Oznaka UETsn domaće proizvodnje. Instalacije potopnih centrifugalnih pumpi (SCP) ESP okna

Najčešće korištena praksa ugradnje su električne centrifugalne pumpe.

Instalacije potopne centrifugalne pumpe namijenjene su za ispumpavanje

ESP uključuje: nadzemnu i podzemnu opremu.

Podzemna oprema uključuje: - montažu elektrocentrifugalnog uređaja; - stupac cijevi za pumpanje i kabel.

Površinska oprema se sastoji od opreme za ušće bušotine, upravljačke stanice i transformatora.

Riža. 1. 1 – motor; 2 – kabel; 3 – zaštita od voda; 4 – ESP pumpa 5.6 – povratni i odvodni ventili; 7 – oprema ušća bušotine; 8 – autotransformator; 9 – upravljačka stanica; 10 – cijev; 11 – usisni modul.

Princip rada: Električna centrifugalna jedinica spušta se u bušotinu na cijevi. Sastoji se od tri glavna dijela smještena na jednoj okomitoj osovini: višestupanjske centrifugalne pumpe, elektromotora (SEM) i zaštitnika koji štiti elektromotor od prodiranja tekućine i osigurava dugotrajno podmazivanje pumpe i motora. Struja za napajanje elektromotora dovodi se preko trožilnog plosnatog kabela koji se spušta zajedno s nizom cijevi i na njih pričvršćuje tankim željeznim stezaljkama (remenima).

Transformator je dizajniran da kompenzira pad napona u kabelu koji dovodi struju do motora. Pomoću upravljačke stanice provodi se ručno upravljanje motorom, automatsko isključivanje jedinice kada se prekine dovod tekućine, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i isključivanje jedinice u slučaju kratkog spoja. Tijekom rada jedinice, pumpa centrifugalne struje usisava tekućinu kroz filtar ugrađen na ulazu pumpe i tjera je kroz cijevi pumpe na površinu. Ovisno o pritisku, tj. visine dizanja tekućine koriste se pumpe s različitim brojem stupnjeva.

28. Ostale vrste pumpi bez poluge

Vijčana pumpa – potopna pumpa pogonjena elektromotorom; Tekućina u pumpi se kreće zbog rotacije rotora-vijka. Pumpe ove vrste posebno su učinkovite pri vađenju ulja visoke viskoznosti iz bušotina.

Hidroklip pumpa je potopna crpka koju pogoni protok tekućine koju crpna jedinica dovodi u bušotinu s površine. U ovom slučaju u bušotinu se spuštaju dva reda koncentričnih cijevi promjera 63 i 102 mm. Crpka se spušta u bunar unutar cijevi promjera 63 mm i pritiska tekućinom na sjedište koje se nalazi na kraju ove cijevi. Tekućina koja dolazi s površine pokreće klip motora, a s njim i klip pumpe. Klip pumpe pumpa tekućinu iz bušotine i zajedno s radnom tekućinom isporučuje je kroz međucijevni prostor na površinu.

Membranska pumpa - pumpa volumetrijskog tipa, u kojoj se promjena volumena komore pumpe događa zbog deformacije jednog od njegovih zidova, izrađenih u obliku elastične ploče - dijafragme. Zbog činjenice da su pokretni dijelovi pogonskog mehanizma D. n. nemaju kontakt s dizanim medijem, D. br. također se koristi za ispumpavanje tekućina onečišćenih abrazivnim mehaničkim tvarima. nečistoće. Dijafragme su izrađene od gume (uključujući ojačanu gumu) i drugih elastičnih materijala, kao i nehrđajućih legura. Imaju oblik (uglavnom) valovite ploče ili mijeha.

Potopne centrifugalne pumpe dizajniran za ispumpavanje

naftne bušotine, uključujući nagnute formacijske fluide koji sadrže

ulja, vode i plina te mehaničkih nečistoća. Ovisno o količini

razne komponente sadržane u dizanoj tekućini, pumpe

Instalacije su standardne izvedbe i povećane otpornosti na koroziju i habanje.

Zemaljska oprema uključuje upravljačku stanicu, autotransformator, bubanj s električnim kabelom i opremu za ušće bušotine.

Električna oprema, ovisno o strujnom krugu napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku stanicu za potopne pumpe(KPPPN), odnosno trafostanica (TS), upravljačka stanica i transformator.

Električna energija iz transformatora (ili iz KTPPN) u potopni elektromotor dovodi se preko kabelska linija, koji se sastoji od uzemnog strujnog kabela i glavnog kabela s produžnim kabelom. Spajanje kabela za uzemljenje na glavni kabel kabelske linije provodi se u priključnoj kutiji koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od ušća bušotine.

Mjesto za postavljanje prizemne električne opreme zaštićeno je od poplava tijekom poplavnih razdoblja, a zimi očišćeno od snijega i mora imati ulaze koji omogućuju slobodnu montažu i demontažu opreme. Odgovornost za ispravnost gradilišta i ulaza u njih snosi CDNG.

Kontrolna stanica

Pomoću upravljačke stanice provodi se ručno upravljanje motorom, automatsko isključivanje jedinice kada se prekine dovod tekućine, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i isključivanje jedinice u slučaju kratkog spoja. Tijekom rada jedinice, pumpa centrifugalne struje usisava tekućinu kroz filtar ugrađen na ulazu pumpe i tjera je kroz cijevi pumpe na površinu. Ovisno o pritisku, tj. visine dizanja tekućine koriste se pumpe s različitim brojem stupnjeva. Povratni ventil i odvodni ventil ugrađeni su iznad pumpe. Nepovratni ventil služi za održavanje cijevi, što olakšava pokretanje motora i kontrolu njegovog rada nakon pokretanja. Tijekom rada provjeriti ventil unutra je otvorena pozicija pod pritiskom odozdo. Odvodni ventil je ugrađen iznad povratnog ventila, a služi za ispuštanje tekućine iz cijevi prilikom podizanja na površinu.

Autotransformator

Za povećanje napona od 380 (poljska mreža) do 400-2000 V koristi se transformator (autotransformator).

Transformatori su hlađeni uljem. Namijenjeni su za vanjsku upotrebu. Na visokoj strani namota transformatora napravljeno je pedeset odvojaka za napajanje elektromotora optimalnim naponom, ovisno o duljini kabela, opterećenju motora i mrežnom naponu.

Preklopne slavine se izvode s potpuno isključenim transformatorom.

Transformator se sastoji od magnetske jezgre, namota visokog i niskog napona, spremnika, poklopca s ulazima i ekspandera sa sušačem zraka.

Spremnik transformatora je napunjen transformatorskim uljem probojnog napona najmanje 40 kW.

Na transformatorima snage 100 - 200 kW ugrađen je termosifonski filter za čišćenje transformatorskog ulja od produkata starenja.

Montira se na poklopac spremnika:

HV pogon odvodnog prekidača namota (jedan ili dva);

Živin termometar za mjerenje temperature gornje slojeve ulja;

Uklonjive VN i NN čahure, omogućujući zamjenu izolatora bez podizanja uklonjivog dijela;

Konzervator s indikatorom razine ulja i sušačem zraka;

Metalna kutija za zaštitu ulaza od prašine i vlage.

Sušač zraka s uljnom brtvom dizajniran je za uklanjanje vlage i čišćenje industrijskih kontaminanata iz zraka koji ulazi u transformator tijekom temperaturnih fluktuacija u razini ulja

Priključci za ušće bunara

Priključci na ušću bušotine dizajnirani su za preusmjeravanje proizvodnje od bušotine do protoka i brtvljenje međucijevnih prostora.

Armatura ušća bušotine pripremljene za lansiranje ESP-a opremljena je mjeračima tlaka, nepovratnim ventilom na cjevovodu koji povezuje prstenasti prostor s ispustom, prigušnom komorom (ako je tehnološki izvedivo) i cijevi za ispitivanje. Odgovornost za provedbu ove točke snosi CDNG.

Armatura ušća bušotine, osim funkcija koje obavljaju u svim metodama proizvodnje, mora osigurati nepropusnost klipne polirane šipke koja se u njoj kreće. Potonji je mehanička veza između stupa šipke i glave SK balansera.

Priključci na ušću bušotine, razdjelnici i protočni vodovi složenih konfiguracija kompliciraju hidrodinamiku protoka. Uzbunarska oprema koja se nalazi na površini je relativno dostupna i može se relativno lako očistiti od naslaga, uglavnom termičkim metodama.

