Područje primjene centrifugalnih pumpi u proizvodnji nafte je prilično veliko: pri protoku od 40-1000 m 3 / dan; za glave 740-1800 i (za kućne pumpe). Ove pumpe su najefikasnije kada rade u bunarima sa visokim protokom. Međutim, za ESP postoje ograničenja za uslove bušotine, na primjer, visok omjer plina i nafte, visok viskozitet, visok sadržaj mehaničkih nečistoća itd.

Izrada pumpi i elektromotora u modularnom dizajnu omogućava precizniji odabir ESP-a prema karakteristikama bušotine u smislu protoka i visine. Sve ove faktore, uzimajući u obzir ekonomsku izvodljivost, treba uzeti u obzir pri odabiru metoda rada bušotine.

Instalacije potopljenih pumpi se spuštaju u bunar na cijevima sljedećih prečnika: 60 mm pri protoku tekućine Q № do 150 m 3 / dan, 73 mm na 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 / dan Projektne karakteristike ESP-a date su za vodu, a za specifične tekućine (ulje) se rafiniraju korištenjem koeficijenata korelacije. Preporučljivo je odabrati pumpu za protoke i pritiske u području najveće efikasnosti minimalne potrebne snage. ESP jedinice mogu podnijeti tečnosti do 1,25 g/l H, S, dok konvencionalne jedinice mogu podnijeti tečnosti do 0,01 g/l H:S.

Konvencionalne pumpe se preporučuju za bunare sa sadržajem mehaničkih nečistoća u dizanoj tečnosti do 0,1 g / l; pumpe povećane otpornosti na habanje - za bunare sa sadržajem mehaničkih nečistoća u ispumpanoj tekućini većim od 0,1 g / l, ali ne više od 0,5 g / l; pumpe povećane otpornosti na koroziju - za bunare sa sadržajem vodonik sulfida do 1,25 g. l i pH vrijednosti 6,0-8,5.

Za odabir korozivnih formacijskih fluida ili fluida sa značajnim sadržajem mehaničkih nečistoća (pijesak), koriste se membranske pumpne jedinice za bušotine. To su klipne pumpe pozitivnog pomaka na električni pogon.

ESP jedinica uključuje potopnu električnu pumpu koja kombinuje elektromotor sa hidrauličnom zaštitom i pumpom; kablovska linija spuštena u bunar na cijevi za podizanje; oprema za bušotinu kao što je OUEN 140-65 ili božićno drvce. AFK1E-65x14; kontrolna stanica i transformator, koji se postavljaju na udaljenosti od 20-30 i od ušća bušotine. Električna energija se dovodi do motora preko kablovske linije. Kabl je pričvršćen za pumpu i cijev metalnim remenima. Iznad pumpe su postavljeni nepovratni i ispusni ventili. Dizana tekućina iz bunara ulazi na površinu kroz cijev. Potopna električna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita povezani su prirubnicama i vijcima. Osovine pumpe, motora i štitnika imaju utore na krajevima i spojeni su navojnim spojnicama.

ESP kriterij primjenjivosti:

• 1 Industrija proizvodi pumpe za ekstrakciju tečnosti 1000 m3 dnevno na visini od 900 m
• 2 Sadržaj sumporovodika u ekstrahovanim proizvodima - do 0,01
• 3 Minimalni sadržaj pripadajuće vode do 99%
• 4 Sadržaj mehaničkih nečistoća do 0,5
• 5 Sadržaj slobodnog gasa ne veći od 25%

Objašnjenje simbola instalacija dato je na primjeru U2ETsNI6-350-1100.

U - instalacija; 2 (1) - broj izmjene;

E - pogonjen potopljenim elektromotorom;

C - centrifugalna;

H - pumpa;

I - povećana otpornost na habanje (K - povećana otpornost na koroziju);

• 6 (5; 5A) - instalaciona grupa;
• 350 - protok pumpe u optimalnom režimu po vodi u m 3 / dan;
• 1100 - visina koju razvija pumpa u metrima vodenog stupca.

Instalacija potopljene centrifugalne pumpe uključuje potopljenu i površinsku opremu. Potopna oprema uključuje: električnu pumpnu jedinicu, koja se spušta u bunar ispod nivoa tečnosti na cevovodu. Električna pumpna jedinica se sastoji od: elektromotora sa hidrauličkom zaštitom, separatora gasa, centrifugalne pumpe, kao i ventila za provjeru i ispuštanje. Površinska oprema obuhvata: električnu opremu instalacija i opremu bušotine na bušotini (glava kućišta i armatura na ušću bunara, vezana protočnom linijom). Električna oprema, ovisno o trenutnoj shemi napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku podstanicu za potopljene pumpe (KPPPN), ili transformatorsku podstanicu (TP), kontrolnu stanicu i transformator. Električna energija od transformatora do potopljenog motora se napaja preko kablovske linije, koja se sastoji od kabla za uzemljenje i glavnog kabla sa produžnim kablom. Spajanje kabla za uzemljenje sa glavnim kablom kablovske linije vrši se u priključnoj kutiji koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od vrha bunara.

Sažetak (ruski) Apstrakt (engleski) UVOD 1. ANALIZA POSTOJEĆIH ŠEMA I KONSTRUKCIJA. 1.1 Svrha i tehnički podaci ESP 1.1.1 Istorijski podaci o razvoju metode proizvodnje. 1.1.2 Sastav i kompletnost ESP-a. 1.1.3 Tehničke karakteristike SEM. 1.1.4 Glavni tehnički podaci kabla. 1.2. Kratak pregled domaćih shema i instalacija. 1.2.1 Opće informacije. 1.2.2 Potopljena centrifugalna pumpa. 1.2.3 Potopljeni motori. 1.2.4 Hidraulička zaštita elektromotora. 1.3 Kratak pregled stranih kola i instalacija. 1.4. Analiza rada ESP-a. 1.4.1 Analiza fonda bunara. 1.4.2 Analiza ESP fondova. 1.4.3 Podnošenjem. 1.4.4 Pritiskom. 1.5 Kratak opis bunara. 1.6 Analiza kvarova ESP-a. 1.7 Analiza stope nezgoda ESP sistema 2. RAZVOJ PATENTA. 2.1 Patentna studija. 2.2 Opravdanje odabranog prototipa. 2.3 Suština modernizacije. 3. PRORAČUNSKI DIO. 3.1. Proračun ESP faze. 3.1.1. Proračun radnog kola. 3.1.2. Proračun vodeće lopatice. 3.2 Proračun verifikacije veze sa ključem. 3.3 Proračun verifikacije spline veze. 3.4 Proračun ESP osovine. 3.5 Analiza čvrstoće 3.5.1 Proračun čvrstoće kućišta pumpe. 3.5.2 Proračun čvrstoće vijaka sigurnosne čaure. 3.5.3 Proračun čvrstoće poluspojnice 4. EKONOMSKI EFEKAT IZ 5. PROJEKAT SIGURNOSTI I ŽIVOTNE SREDINE 6. Reference 7. Dodatak 18 Dodatak 29 Dodatak 310 Dodatak 411 Dodatak 5

UVOD

ESP jedinice su dizajnirane za ispumpavanje formacijskog fluida iz naftnih bušotina i koriste se za prisilno izvlačenje fluida. Instalacije pripadaju grupi proizvoda II, tip I u skladu sa GOST 27.003-83.

Klimatska verzija potopljene opreme - 5, zemaljska električna oprema - I GOST 15150-69.

Za pouzdan rad pumpe potreban je njen ispravan odabir za datu bušotinu. Tokom rada bušotine konstantno se menjaju parametri ploče, zona formiranja dna, svojstva povučene tečnosti: sadržaj vode, količina pratećeg gasa, količina mehaničkih nečistoća, a kao posledica ne dovodi do dodatnog povlačenja tečnosti ili pumpa radi u praznom hodu, što skraćuje period remonta pumpe. Trenutno je naglasak na pouzdanijoj opremi, kako bi se produžio period remonta i kao rezultat toga smanjili troškovi podizanja tekućine. Ovo se može postići korištenjem centrifugalnih ESP-ova umjesto pumpi sa usisnom šipkom, budući da centrifugalne pumpe imaju dug period remonta.

ESP jedinica se može koristiti za pumpanje tekućina koje sadrže plin, pijesak i korozivne elemente.

1. ANALIZA POSTOJEĆIH KOLA I KONSTRUKCIJA.

1.1 Svrha i tehnički podaci ESP-a.

Instalacije potopljenih centrifugalnih pumpi su dizajnirane za ispumpavanje iz naftnih bušotina, uključujući nagnutu formaciju fluida koji sadrži naftu, vodu i plin i mehaničke nečistoće. Ovisno o količini različitih komponenti sadržanih u ispumpanoj tekućini, pumpe jedinica imaju standardni dizajn i povećanu otpornost na koroziju i habanje. U toku rada ESP-a, gde koncentracija čvrstih materija u ispumpanoj tečnosti prelazi dozvoljenih 0,1 gram litara, pumpe se začepljuju, dolazi do intenzivnog habanja radnih jedinica. Kao rezultat toga, vibracije se pojačavaju, voda ulazi u potopljeni motor kroz krajnje brtve, motor se pregrijava, što dovodi do kvara ESP-a.

