Avtale og enhet Hva er uesn og hva spiser den med? Eksploitørhåndbok Elektro sentrifugalpumpe

ESP-oppsett er komplisert teknisk system og til tross for det velkjente prinsippet om virkningen av en sentrifugalpumpe, er det en kombinasjon av originale designelementer. Kretsdiagram ESP er vist i figur 1.1.

Figur 1.1 - Skjematisk diagram av ESP

Installasjonen består av to deler: bakken og nedsenkbar. Den bakke delen inkluderer en autotransformator 1, en kontrollstasjon 2, noen ganger en kabelrulle 3 og brønnhodeutstyr 4. Den nedsenkbare delen inkluderer en rørstreng 5, hvorpå den nedsenkbare enheten går ned i brønnen, en pansret elektrisk kabel med tre kjerner, gjennom hvilken spenningen tilføres den nedsenkbare motoren og som festet til rørstrengen med spesielle klemmer 7. Den nedsenkbare enheten består av en flertrinns sentrifugalpumpe 8 utstyrt med en sugesil 9 og en tilbakeslagsventil 10. Ofte inkluderer et nedsenkbart installasjonssett en tappeventil 11 gjennom hvilken væske fra røret tømmes når installasjonen løftes. I den nedre delen er pumpen leddet med en hydraulisk beskyttelsesenhet (beskytter) 12, som på sin side er leddet med en senkbar motor 13. I den nedre delen har motoren 13 en kompensator 14.

1) Nedsenkbar sentrifugalpumpe (figur 1.2) er strukturelt et sett med trinn med liten diameter, som igjen består av løpehjul og styreskovler plassert i pumpehuset (røret).

Figur 1.2 - Diagram over en sentrifugal elektrisk pumpe

Impeller laget av støpejern, bronse eller plastmaterialer er montert på pumpeakselen med glidepass med en spesiell nøkkel. Den øvre delen av pumpehjulsenheten (pumpeakselen) har en støttehæl (glideleie), festet i pumpehuset. Hver løpehjul hviler på endeflaten på føringsvingen. Den nedre enden av pumpen har en lagersamling bestående av vinkelkontaktlagre. Lagersammenstillingen er isolert fra pumpevæsken, og i noen utførelser er pumpeakselen forseglet med en spesiell pakking. Nedsenkbar sentrifugalpumpe er laget i form av separate seksjoner med et stort antall trinn i hver seksjon (opptil 120), som lar deg montere pumpen med nødvendig trykk. Den innenlandske industrien produserer pumper av konvensjonell og slitesterk design. Slitasjebestandige pumper er designet for å pumpe væsker fra brønner med en viss mengde mekaniske urenheter (angitt i pumpens pass). Hver nedsenkbare sentrifugalpumpe har sin egen kode, som reflekterer diameteren på søylen, strømning og trykk. For eksempel er ETsN6-500-750 pumpen en elektrisk sentrifugalpumpe for foringsrør med en diameter på 6, med en optimal strømning på 500 m 3 / dag ved et trykk på 750 m.

Prinsippet med pumpen kan fremstilles som følger: væsken som suges inn gjennom inntaksfilteret kommer inn i bladene til et roterende løpehjul, under påvirkning av hvilken den oppnår hastighet og trykk. For å konvertere kinetisk energi til trykkenergi, sendes væsken som kommer ut av pumpehjulet til de stasjonære kanalene med variabelt tverrsnitt av arbeidsapparatet koblet til pumpehuset, deretter kommer væsken, som forlater arbeidsapparatet, inn i neste trinn impeller og syklusen gjentas. Sentrifugalpumper er designet for høye akselturtall.

Alle typer ESP-er har et passkarakteristikk (figur 1.3) i form av avhengighetskurver (hode, fôring), (effektivitet, fôring), (strømforbruk, fôr). Hodets avhengighet av strømmen er pumpens viktigste kjennetegn.

Figur 1.3 - Et typisk kjennetegn ved en nedsenkbar sentrifugalpumpe

• 2) Nedsenkbar elektrisk motor (SEM) - en motor med spesiell design og er en asynkron bipolar vekselstrømsmotor med en ekorn-burrotor. Motoren er fylt med lavviskositetsolje, som utfører funksjonen til å smøre rotorlagrene og fjerne varme til veggene i motorhuset, vasket med strømmen av brønnprodukter. Den øvre enden av motorakselen er hengende på den femte hælen. Seksjonsrotor på motoren; seksjoner er montert på motorakselen, laget av transformatorjernplater og har spor der aluminiumsstenger er satt inn, kortsluttet på begge sider av seksjonen med ledende ringer. Mellom seksjoner hviler skaftet på lagre. Mot hele akselen har motorakselen en åpning for oljesirkulasjon inne i motoren, også utført gjennom statorens spor. I bunnen av motoren er det et oljefilter. Statorseksjonene er atskilt med ikke-magnetiske pakker, der de radielle lagrene er plassert. Den nedre enden av skaftet er også festet i lageret. Lengden og diameteren på motoren bestemmer effekten. Rotasjonshastigheten til PEM-akselen avhenger av strømfrekvensen; ved en AC-frekvens på 50 Hz er den synkrone hastigheten 3000 o / min. Nedsenkbare motorer er merket med effekten (i kW) og den ytre diameteren til kroppen (mm), for eksempel PED 65-117 - en nedsenkbar elektrisk motor med en effekt på 65 kW og en ytre diameter på 117 mm. Den nødvendige elektriske motoreffekten avhenger av tilførselen og trykket til den nedsenkbare sentrifugalpumpen og kan nå hundrevis av kW.
• 3) Vannbeskyttelsesenheten er plassert mellom pumpen og motoren og er designet for å beskytte motoren mot å bli pumpet inn i den og smøre pumpens vinkelkontaktlager (om nødvendig). Hovedvolumet til hydrobeskyttelsesenheten, dannet av en elastisk pose, er fylt med flytende olje. Gjennom tilbakeslagsventilen oppfatter posens ytre overflate trykket fra brønnproduksjonen på dybden av nedstigningen til den nedsenkbare enheten. Således er trykket i en elastisk pose fylt med flytende olje lik nedsenkningstrykket. For å skape overtrykk i denne posen på slitebanen, er det en turbin. Flytende olje gjennom kanalsystemet under for høyt trykk kommer inn i det indre hulrom i den elektriske motoren, noe som forhindrer penetrering av borehullsprodukter i den elektriske motoren.
• 4) Kompensatoren er designet for å kompensere for oljevolumet inne i motoren når du skifter temperatur tilstand elektrisk motor (oppvarming og kjøling) og er en elastisk pose fylt med flytende olje og plassert i huset. Kompensatorhuset har hull som kommuniserer den ytre overflaten av posen med brønnen. Posens indre hulrom er koblet til den elektriske motoren, og det ytre til brønnen. Når du kjøler oljen, avtar dens volum, og borehullsfluidet gjennom hullene i kompensatorlegemet kommer inn i gapet mellom posens ytre overflate og den indre veggen i kompensatorlegemet, og skaper derved betingelser for at det indre hulrom i den nedsenkbare motoren skal fylles fullstendig med olje. Ved oppvarming av oljen i den elektriske motoren øker volumet, og oljen strømmer inn i det indre hulrommet i kompensatorposen; mens borehullsfluidet fra gapet mellom posens ytre overflate og den indre overflaten av huset presses ut gjennom hullene i brønnen. Alle huselementer på den nedsenkbare enheten er sammenkoblet av flenser med stender. Akslene til den nedsenkbare pumpen, den hydrauliske beskyttelsesenheten og den nedsenkbare motoren kobles sammen ved hjelp av splittede koblinger. Dermed er ESP-enheten et kompleks av komplekse elektriske, mekaniske og hydrauliske enheter med høy pålitelighet, som krever høyt kvalifisert personell.
• 5) Tilbakeslagsventilen er plassert i pumpehodet og er designet for å forhindre utslipp av væske gjennom pumpen fra rørstrengen når den nedsenkbare enheten stopper. Den nedsenkbare enheten stopper av mange grunner: strømbrudd i tilfelle en ulykke på kraftledningen; avstengning på grunn av bruken av beskyttelsen av SEM; avstengning under periodisk drift osv. Når den nedsenkbare enheten stoppes (strømforsynes), begynner en væskesøyle fra røret å renne gjennom pumpen inn i brønnen, og spinne pumpeakselen (og derfor akselen til den nedsenkbare motoren) i motsatt retning. Hvis strømforsyningen fortsetter i løpet av denne perioden, begynner PEM å rotere i retning fremover, og overvinne enorm kraft. Startstrømmen til PEM i dette øyeblikket kan overskride de tillatte grensene, og hvis beskyttelsen ikke fungerer, mislykkes motoren. For å forhindre dette fenomenet og redusere driftsstans, er den nedsenkbare pumpen utstyrt med en tilbakeslagsventil. På den annen side tillater ikke tilstedeværelsen av en tilbakeslagsventil når du løfter den nedsenkbare enheten, væske å renne fra rørstrengen. Installasjonen løftes når rørstrengen er fylt med borehullsprodukter som strømmer ut ved munnen, og skaper super vanskelige arbeidsforhold for det underjordiske reparasjonsteamet og bryter alle forhold for å sikre livssikkerhet, brann og miljøverndet er uakseptabelt. Derfor er den nedsenkbare pumpen utstyrt med en tappeventil. romlig utstyr
• 6) Tappeventilen er plassert i en spesiell kobling som forbinder røret, og er vanligvis et bronserør, hvis ene ende er forseglet og den andre, den åpne enden, skrudd fast i hylsen fra innsiden. Tømmeventilen er vannrett mot den vertikale rørstrengen. Hvis det er nødvendig å løfte installasjonen fra brønnen inn i rørstrengen, tømmes en liten belastning, som bryter av bronserøret til avløpsventilen, og væsken fra røret dreneres inn i ringrommet når den løftes.
• 6) Den elektriske kabelen er designet for å levere strøm til terminalene til den nedsenkbare motoren. Kabelen er tre-kjerne, med gummi- eller polyetylenisolasjon, og er dekket med metallpanser på toppen. Overfladisk reservasjon av kabelen utføres av stålforsinket profilert tape, som forhindrer strømførende ledere fra mekanisk skade under senking og løfting av installasjonen. Runde og flate kabler er tilgjengelige. Flatkabel har mindre radiale dimensjoner. Kablene er kryptert som følger: KRBK, KRBP - kabel med gummiisolering, pansret, rund; kabel med gummiisolering, pansret, flat. Venene er kobber, med et annet tverrsnitt. Kabelen er festet til rørstrengen to steder: over hylsen og under hylsen. For tiden brukes kabler med polyetylenisolasjon hovedsakelig.
• 7) Autotransformatoren er designet for å øke spenningen som leveres til terminalene til den nedsenkbare motoren. Netspenningen er 380 V, og driftsspenningen til de elektriske motorene varierer fra 400 V til 2000 V. Avhengig av kraften, bruker en autotransformator feltfrekvensen på 380 V til driftsspenningen til hver enkelt nedsenkbare motor, med hensyn til spenningstap i forsyningskabelen. Størrelsen på autotransformatoren tilsvarer kraften til den brukte nedsenkbare motoren.
• 8) Kontrollstasjonen er designet for å kontrollere driften og beskyttelsen av ESP og kan operere i manuelle og automatiske modus. Stasjonen er utstyrt med nødvendige kontroll- og målesystemer, automatiske maskiner, alle slags reléer (maksimum, minimum, mellomliggende, tidsrelé, etc.). I nødstilfeller blir de tilhørende beskyttelsessystemene aktivert, og installasjonen er slått av. Kontrollstasjonen er laget i en metallboks, kan installeres utendørs, men er ofte plassert i en spesiell messe.