Priključci ušća bušotina kroz koje se voda pumpa u formaciju podvrgavaju se hidrauličko ispitivanje na način utvrđen za fontansku opremu.

Podzemna oprema ESP

Podzemna oprema uključuje cijevi, crpnu jedinicu i eklektičan oklopni kabel.

Centrifugalne pumpe za pumpanje tekućine iz bušotine ne razlikuju se bitno od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tekućina na površini zemlje. Međutim, male radijalne dimenzije zbog promjera kućišta u koje se spuštaju centrifugalne crpke, praktički neograničene aksijalne dimenzije, potreba za svladavanjem visokih tlakova i rad crpke u potopljenom stanju doveli su do stvaranja centrifugalnih crpki. jedinice specifičnog dizajna. Izvana se ne razlikuju od cijevi, ali unutarnja šupljina takve cijevi sadrži veliki broj složeni dijelovi, zahtijevaju naprednu tehnologiju proizvodnje.

Potopne centrifugalne električne pumpe (PTsEN) su višestupanjske centrifugalne pumpe s brojem stupnjeva u jednom bloku do 120, pogonjene potopnim elektromotorom. poseban dizajn(PED). Elektromotor se napaja s površine električnom energijom koja se dovodi preko kabela iz pojačanog autotransformatora ili transformatora preko kontrolne stanice u kojoj su koncentrirani svi instrumenti i automatizacija. PTsEN se spušta u bušotinu ispod izračunate dinamičke razine, obično 150 - 300 m. Tekućina se dovodi kroz cijevi, do vani na koji je električni kabel pričvršćen posebnim remenima. U crpnom agregatu, između same crpke i elektromotora, postoji međukarika koja se naziva protektor ili hidraulička zaštita. Instalacija PCEN (slika 3) uključuje uljni elektromotor SEM 1; karika hidrauličke zaštite ili zaštitnik 2; prihvatna rešetka pumpe za skupljanje tekućine 3; višestupanjska centrifugalna pumpa PCEN 4; NKT 5; oklopni trožilni električni kabel 6; pojasevi za pričvršćivanje kabela na cijevi 7; armatura ušća bušotine 8; bubanj za namatanje kabela tijekom operacija dizanja i skladištenje određene količine kabela 9; transformator ili autotransformator 10; upravljačka stanica s automatizacijom 11 i kompenzatorom 12.

Crpka, zaštitnik i motor su zasebne jedinice spojene vijčanim vijcima. Krajevi osovina imaju klinaste spojeve, koji se spajaju prilikom sastavljanja cijele instalacije. Ako je potrebno podići tekućinu iz velike dubine Dijelovi PTsEN međusobno su povezani tako da ukupni broj stupnjeva doseže 400. Tekućina koju crpka usisava sekvencijalno prolazi kroz sve stupnjeve i napušta crpku s tlakom jednakim vanjskom hidrauličkom otporu.

Slika 3 - Opći dijagram opreme bušotine s ugradnjom potopne centrifugalne pumpe

UPTsEN se odlikuju niskom potrošnjom metala, širokim rasponom radnih karakteristika, kako u pogledu tlaka tako i protoka, prilično visokom učinkovitošću, sposobnošću ispumpavanja velikih količina tekućine i dugim razdobljem obrtaja. Treba podsjetiti da je prosječna opskrba tekućinom u Rusiji za jedan UPTsEN 114,7 t/dan, a za USHSN - 14,1 t/dan.

Sve pumpe su podijeljene u dvije glavne skupine; konvencionalni dizajn otporan na habanje. Ogromna većina postojećih pumpi (oko 95%) je konvencionalnog dizajna.

Pumpe otporne na habanje dizajnirane su za rad u bušotinama čija proizvodnja sadrži malu količinu pijeska i drugih mehaničkih nečistoća (do 1% težine). Prema poprečnim dimenzijama, sve crpke su podijeljene u 3 uvjetne skupine: 5; 5A i 6, što znači nazivni promjer kućišta, u inčima, u koje se pumpa može uvesti.

Grupa 5 ima vanjski promjer kućišta 92 mm, grupa 5A - 103 mm i grupa b - 114 mm. Brzina vrtnje osovine pumpe odgovara frekvenciji izmjenične struje u električnoj mreži. U Rusiji je ta frekvencija 50 Hz, što daje sinkronu brzinu (za dvopolni stroj) od 3000 min-1. Kod PCEN sadrži njihove glavne nominalne parametre, kao što su protok i tlak kada rade u optimalnom načinu rada. Na primjer, ESP5-40-950 označava centrifugalnu električnu pumpu grupe 5 s protokom od 40 m3/dan (po vodi) i visinom od 950 m. ESP5A-360-600 označava pumpu grupe 5A s protokom od 360 m3/dan i pad od 600 m.

Slika 4 - Tipične karakteristike potopne centrifugalne pumpe

Šifra za pumpe otporne na habanje sadrži slovo I, što znači otpornost na habanje. U njima impeleri nisu izrađeni od metala, već od poliamidne smole (P-68). U kućište crpke, otprilike svakih 20 stupnjeva, ugrađeni su srednji gumeno-metalni ležajevi za centriranje osovine, zbog čega crpka otporna na habanje ima manje stupnjeva, a time i tlak.

Krajnji nosači impelera nisu od lijevanog željeza, već u obliku prešanih prstenova od kaljenog čelika 40X. Umjesto podložaka od tekstolita, između impelera i vodećih lopatica koriste se podloške od gume otporne na ulje.

Sve vrste crpki imaju radnu karakteristiku putovnice u obliku krivulja ovisnosti N(Q) (tlak, protok), z(Q) (učinkovitost, protok), N(Q) (potrošnja energije, protok). Obično su ove ovisnosti dane u rasponu radnih protoka ili u nešto većem intervalu (Sl. 11.2).

Svaka centrifugalna crpka, uključujući PCEN, može raditi sa zatvorenim ispusnim ventilom (točka A: Q = 0; H = Hmax) i bez protutlaka na ispusnom vodu (točka B: Q = Qmax; H = 0). Kako je korisni rad crpke proporcionalan umnošku dovoda i tlaka, tada će za ova dva krajnja načina rada crpke korisni rad biti jednak nuli, a samim time i učinkovitost jednaka nuli. Pri određenom omjeru (Q i H, određenom minimalnim unutarnjim gubicima crpke, učinkovitost dostiže maksimalna vrijednost, jednako približno 0,5 - 0,6. Tipično, crpke s malim protokom i malim promjerom rotora, kao i s velikim brojem stupnjeva, imaju smanjenu učinkovitost.Protok i tlak koji odgovaraju maksimalnoj učinkovitosti nazivaju se optimalnim načinom rada crpke. Ovisnost z(Q) u blizini svog maksimuma glatko se smanjuje, tako da je rad PTsEN sasvim prihvatljiv u uvjetima koji se razlikuju od optimalnih u bilo kojem smjeru za određeni iznos. Granice ovih odstupanja ovisit će o specifičnim karakteristikama PTsEN i moraju odgovarati razumnom smanjenju učinkovitosti crpke (za 3 - 5%). To određuje čitav niz mogućih načina rada PTsEN-a, koji se naziva preporučeno područje (vidi sl. 11.2, šrafura).

Odabir pumpe za bušotine u biti se svodi na odabir PCEN standardne veličine tako da, kada se spusti u bušotinu, radi pod optimalnim ili preporučenim uvjetima pri pumpanju zadane brzine protoka bušotine sa zadane dubine.

Pumpe koje se trenutno proizvode dizajnirane su za nazivne protoke od 40 (ETSN5-40-950) do 500 m3/dan (ETSN6-500-750) i tlakove od 450 m (ETSN6-500-450) do 1500 m (ETSN6-100- 1500). Osim toga, tu su i pumpe posebne namjene, na primjer, za pumpanje vode u formacije. Ove pumpe imaju protok do 3000 m3/dan i visinu do 1200 m.

Tlak koji pumpa može savladati izravno je proporcionalan broju stupnjeva. Razvijen u jednom stupnju pod optimalnim radnim uvjetima, ovisi, posebice, o dimenzijama impelera, koji pak ovise o radijalnim dimenzijama crpke. S vanjskim promjerom kućišta pumpe od 92 mm, prosječni tlak koji razvija jedan stupanj (pri radu na vodi) je 3,86 m s fluktuacijama od 3,69 do 4,2 m. S vanjskim promjerom od 114 mm, prosječni tlak je 5,76 m s kolebanjima od 5,03 do 6,84 m.