Oznaka jedinice:

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

Gde Y - instalacija, 2 - druga modifikacija, E - pogon potopljenim elektromotorom, C - centrifugalna, H - pumpa, K - povećana otpornost na koroziju, I - povećana otpornost na habanje, M - modularni dizajn, 6 - grupe pumpi, 180, 350 - dovod msut, 1200, 1100 - glava, m.w.st.

U zavisnosti od prečnika proizvodne žice, maksimalne poprečne dimenzije potopljene jedinice, koriste se ESP različitih grupa - 5,5 i 6. Ugradnja grupe 5 sa poprečnim prečnikom od najmanje 121,7 mm. Biljke grupe 5 a poprečne dimenzije 124 mm - u bunarima unutrašnjeg prečnika od najmanje 148,3 mm. Pumpe su također podijeljene u tri uslovne grupe - 5,5 a, 6. Prečnici tijela grupe 5 - 92 mm, grupe 5 a - 103 mm, grupe 6 - 114 mm. Tehničke karakteristike pumpi kao što su ÉCNM i ÉCNMK date su u Dodatku 1.

1.1.1 Istorijska pozadinarazvoj metode rudarenja.

Razvoj pumpi bez šipke u našoj zemlji započeo je još prije revolucije. Kada je A.S. Artjunov zajedno sa V.K. Brownie je razvio jedinicu za dubinu u kojoj je centrifugalnu pumpu pokretao potapajući električni motor. Sovjetski inženjeri, počevši od 1920-ih, predložili su razvoj klipnih pumpi s klipnim zračnim motorom. Jednu od prvih takvih pumpi razvio je M.I. Martishevsky.

Razvoj bušotinske pumpe sa pneumatskim motorom nastavio je u Azinmash V.I.Dokumentov. Centrifugalne pumpe za bušotine sa električnim pogonom razvili su u predratnom periodu A.A. Bogdanov, A.V. Krylov, L.I. Navigator. Industrijski dizajn centrifugalnih pumpi na električni pogon razvijeni su u posebnom dizajnerskom birou za pumpe bez šipke. Ova organizacija izvodi sve radove na pumpama za bušotine bez šipke, uključujući vijčane, membranske itd.

Sa otkrićem novih nalazišta, industriji nafte i gasa su bile potrebne pumpe za izvlačenje velike količine tečnosti iz bušotine. Naravno, najracionalnija je krilna pumpa, prilagođena za velike brzine protoka. Od krilnih pumpi, pumpe sa centrifugalnim impelerima postale su raširene, jer su davale veliku visinu pri datom protoku fluida i dimenzijama pumpe. Široka upotreba centrifugalnih pumpi za bušotine na električni pogon posljedica je mnogih faktora. Sa velikim povlačenjem tečnosti iz bunara, ESP jedinice su najekonomičnije i najmanje radno intenzivnije za održavanje, u poređenju sa proizvodnjom kompresora i podizanjem tečnosti kod drugih tipova pumpi. Pri visokim brzinama protoka, energetski troškovi instalacije su relativno niski. Održavanje ESP instalacija je jednostavno, jer se na površini nalaze samo upravljačka stanica i transformator koji ne zahtijevaju stalno održavanje.

Instalacija ESP opreme je jednostavna, jer upravljačkoj stanici i transformatoru nisu potrebni temelji. Ove dvije jedinice ESP instalacije se obično postavljaju u rasvjetnu kabinu.

1.1.2 Sastav i kompletnost ESP-a

ESP jedinica se sastoji od potopljene pumpne jedinice (elektromotor sa hidrauličkom zaštitom i pumpa), kablovskog voda (okrugli ravni kabl sa navlakom za ulazak kabla), cevovoda, opreme na ušću bušotine i zemaljske električne opreme: transformatora i kontrolnu stanicu (kompletan uređaj) (vidi sliku 1.1.). Transformatorska podstanica pretvara napon poljske mreže u optimalnu vrijednost na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu. Upravljačka stanica omogućava kontrolu rada pumpnih jedinica i njihovu zaštitu u optimalnim uslovima.

Potopna pumpna jedinica, koja se sastoji od pumpe i elektromotora sa hidrauličkom zaštitom i kompenzatorom, spušta se u bunar duž cijevi. Kablovska linija osigurava napajanje električnog motora. Kabl je pričvršćen za cijev metalnim kotačima. Po dužini pumpe i štitnika kabl je ravan, pričvršćen za njih metalnim točkovima i zaštićen od oštećenja poklopcima i stezaljkama. Iznad sekcija pumpe postavljeni su nepovratni i ispusni ventili. Pumpa pumpa fluid iz bušotine i isporučuje ga na površinu duž cijevnog niza (vidi sliku 1.2.)

Oprema na ušću bušotine omogućava kačenje na prirubnici cevovoda sa električnom pumpom i kablom, zaptivanje cevi i kablova, kao i odvod proizvedenog fluida u izlazni cevovod.

Potopna, centrifugalna, sekcijska, višestepena pumpa se po principu rada ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih pumpi.

Njegova razlika je u tome što je sekcijski, višestepeni, s malim promjerom radnih stupnjeva - rotora i vodeće lopatice. Potopljene pumpe proizvedene za naftnu industriju sadrže od 1300 do 415 stupnjeva.

Dijelovi pumpe, povezani prirubničkim priključcima, izrađeni su od metalnog kućišta. Izrađen od čelične cijevi dužine 5500 mm. Dužina pumpe određena je brojem radnih faza, čiji je broj, pak, određen glavnim parametrima pumpe. - napajanje i pritisak. Dovod i visina stepenica zavise od poprečnog preseka i dizajna puta (lopatica), kao i od brzine. U kućište sekcija pumpe umetnut je paket stepenica, koji je sklop na osovini impelera i vodilice.

Radno kolo su postavljene na osovinu na paralelni ključ u hodu i mogu se pomicati u aksijalnom smjeru. Vodiće lopatice su osigurane od rotacije u kućištu bradavice koje se nalazi u gornjem dijelu pumpe. Podnožje pumpe sa ulaznim otvorima i filterom kroz koje tečnost iz bunara ulazi u prvi stepen pumpe je odozdo ušrafljeno u kućište.

Gornji kraj osovine pumpe rotira se u ležajevima zaptivke i završava posebnom petom koja preuzima opterećenje na osovinu i njenu težinu kroz opružni prsten. Radijalne sile u pumpi apsorbuju klizni ležajevi instalirani na dnu bradavice i na vratilu pumpe.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Uvod

U Rusiji, među pumpama bez šipke, najčešće su instalacije električnih centrifugalnih pumpi. Opremili su preko 35% ukupnog fonda bušotina u zemlji. Instalacije električnih centrifugalnih pumpi (ESP) imaju veoma veliki opseg protoka (od 10 do 1000 m3/dan i više) i sposobne su da razviju visinu do 2000 m. U području velikih protoka (preko 80 m3/ dan), ESP imaju najveću efikasnost (efikasnost) među svim mehanizovanim metodama proizvodnje ulja. U rasponu hrane od 50 do 300 m3/dan. efikasnost ESP prelazi 40%, ali u oblasti niske efikasnosti feedova. ESP naglo pada. Kad god je to moguće, organizacija daljinskog praćenja stanja, kao i regulacija rada ESP-a, značajno nadmašuje štapne instalacije. Takođe, na performanse ESP-a manje utiče zakrivljenost bušotine.

Uticaj zakrivljenosti bušotine na performanse ESP jedinice uglavnom se reflektuje tokom kružnih operacija (ROP) zbog mogućnosti oštećenja kabla i nije spojen (do određene vrednosti ugla nagiba od bunar i stopu povećanja njegove zakrivljenosti), kao u pumpnoj jedinici sa sisaljkom, sa samim radom. Međutim, ESP jedinice ne rade dobro u korozivnom okruženju, kada se pijesak uklanja, u uslovima visoke temperature i visokog odnosa gas-ulje.

ESP jedinice su dizajnirane za ispumpavanje formacijskog fluida iz naftnih bušotina i koriste se za prisilno izvlačenje fluida.

Za pouzdan rad pumpe potreban je njen ispravan odabir za datu bušotinu. Tokom rada bušotine konstantno se menjaju parametri formacije, zona formiranja dna, svojstva povučenog fluida: sadržaj vode, količina pratećeg gasa, količina mehaničkih nečistoća, a kao rezultat toga dolazi do nedostatak tečnosti ili pumpa radi u praznom hodu, što skraćuje period remonta pumpe. Trenutno je naglasak na pouzdanijoj opremi, kako bi se produžio period remonta i kao rezultat toga smanjili troškovi podizanja tekućine. Ovo se može postići korištenjem centrifugalnih ESP-ova umjesto pumpi sa usisnom šipkom, budući da centrifugalne pumpe imaju dug period remonta.

ESP jedinica se može koristiti za pumpanje tekućine koja sadrži plin, pijesak i korozivne elemente.