Det nedsenkbare installasjonssettet (figur 2.1) for oljeproduksjon inkluderer en elektrisk motor med hydraulisk beskyttelse, en pumpe, en kabelledning og bakkebasert elektrisk utstyr. Pumpen drives av en elektrisk motor og gir tilførsel av formasjonsvæske fra brønnen gjennom slangen til overflaten i rørledningen.

Kabelledningen gir elektrisk kraft til den elektriske motoren, den er koblet til den elektriske motoren ved hjelp av en kabelinngangskobling. Installasjoner har følgende versjoner: konvensjonell, korrosjonsbestandig, slitesterk, varmebestandig.

Et eksempel på et symbol: 2УЭЦНМ (К, И, Д, Т) 5-125-1200,

hvor: 2 - modifisering av pumpen; U - installasjon;

3 - elektrisk stasjon fra en nedsenkbar motor;

C - sentrifugal; H - pumpe;

M - modulær;

K, I, D, T - henholdsvis i korrosjonsbestandige, slitesterke, dobbeltstøtte og varmebestandige versjoner; 5 - pumpegruppe.

Installasjoner av gruppe 5, 5A, 6 produseres for drift i brønner med en indre diameter på henholdsvis minst 111,7; 130 og 144 mm;

125 - forsyning, m 3 / dag .; 1200-hode, m.

Installasjonen av en borehulls sentrifugal elektrisk pumpe består av en pumpeenhet, en kabellinje, en rørstreng, brønnhodeutstyr og bakkeutstyr.

Figur 2.1 - ESP-installasjonsskjema:

1 - elektrisk motor med hydraulisk beskyttelse, 2 - pumpe 3 - kabelledning 4 - rør, 5 - metallbelter, 6 - munnutstyr, 7 - kontrollstasjon 8 - transformator.

Tabell 2.3 - Tekniske egenskaper for ESP

Pumpeenheten, bestående av en flertrinns sentrifugalpumpe (figur 2.2), en elektrisk motor med hydraulisk beskyttelse, senkes ned i brønnen på røret under væskenivå. Elektrisitet tilføres av en nedsenkbar elektrisk motor (SEM) via en kabelledning som er festet til slangen med metallbelter. Kabelen er laget (for å redusere størrelsen) flat langs lengden på pumpen og slitebanen. Det er installert en tilbakeslagsventil over pumpen gjennom to rør, ett rør over den er en tilbakeslagsventil.

Tilbakeslagsventilen er designet for å forhindre reversering av pumperotoren under påvirkning av en væskesøyle i rørstrengen under stopp, og også for å bestemme tettheten til rørstrengen.

Piskeventilen tjener til å drenere væsken fra rørstrengen når du løfter installasjonen fra brønnen og for å gjøre det lettere å drepe brønnen. En gassutskiller brukes til å pumpe ut reservoarvæske som inneholder fri gass ved et pumpeinntak på 15 til 55%. ESP pumper ut formasjonsvæske fra brønnen og mater den til overflaten gjennom rørstrengen. Pumpene er enkelt-, dobbelt-, trippel- og fireseksjon.

Impellerne og styreskovlene til konvensjonelle pumper er laget av grått støpejern, og korrosjonsresistente pumper er laget av modifisert støpejern av typen "ingen motstand" **.

Impellerne til konvensjonelle pumper kan være laget av polyakrylamid eller karbonfiber. Slitesterke pumper kjennetegnes ved bruk av hardere og slitesterke materialer i friksjonspar, installasjon av mellomliggende radiale lagre langs pumpens lengde, bruk av arbeidslegemene til pumpene til to bærende konstruksjoner, etc.

Figur 2.2 - Elektrisk sentrifugalpumpe:

1 - emballasjeplugg; 2 - skjæring for fangst med fiskeverktøy; 3 - øvre del (fiskehode); 4 - en avstandsring; 5 - øvre hæl; 6- øvre lager; 7 - mutter (brystvorte); 8 - skaft; 9 - nøkkel; 10 - løpehjul; 11 - et instruksjonsapparat; 12 - tekstolitskive; 13 - pumpehus; 14 - en epiploon; 15 - netting; 16 - kantet kontaktlager; 17 - et pakkedeksel; 18 - ribber for å beskytte flatkabelen.

Nedsenkbare elektriske motorer (figur 2.3) - oljefylt asynkron trefas asynkron kortsluttet - konvensjonelle og korrosjonsbestandige versjoner er drevet til den nedsenkbare ESP.

Figur 2.3 - Elektrisk motor:

1 - skaft; 2 - flat kabel; 3 - pluggkontakt; 4 - utgangsendene på statorviklingen; 5 - statorvikling 6 - statorhus; 7 - et mellomlager; 8 - ikke-magnetisk pakke til statoren; 9 - aktiv statorpakke; 10 - motorrotor; 11 - et oljefilter; 12 - hull inne i akselen for oljesirkulasjon; 13 - tilbakeslagsventil for å fylle motoren med olje; 14 - sedimentasjonstank; 15 - turbin for oljesirkulasjon; 16 - skyverstøtte.

Et eksempel på motorbetegnelse: PEDUSK-125-117,

der PEDU - nedsenkbar elektrisk motor samlet;

C - seksjon (mangel på brev - ikke-seksjon);

K - korrosjonsbestandig (fravær av brev - normal utførelse);

125 - motoreffekt, kW; 117 - kasse diameter, mm.