Crpna jedinica sastoji se od pumpe (Slika 4, a), hidrauličke zaštitne jedinice (Slika 4, 6), potopnog elektromotora (Slika 4, c), kompenzatora (Slika 4, d) pričvršćenog na donji dio SEM.

Crpka se sastoji od sljedećih dijelova: glava 1 s kuglastim nepovratnim ventilom za sprječavanje istjecanja tekućine iz cijevi tijekom zaustavljanja; gornja klizna potporna peta 2, koja prima djelomično aksijalno opterećenje zbog razlike u tlaku na ulazu i izlazu iz pumpe; gornji klizni ležaj 3, centriranje gornjeg kraja osovine; kućište pumpe 4; vodeće lopatice 5, koje se naslanjaju jedna na drugu i čuvaju se od rotacije zajedničkom sponom u kućištu 4; impeleri 6; osovina pumpe 7, koja ima uzdužni ključ na koji su montirani rotori s kliznim pristajanjem. Osovina također prolazi kroz lopaticu za vođenje svakog stupnja i u njoj je centrirana čahurom rotora, kao u ležaju; donji klizni ležaj 8; postolje 9, prekriveno prihvatnom mrežom i ima okrugle nagnute rupe u gornjem dijelu za dovod tekućine u donji rotor; krajnji klizni ležaj 10. Kod pumpi ranih konstrukcija koje su još u pogonu struktura donjeg dijela je drugačija. Po cijeloj dužini baze 9 nalazi se uljna brtva od olovno-grafitnih prstenova, koja odvaja prihvatni dio pumpe i unutarnje šupljine motora i hidrauličke zaštite. Ispod uljne brtve postavljen je troredni kuglični ležaj s kutnim kontaktom, podmazan gustim uljem pod nekim viškom tlaka u odnosu na vanjski (0,01 - 0,2 MPa).

Slika 4 - Dizajn potopne centrifugalne jedinice

a - centrifugalna pumpa; b - hidraulička zaštitna jedinica; c - potopni elektromotor; g - kompenzator

U moderni dizajni Nema prekomjernog tlaka u ESP hidrauličkoj zaštiti, pa je manje istjecanja tekućeg transformatorskog ulja kojim je napunjen motor, a nema potrebe za olovno-grafitnim semeringom.

Šupljine motora i prihvatnog dijela odvojene su jednostavnom mehaničkom brtvom, čiji je tlak s obje strane isti. Duljina kućišta crpke obično ne prelazi 5,5 m. Kada se potrebni broj stupnjeva (u crpkama koje razvijaju visoke tlakove) ne može smjestiti u jedno kućište, postavljaju se u dva ili tri odvojena kućišta, koja čine neovisne dijelove jedne pumpe, koji se spajaju zajedno pri spuštanju pumpe u bunar

Hidraulička zaštitna jedinica je neovisna jedinica pričvršćena na PTsEN vijčanim spojem (na slici 4, jedinica, kao i sam PTsEN, prikazana je s čepovima za otpremu koji brtve krajeve jedinica)

Gornji kraj osovine 1 spojen je klinastom spojkom s donjim krajem osovine pumpe. Lagana mehanička brtva 2 odvaja gornju šupljinu, koja može sadržavati tekućinu iz bušotine, od šupljine ispod brtve, koja je ispunjena transformatorskim uljem, koje je, kao i tekućina iz bušotine, pod tlakom jednakim tlaku na dubini uranjanja pumpe. Ispod mehaničke brtve 2 nalazi se klizni tarni ležaj, a još niže - jedinica 3 - potporna stopa, koja prima aksijalnu silu osovine pumpe. Klizno potporno stopalo 3 radi u tekućem transformatorskom ulju.

Ispod je druga mehanička brtva 4 za pouzdanije brtvljenje motora. Strukturno se ne razlikuje od prvog. Ispod nje nalazi se gumena vreća 5 u kućištu 6. Vreća hermetički odvaja dvije šupljine: unutarnju šupljinu vreće ispunjenu transformatorskim uljem i šupljinu između kućišta 6 i same vreće u koju ulazi vanjski bunarski fluid. pristup kroz povratni ventil 7.

Tekućina iz bušotine prodire kroz ventil 7 u šupljinu kućišta 6 i komprimira gumenu vrećicu s uljem do tlaka jednakog vanjskom. Tekuće ulje prodire kroz otvore duž osovine do mehaničkih brtvila i dolje do motora.

Razvijena su dva dizajna uređaja za zaštitu od vode. Hidraulička zaštita glavnog motora razlikuje se od opisane hidrauličke zaštite glavnog motora prisutnošću male turbine na osovini, koja stvara visoki krvni tlak tekuće ulje u unutarnjoj šupljini gumene vrećice 5.

Vanjska šupljina između kućišta 6 i vrećice 5 ispunjena je gustim uljem koje hrani kuglični ležaj s kutnim kontaktom PCEN prethodnog dizajna. Dakle, hidraulička zaštitna jedinica glavnog motora s poboljšanim dizajnom prikladna je za upotrebu u kombinaciji s prethodnim tipovima PTsEN, koji se naširoko koriste u poljima. Prethodno je korištena hidraulička zaštita, takozvani klipni štitnik, u kojem nadpritisak pritisak na ulje stvarao je klip s oprugom. Pokazalo se da su novi dizajni GD i G pouzdaniji i izdržljiviji. Promjene temperature Količina ulja kada se zagrijava ili hladi nadoknađuje se pričvršćivanjem gumene vrećice - kompenzatora - na dno motora.

PCEN pokreću posebni vertikalni asinkroni dvopolni elektromotori punjeni uljem (SEM). Elektromotori pumpi dijele se u 3 skupine: 5; 5A i 6.

Budući da električni kabel ne prolazi uz tijelo elektromotora, za razliku od crpke, promjeri motora navedenih skupina su nešto veći od onih crpki, i to: grupa 5 ima najveći promjer od 103 mm, grupa 5A - 117 mm i grupa 6 - 123 mm.

Oznaka SED uključuje nazivnu snagu (kW) i promjer; na primjer, PED65-117 znači: potopni elektromotor snage 65 kW s promjerom kućišta od 117 mm, tj. uključen u skupinu 5A.

Mali dopušteni promjeri i velike snage (do 125 kW) tjeraju nas na izradu motora duga duljina- do 8 m, a ponekad i više. Gornji dio motora spojen je s donjim dijelom hidrauličke zaštitne jedinice pomoću zavrtnja. Osovine su spojene klinastim spojkama.

Gornji kraj pogonske osovine motora je obješen na kliznu petu 1, koja radi u ulju. Ispod je ulazna jedinica za kabel 2. Obično je ova jedinica utični kabelski konektor. Ovo je jedna od najosjetljivijih točaka u crpki, zbog kršenja izolacije čije instalacije ne uspijevaju i zahtijevaju podizanje; 3 - izlazne žice namota statora; 4 - gornji radijalni klizni tarni ležaj; 5 - presjek krajnjih krajeva namota statora; 6 - sekcija statora, sastavljena od žigosanih transformatorskih željeznih ploča s utorima za izvlačenje žica statora. Sekcije statora su međusobno odvojene nemagnetskim paketima u kojima su ojačani radijalni ležajevi 7 osovine elektromotora 8. Donji kraj osovine 8 centriran je donjim radijalnim kliznim tarnim ležajem 9. PED rotor također sastoji se od dijelova sastavljenih na osovini motora od utisnutih limova transformatorskog željeza. Aluminijske šipke, kratko spojene s vodljivim prstenovima, umetnute su u utore rotora tipa vjeverica s obje strane sekcije. Između sekcija, osovina motora je centrirana u ležajevima 7. Rupa promjera 6 - 8 mm prolazi kroz cijelu dužinu osovine motora kako bi omogućila prolaz ulja iz donje šupljine u gornju. Duž cijelog statora postoji i žlijeb kroz koji može cirkulirati ulje. Rotor se okreće u tekućem transformatorskom ulju s visokim izolacijskim svojstvima. Na dnu motora nalazi se mrežasti filter ulja 10. Glava 1 kompenzatora (vidi sl. 11.3, d) pričvršćena je na donji kraj motora; premosni ventil 2 služi za punjenje sustava uljem. Zaštitna navlaka 4 u donjem dijelu ima rupe za prijenos vanjskog tlaka tekućine na elastični element 3. Kada se ulje ohladi, njegov volumen se smanjuje i tekućina iz bušotine kroz rupe ulazi u prostor između vrećice 3 i kućišta 4. Kada se zagrijava, vrećica širi se i tekućina izlazi kroz iste otvore kućišta.

