strat de izolație din polietilenă de înaltă densitate; 3 - al doilea strat de izolație din polietilenă de înaltă densitate; 4 - o pernă din țesătură cauciucată sau materiale înlocuitoare echivalente (de exemplu, dintr-o compoziție de polietilene de înaltă și joasă densitate); 5 - armura din bandă de oțel galvanizată cu profil în formă de S (pentru cablul KPBK) sau un profil în trepte (pentru cablul KBPB). Există și cabluri speciale rezistente la căldură cu izolație din peliculă poliimidă-fluoroplastică și fluoropolimer, cu mantale de plumb peste izolația miezului etc. Orez. 2.19. Modele de cabluri KPBK (a) și KBPBP (b) 2.3.3. Supape de reținere și de purjare a pompei Supapa de reținere a pompei (Fig. 2.20) este proiectată pentru a preveni rotația inversă a rotoarelor pompei sub influența coloanei de lichid din conducta de presiune atunci când pompa este oprită și pentru a facilita repornirea pompei. O supapă de reținere este, de asemenea, utilizată la testarea unui șir de tuburi după coborârea unității în puț. Supapa de reținere constă dintr-un corp 1, pe o parte a căruia există un filet conic intern pentru conectarea supapei de scurgere, iar pe cealaltă parte există un filet conic extern pentru înșurubarea în capul de pescuit al secțiunii superioare a pompei. . În interiorul carcasei există un scaun cauciucat 2, pe care se sprijină placa 3. Placa are capacitatea de a se deplasa axial în manșonul de ghidare 4. Orez. 2. 20. Supapă de reținere Sub influența debitului de lichid pompat, placa 3 se ridică, deschizând astfel supapa. Când pompa se oprește, placa 3 este coborâtă pe scaunul 2 sub influența coloanei de lichid din conducta de presiune, adică. supapa se închide. În timpul transportului și depozitării, capacele 5 și 6 sunt înșurubate pe supapa de reținere. Supapa de scurgere este proiectată pentru a drena lichidul din conducta de presiune (șir de tuburi) la ridicarea pompei din puț. Supapa de scurgere (Fig. 2.21) conține un corp 1, pe o parte a căruia se află un filet conic intern al cuplajului pentru conectarea la conductele pompe-compresor, iar pe cealaltă parte există un filet conic exterior pentru înșurubare. supapa de reținere. Un fiting 2 este înșurubat în carcasă, care este etanșat cu un inel de cauciuc 3. Înainte de a ridica pompa din puț, capătul fitingului, situat în cavitatea internă a supapei, este doborât (rupt) cu un unealtă specială (de exemplu, o rangă aruncată în tub), iar lichidul este îndepărtat din șirul de tuburi curge prin orificiul din fiting în interiorul inelar. În timpul transportului și depozitării, supapa de scurgere este închisă cu capacele 4 și 5. Motoarele asincrone submersibile, în funcție de putere, sunt fabricate în tipuri cu una și două secțiuni. În funcție de dimensiunea standard, motorul electric este alimentat cu o tensiune de la 380 la 2300 V. Frecvența de funcționare a curentului alternativ este de 50 Hz. Când se utilizează un regulator de frecvență, motorul poate funcționa la o frecvență curentă de 40 până la 60 Hz. Viteza sincronă a arborelui motorului este de 3000 rpm. Sensul de lucru de rotație al arborelui, când este privit din lateralul capului, este în sensul acelor de ceasornic. Orez. 2.21. Valva de scurgere 2.4. Denumirea ESP și ESP În Rusia, desemnările pentru instalațiile de pompe centrifuge submersibile de tip UETsNM5-125-1800 sunt acceptate. Aceasta se descifrează astfel: U – instalație; E – antrenare de la un motor electric submersibil; C – centrifugal; N – pompă; M – modular; 5 – grup pompe; 125 – alimentare în regim nominal, m 3 /zi; 1800 – presiune la regim nominal, m. Fabricile interne produc unități ESP din grupele 4, 5, 5A și 6. Ele diferă prin dimensiunea așa-numitei dimensiuni diametrale, determinată de formula: , unde este diametrul corpului pompei; Diametrul carcasei motorului; – înălțimea (grosimea) cablului plat; – grosimea părții proeminente a dispozitivului de protecție pentru cablu plat / 6 /. Diagrama pentru determinarea dimensiunilor diametrale ale unei unități de pompare submersibile este prezentată în Fig. 2.22. Unitățile din diferite grupuri sunt proiectate pentru funcționarea puțurilor cu diferite diametre interne ale șirurilor de producție. Parametrii geometrici ai diferitelor grupe de instalații și componentele acestora sunt prezentați în Tabelul 4.1. Trebuie remarcat faptul că instalațiile unui grup mai mic sunt potrivite pentru funcționarea în puțuri cu diametru interior mai mare; de ​​exemplu, ESP din grupa 5 poate fi utilizat în puțuri cu un diametru interior de 130 și 144,3 mm. Orez. 2.22. Diagrama