Hydrobeskyttelse (fig. 2.4 og 2.5) er designet for å forhindre at formasjonsvæsken trenger inn i det indre hulrommet i den elektriske motoren, for å kompensere for endringer i volumet av olje i det indre hulrommet fra temperaturen til den elektriske motoren, og for å overføre dreiemoment fra motorakselen til pumpeakselen.

Figur 2.4 - Vannbeskyttelsestype K:

a - et kammer med tykk olje;

b - et kammer med flytende olje;

i - tykk olje;

g - flytende olje;

d og e - ansamling av luft;

• 1 - bypass ventilplugg;
• 2 og 8 - gjennomføringer;
• 3 - stempelet;
• 4 - våren;
• 5 - lodding;
• 6- tetningsring av gummi;
• 7 - kork;
• 9, 14, 24 - lagre;
• 10, 15 - tilbakeslagsventiler;
• 11, 13 - hull;
• 12 - rør;
• 16 - reservoarvæske;
• 17 - foringsrør;
• 18 - kammer i pumpens skyvlager;
• 19 - brystvorte;
• 20 - hode;
• 21- base;
• 22 - hus til oppbevaringsbokser;
• 23 - trinnskaft

Figur 2.5 - Hydrobeskyttelsestype DG:

a - slitebane; b - kompensator; 1, 5, 11 - lagre; 2 - mekanisk tetning; 3, 9, 13 - plugger; 4 - hæler; 7 - åpning av en beskytter; 10 - padlehjul; 12 - ventil; 14 - kompensatorhus; 15 - kompensatorens membran.

Kabelledningen består av en hovedkabel og en forlengelseskabel koblet til den med en kabelinnføringshylse. Hovedkabelen som brukes er KPBP-merket (armert polyetylen-flatkabel) eller KPBK (rund), og en flat kabel brukes som forlengelseskabel. Tverrsnittet av kjernene til hovedkabelen er 10, 16 og 25 mm 2, og kabelforlengelsen er 6 og 10 mm 2.

Arbeidsforhold for kabler KPBK og KPBP: tillatt trykk på formasjonsvæske 19,6 MPa; gassfaktor 180 m 3 / t; lufttemperatur fra -60 til + 45 ° С; temperaturen på reservoarvæsken 90 ° C i en statisk stilling.

Tabell 2.4. Kabelen som brukes i feltene til OJSC Gazprom Neft.

Kabelmerke	Isolert kjernediameter	Maksimal ytre kabelstørrelse
Kabel med polyetylenisolering
Kabel med polypropylen kjerneisolasjon
KPBPT 3x13
KPBPT 3x16
Kabel med polypropylenisolering og emaljert leder
CEPBPT 3x13
CEPBT 3x16
CEPBT 3x16

Brønnhodeutstyret (figur 2.6) av brønnen gir fjæring på flensen til rørets foringsrørstreng med en nedsenkbar enhet og kabel, forsegling av rør og kabel, samt utslipp av pumpet væske inn i strømningslinjen.

Figur 2.6 - Fonteneinnredning AFK1 - 65x21 SU-10:

1- karosseri, 2- ventil, 3-plugg, 4-ventil, 5- manometer, 6 sveiseflens, 7-tilbakeslagsventil, 8- plugg, 9- rørholderflens, 10- tee, 11-adapter, 12 - kork.

Kombinert kabel(figur 2.7) inngang er ment for pålitelig tetting av kabeltråden som går fra den elektriske motoren til terminalboksen når du går ut av fontenen.

Figur 2.7 - Kabelinnføring:

1 - fat, 2 - kropp, 3 - deksel, 4 - hårnål, 5, 9, 10 - pakning, 6 - pakning, 7 - erme, 8 - bolt, 11 - mutter, 12, 14 - ring, 13 - montering.

Bakkeutstyr inkluderer en kontrollstasjon (eller komplett enhet) og en transformator. Kontrollstasjonen eller hele enheten gir mulighet for både manuell og automatisk kontroll. På kontrollstasjonen er det installert enheter som registrerer driften av den elektriske pumpen og beskytter installasjonen mot ulykker i tilfelle brudd normal operasjon, så vel som i tilfelle feil i kabellinjen.

Transformatoren er designet for å tilføre den nødvendige spenningen til statorviklingene til en senkbar elektrisk motor, under hensyntagen til spenningsfallet i kabelledningen, avhengig av dybden på nedstigningen til den elektriske pumpen.

I henhold til gjeldende bruksanvisning anbefales det å bruke konvensjonelle ESP-er under følgende forhold:

• * pumpet medium - produksjon av oljebrønner;
• * innholdet av fri gass ved pumpeinntaket er ikke mer enn 15 volumprosent
• * for installasjoner uten gassutskillere, og ikke mer enn 55%
• * for installasjoner med gassutskiller;
• * massekonsentrasjon av faste partikler ikke mer enn 100 mg / liter med mikrohardhet ikke mer enn 5 poeng på Mohs skala;
• * temperaturen på den utpumpede væsken i pumpens driftssone ikke lenger
• 90 0 C;
• * mengden av sett for krumning av brønnen fra munnen til dybden av nedstigningen til pumpen ikke er

mer enn 2 ° med 10 meter;

• * hastigheten på settet med brønnkurvatur i pumpesusjonssonen er ikke mer enn 3 minutter per 10 meter;
• * den maksimale helningsvinkelen til brønnene fra vertikalen i pumpens opphengssone er ikke mer enn 40 °.

Hardheten til kvartssand på Mohs skala er 7, d.v.s. Sand som kommer inn i pumpeinntaket er ikke tillatt for konvensjonelle installasjoner.

En nedsenkbar induksjonsmotor tjener til å drive en elektrisk sentrifugalpumpe, den elektriske motoren roterer pumpeakselen som trinnene ligger på.

Prinsippet med pumpen kan fremstilles som følger: væsken som suges inn gjennom inntaksfilteret kommer inn i bladene på et roterende løpehjul, under påvirkning av hvilken den oppnår hastighet og trykk. For å konvertere kinetisk energi til trykkenergi ledes væsken som kommer ut av pumpehjulet inn i de stasjonære kanalene med variabelt tverrsnitt av arbeidsapparatet koblet til pumpehuset, deretter kommer væsken, som forlater arbeidsapparatet, inn i neste trinn impeller og syklusen gjentas. Sentrifugalpumper er designet for høye akselturtall.

Pumpen startes vanligvis når ventilen er lukket på utløpsrøret (pumpen bruker minst strøm). Etter å ha startet pumpen, åpnes ventilen.

Når du designer senkbare pumper for oljeproduksjon spesielle krav stilles til trinnene deres: til tross for deres begrensede størrelse, må de utvikle høye hoder, være enkle å montere og ha høy pålitelighet.

I flerstegs nedsenkbare pumper blir designen til scenen med et "flytende" løpehjul som fritt beveger seg langs skaftet, og som kun er festet med en nøkkel for å motta dreiemoment, tatt i bruk. Den aksiale kraften som oppstår i hvert løpehjul, overføres til det korresponderende styreapparatet og oppfattes videre av pumpehuset. Denne utformingen av trinnet lar deg sette sammen på en veldig tynn skaft (17 - 22 mm.) et stort nummer av impellere.

For å redusere friksjonskraften er ledeanordningen utstyrt med en ringformet skulder nødvendig høyde og bredde, og løpehjulet - en støtteskive (vanligvis fra PCB). Det siste, som også er en slags tetning, hjelper til med å redusere væskestrømmen i scenen. Tatt i betraktning at i noen driftsmodus av pumpen (for eksempel under oppstart med en åpen portventil, med close nærmest null), kan aksialkreftene rettes oppover og hjulene kan flyte opp, for å redusere friksjonskraften mellom den øvre løpehjulskiven og styrevennen, en mellomliggende en skive laget av PCB, men av mindre tykkelse.

Avhengig av arbeidsforholdene for fremstilling av brukte trinn forskjellige materialer. Typisk produseres løpehjulene og styreskovlene til nedsenkbare elektriske pumper ved støping av spesiallegert støpejern, fulgt av maskinering. Tilstanden til overflatene og geometrien til strømningskanalene til løpehjulet og styreskovlen påvirker scenens ytelse betydelig. Med en økning i ujevnhet reduseres trinnet og effektiviteten til trinnet betydelig, og derfor er det, når man støper arbeidsdelene til ESP, nødvendig å oppnå den nødvendige kvaliteten på overflatene til strømningskanalene.