1 . Uređaj i tehničke karakteristike ESP-a

1.1 Imevrijednost i tehnički podaci ESP-a

Potopne centrifugalne jedinice su dizajnirane za ispumpavanje formacijskog fluida iz naftnih bušotina. Potopne centrifugalne električne pumpe za proizvodnju nafte dizajnirane su za rad na nafti, ponekad jako navodnjenim, bušotinama malog prečnika i velike dubine, obezbeđuju nesmetan i dugotrajan rad u tečnostima koje sadrže agresivnu formaciju sa različitim solima otopljenim u njima, plin (uključujući vodonik sulfid), mehaničke nečistoće u obliku pijeska. Dubina uranjanja pumpe dostiže 2500 m i više, a temperatura ispumpane tečnosti ponekad dostiže 100 0 C. Zahtjevi za formacijski fluid za rad bunara sa instalacijama električnih centrifugalnih pumpi dati su u tabeli 1.1. .

Tabela 1.1 - Dozvoljene karakteristike formacijskog fluida za rad bušotine sa ESP jedinicama

Tehničke karakteristike formacijskog fluida	Vrijednost tehničkih karakteristika
Maksimalni pridruženi sadržaj vode,%
Povezani pH vode, pH
Maksimalna gustina tečnosti, kg / m 3
Maksimalna kinematička viskoznost jednofazne tekućine, pri kojoj je osiguran rad pumpe bez promjene tlaka i efikasnosti, mm 2/s
Maksimalna masena koncentracija čvrstih čestica za pumpe, g/l: Redovno izvršenje Izvedba otporna na koroziju Dizajn otporan na habanje, otporan na koroziju Povećana otpornost na koroziju i habanje Kada su pumpe opremljene finim filterom
Mikrotvrdoća čestica po Morseu, bodova, ne više: Konvencionalan dizajn otporan na koroziju Povećana otpornost na koroziju i habanje, otpornost na habanje, otpornost na koroziju
Maksimalni sadržaj slobodnog gasa na ulazu pumpe, % po zapremini: Redovno izvršenje Uz korištenje plinskog separatora kao dijela instalacije Uz upotrebu separatora gasa-disperzanta Korištenje ulaznog disperzijskog modula kao dijela instalacije
Maksimalna koncentracija sumporovodika za pumpe, g/l: Normalan dizajn otporan na habanje Dizajn otporan na koroziju i habanje, povećana otpornost na koroziju i habanje
Maksimalna temperatura ispumpane tečnosti, S
Maksimalni hidrostatički pritisak u zoni suspenzije jedinice, MPa
Broj agresivnih komponenti, ne više (kada se koriste pumpe sa povećanom otpornošću na koroziju i habanje, dizajnom otpornim na koroziju i habanje), g / l:

Bunari u kojima rade instalacije moraju ispunjavati sljedeće uslove:

a) minimalni unutrašnji prečnik bunara za svaku veličinu instalacije prema tehničkom opisu za pumpe i motore;

b) maksimalna stopa povećanja zakrivljenosti bušotine je 2ê sa 10 metara, au radnom području instalacije - 3 minute sa 10 metara;

c) maksimalni hidrostatički pritisak u zoni ovjesa instalacije - 40 MPa;

d) u području rada potopne instalacije, odstupanje bušotine od vertikale ne bi trebalo biti veće od 60 stepeni.

1.2 Prednosti i nedostaci ESP-a

Potopljene instalacije centrifugalnih električnih pumpi imaju široku primjenu u našoj zemlji. Prosječni protok naftne bušotine opremljene takvom jedinicom je 120-140 tona/dan, dok je protok bunara opremljenih pumpnim jedinicama sa sisaljkom samo 15 tona/dan. Velika prednost ovih jedinica je jednostavnost održavanja, dugo vrijeme trajanja - 1 godina. Nije neuobičajeno da instalacije na nekim poljima rade duže od 2-3 godine bez podizanja.

1.2.1 Prednosti električnih centrifugalnih pumpi

Bušotine opremljene potopnim centrifugalnim električnim pumpnim jedinicama povoljno su u poređenju sa bunarima opremljenim jedinicama za dubinsko pumpanje.

Ovdje na površini nema mehanizama s pokretnim dijelovima, nema ogromnih alatnih mašina koje troše metal - klackalica i masivnih temelja potrebnih za njihovu ugradnju.

Upotreba takve opreme omogućava puštanje u rad bunara odmah nakon bušenja u bilo koje doba godine, čak iu najtežim zimskim mjesecima, bez trošenja puno vremena i novca na izgradnju temelja i ugradnju teške opreme. U toku rada ESP bušotina, ušće bušotine se može lako zatvoriti, što omogućava sakupljanje i uklanjanje pratećeg gasa. ESP jedinice karakterizira odsustvo međukarike usisnih šipki, što povećava vrijeme okretanja bušotina.

Proširuje se područje primjene crpne proizvodnje iz dubokih bunara i prinudnog povlačenja fluida iz bunara sa jakom vodom, kao i usmjerenih bunara.

1.2.2 Nedostaci električnih centrifugalnih pumpi

Nedostaci pumpnih jedinica bez šipke uključuju: složenu popravku bunara kada cijevi padaju, što ponekad ne dovodi do rezultata; složena oprema koja zahtijeva visoko kvalifikovanog električara.

Pri velikim brzinama ulje se miješa s vodom; velika količina energije se mora potrošiti da se ulje odvoji od vode. ESP se takođe mogu koristiti za ubrizgavanje vode između rezervoara i za održavanje pritiska ležišta u naftnim naslagama.

a) u tečnostima koje sadrže značajnu količinu peska, što izaziva brzo habanje radnih delova pumpe;

b) sa velikom količinom gasa, što smanjuje performanse pumpe.

1.3 Dio opreme

Komplet potopljene instalacije za proizvodnju ulja uključuje: elektromotor sa hidrauličkom zaštitom, pumpu, kablovsku liniju, zemaljsku električnu opremu, automatsku kontrolnu stanicu (slika 1.1).

Pumpa se pokreće električnim motorom i opskrbljuje formacijski fluid iz bušotine kroz cijevi do površine u cjevovod.

Kablovska linija osigurava napajanje električnog motora. Povezuje se sa elektromotorom pomoću kablovske uvodnice.

1 - elektromotor; 2 - zaštitnik; 3 - sito pumpe; 4 - potopna centrifugalna pumpa; 5 - specijalni kabel; 6 - vodeći valjak; 7 - bubanj za kablove; 8 - autotransformator; 9 - automatska kontrolna stanica; 10 - remen za pričvršćivanje sajle

Slika 1.1 - Izgled ESP opreme

Kabl je pričvršćen za hidrauličku zaštitu, pumpu i cijevi kompresora metalnim remenima koji se isporučuju s pumpom.

Zemaljska električna oprema - kompletna transformatorska podstanica ili upravljačka stanica sa transformatorom pretvara napon poljske mreže u vrijednost koja obezbjeđuje optimalni napon na izlazu do elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kablu, omogućava kontrolu rada rad podvodne instalacije i njena zaštita u nenormalnim uslovima. Električna pumpa je jedinica koja se sastoji od posebnog uljem punjenog potopljenog motora na izmjeničnu struju, zaštitnika koji štiti motor od prodiranja okolne tekućine u njega i višestepene centrifugalne pumpe. Kućišta elektromotora, štitnika i pumpe međusobno su povezana prirubnicama. Osovine imaju spline spojeve. U montiranoj jedinici elektromotor se nalazi ispod, štitnik je iznad njega, a pumpa iznad štitnika.

Električna pumpa se spušta u bunar na cijevi i vješa na podlošku suspenzije bez dodatnog fiksiranja u bunar. Motor se napaja posebnim okruglim trožilnim kabelom otpornim na ulje marke KRBK u fleksibilnom trakastom oklopu, koji prolazi kroz ovjesnu podlošku i metalnim remenima je ojačan na cijevi za pumpanje. Na površini je ugrađena samo kontrolna stanica i autotransformator, a na ušću bušotine postavljeni su manometar i ventil. Da bi se minimizirala dijametralna dimenzija potopljene jedinice, duž nje je položen poseban ravni kabel KRBP u oklopu od fleksibilne trake, zaštićen od oštećenja rebrima zavarenim na pumpu i zaštitnim poklopcima.

Kompletna trafostanica ili kontrolne stanice

a transformator se ugrađuje i pričvršćuje na temelj ili postolje na udaljenosti od najmanje 20 m od bušotine. Visina temelja (postolja) treba da bude takva da je isključeno plavljenje vodom i nanošenje snijega opreme instalirane na njima. Na udaljenosti od 15-20 m od izvora bunara, postavite bubanj sa sajlom na posebno pripremljenu ravnu površinu, postavljajući ga na mehanizovani kotur za kablove ili na nosače na kojima će se bubanj okretati. Bubanj treba postaviti tako da njegova os rotacije bude okomita na zamišljenu liniju povučenu od glave bunara do sredine bubnja. Biće praktičnije spustiti jedinicu ako postavite bubanj tako da se sajla namota od vrha.

Za praktičnost usmjeravanja kabla u bunar prilikom njegovog spuštanja koristi se takozvani valjak za kablove, okačen iznad glave bunara na maloj visini.