PED-ovi koji se koriste za rad naftnih bušotina obično imaju snage od 10 do 125 kW.

Za održavanje tlaka u rezervoaru koriste se posebne potopne pumpne jedinice opremljene motorima od 500 kW. Napon napajanja u SED-ovima kreće se od 350 do 2000 V. Kada visoki naponi moguće je proporcionalno smanjiti struju pri prijenosu iste snage, čime je moguće smanjiti presjek žila strujnog kabela, a time i poprečne dimenzije instalacije. Ovo je posebno važno kod velikih snaga elektromotora. Klizanje nominalnog rotora motora motora je od 4 do 8,5%, učinkovitost je od 73 do 84%, dopuštene temperature okoliš- do 100 °C.

Kada motor radi, stvara se velika toplina, pa je za normalan rad motora potrebno hlađenje. Ovo hlađenje nastaje zbog kontinuiranog protoka formacijske tekućine kroz prstenasti raspor između kućišta motora i kućišta. Zbog toga su naslage parafina u cijevima tijekom rada pumpe uvijek značajno manje nego kod drugih načina rada.

U proizvodnim uvjetima dolazi do privremenog zamračenja vodova zbog grmljavine, puknutih žica, zbog zaleđivanja itd. To uzrokuje zaustavljanje UPTsEN-a. U tom slučaju, pod utjecajem stupca tekućine koji teče iz cijevi kroz pumpu, osovina pumpe i stator počinju se okretati u suprotnom smjeru. Ako se u ovom trenutku ponovno uspostavi napajanje, motor će se početi okretati u smjeru naprijed, prevladavajući silu inercije stupca tekućine i rotirajućih masa.

U tom slučaju udarne struje mogu premašiti dopuštene granice i instalacija neće uspjeti. Kako se to ne bi dogodilo, u ispusnom dijelu PTsEN-a ugrađen je kuglasti nepovratni ventil koji sprječava istjecanje tekućine iz cijevi.

Nepovratni ventil se obično nalazi u glavi pumpe. Prisutnost nepovratnog ventila komplicira podizanje cijevi tijekom popravaka, jer se u ovom slučaju cijevi podižu i odvrću tekućinom. Osim toga, opasno je u smislu požara. Kako bi se spriječili takvi fenomeni, iznad nepovratnog ventila u posebnoj spojnici ugrađen je odvodni ventil. U principu, odvodni ventil je spojka u čiju je bočnu stijenku vodoravno umetnuta kratka brončana cijev, zabrtvljena na unutarnjem kraju. Prije podizanja, kratka metalna strelica se baca u cijev. Udarac strijele odlomi brončanu cijev, uzrokujući otvaranje bočne rupe u spojnici i ispuštanje tekućine iz cijevi.

Drugi uređaji za odvod tekućine također su razvijeni i instalirani iznad povratnog ventila PTsEN-a. To uključuje takozvane promptere, koji omogućuju mjerenje međucijevnog tlaka na dubini rada pumpe s bušotinskim manometrom spuštenim u cijevi i uspostavljanje veze između međucijevnih prostora i mjerne šupljine. manometra.

Valja napomenuti da su motori osjetljivi na sustav hlađenja, koji nastaje protokom tekućine između kućišta i kućišta motora. Brzina ovog protoka i kvaliteta tekućine utječu temperaturni režim PED. Poznato je da voda ima toplinski kapacitet od 4,1868 kJ/kg-°C, dok čisto ulje ima toplinski kapacitet od 1,675 kJ/kg-°C. Stoga su kod ispumpavanja razvodnjenih bunarskih produkata uvjeti hlađenja motora bolji nego kod ispumpavanja čistog ulja, a njegovo pregrijavanje dovodi do kvara izolacije i kvara motora. Stoga izolacijska svojstva korištenih materijala utječu na radni vijek instalacije. Poznato je da je toplinska otpornost nekih izolacija koje se koriste za namotaje motora već povećana na 180 °C, a radne temperature na 150 °C. Za kontrolu temperature razvijeni su jednostavni električni senzori temperature koji prenose informaciju o temperaturi motora u upravljačku stanicu putem strujnog električnog kabela bez upotrebe dodatne jezgre. Dostupni su slični uređaji za prijenos na površinu stalnih informacija o tlaku na ulazu pumpe. Na izvanredna stanja upravljačka stanica automatski isključuje motor.

SEM se napaja električnom energijom kroz trožilni kabel, spušten u bušotinu paralelno s cijevima. Kabel je pričvršćen na vanjsku površinu cijevi metalnim trakama, po dvije za svaku cijev. Kabel radi u teškim uvjetima. Njegov gornji dio je u plinskom okruženju, ponekad pod značajnim pritiskom, donji dio je u ulju i podvrgnut je još većem pritisku. Prilikom spuštanja i podizanja crpke, posebno u zakrivljenim bunarima, kabel je izložen jakom mehaničko naprezanje(stezaljke, trenje, zaglavljivanje između uzice i cijevi, itd.). Kabel prenosi električnu energiju na visokim naponima. Korištenje visokonaponskih motora omogućuje smanjenje struje, a time i promjer kabela. Međutim, kabel za napajanje visokonaponskog PED-a mora imati pouzdaniju, a ponekad i deblju izolaciju. Svi kabeli koji se koriste za UPTsEN prekriveni su elastičnom pocinčanom čeličnom trakom na vrhu radi zaštite od mehaničkih oštećenja. Potreba za postavljanjem kabela na vanjsku površinu PTsEN-a smanjuje dimenzije potonjeg. Stoga je duž crpke položen ravni kabel, čija je debljina približno 2 puta manja od promjera okruglog, s istim poprečnim presjecima vodiča.

Svi kabeli koji se koriste za UPTsEN podijeljeni su na okrugle i ravne. Okrugli kabeli imaju izolaciju od gume (guma otporna na ulja) ili polietilena, što se odražava u kodu: KRBK znači okrugli oklopni gumeni kabel ili KRBP - oklopni gumeni plosnati kabel. Kada se koristi polietilenska izolacija, P je napisan u kodu umjesto slova P: KPBK - za okrugli kabel i KPBP - za ravni kabel.

Okrugli kabel je pričvršćen na cijevi, a ravni kabel je pričvršćen samo na donje cijevi niza cijevi i na pumpu. Prijelaz iz okruglog kabela u ravni kabel spaja se vrućom vulkanizacijom u posebnim kalupima, a ako je takav spoj izveden loše, može poslužiti kao izvor oštećenja i kvarova na izolaciji. Odnedavno se prešlo samo na ravne kabele koji se protežu od motornog pogona duž niza cijevi do kontrolne stanice. Međutim, proizvodnja takvih kabela je teža od okruglih (tablica 11.1).

Postoje neke druge vrste kabela izoliranih polietilenom koji nisu navedeni u tablici. Kabeli s polietilenskom izolacijom su 26 - 35% lakši od kabela s gumenom izolacijom. Kabeli s gumenom izolacijom namijenjeni su za uporabu pri nazivnom električnom naponu ne većem od 1100 V, pri temperaturi okoline do 90 ° C i tlaku do 1 MPa. Kabeli s polietilenskom izolacijom mogu raditi na naponima do 2300 V, temperaturama do 120 ° C i pritiscima do 2 MPa. Ovi kabeli su otporniji na plin i visoki tlak.

Svi kabeli su oklopljeni valovitom pocinčanom čeličnom trakom, što im daje potrebnu čvrstoću.

Primarni namoti trofazni transformatori a autotransformatori su uvijek predviđeni za napon mreže napajanja polja, tj. 380 V, na koju su priključeni preko upravljačkih stanica. Sekundarni namoti projektirani su za radni napon odgovarajućeg motora na koji su spojeni kabelom. Ovi radni naponi u različitim SED-ovima variraju od 350 V (SED10-103) do 2000 V (SED65-117; SED125-138). Kako bi se nadoknadio pad napona u kabelu iz sekundarnog namota, napravljeno je 6 slavina (jedna vrsta transformatora ima 8 slavina), što vam omogućuje da regulirate napon na krajevima sekundarnog namota preuređivanjem skakača. Preuređivanje kratkospojnika za jedan korak povećava napon za 30 - 60 V, ovisno o vrsti transformatora.

Svi transformatori i autotransformatori koji nisu punjeni uljem, hlađeni zrakom, prekriveni su metalnim kućištem i dizajnirani su za ugradnju na zaštićenom mjestu. Opremljeni su podzemnom instalacijom, tako da njihovi parametri odgovaraju ovom PED-u.