Brønnsentrifugalpumper er flertrinnsmaskiner. Dette skyldes først og fremst de små trykkverdiene som er skapt av ett trinn (arbeidsbjelke og styreskovl). I sin tur blir små trykkverdier i ett trinn (fra 3 til 6-7 m vannsøyle) bestemt av små verdier av den ytre diameteren på løpehjulet, begrenset av den indre diameteren på foringsrørstrengen og dimensjonene til det brukt borehullsutstyret - kabel, nedsenkbar motor, etc.

Utformingen av borehullssentrifugalpumpen kan være konvensjonell og slitesterkt, samt økt korrosjonsmotstand. Diameterene og sammensetningen av pumpeenhetene er i utgangspunktet de samme for alle pumpekonstruksjoner.

En konvensjonell borehullssentrifugalpumpe er designet for å velge væsker fra en brønn med et vanninnhold på opptil 99%. De mekaniske urenhetene i den pumpede væsken skal ikke være mer enn 0,01 masse% (eller 0,1 g / l), mens hardheten til de mekaniske urenhetene ikke bør overstige 5 Mohs poeng; hydrogensulfid - ikke mer enn 0,001%. I følge produsentens spesifikasjoner, bør det frie gassinnholdet ved pumpeinntaket ikke overstige 25%.

Den korrosjonsresistente sentrifugalpumpen er designet for å fungere når hydrogensulfidinnholdet i den pumpede formasjonsvæsken er opp til 0,125% (opp til 1,25 g / l). Den slitesterke designen tillater pumpevæske med et innhold av mekaniske urenheter opp til 0,5 g / l.

Trinnene er plassert i hullet på det sylindriske legemet på hver seksjon. I en seksjon av pumpen har plass til 39 til 200 trinn, avhengig av monteringshøyde. Det maksimale antall trinn i pumpene når 550 stykker.

Fig. 6.2. Oppsett av en borehullssentrifugalpumpe:

1 - ring med segmenter; 2,3 - glatte skiver; 4,5 - skiver støtdempere; 6 - øvre støtte; 7 - lavere støtte; 8 - en fjærring av en skaftstøtte; 9 - avstandshylse; 10 -utgangspunkt; 11 - spline kobling.

Modulær ESP

For å lage sentrifugalpumper med høyt trykk borehull, må mange trinn installeres i pumpen (opptil 550). Samtidig kan de ikke få plass i ett hus, siden lengden på en slik pumpe (15-20 m) gjør det vanskelig å transportere, installere på brønnen og produsere huset.

Høytrykkspumper består av flere seksjoner. Lengden på huset i hver seksjon er ikke mer enn 6 m. Husdelene til de enkelte seksjonene er forbundet med flenser med bolter eller stender, og akslene med splittede koblinger. Hver seksjon av pumpen har en øvre aksial akselbærer, en aksel, radiale aksellager, trinn. Mottaksnettet har bare den nedre delen. Fiskehodet er bare den øvre delen av pumpen. Delene av høytrykkspumper kan ha en lengde mindre enn 6 m (vanligvis er lengden på pumpehuset 3,4 og 5 m), avhengig av antall trinn som må plasseres i dem.

Pumpen består av en innløpsmodul (fig. 6.4), en seksjonsmodul (modul-seksjoner) (fig. 6.3), en hodemodul (fig. 6.3), en sjekk og en tappeventil.

Det er tillatt å redusere antall modulseksjoner i pumpen, henholdsvis etter å ha utstyrt den nedsenkbare enheten med motoren med den nødvendige kraften.

Tilkoblingene til modulene til hverandre og inngangsmodulen med motoren er flenset. Tilkoblinger (bortsett fra å koble inngangsmodulen til motoren og inngangsmodulen til gassutskilleren) er forseglet med gummiringer. Tilkoblingen av akslene til modulseksjonene til hverandre, moduldelen med akselen til inngangsmodulen, akselen til inngangsmodulen med akselen til den hydrauliske beskyttelsen av motoren, utføres ved hjelp av splittede koblinger.

Akslene til moduldelene i alle grupper av pumper med samme karosserilengde på 3,4 og 5 m er forenet. For å beskytte kabelen mot skader under utløsningsoperasjoner, er avtagbare stålribber plassert på basene til moduldelen og modulhodet. Pumpens utforming tillater uten ytterligere demontering å bruke pumpegasseparatormodulen, som er installert mellom innløpsmodulen og moduldelen.

De tekniske egenskapene til noen standardstørrelser av ESP-er for oljeproduksjon, produsert av russiske firmaer i henhold til tekniske forhold, er presentert i tabell 6.1 og fig. 6.6.

Trykkhodet karakteristisk for ESP, som det kan sees i figurene ovenfor, kan være enten med en fallende venstre gren av karakteristikken (lavfrekvenspumper), monoton fallende (hovedsakelig for enheter med middels hastighet), og med et variabelt tegn på derivatet. Denne egenskapen er hovedsakelig besatt av høyhastighetspumper.

Kraftegenskapene til nesten alle ESP-er har et minimum ved null strømning (den såkalte "lukket ventilmodus"), noe som fører til bruk av en tilbakeslagsventil i rørstrengen over pumpen.

Arbeidsdelen av ESP-karakteristikken som anbefales av produsentene, faller ofte ikke sammen med den arbeidsdel av egenskapene som er bestemt av de generelle metodene for pumpeteknikk. I sistnevnte tilfelle er grensene for den fungerende delen av kjennetegnet fôrhastighetene i (0.7-0.75) Q oog (1,25-1,3Q 0, hvor Q 0 er pumpestrømmen i den optimale driftsmodusen, dvs. ved den maksimale effektivitetsverdien.

Nedsenkbare motorer

Nedsenkbar elektrisk motor (SEM) er en motor med spesiell design og er en asynkron bipolar vekselstrømsmotor med ekorn-burrotor. Motoren er fylt med lavviskositetsolje, som utfører funksjonen til å smøre rotorlagrene, fjerne varme til veggene i motorhuset, vasket med strømmen av brønnprodukter.

Den øvre enden av motorakselen er hengende på den femte hælen. Seksjonsrotor på motoren; seksjoner er montert på motorakselen, laget av transformatorjernplater og har spor der aluminiumsstenger er satt inn, kortsluttet på begge sider av seksjonen med ledende ringer. Mellom seksjoner hviler skaftet på lagre. Gjennom hele lengden har motorakselen en åpning for oljesirkulasjon inne i motoren, også utført gjennom statorens spor. I bunnen av motoren er det et oljefilter.

Lengden og diameteren på motoren bestemmer effekten. Rotasjonshastigheten til akselen PEM avhenger av strømens frekvens; ved en AC-frekvens på 50 Hz er den synkrone hastigheten 3000 o / min. Nedsenkbare motorer er merket med en indikasjon på effekt (i kW) og den ytre diameteren på foringsrøret (mm), for eksempel PED 65-117 - en nedsenkbar elektrisk motor med en effekt på 65 kW og en ytre diameter på 117 mm. Den nødvendige elektriske motoreffekten avhenger av tilførselen og trykket til den nedsenkbare sentrifugalpumpen og kan nå hundrevis av kW.

Moderne nedsenkbare elektriske motorer er utstyrt med systemer for trykksensorer, temperatur og andre parametere, festet på dybden av nedstigningen til enheten, med overføring av signaler via elektrisk kabel til overflaten (kontrollstasjon).

Motorer med en kapasitet på mer enn 180 kW med en diameter på 123 mm, mer enn 90 kW med en diameter på 117 mm, 63 kW med en diameter på 103 mm og en effekt på 45 kW med en diameter på 96 mm er seksjonssnitt.

Seksjonsmotorer består av øvre og nedre seksjoner, som er koblet sammen når du monterer motoren i brønnen. Hver seksjon består av en stator og en rotor, hvis innretning ligner en en-seksjons elektrisk motor. Den elektriske forbindelsen til seksjonene til hverandre er jevn, intern og utføres ved hjelp av tre tips. Forsegling av tilkoblingen sikres ved forsegling når du blir sammen med seksjonene.

For å øke tilførselen og trykket til arbeidstrinnet til sentrifugalpumpen, brukes hastighetskontrollere. Hastighetskontrollere lar deg pumpe mediet i et større volumområde enn det som er mulig med konstant hastighet, samt å utføre en jevn kontrollert start av nedsenkbar induksjonsmotor med en begrensning av russtrømmer på et gitt nivå. Dette øker påliteligheten til ESP ved å redusere de elektriske belastningene på kabelen og motorviklingen når du starter enhetene, og forbedrer også arbeidsforholdene for formasjonen når du starter brønnen. Utstyret gjør det også mulig å opprettholde et gitt dynamisk nivå i brønnen sammen med telemetri-systemet installert i ESP.