de secțiune transversală și definiție dimensiunile diametrale ale unității de pompare submersibilă Tabelul 2.1 Parametri dimensionali pentru diferite grupuri de instalații ESP Indicatori Grupul ESP Diametrul interior minim al firului de producție, mm Diametrul exterior al pompei, mm Diametrul exterior al motorului, mm Dimensiunea diametrală, mm Numele grupurilor ESP indicau inițial diametrul nominal al șirului de puțuri în inci. În acel moment, se dezvoltau unități din grupele 5 și 6. Cu toate acestea, șirurile de producție de puțuri de același diametru exterior (pentru un alezaj nominal de 5 inchi - 146 mm, pentru un alezaj nominal de 6 inci - 168 mm) pot avea grosimi diferite ale peretelui și, ca urmare, diametre interne diferite. Ulterior, s-a dovedit că aproximativ 90% din puțurile de cinci inci din câmpurile Uniunii Sovietice aveau un diametru interior de cel puțin 130 mm. Pentru aceste sonde au fost dezvoltate pompe dintr-un grup numit convențional 5A. Ulterior, au apărut gradații suplimentare legate de configurația ESP-urilor din grupele 5 și 6 cu motoare de diferite diametre. Prin urmare, în cadrul grupelor 5 și 6, există în prezent două tipuri de instalații, ușor diferite între ele ca dimensiuni diametrale (vezi Tabelul 2.1). În ceea ce privește ESP din grupa 4, necesitatea dezvoltării lor a fost asociată nu numai cu prezența puțurilor cu un diametru interior al șirului de producție de 112 mm, ci și cu imposibilitatea de a respecta cerințele manualelor de operare ESP la extracție. petrol din puțuri foarte curbate de cinci inci. Rata admisibilă de creștere a curburii sondei nu trebuie să depășească 2° la 10 metri, iar în zona în care funcționează instalația, modificarea curburii nu trebuie să depășească trei minute la 10 metri. Un număr semnificativ de puțuri forate în câmpurile din Siberia de Vest în anii 70-80 ai secolului XX nu îndeplinesc aceste cerințe. Este imposibil să le operați în alte moduri decât ESP. Prin urmare, lucrătorii petrolieri au trebuit să încalce în mod deliberat cerințele instrucțiunilor pentru a extrage produse din astfel de puțuri. Bineînțeles, acest lucru a avut un impact extrem de negativ asupra timpului de funcționare al puțurilor. Instalațiile de dimensiuni mici (grupa 4) trec mai ușor prin intervale critice de curbură mare la coborârea în puțuri. Cu toate acestea, ESP-urile de dimensiuni mici au lungimi mai mari și valori de eficiență mai mici. Gama de dimensiuni standard ale unităților ESP produse de industria autohtonă este destul de largă. În dimensiunea 4, pompele sunt produse cu un debit nominal de la 50 la 200 m 3 /zi și presiuni de la 500 la 2050 m, în dimensiunea 5 - cu un debit de la 20 la 200 m 3 /zi și presiuni de la 750 la 2000 m, în dimensiunea 5A - cu un debit de la 160 la 500 m 3 /zi și presiuni de la 500 la 1800 m, în dimensiunea 6 - cu un debit de la 250 la 1250 m 3 /zi și presiuni de la 600 la 1800 m. De reținut că apar aproape în fiecare an noi dimensiuni de pompe, create de constructorii de mașini la cererea lucrătorilor din industria petrolieră, astfel încât lista specificată de dimensiuni standard ESP poate fi completată. Un exemplu de structură a simbolului pompei este prezentat mai jos. Motoarele electrice submersibile SED cu un diametru exterior de carcasă de 103 mm au o putere de la 16 la 90 kW, cu un diametru de 117 mm - de la 12 la 140 kW, cu un diametru de 123 mm - de la 90 la 250 kW, cu un diametru de 130 mm - de la 180 la 360 kW. Pompele centrifuge electrice submersibile, cum ar fi ESP, au un simbol care poate diferi ușor de la diferiți producători. Opțiunile de proiectare pentru pompele ETsNA fabricate conform TU 3631-025-21945400-97 sunt desemnate prin numere de la 1 la 4: 1 – pompa include un modul de admisie, secțiunile sunt conectate prin flanșă; 2 – pompa include un modul de intrare, secțiuni de conectare de tip „flanșă-carcasă”; 3 – pompa include o secțiune inferioară cu plasă de primire, secțiunile sunt legate prin flanșă; 4 – pompa conține o secțiune cu plasă de recepție, secțiunile sunt conectate de tip „corp-flanșă”. Conform TU 3631-00217930-004-96 și TU 3631-007-00217930-97, se fabrică pompe cu trei modificări: · cu un design identic cu pompa conform TU 26-06-1485-96 (pompele sunt desemnate ETsNM(K)); · cu racordarea secțiunilor după tipul „flanșă-corp” (număr modificare L1); · cu racordarea secțiunilor după tipul „flanșă-carcasă”, cu lagăre intermediare (număr modificare L2). 