Nedavno su transformatori postali sve rašireniji, jer to omogućuje kontinuirano praćenje otpora sekundarnog namota transformatora, kabela i namota statora motora. Kada se otpor izolacije smanji na zadanu vrijednost (30 kOhm), instalacija se automatski isključuje.

Kod autotransformatora koji imaju izravnu električnu vezu između primarnog i sekundarnog namota takav nadzor izolacije nije moguće provesti.

Transformatori i autotransformatori imaju učinkovitost od oko 98 - 98,5%. Njihova težina, ovisno o snazi, kreće se od 280 do 1240 kg, dimenzije od 1060 x 420 x 800 do 1550 x 690 x 1200 mm.

Radom UPTsEN-a upravlja upravljačka stanica PGH5071 ili PGH5072. Štoviše, upravljačka stanica PGH5071 koristi se za autotransformatorsko napajanje motora, a PGH5072 - za transformatorsko napajanje. PGH5071 stanice omogućuju trenutno isključivanje instalacije kada su elementi pod strujom kratko spojeni na masu. Obje kontrolne stanice pružaju sljedeće mogućnosti za nadzor i kontrolu rada UPTsEN-a.

1. Ručno i automatsko (daljinsko) uključivanje i isključivanje instalacije.

2. Automatsko uključivanje instalacije u načinu samostalnog pokretanja nakon ponovne uspostave napajanja naponom u terenskoj mreži.

3. Automatski rad instalacije u periodičnom režimu (crpno, akumulacijsko) prema instalirani program s ukupnim vremenom od 24 sata.

4. Automatsko uključivanje i isključivanje instalacije ovisno o tlaku u protočnoj grani s automatiziranim sustavima grupnog prikupljanja nafte i plina.

5. Trenutačno isključivanje instalacije u slučaju kratkih spojeva i strujnih preopterećenja od 40% iznad normalne radne struje.

6. Kratkotrajno isključivanje do 20 s kada je motor preopterećen za 20% nazivne vrijednosti.

7. Kratkotrajno (20 s) isključenje kada se prekine dovod tekućine u pumpu.

Vrata ormara upravljačke stanice mehanički su zaključana blokom prekidača. Postoji tendencija prelaska na beskontaktne, hermetički zatvorene upravljačke stanice s poluvodičkim elementima, koje su, kako je iskustvo u radu pokazalo, pouzdanije i neosjetljivije na prašinu, vlagu i oborine.

Upravljačke stanice su dizajnirane za ugradnju u prostorije tipa staje ili ispod nadstrešnice (u južne regije) na temperaturi okoline od -35 do +40 °C.

Masa stanice je oko 160 kg. Dimenzije 1300 x 850 x 400 mm. Komplet isporuke UPTsEN uključuje bubanj s kabelom, čiju duljinu određuje kupac.

Tijekom rada bušotine, iz tehnoloških razloga, potrebno je mijenjati dubinu ovjesa pumpe. Kako se kabel ne bi prerezao ili produžio tijekom takvih promjena ovjesa, duljina kabela se uzima prema najvećoj dubini ovjesa ove pumpe a na manjim dubinama njegov višak ostaje na bubnju. Isti bubanj se koristi za namatanje kabela prilikom podizanja PTsEN iz bušotina.

Uz konstantnu dubinu ovjesa i stabilne uvjete rada pumpe, kraj kabela je uvučen u razvodnu kutiju, te nema potrebe za bubnjem. U takvim slučajevima, tijekom popravaka, koristi se poseban bubanj na transportnim kolicima ili na metalnim saonicama s mehaničkim pogonom za stalno i ravnomjerno povlačenje kabela izvađenog iz bunara i namatanje na bubanj. Kada se pumpa oslobodi od takvog bubnja, kabel se ravnomjerno dovodi. Bubanj pokreće električni pogon s reverzom i trenjem kako bi se spriječila opasna napetost. U poduzećima za proizvodnju nafte s velikim brojem ESP-ova koriste posebnu transportnu jedinicu ATE-6 temeljenu na teretnom vozilu za sve terene KaAZ-255B za prijevoz kabelskog bubnja i druge električne opreme, uključujući transformator, pumpu, motor i hidrauliku. zaštitna jedinica.

Za utovar i istovar bubnja jedinica je opremljena preklopnim smjerovima za kotrljanje bubnja na platformu i vitlom sa vučnom silom na užetu od 70 kN. Platforma također ima hidrauličku dizalicu s kapacitetom dizanja od 7,5 kN s dosegom kraka od 2,5 m. Kabel spuštene pumpne jedinice prolazi kroz brtve brtve ušća bušotine i brtvi u njemu pomoću posebne odvojive brtvene prirubnice u bunarski križ.

Tipična armatura glave bušotine opremljena za rad PTsEN (slika 5) sastoji se od križa 1, koji je pričvršćen na kućište.

Slika 5 - Priključci ušća bušotine opremljeni PTsEN-om

Poprečni nosač ima odvojivu košuljicu 2 koja preuzima opterećenje od cijevi. Na košuljicu je postavljena brtva od gume otporne na ulje 3, koja je pritisnuta rascjepnom prirubnicom 5. Prirubnica 5 je vijcima pritisnuta na prirubnicu križa i brtvi izlaz kabela 4.

Priključci osiguravaju odvođenje prstenastog plina kroz cijev 6 i povratni ventil 7. Priključci se sastavljaju od standardiziranih jedinica i zapornih ventila. Može se relativno lako obnoviti za opremu na ušću bušotine kada radi s pumpama sa šipkom.

Dugo sam sanjao da napišem na papir (isprintam na računalu) sve što znam o ESP-u.
Pokušat ću vam reći jednostavnim i razumljivim jezikom o Instalaciji električne centrifugalne pumpe - glavnom alatu koji proizvodi 80% ukupne nafte u Rusiji.

Nekako je ispalo da sam s njima povezan cijeli svoj odrasli život. U dobi od pet godina počeo je putovati s ocem na bunare. S deset je mogao sam popraviti bilo koju stanicu, s dvadeset četiri postao je inženjer u poduzeću gdje su se popravljale, s trideset je postao zamjenik Generalni direktor, gdje se izrađuju. Postoji gomila znanja o ovoj temi - nemam ništa protiv podijeliti, pogotovo jer me mnogo, mnogo ljudi stalno pita o ovome ili onom u vezi s mojim pumpama. Općenito, kako ne bih ponavljao istu stvar mnogo puta različitim riječima, napisat ću je jednom, a zatim ću polagati ispite;). Da! Bit će slajdova... bez slajdova neće biti.

Što je.
ESP je instalacija električne centrifugalne pumpe, ili pumpe bez šipke, ili ESP, ili one štapiće i bubnjeve. ESP je upravo to ( ženski)! Iako se sastoji od njih (muški rod). Ovo je posebna stvar uz pomoć koje hrabri naftni radnici (ili radije servisni radnici za naftne radnike) iz podzemlja izvlače formacijski fluid - to je ono što zovemo mulyaka, koja se zatim (nakon posebne obrade) naziva svim vrstama zanimljive riječi poput URALS ili BRENT. Ovo je cijeli kompleks opreme za čiju izradu je potrebno znanje metalurga, metalca, mehaničara, električara, elektroničara, hidrauličara, kablovskog inženjera, uljara, pa čak i malo ginekologa i proktologa. Stvar je prilično zanimljiva i neobična, iako je izumljena prije mnogo godina i od tada se nije mnogo promijenila. Uglavnom, ovo je obična pumpna jedinica. Ono što je kod njega neobično je to što je tanak (najčešći se postavlja u bunar unutarnjeg promjera 123 mm), dugačak (ima instalacija dugih 70 metara) i radi u tako prljavim uvjetima u kojima više-manje složeni mehanizam uopće ne bi trebao postojati.

Dakle, svaki ESP sadrži sljedeće komponente:

ESP (električna centrifugalna pumpa) je glavna jedinica - svi ostali je štite i osiguravaju. Crpka dobiva najviše - ali ona obavlja glavni posao - podizanje tekućine - takav joj je vijek trajanja. Pumpa se sastoji od sekcija, a sekcije se sastoje od stupnjeva. Što je više stupnjeva, veći je tlak koji pumpa razvija. Što je sam stupanj veći, veća je brzina protoka (količina tekućine pumpana po jedinici vremena). Što je veći protok i pritisak, to više energije troši. Sve je međusobno povezano. Osim protoka i tlaka, crpke se razlikuju i po veličini i dizajnu - standardne, otporne na habanje, otporne na koroziju, otporne na habanje, otporne na koroziju, vrlo, vrlo otporne na habanje.