En av metodene for å kontrollere rotasjonshastigheten til ESP-rotoren er å regulere frekvensen av den elektriske strømmen som forsyner den nedsenkbare motoren.

Kontrollstasjonene til den russiske produksjonen SURS-1 og IRBI 840 er utstyrt med utstyr for å sikre denne reguleringsmetoden.

Vannbeskyttelse

For å øke effektiviteten til den nedsenkbare elmotoren veldig viktig Den har pålitelig drift av hydrobeskyttelsen, som beskytter den elektriske motoren fra å trenge inn i formasjonsvæske inn i det indre hulrommet og kompenserer for endringen i volumet av olje i motoren når den varmes opp og avkjøles, så vel som når oljen lekker gjennom upressede strukturelle elementer. Formasjonsvæsken, når den kommer inn i den elektriske motoren, reduserer isolasjonsegenskapene til oljen, trenger gjennom isolasjonen av viklingstrådene og fører til en kortslutning av viklingen. I tillegg forverres smøringen av motorens aksellager.

For tiden i fiskeriene Russland type G hydraulisk beskyttelse er utbredt

Hydroprotection type G består av to hovedmonteringsenheter: en slitebane og en kompensator.

Hovedvolumet til hydrobeskyttelsesenheten, dannet av en elastisk pose, er fylt med flytende olje. Gjennom tilbakeslagsventilen oppfatter den ytre overflaten av posen trykket fra brønnproduksjonen på dybden av nedstigningen til den nedsenkbare enheten. Således er trykket i en elastisk pose fylt med flytende olje lik nedsenkningstrykket. For å skape overtrykk i denne posen på slitebanen, er det en turbin. Flytende olje gjennom kanalsystemet under for høyt trykk kommer inn i det indre hulrommet i den elektriske motoren, noe som forhindrer penetrering av borehullsprodukter i den elektriske motoren.

Kompensatoren er designet for å kompensere for volumet av olje inne i motoren når temperaturen på den elektriske motoren endres (oppvarming og kjøling) og er en elastisk pose fylt med flytende olje og plassert i huset. Kompensatorhuset har hull som kommuniserer den ytre overflaten av posen med brønnen. Posens indre hulrom er koblet til den elektriske motoren, og det ytre til brønnen.

Når du kjøler oljen, avtar dens volum, og borehullsfluidet gjennom hullene i kompensatorlegemet kommer inn i gapet mellom posens ytre overflate og den indre veggen i kompensatorlegemet, og skaper derved betingelser for at det indre hulrom i den nedsenkbare motoren skal fylles fullstendig med olje. Ved oppvarming av oljen i den elektriske motoren øker volumet, og oljen strømmer inn i det indre hulrommet i kompensatorposen; mens borehullsfluidet fra gapet mellom posens ytre overflate og den indre overflaten av huset presses ut gjennom hullene i brønnen.

Alle huselementer på den nedsenkbare enheten er sammenkoblet av flenser med stender. Akslene til den nedsenkbare pumpen, den hydrauliske beskyttelsesenheten og den nedsenkbare motoren kobles sammen ved hjelp av splittede koblinger. Dermed er ESP-enheten et kompleks av komplekse elektriske, mekaniske og hydrauliske enheter med høy pålitelighet, som krever høyt kvalifisert personell.

Kontroller og tapp ventilene

Tilbakeslagsventilen tjener til å forhindre reversering (turbinmodus) av pumpens rotor under påvirkning av en væskesøyle i rørstrengen under stopp og for å lette omstart av pumpeenheten. Den nedsenkbare enheten stopper av mange grunner: strømbrudd i tilfelle en ulykke på kraftledningen; avstengning på grunn av bruken av beskyttelsen av SEM; avstengning under periodisk drift osv. Når den nedsenkbare enheten stoppes (strømforsynes), begynner en væskesøyle fra røret å strømme gjennom pumpen inn i brønnen, og spinner pumpeakselen (og derfor akselen til den nedsenkbare motoren) i motsatt retning.

Hvis strømforsyningen fortsetter i løpet av denne perioden, begynner PEM å rotere i retning fremover, og overvinne enorm kraft. Startstrømmen til PEM i dette øyeblikket kan overskride de tillatte grensene, og hvis beskyttelsen ikke fungerer, mislykkes motoren. Tømmeventilen er designet for å drenere væske fra rørstrengen når du løfter pumpeenheten fra brønnen. Tilbakeslagsventilen er skrudd inn i pumpehodemodulen, og avløpsventilen er skrudd inn i tilbakeslagsventilhuset. Det er tillatt å installere ventiler over pumpen, avhengig av gassinnholdsverdien ved nettet til pumpeinntaksmodulen.

I dette tilfellet bør ventilene være plassert under skjøten til hovedkabelen med skjøteledningen, da ellers vil den tverrgående dimensjonen til pumpeenheten overstige den tillatte verdien.

Tilbakeslagsventilene til pumper 5 og 5A er designet for enhver flyt, gruppe 6 - for strømning opp til 800 m 3 / dag inkludert. Strukturelt sett er de de samme og har en gjengekobling og glatt slange med en diameter på 73 mm. Tilbakeslagsventilen for pumper fra gruppe 6, designet for levering over 800 m 3 / dag, har en koblingsgjenger og rør av et glatt rør med en diameter på 89 mm.

Tømmeventiler har samme gjengekonstruksjon som tilbakeslagsventiler. I prinsippet er utluftningsventilen en hylse med et horisontalt kort bronserør (beslag) som er satt inn i sideveggen, forseglet fra den indre enden. Hullet i denne ventilen åpnes ved hjelp av en metallstang med en diameter på 35 mm og en lengde på 650 mm, ledet ut i røret fra overflaten. Stangen, som slår beslaget, bryter den av ved hakket og åpner et hull i ventilen.

Som et resultat strømmer væske inn i produksjonsstrengen. Bruk av en slik tappeventil anbefales ikke hvis installasjonen bruker en skrape for å rengjøre rørene med parafin. Når ledningen går i stykker, som skraperen kommer ned på, faller den og bryter dysen, oppstår spontan omløp av væsken inn i brønnen, noe som fører til behovet for å løfte enheten. Derfor brukes også avløpsventiler av andre typer, som aktiveres ved å øke trykket i rørene, uten å senke metallstangen.

transformers

Transformatorer er designet for å drive senkbare sentrifugalpumpeinstallasjoner fra et vekselstrømsnettverk med spenning 380 eller 6000 V med en frekvens på 50 Hz. Transformatoren øker spenningen slik at motoren ved inngangen til viklingen har en forhåndsbestemt nominell spenning. Driftsspenningen til motorene er 470-2300 V. I tillegg blir spenningsreduksjonen i en lang kabel (fra 25 til 125 V / km) tatt i betraktning.

Transformatoren består av en magnetisk krets, høyspenning (HV) og lavspent (HV) viklinger, en tank, et deksel med gjennomføringer og en ekspander med en lufttørker, en bryter. Transformatorer er laget med naturlig oljekjøling. De er designet for utendørs installasjon. På høysiden av transformatorviklingene er det 5-10 grener som gir den optimale spenningen til den elektriske motoren. Transformatorens fyllingsolje har en nedbrytningsspenning på 40 kV.

Kontrollstasjon

Kontrollstasjonen er designet for å kontrollere driften og beskyttelsen av ESP og kan operere i manuelle og automatiske modus. Stasjonen er utstyrt med nødvendige kontroll- og målesystemer, automatiske maskiner, alle slags reléer (maksimum, minimum, mellomliggende tidsreleer, etc.). I nødstilfeller blir de tilhørende beskyttelsessystemene aktivert, og installasjonen er slått av.

Kontrollstasjonen er laget i en metallboks, kan installeres utendørs, men ligger ofte i en spesiell messe.

Kabellinjer

Kabellinjer er designet for å levere strøm fra jordoverflaten (fra komplette enheter og kontrollstasjoner) til en nedsenkbar motor.

De er underlagt ganske strenge krav - små elektriske tap, små diametriske dimensjoner, gode dielektriske isolasjonsegenskaper, varmemotstand mot lave og høye temperaturerGod motstand mot dannelsesvæske og gass, etc.

Kabelledningen består av en hovedforsyningskabel (rund eller flat) og en flat forlengelseskabel koblet til den med en kabelinnføringshylse.

Tilkoblingen av hovedkabelen til forlengelseskabelen sintres begge av en integrert kobling (skjøting). Ved bruk av skjøter kan deler av hovedkabelen også kobles til for å oppnå ønsket lengde.