Pripremite i postavite cijev i cijevne podloge na staze ili postolje tako da spojnice cijevi budu okrenute prema glavi bunara, tako da cijevi budu u vidnom polju operatera jedinice za dizanje i ne ometaju rad sa sajlom . Vanjska i unutrašnja strana cijevi moraju biti čiste.

Prilikom rada bunara sa potopljenim centrifugalnim električnim pumpama, vrh bušotine se može lako zatvoriti, što omogućava sakupljanje i uklanjanje pratećeg gasa. Zemljana električna oprema, zbog svojih malih dimenzija, male težine i prisustva zaštitnih poklopaca, u zavisnosti od klimatskih uslova, može se ugraditi ili direktno na otvorenom, ili u malu negrijanu kabinu, ali tako da ne smetaju ni snježni nanosi ni poplave. sa bušotinama normalnog neprekidnog rada.

Karakteristična karakteristika potopnih centrifugalnih električnih pumpi je jednostavnost održavanja, ekonomičnost i relativno dug period remonta njihovog rada. Trajanje rada pumpi između dizanja za popravku u većini slučajeva prelazi 200 dana, u mnogim bunarima rade bez podizanja 2-3 godine.

1.4 Opregled stranih instalacija

U SAD-u se potopljene pumpe proizvode u jednodelnim i dvo-, tro- i četvorodelnim dizajnom, u zavisnosti od podešene visine.

Karakteristična karakteristika Byron Jackson pumpi, koja ih razlikuje od ostalih dizajna pumpi, je odsustvo pete na osovini pumpe i kod jednodelnih i kod višedelnih pumpi. Aksijalna sila koja djeluje na kraj vratila kao rezultat pritiska koji razvija pumpa i masa samog vratila se percipira od strane pete, koja se nalazi u dijelu zaptivke (zaštitnika). U sekcijskim pumpama, osovine su spojene, naslanjaju se jedna na drugu i tvore, takoreći, jedno vratilo velike dužine. Ima smisla postaviti oslonac osovine pumpe u zaptivni dio jer peta u ovom slučaju radi u čistom ulju. Stoga bi njegova pouzdanost trebala biti veća od pouzdanosti pete koja djeluje direktno u formacijskoj tekućini.

U prvim izvedbama Reda pumpi oslonac osovine je izveden u obliku dupleks ugaonih kugličnih ležajeva smještenih u donjem dijelu u posebnoj komori.

U Byron Jackson pumpama, dužina osovine od 3 - 4 sekcije može doseći 25 ... 30 m. Osovine su međusobno povezane i sa osovinom zaptivne sekcije pomoću nazubljenih spojnica, njihovi krajevi se naslanjaju jedan na drugi kroz klin ili podložak u navojnoj spojnici.

Da bi osovini pružila stabilnost tokom rada, Byron Jackson je predložio korištenje srednjih gumeno-metalnih ležajeva, postavljajući ih u 6 stupnjeva. Za razliku od domaćih dizajna, Byron Jackson gumeno-metalni ležajevi se ne ugrađuju umjesto odgovarajućih stepenica, već se montiraju u vodilice.

Pumpe Reda Pump razlikuju se po dizajnu pojedinih dijelova. Prije svega, treba napomenuti da pumpe Reda Pump imaju lijevi smjer rotacije osovine kada se gleda odozgo.

Ribarska glava i postolje izrađeni su kao zasebni konstruktivni elementi na način da se mogu spojiti i na jednodelne i na višedelne pumpe. To doprinosi ujedinjenju dijelova i sklopova.

Većini dizajna Reda Pump nedostaje peta na vrhu. Umjesto pete, dio propelera (do 40%) je striktno fiksiran u aksijalnom smjeru na osovini uz pomoć graničnika pričvršćenih u žljebovima na vratilu pumpe. Tako se gornji dio impelera, čije čahure naslanjaju jedna na drugu, čuvaju od aksijalnog pomicanja.

U Byron Jackson potapajućim pumpama, aksijalne sile iz rotora plivajućeg tipa percipiraju vodeće lopatice istovremeno na dvije površine nosača kada je sila usmjerena prema dolje i na jednoj površini kada impeler lebdi prema gore. Ova scenska konstrukcija se naziva dvonosna.

Stepenice sa dvostrukim ležajem koriste i Reda Pump Co., Oil Dynamics i Oilline u slučajevima kada je potrebno smanjiti specifično opterećenje ležaja.

Za razliku od dizajna s jednim stupnjem oslonca, stepen s dva oslonca, osim glavnog oslonca koji se oslanja na prsten lopatice vodilice, ima i drugi oslonac koji se oslanja na čahuru vodeće lopatice. Time se povećava ukupna površina, smanjuje specifično opterećenje nosača, smanjuje se habanje i povećava trajnost.

Korak sa dvostrukim ležajem omogućava da se oslonac pušta u rad jedan po jedan, zbog debljine potpornih podložaka ili odgovarajućih aksijalnih dimenzija obujmica.

Stupnjevi sa otvorima za istovar u radnom kolu imaju široku primjenu u pumpama Reda Pump, Oilline i Oil Dynamics.

Faza ovog dizajna smanjuje aksijalnu silu do 25% i stoga ne treba drugi oslonac. Međutim, to smanjuje efikasnost za 4 ... 6%. U potapajućim pumpama, čija je efikasnost faza već niska, rupe za istovar u rotorima se ne prave.

Strane kompanije posvećuju veliku pažnju čistoći protočnih kanala radnih elemenata pumpi, jer od toga zavisi efikasnost faza. Byron Jackson, na primjer, lijeva impelere i lopatice na unaprijed izliven način kako bi osigurao čistu, glatku površinu puta protoka.

Radno kolo, izliveno preciznom metodom, ima ujednačenu debljinu diskova, lopatica, čaura, strogu koncentričnost elemenata, što osigurava neophodnu ravnotežu svih impelera.

2 . Patentna studija

2.1 Opcije patenata

2.1.1 Patent 66417 Ruska Federacija,E21B43 / 38

Potopna bušotinska pumpna jedinica za proizvodnju nafte, hvatač mulja i sigurnosni ventil potopljene bušotinske pumpne jedinice. Govberg Artem Saveljevič, Terpunov Vjačeslav Abelijević; podnosilac prijave i nosilac patenta "Centar za razvoj opreme za proizvodnju nafte (CRNO) (SC)". - br. 2007113036/22, prijava. 04/10/2007; publ. 10.09.2007.

Tehnička rješenja se odnose na uređaje za čišćenje formacijskih fluida u naftnim bušotinama i mogu se koristiti u naftnoj industriji za zaštitu potopljene pumpne opreme od djelovanja mehaničkih nečistoća sadržanih u dizanom fluidu, uglavnom nakon hidrauličkog lomljenja, tokom razvoja bušotine, kao i tokom proizvodnju ulja iz bušotina za proizvodnju pijeska s koncentracijom krutih tvari do 5 g / l, kao i za zaštitu pumpne opreme od nenormalnih radnih uvjeta kada su uređaji za odvajanje začepljeni. Potopna bušotinska pumpna jedinica za proizvodnju nafte, koja osigurava postizanje navedenog tehničkog rezultata, uključuje potopnu pumpu, elektromotor i muljolovku. U ovom slučaju pumpna jedinica je opremljena sigurnosnim ventilom napravljenim sa mogućnošću hidrauličkog povezivanja ulaza pumpe sa prstenastim prostorom iza hvatača mulja, pod uslovom da prestane kretanje pumpane tečnosti kroz hvatač mulja. Ostvareni tehnički rezultat je da se obezbedi efikasna zaštita potopljene pumpne opreme od uticaja mehaničkih nečistoća sadržanih u dizanoj tečnosti, bez kontaminacije zone dna bušotine, kao i zaštita pumpne opreme od nenormalnih uslova rada kada je kolektor mulja. prepunjenost i/ili začepljenje separatora česticama mehaničkih nečistoća.

Prelivni ventil uključuje bajpas tijelo i čahuru bajpasa. Navlaka za kalem je napravljena sa mogućnošću kretanja pod uticajem protoka tečnosti koju pumpa potapajuća pumpa. Između čahure kalema i kućišta formira se diferencijalna šupljina. Postignuti tehnički rezultat je povećanje osjetljivosti i brzine odziva sigurnosnog ventila.

Poznat sigurnosni ventil potopljene bušotine pumpne jedinice za proizvodnju nafte, opisan u US patentu 5494109 A, 27.02.1996., uključujući kućište izrađeno sa mogućnošću spajanja na cjevovod za dovod dizane tekućine u dovod pumpe. U bočnom zidu kućišta su napravljene premosne rupe. U sklopu ventila se nalazi i čaura za kalem sa premosnim otvorom, smeštena u telu sa mogućnošću aksijalnog pomeranja na način da je u gornjem položaju čahure moguće pomerati pumpanu tečnost kroz navedene bajpas rupe na telu i rukav za prijem pumpe zaobilazeći filterske elemente koji se nalaze na ulazu u navedeni cevovod. Ovo štiti pumpu od prekida protoka, a potopljeni motor od pregrijavanja kada su filterski elementi začepljeni česticama mehaničkih nečistoća. Pomicanje čahure kalema u gornji položaj nastaje povećanjem tlaka u prstenastom prostoru pod djelovanjem diferencijalnog klipa, čija se šipka nalazi u aksijalnom provrtu tijela ventila.