SEM (potopni elektromotor) Elektromotor je druga glavna jedinica – okreće pumpu – troši energiju. Ovo je običan (električno) asinkroni elektromotor - samo što je tanak i dug. Motor ima dva glavna parametra - snagu i veličinu. I opet, postoje različite verzije: standardne, otporne na toplinu, otporne na koroziju, posebno otporne na toplinu i općenito neuništive (kao da). Motor je napunjen specijalnim uljem, koje osim što podmazuje, također hladi motor i uvelike kompenzira pritisak izvana na motor.

Štitnik (također nazvan hidraulička zaštita) je stvar koja stoji između pumpe i motora - on, prvo, dijeli šupljinu motora ispunjenu uljem od šupljine pumpe ispunjenu formacijskom tekućinom, prenoseći rotaciju, i drugo, rješava problem izjednačavanja tlaka unutar motora i izvana ( Općenito, postoji do 400 atm, što je otprilike trećina dubine Marijanske brazde). Dolaze u različitim veličinama i, opet, svakakvih dizajna bla bla bla.

Kabel je zapravo kabel. Bakreni, trožilni... Također je blindiran. Možeš li zamisliti? Oklopni kabel! Naravno, neće izdržati ni pucanj iz Makarova, ali će izdržati pet-šest spuštanja u bunar i tamo će raditi prilično dugo.
Oklop mu je nešto drugačiji, dizajniran više za trenje nego za oštar udarac - ali ipak. Kabel dolazi u različitim presjecima (promjera žila), razlikuje se u oklopu (obični pocinčani ili nehrđajući čelik), a također je otporan na temperaturu. Postoji kabel za 90, 120, 150, 200 pa čak i 230 stupnjeva. Odnosno, može neograničeno raditi na temperaturi dvostruko višoj od vrelišta vode (napomena - mi vadimo nešto poput nafte, a ne gori baš dobro - ali potreban vam je kabel otpornosti na toplinu od preko 200 stupnjeva – i to gotovo posvuda).

Separator plina (ili separator plina-disperzant, ili samo disperzator, ili dvostruki separator plina, ili čak dvostruki separator plina-disperzator). Stvar koja odvaja slobodni plin od tekućine... ili bolje rečeno tekućinu od slobodnog plina... ukratko, smanjuje količinu slobodnog plina na ulazu u pumpu. Često, vrlo često, količina slobodnog plina na ulazu u pumpu je sasvim dovoljna da pumpa ne radi - tada se ugradi nekakav uređaj za stabilizaciju plina (imena sam naveo na početku odlomka). Ako nema potrebe za ugradnjom separatora plina, postavljaju ulazni modul, ali kako tekućina treba ući u pumpu? Ovdje. U svakom slučaju nešto ugrade.. Ili modul ili plinski motor.

TMS je vrsta ugađanja. Tko to dešifrira - termomanometrijski sustav, telemetrija... tko zna kako. Tako je (ovo je stari naziv - iz čupavih 80-ih) - termomanometrijski sustav, tako ćemo ga zvati - gotovo u potpunosti objašnjava funkciju uređaja - mjeri temperaturu i tlak - tu - odmah ispod - praktički u podzemlje.

Ima li još zaštitni uređaji. Ovo je nepovratni ventil (najčešći je KOSH - kuglasti nepovratni ventil) - tako da tekućina ne istječe iz cijevi kada je pumpa zaustavljena (podiže stupac tekućine duž standardna cijev može potrajati nekoliko sati - šteta je za ovo vrijeme). A kada trebate podići pumpu, ovaj ventil vam smeta - stalno nešto curi iz cijevi, zagađujući sve oko sebe. Za te namjene postoji ventil za otpuštanje (ili odvod) KS - smiješna stvar - koji se pokvari svaki put kada se podigne iz bunara.

Sva ta oprema visi na cijevima pumpi i kompresora (cijevi - od njih se vrlo često prave ograde u naftnim gradovima). Visi u sljedećem nizu:
Duž cijevi (2-3 kilometra) ide kabel, na vrhu - CS, pa KOSH, pa ESP, pa benzinska pumpa (ili ulazni modul), pa zaštitnik, pa SEM, pa još niže TMS. Kabel ide duž ESP-a, gasa i štitnika sve do glave motora. Eka. Sve je skraćeno. Dakle - od vrha ESP-a do dna TMS-a može biti 70 metara. i kroz tih 70 metara prolazi osovina i sve se vrti... a okolo visoka temperatura, ogroman pritisak, puno mehaničkih nečistoća, korozivna sredina.. Jadne pumpe...

Sve stvari su sekcijske, sekcije ne duže od 9-10 metara (inače kako ih staviti u bunar?) Instalacija se montira izravno u bušotini: PED, kabel, zaštitnik, plin, dijelovi pumpe, ventil, cijevi su pričvršćene na njega.. Da! Ne zaboravite pričvrstiti kabel na sve pomoću stezaljki (kao što su posebni čelični pojasevi). Sve se to uroni u bunar i tamo radi dugo (nadam se). Da bi se sve to napajalo (i nekako kontroliralo), na zemlji su postavljeni transformator za povećanje (TMPT) i kontrolna stanica.

To je ono što se koristi za izvlačenje nečega što se kasnije pretvara u novac (benzin, dizel, plastika i ostala sranja).

Pokušajmo shvatiti kako sve to funkcionira, kako se to radi, kako odabrati i kako ga koristiti.

Kao. ESP oprema sastoji se od potopnog dijela koji se okomito spušta u bušotinu na cjevovodu i nadzemnog dijela koji je međusobno povezan potopnim energetskim kabelom.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Ugradnja ESP-a (ESP dijagram) dio 1

✪ Pokretanje ESP instalacije. Izlaz u mod. 2. dio

✪ ESP. Pokretanje, prebacivanje u način rada

✪ Rad ESP kontrolne stanice

✪ Redoslijed radnji prilikom pokretanja i puštanja u rad bunara opremljenog ESP-om

titlovi

Potopna oprema ESP

Potopni dio ESP opreme je pumpna jedinica okomito spuštena u bušotinu na cjevovodu koja se sastoji od potopnog motora (uronjivi elektromotor), hidrauličke zaštitne jedinice, modula za prihvat tekućine, samog ESP-a, nepovratnog ventila i odvodni (odvodni) ventil. Kućišta svih komponenti potopnog dijela ESP-a su cijevi s prirubničkim priključcima za međusobno spajanje, s izuzetkom nepovratnih i odvodnih ventila, koji su navojima pričvršćeni na cijevi. Sastavljena duljina potopnog dijela može doseći više od 50 metara. Dio podvodne opreme je i podvodni kabel (KBPP), koji je ravni oklopljeni trožilni kabel, čija duljina izravno ovisi o dubini spuštanja potopnog dijela ESP-a.

ESP

Električna centrifugalna pumpa za proizvodnju nafte je višestupanjska i, općenito, višesektorska izvedba. Sekcija modula pumpe sastoji se od kućišta, osovine, paketa stupnjeva (rotora i vodećih lopatica), gornjeg i donjeg radijalnog ležaja, aksijalne potpore, glave i baze. Paket stupnja s osovinom, radijalnim ležajevima i aksijalnim osloncem smješten je u kućište i stegnut krajnjim dijelovima. Izvedbe crpki razlikuju se po materijalima radnih tijela, dijelovima kućišta, tarnim parovima, izvedbi i broju radijalnih ležajeva.

Glavni proizvođači ESP-a

Domaći proizvođači

Strani proizvođači

Trenutno su najveći proizvođači ESP-a u inozemstvu:

• REDA - SAD
• Centrilift - SAD
• ESP - SAD

U posljednjih godina Vrlo su aktivni i proizvođači ESP-a iz Narodne Republike Kine

Struktura ESP simbola

Danas, s razvojem novih naftnih polja sa kompliciranim proizvodnim uvjetima i korištenjem tehnologija koje povećavaju iscrpak nafte na već eksploatisanim poljima, to dovodi do smanjenja vremena preokreta za rad tradicionalnih oprema za proizvodnju nafte, uključujući ESP. Ova činjenica zahtijeva od proizvođača povećanje asortiman modela, opremu koju proizvode, a koja može zadovoljiti uvjete specifičnih bušotina. S tim u vezi, proizvode se novi ESP modeli koji imaju značajke dizajna radna tijela, tehnologija njihovog taljenja i materijal od kojeg su izrađeni, položaj aksijalnih i radijalnih nosača i još mnogo toga. Sve ove karakteristike ogledaju se u simboli modeli pumpi koje svaki proizvođač izrađuje prema svojim tehničkim specifikacijama, ali svi domaći proizvođači koriste zajednički obrazac za označavanje standardne veličine opreme u nazivu modela.