Kabelledningen på hovedlengden har oftest et tverrsnitt rundt eller nær trekantet.

For å redusere diameteren på den nedsenkbare enheten (kabel + sentrifugalpumpe) har den nedre delen av kabelen en flat seksjon.

Kabelen er tilgjengelig med polymerisolasjon, som legges på kabelkjernene i to lag. Tre isolerte kabelledere er koblet sammen, dekket med et beskyttende underlag under rustningen og metallrustningen. Rustningens metallbånd beskytter isolasjonen av kjernene mot mekanisk skade under lagring og drift, først og fremst under utforkjøring og løfting av utstyr.

I det siste ble pansret kabel produsert med gummiisolasjon og en beskyttende gummislange. I brønnen var gummien imidlertid mettet med gass, og da kabelen ble løftet til overflaten, rev gassen fra hverandre gummien og rustningen på kabelen. Bruken av plastkabelisolasjon har redusert denne ulempen betydelig.

I en nedsenkbar motor ender kabelledningen med en plug-in-hylse som gir en tett forbindelse til motorstatorviklingen.

Den øverste enden av kabelledningen passerer gjennom en spesiell enhet i utstyret til brønnhodet, som sikrer tettheten av ringrommet, og kobles gjennom terminalboksen til den elektriske ledningen til kontrollstasjonen eller den komplette enheten. Terminalboksen er designet for å forhindre inntrenging av oljegass fra hulrommet i kabelledningen til transformatorstasjoner, komplette enheter og skap på kontrollstasjoner.

Kabelledningen i tilstanden for transport og lagring er plassert på en spesiell trommel, som også brukes til utforkjøringer og stigninger av installasjoner i brønner, profylaktisk og reparasjonsarbeid med kabelledning.

Valget av kabellinjedesign avhenger av driftsforholdene til ESP-installasjonene, først og fremst av temperaturen på borehullsproduktene. Ofte brukes i tillegg til reservoartemperaturen den beregnede verdien for å redusere denne temperaturen på grunn av temperaturgradienten, samt øke temperaturen i miljøet og selve brønnenheten ved å varme opp en nedsenkbar elektrisk motor og en sentrifugalpumpe. Temperaturøkningen kan være ganske betydelig og utgjøre 20-30 ° C. Et annet kriterium for å velge en kabeldesign er omgivelsestemperaturen, som påvirker ytelsen og holdbarheten til isolasjonsmaterialene til kabellinjer.

Viktige faktorer som påvirker valget av kabelutforming er egenskapene til reservoarvæsken - korrosjonsaktivitet, vannskjæring, gassfaktor.

For å opprettholde kabelens integritet og dens isolasjon under utløp, er det nødvendig å feste kabelen på søylen. Tubing. I dette tilfellet er det nødvendig å bruke fikseringsinnretninger nær delen av kolonnediameterendringen, dvs. nær koblingen eller gjenget passform. Ved montering av kabelen må det sikres at kabelen sitter tett mot rørene, og hvis en flat kabel brukes, må det sikres at kabelen ikke er vridd.

De enkleste enhetene for å feste kabler til rør og slange på ESP-enheten er metallbelter med spenner eller klemmer.

Forlengerkabelen er festet til de nedsenkbare monteringsenhetene (nedsenkbar pumpe, slitebane og motor) på de stedene som er angitt i håndbøkene for denne typen utstyr; forlengelseskabelen og hovedkabelen til røret er festet på begge sider av hver rørhylse i en avstand på 200-250 mm fra de øvre og nedre ender av hylsen

Drift av ESP-enheter i avvikede og buede brønner krevde opprettelse av enheter for å sikre kabler og beskytte dem mot mekanisk skade.

Det russiske selskapet ZAO Izhspetstekhnologiya (Izhevsk) har utviklet og produsert beskyttelsesinnretninger (minneenheter), bestående av et kabinett og mekaniske låser (fig. 6.9).

Denne enheten er installert på rørkoblingen og har følgende tekniske funksjoner:

Tilbyr en enkel og pålitelig fiksering (aksial og radial) på røret;

Holder og beskytter kabelen pålitelig, også i nødsituasjoner;

Den har ikke sammenleggbare elementer (skruer, muttere, stiftbolter osv.), Som utelukker at de kommer inn i brønnen under installasjon og utløp;

Forutsetter gjenbruk;

Installasjon av enheten krever ikke benkefesteverktøy.

Blant de ledende selskapene i verden har mest erfaring innen utvikling, produksjon og drift verneutstyr for kabler har et selskap Lasalle (Skottland) (fig. 6.10).

De støpte beskyttelseshullene i Lasalle utmerker seg med følgende egenskaper:

Hastighet og enkel installasjon;

Egnethet for bruk i miljø med høy svovel;

Fraværet av løse elementer som kan falle i brønnen;

Gjenbrukbare.

Lasalle tilbyr beskyttere for å beskytte hovedkabelen (flat og rund) og forlengelseskabel i seksjoner av rørstrengen, installasjon nedsenkbar enhet, sjekke og tappeventiler.

Utnevnelse og tekniske data for ESP.

Nedsenkbare sentrifugalpumpeenheter er designet for pumping fra oljebrønner, inkludert skrå formasjonsvæsker som inneholder olje, vann og gass, og mekaniske urenheter. Avhengig av antall forskjellige komponenter som er inneholdt i pumpevæsken, er pumpene til plantene av vanlig design og har økt korrosjon og slitestyrke. Under drift av ESP, hvor konsentrasjonen av mekaniske urenheter i den pumpede væsken overstiger den tillatte 0,1 gram / liter, blir pumpene tilstoppet, og intensiv slitasje av arbeidsenhetene oppstår. Som et resultat intensiveres vibrasjonen, vann kommer inn i SEM gjennom endetetningene, motoren overopphetes, noe som fører til feil i ESP.

Symbol for installasjoner:

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

Hvor U - installasjon, 2 - sekunders modifisering, E - drevet av en senkbar elektrisk motor, C - sentrifugal, H - pumpe, K - økt korrosjonsmotstand, Og - økt slitestyrke, M - modulær design, 6 - grupper av pumper, 180, 350 - mat m \\ dag, 1200, 1100 - trykk, m.v.

Avhengig av diameteren på produksjonsstrengen, brukes den maksimale tverrmål av den nedsenkbare enheten, ESP-er fra forskjellige grupper - 5.5 og 6. Installasjon av gruppe 5 med en tverrgående diameter på minst 121.7 mm. Gruppe 5 a installasjoner med en tverrgående dimensjon på 124 mm - i brønner med en innvendig diameter på minst 148,3 mm. Pumper er også delt inn i tre betingede grupper - 5,5 a, 6. Diameterene til husene i gruppe 5 er 92 mm, gruppene 5 a - 103 mm, gruppene 6 - 114 mm. Tekniske egenskaper for pumper av type ЭЦНМ og ЭЦНМК er gitt i vedlegg 1.

Sammensetning og fullstendighet av ESP

ESP-enheten består av en nedsenkbar pumpeenhet (en elektrisk motor med hydraulisk beskyttelse og en pumpe), en kabelledning (en rund flat kabel med en kabelinnføringshylse), en rørstreng, brønnhodeutstyr og jordbasert elektrisk utstyr: en transformator og en kontrollstasjon (komplett enhet) (se figur 1.1 .). En transformatorstasjon konverterer spenningen til feltnettet til en optimal verdi ved terminalene til den elektriske motoren, med hensyn til spenningstapene i kabelen. Kontrollstasjonen gir kontroll over driften av pumpeenheter og beskyttelse under optimale forhold.

Nedsenkbar pumpeenhet, bestående av en pumpe og en elektrisk motor med hydraulisk beskyttelse og en kompensator, senkes ned i brønnen ved hjelp av rør. Kabelledningen gir strøm til den elektriske motoren. Kabelen er festet til slangen, metallhjul. Kabelen er flat langs lengden av pumpen og slitebanen, festet til dem av metallhjul og beskyttet mot skader av deksler og klemmer. Over pumpeseksjonene er tilbakeslagsventiler og avløpsventiler installert. Pumpen pumper ut væske fra brønnen og leverer den til overflaten gjennom rørstrengen (se figur 1.2.)

Brønnhodeutstyret gir fjæring på rørets foringsflens med en elektrisk pumpe og kabel, forsegling av rør og kabler, samt drenering av produsert væske i utløpsledningen.

Den nedsenkbare pumpen, sentrifugal, snitt, flersteg skiller seg ikke i prinsippet fra konvensjonelle sentrifugalpumper.