3. Echipamente 3.1. Taste active Următoarele chei sunt folosite pentru acest laborator: W, S, A, D – pentru deplasarea în spațiu; F2, E – analogi ale tastei din mijloc a manipulatorului (prima apăsare preia un obiect, următoarea apăsare îl plasează); Ctrl – stai jos; F10 – ieșiți din program. Orez. 3.1. Taste active de la tastatură Orez. 3.2. Funcții de manipulare Butonul stâng al mouse-ului (1) - atunci când este apăsat și menținut, unul sau altul obiect este procesat (rotit, comutat). Tasta din mijloc (2) - prima apăsare (defilarea nu este utilizată) preia obiectul, data viitoare când este plasat (atașat). Tasta dreapta (3) - apare un cursor-pointer (dacă este repetat, dispare). Notă: Când apare cursorul, este imposibil să priviți în sus și în lateral. 4. Comanda de lucru Scopul lucrării de laborator este de a studia proiectarea unei pompe centrifuge submersibile. Pompa ESP este așezată pe un suport. Numai unitățile indicate în legendele figurilor pot fi demontate. Când scoateți o unitate, în dreapta sus apare o inscripție care indică unitatea eliminată. Orez. 3.3. Protecția hidraulică a SEM (motor electric submersibil) (toate nodurile sunt eliminate) 1 – Sub protectie hidraulica PED; 2 – protecția hidraulică a motoarelor; 3 – carcasă de protecție hidraulică a motorului Orez. 3.4. PED 1 – sub (detașabil); 2 – cuplaj (detașabil); 3 – arbore (detașabil); 4 - alimentare cu cablu electric (detașabil); 5 - motor electric submersibil Orez. 3.5. Protecție hidraulică a motorului (toate componentele sunt detașabile) 1 – sub; 2 – protecția hidraulică a motoarelor; 3 – carcasă de protecție a apei Orez. 3.6. Suport axial inferior (toate componentele sunt detașabile) 1 – sub; 2 – călcâi; 3 – suport superior; 4 – sub; 5 – sub; 6 – suport inferior; 7 - carcasa suport axial Orez. 3.7. Grila de recepție (toate nodurile sunt eliminate) 1 – cuplaj canelat; 2 – sectia de primire; 3 – arbore; 4 – suport arbore radial; 5 - grila de receptie (detasabila); 6 – suport arbore radial; 7 – cuplare canelară Orez. 3.8. Sectiunea pompa Orez. 3.9. Partea inferioară a pompei (toate componentele sunt detașabile) 1 – clemă; 2 - teava tubulatura; 3 - supapă de reținere; 4 – sub; 5 – sub; 6 – rulment radial 5. Întrebări de test 1. Scopul, domeniul de aplicare și componența PSE. 2. Enumerați componentele principale ale unei pompe de tip ESP. 3. Scopul și proiectarea treptelor care alcătuiesc pompa? 4. Enumerați tipurile de etape de proiectare în ESP. Care sunt avantajele și dezavantajele diferitelor soluții de proiectare? 5. Cum sunt percepute sarcinile axiale și radiale asupra rotorului? 6. Explicați conceptele de treaptă a pompei „cu un singur rulment” și „lagăr dublu”. 7. Explicați conceptul de rotor de tip „plutitor”? 8. Ce tipuri de rotoare sunt utilizate în ECPM, ECPMK? 9. Cum este montată paleta de ghidare în secțiunea pompei? 10. Cum este percepută sarcina axială și radială pe arborele secțiunii modulului pompei? 11. Care este caracteristica de design a călcâiului hidrodinamic? 12. Care este diferența dintre o pompă submersibilă modulară și una convențională? 13. Scopul și designul modulului de intrare, modul principal? 14. Scopul hidroizolației și compoziția acesteia? 15. Care este principiul de funcționare al compensatorului? călca? 16. Care este scopul unei supape de reținere? scurgere? 17. Cum funcționează o supapă de reținere? scurgere? 18. Simbolul ESP și ESP. 6. Literatură 1. Bocharnikov V.F. Manualul reparatorului de echipamente petroliere și gaze: Volumul 2 / V.F. Bocharnikov. - M.: „Infra-Inginerie”, 2008. – 576 p. 2 Bukhalenko E.I. si altele.Echipamente petroliere: carte de referinta / E.I. Bukhalenko și colab. - M., 1990. - 559 p. 3 Drozdov A.N. Aplicarea sistemelor pompe-ejector submersibile pentru producerea uleiului: manual. indemnizatie. / A.N. Drozdov. – M.: Universitatea de Stat Rusă de Petrol și Gaze, 2001 4. Ivanovsky V.N., Darishchev V.I., Sabirov A.A. si altele.Unităţi de pompare foraj pentru producţia de petrol / V.N. Ivanovski, V.I. Darishchev, A.A. Sabirov și alții - M.: Editura Întreprinderii Unitare de Stat „Petrol și Gaz” Universitatea de Stat Rusă de Petrol și Gaze numită după. LOR. Gubkina, 2002. – 824 p. 5. Instalaţii de pompe centrifuge submersibile pentru producerea uleiului. Traducător internațional / editat de V.Yu. Alikperova, V.Ya. Kershenbaum. - M., 1999. - 615 p. 7. Autorii Lucrare de laborator „Studiul proiectării unei pompe centrifuge submersibile” la disciplina „Echipamente pentru câmpuri de petrol și gaze” Suport metodologic: Conf. univ. dr. Bezus A.A. Conf. univ. dr. Dvinin A.A. Asistent I.V. Panova Editor: Yakovlev O.V. Grafică 3D: Elesin A.S. Programare script: Kazdykpaeva A.Zh.