Glavni nedostaci prototipa su nedovoljna osjetljivost i brzina ventila, koji reagira na povećanje tlaka u prstenastom prostoru uzrokovano prestankom kretanja fluida kroz filter, a ne na sam izostanak kretanja pumpane tekućine.

Tehnički rezultat koji se postiže implementacijom korisnog modela sastoji se u povećanju osjetljivosti i brzine odziva sigurnosnog ventila.

Sigurnosni ventil potopljene bušotinske pumpne jedinice za proizvodnju nafte, koji osigurava postizanje gore navedenog tehničkog rezultata, uključuje kućište sa premosnim otvorom, koje je konfigurisano da bude spojeno na cjevovod za dovod dizane tekućine u dovod pumpe, a kalem navlake sa premosnim otvorom koji se nalazi u kućištu sa mogućnošću aksijalnog pomeranja na način da je u jednom od položaja čahure moguće pomerati pumpanu tečnost kroz navedene obilazne otvore kućišta i čahure. U ovom slučaju, za razliku od prototipa, klizna čaura je napravljena sa mogućnošću da se pod uticajem protoka pumpane tečnosti pomera potopnom pumpom do položaja u kome postoji mogućnost kretanja pumpane tečnosti kroz premosnicu. rupe na kućištu i rukavcu su isključeni. Između čahure kalema i kućišta formira se diferencijalna šupljina na način da je smjer rezultujuće sile koja djeluje na čahuru kalema kada se sigurnosni ventil postavi u bunar suprotan smjeru djelovanja protoka dizanog fluida. na navlaci kalema.

Premosne rupe su napravljene u bočnom zidu karoserije i čahure, a mogućnost kretanja pumpane tečnosti kroz premosne otvore karoserije i čahure je obezbeđena u najnižem položaju čahure kalemova u odnosu na radni položaj ventil u bunaru.

Navlaka za kalem je opremljena kugličnim nepovratnim ventilom dizajniranim da zatvori središnji otvor na čauri kada se tekućina kreće u smjeru suprotnom od smjera protoka fluida koji pumpa potopljena pumpa.

Navlaka kalema je opružna u pravcu udara na čahuru protoka tečnosti koju pumpa potopna pumpa, dok je sila koju stvara opruga manja od pomenute rezultantne sile u bilo kojoj poziciji čahure kalema.

Sigurnosni ventil pumpne jedinice je dizajniran da spoji dovod pumpe sa prstenastim prostorom iza hvatača mulja u pravcu kretanja dizane tečnosti, pod uslovom da prestane kretanje dizane tečnosti kroz hvatač mulja.

Sigurnosni ventil (slika 2.1) uključuje tijelo 23 sa obilaznim otvorima 24 u bočnom zidu, izvedeno sa mogućnošću spajanja na ogranak ili košuljicu iza separatora hidrociklona. Unutar kućišta 24 ugrađena je čaura za kalem 25 sa radijalnim obilaznim otvorima 26 u bočnom zidu. Navlaka 25 je montirana sa mogućnošću aksijalnog pomeranja. U krajnjem donjem položaju čahure, premosne rupe 24 i 26 su poravnate i moguće je premjestiti dizanu tekućinu iz prstenastog prostora do ulaza pumpe. Između čahure i tijela formira se diferencijalna šupljina 27 na način da smjer rezultujuće sile koja djeluje na čahuru kalema (ako postoji nadtlak u šupljini sigurnosnog ventila, tj. kada je sigurnosni ventil postavljen u bunar) je suprotan smjeru djelovanja na čahuru kalema dizanog protoka.tečnosti. Navlaka za kalem 25 je opružna u smjeru djelovanja protoka dizanog medija, dok je sila koju stvara opruga 16 manja od prethodno navedene rezultantne sile u bilo kojem položaju čahure 25. Osim toga, čahura opremljen je kuglastim nepovratnim ventilom 22, napravljen sa mogućnošću zatvaranja centralnog otvora čahure kada se tečnost kreće u pravcu dole nakon zaustavljanja pumpe.

Slika 2.1 - Sigurnosni ventil

Kada se hvatač mulja napuni česticama mehaničkih nečistoća, prestaje kretanje tečnosti kroz sigurnosni ventil, usled čega se kuglični ventil 22 zatvara, a čaura kalemova 25, pod uticajem razlike pritisaka koja nastaje zbog prisustvo diferencijalne šupljine 27, spušta se i zauzima najniži položaj, sabijajući oprugu 16. Kroz kombinovane obilazne rupe 24 i 26, radni fluid ulazi u ulaz pumpe.

Sigurnosni ventil potopljene bušotinske pumpne jedinice za proizvodnju nafte, uključujući kućište sa premosnim otvorom, koje je konfigurisano za spajanje na cjevovod za dovod dizane tekućine u dovod pumpe, čahuru za kalem sa premosnim otvorom koji se nalazi u kućište sa mogućnošću aksijalnog pomeranja na način da je u jednom od položaja čahure moguće pomerati pumpanu tečnost kroz navedene obilazne otvore kućišta i čahure, što je naznačeno time što je čaura kalemova pomična ispod utjecaj protoka tekućine koju pumpa potapajuća pumpa do položaja u kojem je isključena mogućnost kretanja dizane tekućine kroz obilazne otvore kućišta i čahure, dok se između čahure kalema i čahure formira diferencijalna šupljina tijelo na takav način da smjer rezultirajuće sile koja djeluje na čahuru kalema kada je sigurnosni ventil postavljen u bunar, suprotno smjeru djelovanja protoka dizane tekućine na čahuru kalema.

2.1.2 Patent 2480630 Ruska Federacija, F04D15 / 02,F04 D13/10

Bypass ventil za potopljenu centrifugalnu električnu pumpu. Šramek V.B., Sablin A.Yu., Matveev D.F., Smirnov I.G.; podnosilac prijave i nosilac patenta, Društvo sa ograničenom odgovornošću "Ruska elektrotehnička kompanija". - br. 2011139811/06; aplikacija 09/29/2011; publ. 27.04.2013.

Pronalazak se odnosi na opremu za proizvodnju nafte i može se koristiti u proizvodnji formacijskog fluida iz bušotine, posebno za prolazak fluida iz ulaznog modula (filtera) ili separatora gasa za prijem potopljene bušotinske centrifugalne električne pumpe (ESP), i za dovod fluida iz prstenastog prostora do pumpe u slučaju začepljenja filterskih elemenata česticama mehaničkih nečistoća.

Poznata potopna bušotinska pumpna jedinica sa sigurnosnim ventilom (patent br. 66417, E21B 43/38, datum objave 10.09.2007.), uzeta kao prototip, uključujući kućište sa obilaznim rupama u bočnom zidu, koje je konfigurisano

hidraulički spoj ulaza pumpe sa prstenastim prostorom iza hvatača mulja u pravcu kretanja dizane tečnosti, pod uslovom da pumpana tečnost prestane da se kreće kroz hvatač mulja, čahuru kalema sa radijalnim obilaznim otvorima u bočnom zidu. Čaura je ugrađena sa mogućnošću aksijalnog pomeranja. U krajnjem donjem položaju čahure, premosne rupe kućišta i čahure su poravnate, te je moguće premjestiti dizanu tekućinu iz prstenastog prostora na dovod pumpe. Konkretno, čaura ima oprugu i opremljena je kuglastim nepovratnim ventilom koji je konfiguriran da zatvori središnji otvor čahure kada se tekućina kreće u suprotnom smjeru nakon što je pumpa zaustavljena.

Nedostaci poznatog sigurnosnog ventila potopljene bušotinske pumpne jedinice su:

Niska pouzdanost ventila zbog zaglavljivanja čahure kalema kada čestice mehaničkih nečistoća sadržanih u tekućini uđu u razmak između tijela i čahure kalema;

Mala vjerovatnoća neometanog rada poznatog ventila, povezana s niskom osjetljivošću ventila, zbog male brzine kretanja čahure kalema u slučaju punjenja hvatača mulja ili začepljenja separatora mehaničkim nečistoćama. U tom slučaju može doći do kvara dovoda pumpe prije nego što se čahura kalema pomakne u položaj poravnanja obilaznih otvora čahure i kućišta, u kojem će tekućina teći iz prstenastog prostora do ulaza pumpe;

Niska mogućnost održavanja ventila, jer je nemoguće zamijeniti dijelove sigurnosnog ventila bez prethodnog demontiranja od separatorne cijevi i čepa pakera ili šuplje cilindrične košuljice, dok se tijelo ventila rastavlja radi zamjene dijelova;

Postavljanje sigurnosnog ventila između potopljenog motora i nizvodnog hvatača mulja značajno povećava dužinu cijele ESP jedinice, što stvara dodatne poteškoće pri radu i uvlačenju jedinice u bušotinu, a također dovodi do mogućeg uništenja najopterećenijih elemenata, na primjer, prirubnički priključak potopljenog motora, s naknadnim padom opreme nizvodno na dno bunara. ... Povećanje težinskih i veličinskih karakteristika jedinice dovodi do povećanog trošenja dijelova pumpe i smanjenja vremena rada pumpne jedinice tokom njenog rada u zoni povećane zakrivljenosti bunara.