Primjer simbola:

ESP 5-125-2150

• Električna centrifugalna pumpa
• ESP veličina (uvjetno označava minimalni unutarnji promjer kućišta u inčima)
• Produktivnost - m³/dan. (kada jedinica radi na frekvenciji izmjenične struje od 50 Hz, brzina vrtnje 2910 o/min, uzimajući u obzir klizanje)
• Tlak - m (zbroj tlakova svih stupnjeva u svim dijelovima instalacije pri radu na izmjeničnoj struji frekvencije 50 Hz zaokružuje se na 50 metara)

Neki proizvođači koriste sljedeću oznaku ESP-5A-45-1800(3026), gdje u zagradama označavaju brzinu kojom ESP mora raditi da bi se postigla navedena učinkovitost i tlak.

Proizvođači ESP-a u SAD-u koriste drugačiju strukturu oznaka za svoje proizvode, na primjer:

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

• Slovo D označava seriju koja određuje veličinu kućišta pumpe.
• Sljedeći broj označava ESP kapacitet izmjeren u barelima. /dan pri izmjeničnoj frekvenciji 60 Hz
• U zagradama je naveden broj stupnjeva rada crpke

PED

U većini slučajeva radi se o posebno dizajniranom motoru i to je asinkroni, trofazni, dvopolni AC motor s kaveznim rotorom. Motor je napunjen uljem niske viskoznosti, koje obavlja funkciju podmazivanja ležajeva rotora i uklanja toplinu na stijenke kućišta motora, isprane protokom proizvoda iz bušotine. PED-ovi su ESP pogon koji pretvara električna energija, koji se preko kabela dovodi odozgo do područja ovjesa instalacije, u mehaničku rotacijsku energiju crpki.

Zaštita voda

Hidraulička zaštita je uređaj koji se koristi za zaštitu od ulaska fluida iz formacije u šupljinu elektromotora, za kompenzaciju toplinskog širenja volumena ulja i za prijenos zakretnog momenta na osovinu centrifugalne pumpe. Donji kraj osovine je spojen na osovinu (rotor) elektromotora, gornji kraj je spojen na osovinu pumpe kada je ugrađena u bunar. Zaštita od vode obavlja sljedeće funkcije:

• izjednačava tlak u unutarnjoj šupljini motora s tlakom formacijske tekućine u bušotini;
• kompenzira toplinske promjene u volumenu ulja u unutarnjoj šupljini motora (višak ulja se ispušta kroz ventile u prstenasti prostor bušotine);
• štiti unutarnju šupljinu motora od ulaska tekućine iz formacije i istjecanja ulja (uloga uljne brtve)
• prenosi moment na osovinu centrifugalne pumpe.

Modul za unos tekućine

Formirana tekućina ulazi u radne faze ESP-a kroz ulazne rupe u donjem dijelu crpne jedinice; u tu svrhu u nekim instalacijama postoje rupe u donjem dijelu donjeg dijela ESP-a, ali u većini slučajeva svi ESP instalacije su opremljene sa zasebna jedinica dovod tekućine, koji se naziva prihvatni ili ulazni modul. Osovina prihvatnog modula, pomoću klinastih spojki, povezana je odozdo s hidrauličkom zaštitnom osovinom, a odozgo na osovinu donjeg dijela ESP-a, tako da tijekom rada ESP-a rotacija rotora motora -vratilo i hidraulička zaštita se prenose preko ove jedinice na dijelove pumpe. Osim primanja formacijske tekućine i prijenosa rotacije, ova jedinica, ovisno o izvedbi, može filtrirati formacijsku tekućinu od mehaničkih nečistoća i djelovati kao jedinica za stabilizaciju plina. U skladu s gore navedenim funkcijama, mogu se razlikovati sljedeće skupine jedinica za primanje tekućine:

Prijemni modul

Najjednostavnija jedinica navedena u nastavku, njeni glavni zadaci su primanje formacijske tekućine u šupljinu pumpe i prijenos okretnog momenta s motora na ESP. Sastoji se od baze (1) s rupama za prolaz formacijske tekućine i osovine (2), rupe su zatvorene prihvatnom mrežicom (3) koja sprječava njihovo začepljenje. Duljina prihvatnog modula u pravilu ne prelazi 500 mm, a promjer kućišta odgovara promjeru kućišta dijelova crpke i, poput ESP-a, klasificira se po veličini. Prilikom ugradnje ESP-a u bušotinu, prihvatni modul se ugrađuje između zaštitnika hidrauličke zaštite i donjeg dijela ESP-a ili jedinice za stabilizaciju plina ako je izveden bez prihvatnih rupa, u tu svrhu u donjem dijelu baze nalazi se prirubnica s prolaznim rupama za spajanje na kućište zaštitnika, a na gornjem kraju su slijepe rupe s navojima u koje se uvrću klinovi za spajanje na prirubnicu jedinice montirane iza prihvatnog modula.

Potopni filter

Uređaj koji smanjuje utjecaj mehaničkih nečistoća na rad ESP-a. Može se predstaviti kao modul ugrađen između zaštitnika hidrauličke zaštite i donjeg dijela ESP-a gdje je cijela filtarska površina uređaja prostor za prihvat formacijske tekućine.U ovom slučaju potopni filtar ima u svojoj konstrukciji osovinu koja prenosi rotaciju rotora motora na dijelove pumpe i, osim filtriranja formacijske tekućine, obavlja iste funkcije kao i prihvatni modul. Potopni filtar također može biti modul obješen ispod cijele instalacije. U ovom slučaju filtar nije modul za primanje tekućine, već je dodatna oprema za vješanje.

Separator plinova

Uređaj koji radi na ulazu crpke koji smanjuje Negativan utjecaj plinski faktor odvajanjem plinske faze od proizvedenog ležišnog fluida. Plastična tekućina kroz prihvatne otvore ulazi u rotirajući puž, koji ubrzava njeno kretanje, zatim prolazi kroz impeler, "tresući" tekućinu za otplinjavanje, u separacijski bubanj u kojem se pod utjecajem centrifugalnih sila izdvajaju teže faze (tekućina i mehaničke nečistoće) izbacuju se na periferiju gdje se posebnim kanalom pomiče do stupnja pumpe, a lakša plinovita faza se konsolidira u središtu bubnja i posebnim kanalom odvodi u prstenast prostor bušotine. Separator plina u ESP-u ugrađen je umjesto ulaznog modula i sastoji se od:

• kućište (cijev istog promjera kao kućište ESP-a, duljine 0,5-1 m);
• osovina (prima rotaciju rotora motora i prenosi rotaciju na ESP osovine),
• donja baza s prirubnicom za spajanje s vodozaštitnom zaštitnom glavom, tarnim ležajem i usisnim otvorima,
• gornja baza s tarnim ležajem i izlaznim otvorima,
• svrdlo,
• impeler,
• separator.

Separator plina omogućuje stabilan rad crpke kada je sadržaj plina u ekstrahiranoj smjesi na ulazu do 55%.

Raspršivač plina

Kao i plinski separator, radi se o uređaju koji smanjuje štetan utjecaj plinskog faktora na rad ESP-a, no za razliku od plinskog separatora, ne razdvaja na tekuću i plinovitu fazu, već miješa oslobođeni plin iz tekućine u homogenu emulziju, dok se plin ne ispušta u prstenasti prostor.

Izvana su ove jedinice slične, osim što nema otvora za izlaz plina u raspršivaču plina, a unutar njega, umjesto separatora, ima skup radnih elemenata koji mućkaju proizvodnu smjesu.

Ugradnja ESP-a je složen tehnički sustav i, unatoč dobro poznatom principu rada centrifugalne pumpe, skup je elemenata koji su originalni u dizajnu. Shematski dijagram ESP je prikazan na sl. 6.1. Instalacija se sastoji od dva dijela: površinskog i potopnog. Prizemni dio uključuje autotransformator 1; kontrolna stanica 2; ponekad kabelski bubanj 3 i oprema za ušće bušotine 4. Potopni dio uključuje niz cijevi 5, na kojem se potopna jedinica spušta u bušotinu; oklopljeni trožilni električni kabel 6, preko kojeg se dovodi napon napajanja potopnog elektromotora i koji je posebnim stezaljkama 7 pričvršćen na kolonu cijevi.