Am visat de mult să scriu pe hârtie (printând pe un computer) tot ce știu despre ESP-uri.
Voi încerca să vă spun într-un limbaj simplu și ușor de înțeles despre Instalarea pompei centrifuge electrice - principalul instrument care produce 80% din tot uleiul din Rusia.

Cumva s-a dovedit că am fost conectat cu ei toată viața mea de adult. La vârsta de cinci ani a început să călătorească cu tatăl său la fântâni. La zece putea repara el însuși orice stație, la douăzeci și patru de ani a devenit inginer la întreprinderea unde erau reparate, la treizeci de ani a devenit director general adjunct la locul unde se fac. Există o mulțime de cunoștințe despre acest subiect - nu mă deranjează să împărtășesc, mai ales că mulți, mulți oameni mă întreabă în mod constant despre asta sau aceea referitoare la pompele mele. În general, pentru a nu repeta același lucru iar și iar cu cuvinte diferite- O să scriu o dată, apoi voi da examenele;). Da! Vor fi diapozitive... fără diapozitive nu va fi nicio cale.

Ce este.
ESP este o instalație a unei pompe centrifuge electrice, numită o pompă fără tijă, numită ESP, alias acele bastoane și tobe. ESP este exact asta (feminin)! Deși este format din ele (masculin). Acesta este un lucru special cu ajutorul căruia lucrătorii curajoși în domeniul petrolului (sau mai degrabă lucrătorii de servicii pentru lucrătorii petrolier) extrag fluidul de formare din subteran - acesta este ceea ce numim mulyaka, care este apoi (după ce a suferit o prelucrare specială) numită cu tot felul de cuvinte interesante precum URALS sau BRENT. Acesta este un întreg complex de echipamente, pentru a-l realiza, aveți nevoie de cunoștințele unui metalurgist, metalurgist, mecanic, electrician, inginer electronist, hidraulic, inginer de cabluri, lucrător la petrol și chiar și un mic ginecolog și proctolog. Lucrul este destul de interesant și neobișnuit, deși a fost inventat cu mulți ani în urmă și nu s-a schimbat prea mult de atunci. În general, aceasta este o unitate de pompare obișnuită. Ceea ce este neobișnuit la ea este că este subțire (cel mai obișnuit este plasat într-un puț cu diametrul interior de 123 mm), lung (sunt instalații lungi de 70 de metri) și funcționează în condiții atât de murdare în care un mai mult sau mai puțin mecanism complex nu ar trebui să existe deloc.