Cilj izuma je kreiranje premosnog ventila koji omogućava da se osigura protok formacijskog fluida do ulaza pumpe u slučaju začepljenja filterskog elementa ulaznog modula ili separatora gasa, uz eliminisanje pojave vanredne situacije povezane sa poremećaj dovoda formacijske tekućine od strane pumpe i kvar ESP jedinice s njenim naknadnim podizanjem iz bušotine ...

Tehnički rezultat dobiven rješavanjem zadatka je povećanje pouzdanosti ventila, lakoće održavanja, jednostavnosti rada, povećanja srednjeg vremena između kvarova ESP instalacije.

Navedeni tehnički rezultat je postignut time što je bajpas ventil za potopnu centrifugalnu električnu pumpu, koji sadrži kućište sa premosnim rupama, koje je konfigurisano za spajanje na cjevovod za dovod dizane tekućine u dovod pumpe, prema izumu opremljen sa osovinom ugrađenom u kućište sa mogućnošću rotacije i spajanja jednog kraja vratila sa osovinom ulaznog modula ili separatora gasa, a drugog kraja osovine sa osovinom električne pumpe, dok su premosne rupe smeštene u stepenastom dijelu tijela pod uglom u odnosu na središnju os ventila u smjeru strujanja proizvedenog fluida, u svaki premosni otvor je ugrađen nepovratni ventil koji uključuje sjedište i element zapornog ventila ugrađen u tijelo nepovratnog ventila sa mogućnošću kretanja.

Pravljenje bajpasnih otvora pod uglom u odnosu na centralnu os ventila u pravcu strujanja proizvedenog fluida omogućava smanjenje hidrauličkog otpora fluida koji teče iz anulusa kroz otvore bajpasa ventila u slučaju začepljenja ispod lociranog ulaznog modula ili separator gasa, koji povećava visinu pumpe, njenu produktivnost i povećava pouzdanost rada ventila, sprečavajući poremećaj protoka pumpe, što povećava MTBF instalacije ESP.

Ugradnja nepovratnih ventila u otvore premosnice omogućava povećanje osjetljivosti aktiviranja ventila kada raste tlak u prstenastom prostoru, što povećava brzinu i pouzdanost ventila, sprječavajući zastoj pumpe.

Montaža/demontaža ventila poboljšava uslove za montažu/demontažu ventila, što povećava mogućnost održavanja ventila.

Ugradnja nosača osovine u tijelo ventila pomoću odvojivog priključka, na primjer navojnog, povećava mogućnost održavanja ventila.

Ugradnja nepovratnog ventila u premosni otvor pomoću odvojivog priključka, na primjer, pomoću navoja, omogućava vam da ga brzo zamijenite ili popravite.

Dizajn elementa za zatvaranje nepovratnog ventila u obliku kugle osigurava nepropusnost nepovratnog ventila u zatvorenom položaju, a također, kada je ventil otvoren, osigurava samocentriranje kuglice u šupljini tijela ventila. Tačkasti kontakt između kuglice i tijela kada se lopta kreće duž osi nepovratnog ventila ne dopušta da se zaglavi u tijelu, što povećava pouzdanost premosnog ventila u cjelini.

Kuglica nepovratnog ventila sa oprugom u suprotnom smjeru

Smjer udara na kuglicu protoka fluida koji dolazi iz prstena omogućava da se ventil koristi i u horizontalnim i u kosim bušotinama, što proširuje funkcionalnost ventila.

Implementacija premosnog ventila u obliku nezavisnog proizvoda koji ima spojne elemente na tijelu i na oba kraja osovine, na primjer, navojne spojnice za spajanje na osovinu ulaznog modula ili separatora plina i pumpe, povećava lakoću rada i održavanja ventila.

Slika 2.2 prikazuje opći prikaz premosnog ventila za potopljenu centrifugalnu električnu pumpu. Bajpas ventil sadrži stepenasto tijelo 1 sa otvorom za prolaz tekućine 2, izrađeno, na primjer, montažno, uključujući gornji dio 3 i donji dio 4 tijela. Osovina 5 je ugrađena u kućište 1, učvršćeno, posebno u nosač ležaja 6, u koji su ugrađeni radijalni klizni ležajevi 7. Nosač 6 ima kanale 8 za prolaz dizane tečnosti. Nosač ležaja 6 je pričvršćen u kućištu 1 pomoću odvojivog spoja, na primjer, navojem. Na krajevima osovine 5 postavljene su klinaste spojnice 9 i 10 za povezivanje osovine 5 sa osovinom ulaznog modula odnosno separatora gasa i osovinom ESP pumpe (nije prikazano). U stepenastom dijelu kućišta 1 nalaze se preljevni otvori 11 koji se nalaze pod uglom u odnosu na središnju os ventila u smjeru strujanja proizvedenog fluida. Povratni ventil 12 ugrađen je u svaki obilazni otvor 11. Nepovratni ventil 12 sadrži par ventila koji uključuje sjedište 13 i oprugu za zatvaranje (kuglu) 15 montiran u provrt 16 tijela 17 nepovratnog ventila 12 sa sposobnost kretanja. Nepovratni ventili 12 se ugrađuju u prelivne otvore 11 pomoću, na primjer, navojnog spoja.

Slika 2.2 - Bypass ventil

Tijelo 1 sadrži priključnu prirubnicu 18 sa rupama 19 za pričvršćivače, što omogućava montažu bajpas ventila na ulazni modul (nije prikazan). Kućište 1 je opremljeno zatvaračima (pinovima) 20 za povezivanje sa kućištem ESP pumpe.

Kada je pumpna jedinica uključena, formacijski fluid, koji je pod pritiskom kolone tečnosti u bušotini, ulazi iz ulaznog modula ili separatora gasa (nije prikazan), kroz otvor 2 u bajpas ventil, prolazi kroz kanale 8 nosača ležaja 6 i ulazi u ESP usis. U ovom slučaju, kugla 15 nepovratnog ventila 12 je pritisnuta na sjedište 13 oprugom 14, što isključuje dovod formacijske tekućine iz prstenastog prostora kroz obilazne rupe 11 u obilazni ventil i, prema tome, do usisnog ventila. ESP pumpe. U slučaju djelomičnog ili potpunog začepljenja ulaznog modula ili separatora plina (nije prikazano) česticama mehaničkih nečistoća, dolazi do povećanja razlike tlaka između vanjskog tlaka tekućine i tekućine u unutarnjoj šupljini bajpas ventila. U tom slučaju se otvara nepovratni ventil 12, u kojem se kugla 15 pomiče iz sjedišta 13, sabijajući oprugu 14 nepovratnog ventila 12. Formacijski fluid kroz otvor 16 nepovratnog ventila 12 teče iz prstenastog prostora u tijelo 1 obilaznog ventila i dalje, prolazeći kroz kanale 8 nosača ležaja 6, napušta ventil i ulazi u dovod pumpe, obezbjeđujući mu tekućinu za nastavak rada, čime se sprječava zastoj električne pumpe.

2.2 Patentna studijabypass ventil

Svrha studije patenta je poboljšati bajpas ventil za potopljenu centrifugalnu električnu pumpu (patent br. 2480630, F04D15 / 02, F04D13 / 10).

Jedan od glavnih elemenata bajpas ventila (slika 2.2) je nepovratni ventil, koji služi za dovod fluida u formaciju u slučaju djelomičnog ili potpunog začepljenja ulaznog modula ili separatora plina česticama mehaničkih nečistoća. Nedostatak ovog dizajna je brzo začepljenje nepovratnog ventila zbog ulaska velikih čestica u otvor nepovratnog ventila. Ovaj problem je vrlo relevantan za električne potopne pumpe otporne na habanje. Rješenje je ugradnja prijemne filterske mreže 13 (slika 2.3) na putu kretanja formacijskog fluida u nepovratni ventil 1, koji služi za filtriranje velikih mehaničkih čestica. Ova konstruktivna implementacija će povećati vrijeme rada bajpas ventila u normalnom radu, a samim tim i vijek trajanja pumpe.

Ugradnja bajpas ventila razmatranog dizajna je komplicirana zbog nepostojanja utora za ugradnju u stezaljku za montažu dizala. Rješenje je izrezati žljeb u području glave 5 obilaznog ventila, što će pojednostaviti proces ugradnje, povećati njegovu brzinu i učiniti ga sličnim procesu ugradnje drugih sekcija pumpe.

Slika 2.3 - Nadograđeni bajpas ventil

Takođe, u modernizovanom dizajnu bajpas ventila izrađeni su gornji 9 i donji 10 poklopci koji služe za zaštitu unutrašnje šupljine od kontaminacije tokom skladištenja i transporta.

Nedostatak ovakvog dizajna modernizirane jedinice je povećana ukupna veličina u aksijalnom smjeru u odnosu na patent koji se razmatra.