Potopna jedinica sastoji se od višestupanjske centrifugalne pumpe 8, opremljene prihvatnom mrežicom 9 i nepovratnim ventilom 10. Potopna jedinica uključuje odvodni ventil 11 kroz koji se tekućina ispušta iz cijevi prilikom podizanja jedinice. U donjem dijelu pumpa je zglobno povezana s hidrauličkom zaštitnom jedinicom (protektorom) 12, koja je pak zglobno povezana s potopnim elektromotorom 13. U donjem dijelu elektromotor 13 ima kompenzator 14.

Tekućina ulazi u pumpu kroz mrežicu koja se nalazi u donjem dijelu. Mreža osigurava filtraciju formacijske tekućine. Crpka dovodi tekućinu iz bušotine u cijevi.

ESP instalacije u Rusiji dizajnirane su za bušotine sa zaštitnom kolonom promjera 127, 140, 146 i 168 mm. Za veličine kućišta 146 i 168 mm, potopne jedinice dostupne su u dvije veličine. Jedan je namijenjen bušotinama s najmanjim unutarnjim promjerom (prema GOST-u) kućišta. U ovom slučaju ESP jedinica također ima manji promjer, a samim time i manje radne karakteristike (tlak, protok, učinkovitost).

Riža. 6.1. Shematski dijagram ESP-a:

1 - autotransformator; 2 - kontrolna stanica; 3 - bubanj za kabel; 4 - oprema za ušće bušotine; 5 - kolona cijevi; 6 - oklopni električni kabel; 7 - kabelske stezaljke; 8 - potopna višestupanjska centrifugalna pumpa; 9 - zaslon za usis pumpe; 10 - povratni ventil; 11 - odvodni ventil; 12 - hidraulička zaštitna jedinica (zaštitnik); 13 - potopni elektromotor; 14 - kompenzator

Svaka instalacija ima svoju šifru, na primjer UETSN5A-500-800, u kojoj su usvojene sljedeće oznake: broj (ili broj i slovo) iza ESP označava najmanji dopušteni unutarnji promjer kućišta u koji se može spustiti, broj "4" odgovara promjeru od 112 mm, broj "5" odgovara 122 mm, "5A" - 130 mm, "6" - 144 mm i "6A" - 148 mm; drugi broj koda označava nazivni protok crpke (u m 3 / sUt), a treći - približni tlak u m. Vrijednosti protoka i tlaka dane su za rad na vodi.

Posljednjih godina asortiman proizvedenih centrifugalnih pumpnih jedinica značajno se proširio, što se odražava i na šifre proizvedene opreme. Tako ESP instalacije koje proizvodi ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) imaju veliko slovo "A" u kodu nakon natpisa "ESP", a instalacije Lebedyansky Mechanical Plant (JSC Lemaz, Lebedyan, regija Kursk) imaju veliko slovo slovo “L” ispred natpisa “ESP”. Instalacije centrifugalnih crpki s izvedbom rotora s dva oslonca, namijenjene odabiru formacijske tekućine s velikom količinom mehaničkih nečistoća, imaju u šifri "2" iza slova "L" i ispred natpisa ESP (za Lemaz pumpe) , slovo "D" nakon natpisa "ESP" (za pumpe JSC "Borets"), slovo "A" ispred broja veličine instalacije (za pumpe ALNAS). Konstrukcija ESP-a otporna na koroziju označena je slovom "K" na kraju koda instalacije, a konstrukcija otporna na toplinu slovom "T". Dizajn rotora s dodatnim vrtložnim lopaticama na stražnjem disku (Novomet, Perm) ima slovnu oznaku VNNP u šifri pumpe.

6.3. Glavne komponente ESP instalacije, njihova namjena i karakteristike

Centrifugalne pumpe u bušotini

Centrifugalne pumpe u bušotini su višestupanjski strojevi. To je prvenstveno zbog niskih vrijednosti tlaka koje stvara jedan stupanj (rotor i vodeća lopatica). S druge strane, male vrijednosti tlaka jednog stupnja (od 3 do 6-7 m vodenog stupca) određene su malim vrijednostima vanjskog promjera rotora, ograničenog unutarnjim promjerom kućišta i dimenzijama opreme koja se koristi u bušotini - kabel, potopni motor itd.

Dizajn bušotinske centrifugalne pumpe može biti uobičajen i otporan na habanje, kao i s povećanom otpornošću na koroziju. Promjeri i sastav komponenti crpke u osnovi su isti za sve verzije crpki.

Konvencionalna centrifugalna pumpa u bušotini dizajnirana je za izvlačenje tekućine iz bušotine s sadržajem vode do 99%. Mehaničke nečistoće u dizanoj tekućini ne smiju prelaziti 0,01 mas% (ili 0,1 g/l), a tvrdoća mehaničkih nečistoća ne smije prelaziti 5 Mohsovih točaka; sumporovodik - ne više od 0,001%. Prema zahtjevima tehničkih specifikacija proizvođača, udio slobodnog plina na ulazu u crpku ne smije biti veći od 25%.

Centrifugalna pumpa otporna na koroziju dizajnirana je za rad kada dizani slojni fluid sadrži sumporovodik do 0,125% (do 1,25 g/l). Dizajn otporan na habanje omogućuje ispumpavanje tekućina koje sadrže mehaničke nečistoće do 0,5 g/l.

Stepenice su smještene u provrtu cilindričnog tijela svake sekcije. Jedna pumpna sekcija može primiti od 39 do 200 stupnjeva, ovisno o njihovoj visini ugradnje. Maksimalni iznos Broj stupnjeva u pumpama doseže 550 komada.

Riža. 6.2. Dijagram centrifugalne pumpe u bušotini:

1 - prsten sa segmentima; 2,3- glatke podloške; 4,5- podloške amortizera; 6 - gornja podrška; 7 - donji oslonac; 8 - opružni prsten nosača osovine; 9 - odstojna čahura; 10 -baza; 11 - klinasta spojka.

Modularni ESP

Za izradu visokotlačnih bušotinskih centrifugalnih pumpi potrebno je u pumpu ugraditi mnogo stupnjeva (do 550). Međutim, ne mogu se smjestiti u jedno kućište, jer duljina takve pumpe (15-20 m) komplicira transport, ugradnju u bušotinu i izradu kućišta.

Visokotlačne pumpe se sastoje od nekoliko sekcija. Duljina tijela u svakom dijelu nije veća od 6 m. Dijelovi tijela pojedinih odjeljaka povezani su prirubnicama s vijcima ili klinovima, a osovine klinastim spojkama. Svaki dio crpke ima gornji aksijalni nosač vratila, osovinu, radijalne nosače vratila i stepenice. Samo donji dio ima prihvatnu mrežu. Glava za pecanje - samo gornji dio pumpe. Sekcije visokotlačne pumpe mogu biti kraće od 6 m duljine (obično su duljine tijela pumpe 3,4 i 5 m), ovisno o broju stupnjeva koje je potrebno postaviti u njih.

Crpka se sastoji od ulaznog modula (Sl. 6.4), modula sekcije (moduli sekcija) (Sl. 6.3), modula glave (Sl. 6.3), povratnih ventila i odvodnih ventila.

Moguće je smanjiti broj odjeljaka modula u pumpi, u skladu s tim opremiti potopnu jedinicu motorom potrebne snage.

Spojevi između modula i ulaznog modula na motor su prirubnički. Priključci (osim spoja ulaznog modula na motor i ulaznog modula na separator plina) su zabrtvljeni gumenim prstenovima. Spoj osovina sekcija modula jedna s drugom, sekcije modula s osovinom ulaznog modula, osovine ulaznog modula s hidrauličkom zaštitnom osovinom motora izvodi se pomoću klinastih spojnica.

Osovine sekcija modula svih grupa pumpi, koje imaju iste duljine kućišta od 3,4 i 5 m, su unificirane. Za zaštitu kabela od oštećenja tijekom operacija dizanja, uklonjiva čelična rebra nalaze se na bazama sekcijskog modula i glavnog modula. Dizajn crpke omogućuje, bez dodatne demontaže, korištenje modula plinskog separatora pumpe, koji se postavlja između ulaznog modula i sekcijskog modula.

Tehnički podaci Neke standardne veličine ESP-ova za proizvodnju nafte koje proizvode ruske tvrtke prema tehničkim specifikacijama prikazane su u tablici 6.1 i na slici. 6.6.