Deci, fiecare ESP conține următoarele componente:

ESP (pompa centrifuga electrica) este unitatea principala - toate celelalte o protejeaza si o asigura. Pompa primește cel mai mult - dar face treaba principală - ridicarea lichidului - așa este viața sa. Pompa este formată din secțiuni, iar secțiunile sunt formate din trepte. Cu cât mai multe etape, cu atât presiunea pe care o dezvoltă pompa este mai mare. Cu cât treapta în sine este mai mare, cu atât debitul este mai mare (cantitatea de lichid pompată pe unitatea de timp). Cu cât debitul și presiunea sunt mai mari, cu atât consumă mai multă energie. Totul este interconectat. Pe lângă debit și presiune, pompele diferă și ca dimensiune și design - standard, rezistente la uzură, rezistente la coroziune, rezistente la uzură, foarte, foarte rezistente la uzură, la coroziune.

SEM (motor electric submersibil) Motorul electric este a doua unitate principală - întoarce pompa - consumă energie. Acesta este un motor electric obișnuit (electric) asincron - doar că este subțire și lung. Motorul are doi parametri principali - puterea și dimensiunea. Și din nou, există diferite versiuni: standard, rezistente la căldură, rezistente la coroziune, în special rezistente la căldură și, în general, indestructibile (parcă). Motorul este umplut cu ulei special, care, pe lângă lubrifiere, răcește și motorul și compensează foarte mult presiunea exercitată asupra motorului din exterior.

Protectorul (numit și protecție hidraulică) este un lucru care se află între pompă și motor - acesta, în primul rând, împarte cavitatea motorului umplută cu ulei de cavitatea pompei umplută cu fluid de formare, în timp ce transmite rotația și, în al doilea rând, rezolvă problema de egalizare a presiunii din interiorul motorului și din exterior ( În general, există până la 400 atm, adică aproximativ o treime din adâncimea șanțului Marianei). Vin în diferite dimensiuni și, din nou, tot felul de modele bla bla bla.

Un cablu este de fapt un cablu. Cupru, cu trei fire... E și blindat. Iti poti imagina? Cablu blindat! Desigur, nu va rezista nici măcar la o lovitură de la un Makarov, dar va rezista la cinci sau șase coborâri în fântână și va funcționa acolo destul de mult timp.
Armura sa este oarecum diferită, proiectată mai mult pentru frecare decât pentru o lovitură puternică - dar totuși. Cablul vine în diferite secțiuni (diametre de miez), diferă prin armătură (obișnuit galvanizat sau oțel inoxidabil) și este, de asemenea, rezistent la temperatură. Există un cablu pentru 90, 120, 150, 200 și chiar 230 de grade. Adică poate funcționa la nesfârșit la o temperatură de două ori mai mare decât punctul de fierbere al apei (nota – extragem ceva ca uleiul și nu arde foarte bine – dar ai nevoie de un cablu cu o rezistență la căldură de peste 200 grade – și aproape peste tot).

Separator de gaz (sau separator de gaz-dispersant, sau doar un dispersant, sau un separator de gaz dublu, sau chiar un separator-dispersant de gaz dublu). Un lucru care separă gazul liber de lichid... sau mai degrabă lichid de gazul liber... pe scurt, reduce cantitatea de gaz liber la intrarea în pompă. Adesea, foarte des, cantitatea de gaz liberă la admisia pompei este suficientă pentru ca pompa să nu funcționeze - apoi instalează un fel de dispozitiv de stabilizare a gazului (am enumerat numele la începutul paragrafului). Dacă nu este nevoie să instalați un separator de gaz, ei instalează un modul de intrare, dar cum ar trebui să intre lichidul în pompă? Aici. Instalează ceva în orice caz.. Fie un modul, fie un motor pe gaz.

TMS este un fel de tuning. Cine îl descifrează - sistem termomanometric, telemetrie... cine știe cum. Așa este (acesta este un nume vechi - din anii '80) - un sistem termomanometric, îl vom numi așa - explică aproape complet funcția dispozitivului - măsoară temperatura și presiunea - acolo - chiar dedesubt - practic în lumea interlopă.