3 . Uređaj i princip rada pumpe

ESP jedinica se sastoji od potopljene pumpne jedinice (elektromotor sa hidrauličnom zaštitom i pumpom), kablovskog voda (okrugli i ravni kabl sa čahurom za uvođenje kabla), cevnog niza, opreme na ušću bušotine i zemaljske električne opreme: transformatora i kontrolna stanica (ili složeni uređaj) ...

Potopna pumpna jedinica, koja se sastoji od pumpe i elektromotora sa hidrauličkom zaštitom, spušta se u bunar na cijevi. Kablovska linija osigurava napajanje električnog motora. Kabl je pričvršćen za cijev metalnim remenima.

Po dužini pumpe i štitnika kabl je ravan, pričvršćen za njih metalnim remenima i zaštićen od oštećenja kućištima ili stezaljkama.

Iznad pumpi su postavljeni kontrolni i ispusni ventili. Pumpa pumpa tečnost iz bušotine i isporučuje je na površinu kroz cevni niz. Oprema na ušću bušotine obezbeđuje vešanje na prirubnici cevovoda sa električnom pumpom i kablom, zaptivanje cevi i kablova, kao i odvod fluida u cevovod.

Potopna pumpa, centrifugalna, sekciona, višestepena. Potopni elektromotor, trofazni, asinhroni, uljni sa kaveznim rotorom. Hidraulička zaštita elektromotora sastoji se od protektora i kompenzatora. Dvokomorni štitnik sa gumenom membranom i mehaničkim zaptivkama vratila, kompenzator sa gumenom membranom. Trožilni kabl sa polietilenskom izolacijom.

Transformator napaja potrebni napon za potopljeni elektromotor, kontrolna stanica je dizajnirana da upravlja potopljenom električnom pumpom i isključi cijelu instalaciju kada se ona isključi iz normalnog rada.

Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita su povezani prirubnicama i vijcima. Osovine pumpe, motora i štitnika imaju utore na krajevima i spojeni su navojnim spojnicama.

Potopna centrifugalna pumpa se po principu rada ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tekućina. Njegova razlika je u tome što je sekcijski, višestepeni, s malim promjerom radnih stupnjeva - rotora i vodeće lopatice. Uglavnom za naftnu industriju, potopljene pumpe sadrže 130 do 415 stupnjeva.

Centrifugalna pumpa je jednostavna hidraulička mašina dizajnirana za podizanje i transport fluida s jedne lokacije na drugu kroz cjevovod. Pumpa se uglavnom sastoji od krilnog radnog kola, vodeće lopatice, osovine i kućišta.

Princip rada pumpe, uz malo pojednostavljenja, može se zamisliti na sljedeći način: tekućina koja se usisava kroz filter i usisni ventil ulazi kroz mlaznicu do lopatica rotirajućeg kotača, pod čijom djelovanjem poprima brzinu i pritisak. . Potopna pumpa ima mnogo faza i ovaj proces se ponavlja u svakoj fazi, dobijajući veliku brzinu i pritisak. Kinetička energija fluida se pretvara u pritisak u spiralnom kanalu. Na izlazu iz pumpe, struja tečnosti se sakuplja i usmerava na cevovod.

Glavni parametri pumpe su: protok, visina, usisna visina, potrošnja energije i efikasnost. Parametri pumpe pokazuju kada radi na vodu.

3.1 Izgled pumpe

Potopne električne centrifugalne pumpe su projektovane prema principu sekcije i uglavnom se sastoje od ulaznog modula (MV), srednjih sekcija (CC), gornjeg dela (CB), nepovratnog (CO) i odvodnog (CC) ventila (Slika 3.1, a). Sa visokim sadržajem gasa, pumpa uključuje pumpni modul - separator gasa (MNG) (slika 3.1, b). Projektom su predviđene opcije za kompletiranje pumpi sa donjim dijelom (CH), koji ima prihvatnu mrežu, dok je ulazni modul isključen iz pumpe (slika 3.1, c). Kada se koristi donji dio, separator plina ne može biti uključen u pumpu. Kod visokog sadržaja gasa, u pumpu se može uključiti separator gasa sa prijemnom mrežom (MNGN) (slika 3.1, d). Nema potrebe za ulaznim modulom.

Pumpe se, u zavisnosti od poprečnih dimenzija, proizvode u tri grupe: 5, 5A i 6. Grupa konvencionalno određuje minimalni unutrašnji prečnik proizvodnog niza, koji iznosi 123,7 mm za grupu 5, 130 mm za 5A i 148,3 mm za 6. Prečnici kućišta pumpe su 92, 103 i 114 mm.

Slika 3.1 - ESP izgled

3.2 Dizajn modula i rad pumpe

Potopna pumpa je sastavljena od ulaznog modula MV, modula MNG pumpa-gas separatora, srednjeg dela CC (jedan + četiri), gornjeg dela CB, koji su međusobno povezani prirubnicama pomoću klinova i vijaka.

Nepovratni ventil je uvrnut u ribolovnu glavu gornjeg dijela, odvodni ventil je uvrnut u nepovratni ventil. Pumpa se pokreće potapajućim elektromotorom. Dizana tečnost kroz ulazni modul ulazi u separator gasa, gde se odvaja prateći gas, zatim u deo pumpe, gde se stvara potreban pritisak. Kroz kontrolni i ispusni ventil tečnost ulazi u cevovod pod pritiskom. Nepovratni i odvodni ventili mogu se instalirati iznad glave za pecanje pumpe pomoću 6 ... 7 cijevi.

Ulazni modul se koristi za prijem i grubo čišćenje dizane tekućine, za spajanje sekcija na motor i prijenos obrtnog momenta sa osovine motora na vratila sekcije pumpe. Ulazni modul je prikazan na slici 3.2 i sastoji se od osnove 1, sa otvorima za prolaz formacijskog fluida, u kojima se osovina 2 okreće na kliznim ležajevima. pumpa ili na modul pumpa-gas separatora. Donja prirubnica pričvršćuje ulazni modul na zaštitnik pomoću klinova i matica. Za vrijeme transporta i skladištenja, ulazni modul je zatvoren poklopcima 6 i 7.

Modul separatora pumpa-gas (gas separator) je dizajniran da smanji zapreminski sadržaj slobodnog gasa na ulazu u sekciju pumpe. MNG separator gasa je prikazan na slici 3.3 i sastoji se od cevastog tela 1 sa glavom 2, postolja 3 na njegovim krajevima i osovine 4 sa delovima koji se nalaze u njemu. U kućište je ugrađena matica 5, koja osigurava paket radnih tijela kroz graničnik 6, ležaj 7, odstojnu čauru 8, vodeće lopatice 9, 10 i potporni prsten 11. Na osovini se nalaze radijalni ležajevi čahure 12, nazubljenu spojnicu 19, puž 13, impeler 14, čahure 15, rešetku 16 i separatore 17. U glavu 2 utisnut je pod 18, formirajući poprečnu spojnicu sa glavom, perforirana grana 20 je pričvršćena izvan glava, koja služi kao dodatna jedinica za razdvajanje.

Za vrijeme transporta i skladištenja gasni separator je zatvoren poklopcima 21 i 22.

Baza je pričvršćena na separator gasa pomoću vijaka i navrtki na ulazni modul. Glava separatora gasa je pričvršćena prirubnicom na srednji deo pumpe i pričvršćena je na nju pomoću klinova ili vijaka. Osovine su spojene pomoću nazubljenih spojnica. Baza separatora gasa ima verziju sa prijemnom rešetkom, u ovom slučaju ulazni modul nije potreban i gasni separator je povezan direktno na zaštitnik (MNGN verzija).

Slika 3.3 - Modul separatora pumpe i gasa

Gasni separator radi na sljedeći način. Smjesa plina i tekućine teče kroz ulazni modul ili mrežu osnove separatora plina na vijak i dalje do radnih elemenata. Zbog stjecanja pritiska, mješavina plina i tekućine ulazi u rotirajuću komoru separatora, opremljenu radijalnim rebrima, gdje se pod djelovanjem centrifugalnih sila gas odvaja od tekućine. Dalje, tečnost sa periferije separatorne komore teče kroz proreze podnožja do usisnika pumpe, a izdvojena mešavina gasa i tečnosti ulazi u šupljinu perforirane grane, gde se vrši dodatno odvajanje gasa i tečnosti. Ova tečnost istječe kroz otvore razvodne cijevi, teče izvana duž tijela separatora plina i ponovo ulazi u ulaz. Time se smanjuje sadržaj gasa u smeši koja ulazi kroz ulazni modul u separator gasa. Plin se ispušta kroz perforiranu granu cijevi u prstenasti dio. Gasni separatori MNG (K) 5, MNGN (K) 5 koriste se sa pumpama kapaciteta do 250 m3/dan, a MNG (K) 5A, MNGN (K) 5A - sa pumpama kapaciteta do 400 m3 / dan.