Forskjellen er at det er snitt, flertrinn, med en liten diameter på arbeidstrinnene - løpehjul og styreskovler. Nedsenkbare pumper som er tilgjengelige for oljeindustrien inneholder fra 1300 til 415 stadier.

Pumpeseksjonene forbundet med flensforbindelser representerer et metallhus. Laget av stålrør 5500 mm lang. Pumpens lengde bestemmes av antall arbeidstrinn, hvorav antall blir bestemt av hovedparametrene til pumpen. - fôring og trykk. Tilførsel og trykk på trinnene avhenger av tverrsnitt og utformingen av strømningsdelen (bladene), så vel som hastigheten. En pakke med trinn som representerer en samling av løpehjul og styreskovler på akselen er satt inn i pumpeseksjonshuset.

Impeller er montert på akselen på en nøkkel i retningsbestemt passform og kan bevege seg aksialt. Styreanordningene er sikret mot rotasjon i nippelhuset som ligger i den øvre delen av pumpen. Nedenfra er pumpebasen med skruehull og et filter skrudd inn i huset gjennom hvilket fluid fra brønnen kommer inn i pumpens første trinn.

Den øverste enden av pumpeakselen roterer i pakkebokslagrene og ender med en spesiell hæl, som mottar belastningen på akselen og dens vekt gjennom fjærringen. Radialkrefter i pumpen blir absorbert av glatte lagre installert i bunnen av brystvorten og på pumpeakselen.

På toppen av pumpen er et fiskehode der det er installert en tilbakeslagsventil og som røret er festet til.

Nedsenkbar elektrisk motor, trefaset, asynkron, oljefylt med ekorn-burrotor i vanlig versjon og korrosjonsresistente versjoner av PEDU (TU 16-652-029-86). Klimamodifisering - B, plasseringskategori - 5 i henhold til GOST 15150 - 69. I bunnen av den elektriske motoren er det en ventil for å pumpe olje og tømme den, samt et filter for rengjøring av olje fra mekaniske urenheter.

Vannmotstand PED består av en slitebane og kompensator. Den er designet for å beskytte den indre kaviteten i den elektriske motoren mot inntrenging av formasjonsvæske, samt for å kompensere for temperaturendringer i oljevolum og forbruk. (se figur 1.3.)

Slitebanen er to-kammer, med en gummimembran og mekaniske akseltetninger, en kompensator med en gummimembran.

Tre-kjerne kabel med polyetylenisolering, pansret. Kabellinje d.v.s. en kabel viklet på en trommel, til bunnen av hvilken en skjøteledning er festet - en flat kabel med kabelinnføringshylse. Hver kabelkjerne har et isolasjonslag og et kappe, puter laget av gummiert stoff og rustning. Tre isolerte ledere av en flat kabel er lagt parallelt på rad, og sirkulære ledninger er vridd langs en spiralformet linje. Kabelenheten har en samlet rund kabelgjennomføringshylse K 38, K 46. I metallhuset er koblingene hermetisk tettet med en gummipakning, og ferrules er festet til de ledende ledningene.

Utformingen av UETSNK-, UETSNM-enhetene med en pumpe som har en aksel og trinn laget av korrosjonsbestandige materialer, og UETSNI med en pumpe som har plastimpeller og gummimetallager er lik designen til UETsN-enhetene.

Med en stor gassfaktor brukes pumpemoduler - gassutskillere, designet for å redusere volumetrisk innhold av fri gass ved pumpeinntaket. Gassutskillere tilsvarer produktgruppe 5, type 1 (fornybar) i henhold til RD 50-650-87, klimamodifisering - B, plasseringskategori - 5 i henhold til GOST 15150-69.

Moduler kan leveres i to henrettelser:

Gassutskillere: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1MNG6 - konvensjonell design;

Gassutskillere 1 MNGK5, MNG5a - høy korrosjonsmotstand.

Pumpemoduler er installert mellom inngangsmodulen og moduldelen av den nedsenkbare pumpen.

Senkbar pumpe, elektrisk motor og hydraulisk beskyttelse kobles sammen av flenser og stender. Akslene til pumpen, motoren og slitebanen har splines i endene og er forbundet med splittede koblinger.

Komponentheiser og utstyr til ESP-installasjoner er gitt i vedlegg 2.

PED tekniske spesifikasjoner

Drevet av nedsenkbare sentrifugalpumper er en spesiell oljefylt nedsenkbar asynkron elektrisk motor med trefase vekselstrøm med en ekorn-burrotor av vertikal utforming, type PEM. Elektriske motorer har kroppsdiametre på 103, 117, 123, 130, 138 mm. Siden elektromotorens diameter er begrenset, har motoren med høy effekt en lang lengde, og i noen tilfeller snitt. Siden den elektriske motoren er nedsenket i en væske og ofte under høyt hydrostatisk trykk, er hovedbetingelsen for pålitelig drift dens tetthet (se figur 1.3).

PEM er fylt med spesiell olje med høy dielektrisk styrke med lav viskositet, som tjener både til kjøling og til smøring av deler.

Nedsenkbar motor består av en stator, rotor, hode, sokkel. Statorhuset er laget av et stålrør, i endene som en gjeng er anordnet for å forbinde motorens hode og sokkel. Statormagnetkretsen er satt sammen fra aktive og ikke-magnetiske belastede bevegelser med spor som viklingen befinner seg. Statorviklingen kan være enlags, dvelende, hjul eller to-lags, stang, sløyfe. Svingete faser er koblet sammen.

Den aktive delen av magnetkretsen sammen med viklingen skaper et roterende magnetfelt i de elektriske motorene, og den ikke-magnetiske delen fungerer som understøtter for mellomlagrene til rotoren. Endene av statorviklingene er loddet til ledende ender laget av strandet kobbertråd med isolasjon, med høy elektrisk og mekanisk styrke. Stubhylser er loddet til endene, inn i kabelenderne. Utgangsendene til viklingen kobles til kabelen gjennom en spesiell stiftblokk (hylse) på kabelinngangen. Motorstrømledningen kan være av knivtype. Motorens rotor er kortsluttet, flersnitt. Den består av en sjakt, kjerner (rotorpakker), radiale lagre (glidelagre). Rotorakselen er laget av hul kalibrert stål, kjernene av elektrisk stålplate. Kjernene er slått på akselen, vekslende med radiale lagre, og er koblet til akselen med dybler. Stram kjernesettet på akselen aksialt med muttere eller et løpehjul. Turbinen brukes til tvungen sirkulasjon av olje for å utjevne temperaturen på motoren langs statorens lengde. For å sikre sirkulasjon av olje på fordypningsoverflaten til magnetkretsen er det langsgående spor. Oljen sirkuleres gjennom disse sporene, filteret i bunnen av motoren, der den blir renset, og gjennom hullet i akselen. I motorhodet er hælen og peiling. Underdelen i den nedre delen av motoren brukes til å plassere filteret, omløpsventilen og ventilen for å pumpe olje inn i motoren. Seksjonell elektrisk motor består av øvre og nedre seksjoner. Hver seksjon har de samme grunnenhetene. Tekniske egenskaper for SEM er gitt i vedlegg 3.

Grunnleggende kabelspesifikasjoner

Elektrisitet tilføres den elektriske motoren til den nedsenkbare pumpeinstallasjonen via en kabellinje bestående av en strømkabel og en kabelinngangskobling for kobling med den elektriske motoren.

Avhengig av formålet, kan kabelledningen omfatte:

KPPK- eller KPPBPS-kvalitetskabel - som hovedkabel.

KPBP merkekabel (flat)

Kabelinnføringshylse rund eller flat.

KPBK-kabelen består av kobberkabler med en tråd eller flertråd, isolert i to lag med høy styrke polyetylen og vridd sammen, i tillegg til puter og panser.

Kabler til merkevarene KPBP og KPPBPS i en felles slangehylse består av entrådede kobber- og flertrådskjerner isolert med polyetylen med høy tetthet og lagt i ett plan, samt en felles slangehylse, pute og rustning.

KPPBPS-merkekabler med separat hengslede kjerner består av en- og multetrådkjerner av kobber isolert i to lag høytrykkspolyetylen og lagt i ett plan.

KPBK merkekabel har:

Driftsspenning V - 3300

KPBP merkekabel har:

Driftsspenning, V - 2500

Tillatt reservoarvæsketrykk, MPa - 19.6

Tillatt gassfaktor, m / t - 180

Kabelmerket KPBK og KPBP har tillatte temperaturer miljø fra 60 til 45 C luft, 90 C - reservoarvæske.