Există și dispozitive de protecție. Aceasta este o supapă de reținere (cea mai comună este KOSH - o supapă de reținere cu bilă) - astfel încât lichidul să nu se scurgă din țevi atunci când pompa este oprită (ridicarea unei coloane de lichid printr-o țeavă standard poate dura câteva ore - este păcat de data asta). Și când trebuie să ridicați pompa, această supapă vă împiedică - ceva se revarsă în mod constant din țevi, poluând totul în jur. În aceste scopuri, există o supapă de deprimare (sau de scurgere) KS - un lucru amuzant - care se sparge de fiecare dată când este ridicată din puț.

Toate aceste echipamente atârnă pe țevile de pompare și compresoare (tuburile - gardurile sunt făcute din ele foarte des în orașele petroliere). Se blochează în următoarea secvență:
De-a lungul tubului (2-3 kilometri) există un cablu, deasupra - CS, apoi KOSH, apoi ESP, apoi pompa de benzină (sau modulul de intrare), apoi protectorul, apoi SEM și chiar coborâți TMS. Cablul trece de-a lungul ESP, clapetei de accelerație și protector până la capul motorului. Eka. Totul este scurtat. Deci - de la partea de sus a ESP până la partea de jos a TMS poate fi 70 de metri. si un ax trece prin acesti 70 de metri, si totul se invarte... si in jur este temperatura mare, presiune enorma, multe impuritati mecanice, un mediu coroziv.. Pompe proaste...

Toate lucrurile sunt secționale, secțiuni nu mai mult de 9-10 metri lungime (altfel cum să le puneți în puț?) Instalația se montează direct la puț: PED, un cablu, protector, gaz, secțiuni de pompă, supapă, țevile sunt atașate de el.. Da! Nu uitați să atașați cablul la orice folosind cleme (cum ar fi curele speciale din oțel). Toate acestea sunt scufundate în fântână și funcționează acolo mult timp (sper). Pentru a alimenta toate acestea (și a le controla cumva), la sol sunt instalate un transformator step-up (TMPT) și o stație de control.

Acesta este genul de lucru care se folosește pentru a extrage ceva care ulterior se transformă în bani (benzină, motorină, materiale plastice și alte porcării).

Să încercăm să ne dăm seama cum funcționează totul, cum se face, cum să alegem și cum să le folosim.

Ca. Echipamentul ESP constă dintr-o parte submersibilă, coborâtă în puț pe verticală pe un șir de tuburi și o parte de suprafață conectată între ele printr-un cablu de alimentare submersibil.

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Instalarea ESP (diagrama ESP) partea 1

✪ Pornirea instalației ESP. Ieșire în modul. Partea 2

✪ ESP. Pornire, trecere la modul

✪ Funcționarea stației de control ESP

✪ Secvența de acțiuni la pornirea și punerea în funcțiune a unui puț echipat cu un ESP

Subtitrări

Echipament submersibil ESP

Partea submersibilă a echipamentului ESP este o unitate de pompare coborâtă vertical în puț pe un șir de țevi constând dintr-un motor submersibil (motor electric submersibil), o unitate de protecție hidraulică, un modul de recepție a lichidului, ESP în sine, o supapă de reținere și o supapă de scurgere (scurgere). Carcasele tuturor componentelor părții submersibile a ESP sunt țevi cu racorduri cu flanșă pentru împerechere între ele, cu excepția supapelor de reținere și de scurgere, care sunt înșurubate la tubulatura cu filete. Lungimea asamblată a piesei submersibile poate ajunge la mai mult de 50 de metri. O parte a echipamentului submersibil este, de asemenea, un cablu submersibil (KBPP), care este un cablu plat blindat cu trei nuclee, lungimea acestuia depinde direct de adâncimea de coborâre a părții submersibile a ESP.

ESP

O pompă centrifugă electrică pentru producția de ulei este un design cu mai multe etape și, în general, cu mai multe secțiuni. Secțiunea modulului pompei constă dintr-o carcasă, un arbore, un pachet de trepte (rotoare și palete de ghidare), lagăre radiale superioare și inferioare, un suport axial, un cap și o bază. Pachetul de etapă cu arbore, rulmenți radiali și suport axial sunt plasate în carcasă și prinse de părțile de capăt. Proiectele pompelor diferă în ceea ce privește materialele corpurilor de lucru, părțile carcasei, perechile de frecare, designul și numărul de rulmenți radiali.

Principalii producători de ESP

Producătorii autohtoni

Producători străini

În prezent, cei mai mari producători de ESP din străinătate sunt:

• REDA - SUA
• Centrilift - SUA
• ESP - SUA

În ultimii ani, producătorii de ESP din Republica Populară Chineză au devenit, de asemenea, mai activi.

Structura simbolului ESP

Astăzi, odată cu dezvoltarea de noi zăcăminte petroliere cu condiții complicate pentru producția sa și utilizarea tehnologiilor care măresc recuperarea țițeiului din zăcămintele din zăcăminte deja exploatate, duce la o reducere a perioadei de revizie pentru funcționarea echipamentelor tradiționale de producție a petrolului, inclusiv ESP-uri. Acest fapt impune producătorilor să mărească gama de echipamente pe care le produc, care pot îndeplini condițiile puțurilor specifice. În acest sens, sunt produse noi modele ESP care au caracteristici de design ale corpurilor de lucru, tehnologia lor de topire și materialul din care sunt fabricate, amplasarea suporturilor axiale și radiale și multe altele. Toate aceste caracteristici sunt reflectate în simbolurile modelului de pompă, pe care fiecare producător le creează în funcție de propriile condiții tehnice, dar toți producătorii autohtoni folosesc o formă comună pentru a indica dimensiunea standard a echipamentului în numele modelului.

Exemplu de simbol:

ESP 5-125-2150

• Pompa centrifuga electrica
• Dimensiunea ESP (indică în mod condiționat diametrul interior minim al carcasei în inci)
• Productivitate - m³/zi. (când unitatea funcționează la o frecvență de curent alternativ de 50 Hz, viteza de rotație 2910 rpm, ținând cont de alunecare)
• Presiune - m (suma presiunilor tuturor treptelor din toate secțiunile instalației atunci când funcționează la o frecvență de curent alternativ de 50 Hz este rotunjită la 50 de metri)

Unii producători folosesc următoarea denumire ESP-5A-45-1800(3026), unde în paranteze indică viteza cu care ESP trebuie să fie operat pentru a atinge performanța și presiunea specificate.

Producătorii de ESP din SUA folosesc o structură de desemnare diferită pentru produsele lor, de exemplu:

TD-650(242st) sau DN-460(366st)

• Litera D indică seria care determină dimensiunea carcasei pompei.
• Următorul număr indică capacitatea ESP măsurată în butoaie. /zi la frecventa AC 60 Hz
• Numărul de trepte de funcționare din pompă este indicat între paranteze

PED

În cele mai multe cazuri, acesta este un motor special conceput și este un motor AC asincron, trifazat, cu doi poli, cu un rotor cu colivie. Motorul este umplut cu ulei cu vâscozitate scăzută, care îndeplinește funcția de lubrifiere a lagărelor rotorului și de îndepărtare a căldurii de pe pereții carcasei motorului, spălat de fluxul de produse din puț. SED-urile sunt o unitate ESP care convertește energia electrică, care este furnizată printr-un cablu de sus către zona de suspensie a instalației, în energie mecanică de rotație a pompelor.

Protectia apei

Protecția hidraulică este un dispozitiv folosit pentru a proteja împotriva pătrunderii fluidului de formare în cavitatea motorului electric, pentru a compensa dilatarea termică a volumului de ulei și pentru a transmite cuplul la arborele pompei centrifuge. Capătul inferior al arborelui este conectat la arborele (rotorul) motorului electric, capătul superior este conectat la arborele pompei atunci când este instalat într-un puț. Protecția apei îndeplinește următoarele funcții:

• egalizează presiunea din cavitatea internă a motorului cu presiunea fluidului de formare din puț;
• compensează schimbările termice ale volumului de ulei din cavitatea internă a motorului (excesul de ulei este eliberat prin supape în inelul puțului);
• protejează cavitatea internă a motorului de pătrunderea fluidului de formare și scurgerile de ulei (rolul etanșării de ulei)
• transmite cuplul la arborele unei pompe centrifuge.