Kabelledningstemperaturer er gitt i vedlegg 4.

1.2 En kort gjennomgang av innenlandske ordninger og installasjoner.

Nedsenkbare sentrifugalpumpeenheter er designet for å pumpe oljebrønner, inkludert avvikede, formasjonsvæske som inneholder olje og gass, og mekaniske urenheter.

Installasjoner er tilgjengelige i to typer - modulære og ikke-modulære; tre henrettelser: vanlig, korrosjonsbestandig og økt slitestyrke. Det pumpede mediet for innenlandske pumper skal ha følgende indikatorer:

· Reservoir wildness - en blanding av olje, assosiert vann og oljegass;

· Maksimal kinematisk viskositet av reservoarfluidet 1 mm \\ s;

· PH av assosiert vann pH 6,0-8,3;

· Maksimalt vanninnhold er 99%;

· Gratis gass ved inntak på opptil 25%, for installasjoner med moduler - separatorer opptil 55%;

· Maksimal temperatur på utvinnede produkter opp til 90С.

Avhengig av de tverrgående dimensjonene til de nedsenkbare elektriske sentrifugalpumper, elektriske motorer og kabellinjer som er brukt i installasjonssettet, er enhetene konvensjonelt delt i 2 grupper 5 og 5 a. Med foringsdiametre 121,7 mm; 130 mm; Henholdsvis 144,3 mm.

UEC-installasjonen består av en nedsenkbar pumpeenhet, kabelenhet, bakkebasert elektrisk utstyr - en transformatorstasjon. Pumpeenheten består av en senkbar sentrifugalpumpe og en motor med hydraulisk beskyttelse, ned i brønnen på rørstrengen. Senkbar pumpe, trefaset, asynkron, oljefylt med en rotor.

Vannbeskyttelse består av en slitebane og kompensator. Tre-kjerne kabel med polyetylenisolering, pansret.

Senkbar pumpe, elektrisk motor og hydraulisk beskyttelse kobles sammen av flenser og stender. Akselene til pumpen, motoren og slitebanen har splines i endene og er forbundet med splittede koblinger.

1.2.2. Nedsenkbar sentrifugalpumpe.

Den nedsenkbare sentrifugalpumpen skiller seg i prinsippet ikke fra konvensjonelle sentrifugalpumper som brukes til å pumpe væsker. Forskjellen er at det er flersnitt med en liten diameter på arbeidstrinnene - løpehjul og styreskovler. Impellerne og styreskovlene til konvensjonelle pumper er laget av modifisert grått støpejern, korrosjonsresistente pumper er laget av Niresist støpejern, og slitesterke hjul er laget av polyamidharpikser.

Pumpen består av seksjoner, hvor antall avhenger av hovedparametrene til pumpen - trykk, men ikke mer enn fire. Seksjonslengde opp til 5500 meter. I modulære pumper består den av en inngangsmodul, en modul - seksjon. Modul - hoder, sjekk og avløpsventiler. Forbindelse mellom modulene og inngangsmodulen med motoren - flensforbindelsen (unntatt inngangsmodulen, motoren eller separatoren) er forseglet med gummimuffer. Tilkoblingen av akslene til modulseksjonene til hverandre, moduldelen med akselen til inngangsmodulen, akselen til inngangsmodulen med akselen til den hydrauliske beskyttelsen av motoren, utføres med splittede koblinger. Akslene til moduldelene i alle grupper av pumper med samme kroppslengde er samlet i lengden.

Moduldelen består av et hus, en sjakt, en pakke med trinn (løpehjul og styreskovler), øvre og nedre lagre, en øvre aksial støtte, et hode, en sokkel, to ribber og gummiringer. Ribbene er designet for å beskytte den flate kabelen med hylsen mot mekanisk skade.

Inngangsmodulen består av en sokkel med hull for passering av formasjonsvæske, bæreforinger og et nett, en aksel med beskyttende hylser og en spline-kobling designet for å forbinde modulakselen med den hydrauliske beskyttelsesakselen.

Hodemodulen består av et hus, på den ene siden er det en innvendig konisk gjenge for tilkobling av en tilbakeslagsventil, og på den annen side en flens for tilkobling til moduldelen, to ribber og en gummiring.

På toppen av pumpen er det et fiskehode.

Innenlandsk industri produserer pumper med fôr (m / dag):

Modulær - 50,80,125.200,160,250,400,500,320,800,1000,1250.

Ikke-modulbasert - 40,80,130,160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Følgende trykk (m) er 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1300.

1.2.3. Nedsenkbare motorer

Nedsenkbare motorer består av en elektrisk motor og hydraulisk beskyttelse.

Trefasede motorer, asynkron, ekorn-bur, bipolar, nedsenkbar, enhetlig serie. PED i normale og korrosive versjoner, klimaversjon B, plasseringskategori 5, opererer fra et vekselstrømnett med en frekvens på 50 Hz og brukes som en stasjon for nedsenkbare sentrifugalpumper.

Motorene er designet for å arbeide i et reservoarvæskemiljø (en blanding av olje og tilhørende vann i alle størrelsesforhold) med en temperatur på opptil 110 C som inneholder:

· Faststoffer ikke mer enn 0,5 g / l;

· Gratis gass ikke mer enn 50%;

· Hydrogensulfid for normalt, ikke mer enn 0,01 g / l, korrosjonsbestandig opp til 1,25 g / l;

Vannbeskyttende trykk i motorens driftssone er ikke mer enn 20 MPa. Elektriske motorer er fylt med olje med en nedbrytningsspenning på minst 30 kV. Den maksimale tillatte temperaturen på lang sikt for statorvikling av en elektrisk motor (for en motor med en husdiameter på 103 mm) er 170 C, for de gjenværende elektriske motorene 160 C.

Motoren består av en eller flere elektriske motorer (øvre, midtre og nedre, kraft fra 63 til 630 kW) og en slitebane. Den elektriske motoren består av en stator, en rotor, et hode med strømledning, et hus.

1.2.4. Hydraulisk motorvern.

Hydrobeskyttelse er designet for å forhindre penetrering av formasjonsvæske i det indre hulrommet i den elektriske motoren, for å kompensere for volumet av olje i det indre hulrommet fra temperaturen til den elektriske motoren, og for å overføre dreiemoment fra den elektriske motorakselen til pumpeakselen. Det er flere alternativer for hydraulisk beskyttelse: P, PD, G.

Vannbeskyttelse produseres i konvensjonelle og korrosjonsresistente versjoner. Hovedtypen hydrobeskyttelse for plukking av PEM vedtatt åpen type hydrobeskyttelse. Hydrobeskyttelse av en åpen type krever bruk av en spesiell barrierevæske med en tetthet på opptil 21 g / cm, som har fysiske og kjemiske egenskaper med et reservoarvæske og olje.

Vannbeskyttelse består av to kamre som er kommunisert av et rør. Endringen i volumet av væske dielektrisk i motoren blir kompensert av overløpet av barrierefluid fra et kammer til et annet. I vannbeskyttelse lukket type gummimembraner brukes. Deres elastisitet kompenserer for endringen i oljevolum.

24. Tilstand for tuting av brønner, bestemmelse av energi og spesifikk gasstrømningshastighet under drift av en gass-væske-heis.

Vel strømningsforhold.

Brønnstrømning oppstår hvis trykkfallet mellom reservoaret og bunnhullet er tilstrekkelig til å overvinne mottrykket til væskesøylen og friksjonstrykkstapet, dvs. strømningen skjer under påvirkning av det hydrostatiske trykket til væsken eller energien fra den ekspanderende gass. De fleste brønner søl på grunn av gassenergi og hydrostatisk trykk på samme tid.

Gassen i olje har en løftekraft som manifesterer seg i form av trykk på oljen. Jo mer gass som er oppløst i oljen, desto lavere blir blandingens tetthet og jo høyere væskenivå stiger. Etter å ha nådd munnen, strømmer væsken over, og brønnen begynner å svøpe. Den generelle forutsetningen for drift av en eventuell gushing-brønn vil være følgende grunnleggende likhet:

Pc \u003d Pr + Ptr + Ru; Hvor

Pc er trykket i bunnen, RG, Rtr og Ru er det hydrostatiske trykket til væskesøylen i brønnen, beregnet vertikalt, henholdsvis friksjonstapet i røret og mottrykket ved munnen.

Det er to typer flytende brønner:

· Gushing av en væske som ikke inneholder gassbobler - artesisk gushing.

· Skylling av en væske som inneholder gassbobler, noe som letter gushing - den vanligste måten å skyte på.