Modul de admisie lichid

Fluidul de formare intră în fazele de lucru ale ESP prin orificiile de primire din partea inferioară a unității de pompare; în acest scop, în unele instalații există orificii în partea inferioară a secțiunii inferioare a ESP, dar în majoritatea cazurilor toate Instalațiile ESP sunt echipate cu o unitate separată de recepție a fluidului, care se numește modul de recepție sau de intrare. Arborele modulului de primire, folosind cuplaje canelare, este conectat de jos la arborele de protecție hidraulică, iar de sus la arborele secțiunii inferioare a ESP, astfel, în timpul funcționării ESP, rotația rotorului motorului. -protecția arborelui și hidraulic se transmite prin această unitate către secțiunile pompei. Pe lângă primirea fluidului de formare și transmiterea rotației, această unitate, în funcție de proiectare, poate filtra fluidul de formare din impuritățile mecanice și acționează ca o unitate de stabilizare a gazului. În conformitate cu funcțiile de mai sus, se pot distinge următoarele grupuri de unități de recepție a lichidului:

Modul de recepție

Cea mai simplă unitate enumerată mai jos, principalele sale sarcini sunt să primească fluidul de formare în cavitatea pompei și să transmită cuplul de la motor la ESP. Este format dintr-o bază (1) cu orificii pentru trecerea fluidului de formare și un arbore (2), orificiile sunt închise cu o plasă de primire (3), care împiedică înfundarea acestora. De regulă, lungimea modulului de recepție nu depășește 500 mm, iar diametrul carcasei corespunde diametrului carcasei secțiunilor pompei și, ca și ESP, este clasificat după dimensiune. La instalarea unui ESP într-un puț, modulul de recepție se instalează între protectorul hidraulic de protecție și secțiunea inferioară a ESP sau unitatea de stabilizare a gazului dacă este realizat fără orificii de primire; în acest scop, în partea inferioară a bazei. există o flanșă cu orificii traversante pentru conectarea la corpul protector, iar la capătul superior există orificii oarbe cu filete în care se înșurubează știfturile pentru conectarea la flanșa unității montate după modulul de primire.

Filtru submersibil

Un dispozitiv care reduce influența impurităților mecanice asupra funcționării unui ESP. Poate fi prezentat ca un modul instalat între protectorul hidraulic de protecție și secțiunea inferioară a ESP unde întreaga suprafață de filtrare a dispozitivului este zona de recepție a fluidului de formare.În acest caz, filtrul submersibil are în proiectare un arbore care transmite rotația rotorului motorului către secțiunile pompei și, pe lângă filtrarea fluidului de formare, îndeplinește aceleași funcții ca și un modul de recepție. Filtrul submersibil poate fi si un modul suspendat sub intreaga instalatie. În acest caz, filtrul nu este un modul de recepție a lichidului, ci este un echipament suplimentar de suspendare.

Separator de gaze

Un dispozitiv care funcționează la admisia pompei care reduce impactul negativ al factorului de gaz prin separarea fazei gazoase de fluidul de formare produs. Fluidul de formare prin orificiile de recepție intră într-un melc rotativ, care accelerează mișcarea acestuia, apoi trece printr-un rotor, „agitând” lichidul pentru degazare, într-un tambur de separare în care, sub influența forțelor centrifuge, faze mai grele (lichid și impurități mecanice) sunt aruncate la periferie unde printr-un canal special se deplasează în treapta de pompă și nu numai gaz usor faza se consolidează în centrul tamburului și se descarcă printr-un canal special în inelul puțului. Separatorul de gaz din ESP este instalat în locul modulului de intrare și constă din:

• carcasă (țeavă de același diametru ca și carcasa ESP, lungime 0,5-1 m);
• arbore (care primește rotația rotorului motorului și transmite rotația către arborii ESP),
• bază inferioară cu o flanșă pentru conectarea cu capul de protecție împotriva apei, rulment de frecare și orificii de admisie,
• bază superioară cu rulment de frecare și găuri de evacuare,
• melc,
• rotor,
• separator.

Separatorul de gaz permite pompei să funcționeze stabil atunci când conținutul de gaz din amestecul extras la admisie este de până la 55%.

Dispersant de gaz

La fel ca un separator de gaze, este un dispozitiv care reduce influența nocivă a factorului de gaz asupra funcționării unui ESP, dar spre deosebire de un separator de gaze, nu se separă în faze lichide și gazoase, ci mai degrabă amestecă gazul eliberat din lichid într-o emulsie omogenă, în timp ce gazul nu este descărcat în inel.

În exterior, aceste unități sunt similare, cu excepția absenței orificiilor de evacuare a gazului în dispersantul de gaz, iar în interiorul acestuia, în loc de separator, are un set de elemente de lucru care formează amestecul de producție.