Srednji dio je prikazan na slikama 3.4 i glavni je dio pumpe. Srednji dio se sastoji od kućišta 1, osovine 2, paketa stupnjeva (propeleri 3 i vodeće lopatice 4), gornjeg ležaja 5, donjeg ležaja 6, međuležaja 17, gornjeg aksijalnog oslonca 7, glave 8, postolje 9, dva rebra 10, gumeni prstenovi 11, 13, klinasta spojnica 14 i poklopci 15 i 16. Radno kolo i vodeće lopatice su ugrađene u seriju. Vodiće lopatice u kućištu su spojene gornjim ležajem i postoljem i miruju tokom rada. Propeleri su postavljeni kroz ključ na osovini koja ih pokreće u rotaciju. Kada se točkovi okreću, pumpana tečnost dobija povećanje pritiska od stepena do stepena.

Gornji srednji 5 i donji 6 ležajevi su radijalni ležajevi osovine, a gornji aksijalni oslonac 7 prima opterećenja koja djeluju duž ose osovine. Gumeni prstenovi 11 zatvaraju unutrašnju šupljinu sekcije od curenja od strane pumpnog i ulaznog modula.

Zglobno kvačilo 14 se koristi za spajanje na osovinu usidrenog dijela ili ulaznog modula ili separatora plina ili protektora i prenosi rotaciju s jednog vratila na drugo. Za vrijeme transporta i skladištenja odjeljak je zatvoren poklopcima.

Rebra 10 su dizajnirana da zaštite električni kabel koji se nalazi između njih od mehaničkih oštećenja stijenke cijevi kućišta pri spuštanju i podizanju pumpe. Rebra su pričvršćena na podnožje sekcije pomoću vijka i matice.

Nepovratni ventil, prikazan na slici 3.5, dizajniran je da spriječi obrnutu rotaciju impelera pumpe pod utjecajem stupca tekućine u tlačnom cjevovodu kada se pumpa zaustavi i da olakša njeno ponovno pokretanje; koristi se za stvaranje pritiska na cijevni niz nakon rada jedinice u bunar.

Nepovratni ventil se sastoji od tijela 1, na čijoj se jednoj strani nalazi unutrašnji konusni navoj za spajanje odvodnog ventila, a na drugoj strani vanjski konusni navoj za uvrtanje u ribolovnu glavu gornjeg dijela. Unutar karoserije nalazi se gumirano sjedište 2, na koje se naslanja ploča 3. Ploča ima mogućnost aksijalnog pomjeranja u vodećoj čauri 4. Pod utjecajem protoka dizane tekućine ploča se podiže, čime se otvara ventil . Kada se pumpa zaustavi, disk se spušta na sjedište pod utjecajem stupca tekućine u tlačnoj cijevi, ventil se zatvara.

Slika 3.5 - Nepovratni ventil

Odvodni ventil je prikazan na slici 3.6 i dizajniran je za ispuštanje tekućine iz tlačnog cjevovoda (cijevnog niza) prilikom podizanja pumpe iz bunara. Odvodni ventil se sastoji od tijela 1, na čijoj se jednoj strani nalazi unutrašnji konusni navoj spojnice za spajanje na cijevi, nominalnog prečnika 73 mm, a sa druge strane vanjski konusni navoj za uvrtanje u nepovratni ventil. .

Slika 3.6 - Odvodni ventil

U telo je uvrnuta prigušnica 2, koja je zaptivena gumenim prstenom 3. Pre podizanja pumpe iz bunara, kraj prigušnice, koji se nalazi u unutrašnjoj šupljini ventila, se odbije (odlomi) od strane specijalnim alatom, te tekućina iz cijevnog niza izlazi kroz otvor na prigušnici u prsten. Za vrijeme transporta i skladištenja, nepovratni ventil je zatvoren poklopcima 4 i 5. Potopni elektromotori za pogon centrifugalnih pumpi, asinhroni sa kaveznim rotorima, punjeni uljem. Pri frekvenciji struje od 50 Hz, sinhrona brzina osovine je 3000 o/min. Motori, kao i pumpe, imaju male prečnike, koji su različiti za bunare sa kolonama od 140, 146 i 168 mm. Istovremeno, njihova snaga može doseći 125 kW. U tom smislu, motori su ponekad duži od 8 m.

Za zaštitu elektromotora od ulaska u njegovu unutrašnju šupljinu formacijskog fluida, za kompenzaciju promjena u zapremini ulja u motoru kada se zagrijava i hladi, kao i za izbjegavanje curenja ulja kroz curenja, hidraulička zaštita (protektor) se koristi.

Hidraulička zaštita se nalazi između motora i pumpe i, stvarajući nadtlak, istovremeno opskrbljuje gusto ulje u žlijezdu centrifugalne pumpe, sprječavajući curenje proizvedene tekućine.

Struja se napaja potopljeni motor preko posebnog oklopnog kabla. Glavni dio kabla ima kružni poprečni presjek. Preko potopljene jedinice (pumpa, hidraulična zaštita, glava motora) polaže se plosnati kabel koji odgovara traženoj dijametralnoj dimenziji jedinice.

Slični dokumenti

Namjena i tehnički podaci potopnih centrifugalnih pumpnih instalacija, njihovi tipovi. Analiza hitnog fonda za NGDU "Lyantorneft". Hidraulička zaštita elektromotora, dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u njegovu unutrašnju šupljinu.

rad, dodato 31.12.2015


Pokazatelji učinka bušotinske električne pumpne jedinice. Parametri bušotine: statički i dinamički nivo fluida, smanjenje nivoa fluida, brzina protoka i specifični protok bušotine. Priprema električne pumpe za upotrebu.

seminarski rad, dodan 25.07.2014


Hidraulički proračun sistema za dizanje nafte iz bušotine sa potopnom centrifugalnom pumpom. Ucrtavanje potrebnog pritiska i određivanje radne tačke. Izbor potapajuće električne centrifugalne pumpe, preračunavanje njenih karakteristika za viskoznu tečnost.

seminarski rad, dodan 13.02.2013


Karakteristika potopljene pumpe ispod nivoa dizane tečnosti. Analiza potopnih i bezšipnih potopnih pumpi. Koeficijent savršenstva dekompozicije sistema. Upoznavanje sa glavnim tipovima potopnih pumpi.

seminarski rad dodan 18.12.2011


Koncept rezervoara nafte. Izvori energije rezervoara. Dotok tečnosti u perforirani bunar. Načini razvoja naftnih polja. Dizajn opreme dna bunara. Tretman terigenih rezervoara kiselinom. Tehnika perforacije bunara.

prezentacija dodata 24.10.2013


Potopna centrifugalna modularna pumpa, njene karakteristike i namena, glavne prednosti i nedostaci. Analiza uzroka prijevremenih kvarova na fondu bunara opremljen ESP-om. Pravila održavanja i rada pumpe.

seminarski rad dodan 26.02.2015


Rad plinskih bušotina, metode i alati za dijagnosticiranje problema nastalih akumulacijom fluida. Formiranje vodenog konusa; izvor tečnosti; merenje pritiska duž bušotine kao metoda za određivanje nivoa tečnosti u cevi.

sažetak dodan 17.05.2013


Rad bunara sa centrifugalnim potapajućim pumpama. Potopne centrifugalne modularne pumpe tipa ÉCND. Ugradnja namjenskog PCEN-a i određivanje dubine njegovog ovjesa. Elementi električne opreme instalacije i potopljene pumpne jedinice.

teza, dodana 27.02.2009


Istorija razvoja naftnog polja Priobskoye. Geološke karakteristike: produktivni slojevi, akviferi. Dinamika pokazatelja razvoja i fonda bušotina. Izbor instalacije električne centrifugalne pumpe. Obračun kapitalnih troškova.

disertacije, dodato 26.02.2015


Tehnički opis, uređaj i princip rada pumpe CNSM 60-99. Postupak ugradnje i priprema za rad. Upute za upotrebu i sigurnosne mjere. Tipični kvarovi i metode njihovog otklanjanja. Dijagnostika vibracija, centriranje pumpne jedinice.

Centrifugalne pumpe za nizbrdo su višestepene mašine. To je prvenstveno zbog malih vrijednosti pritiska koji stvara jedan stepen (propeler i vodeća lopatica). Zauzvrat, male vrijednosti glave jednog stupnja (od 3 do 6-7 m vodenog stupca) određene su malim vrijednostima vanjskog prečnika impelera, ograničenog unutrašnjim prečnikom kolone kućišta i dimenzije korišćene opreme za niskokopište - kabl, potopljeni motor itd.

Dizajn centrifugalne pumpe za bušotine može biti konvencionalni i otporan na habanje, kao i povećanu otpornost na koroziju. Prečnici i sastav pumpnih sklopova su u osnovi isti za sve verzije pumpe.

Konvencionalna centrifugalna pumpa za bušotine je dizajnirana da izvuče tečnost iz bunara sa sadržajem vode do 99%. Mehaničke nečistoće u ispumpanoj tečnosti ne bi trebalo da budu veće od 0,01 mas% (ili 0,1 g/l), dok tvrdoća mehaničkih nečistoća ne bi trebalo da prelazi 5 poena po Mohsu; vodonik sulfid - ne više od 0,001%. Prema zahtjevima tehničkih specifikacija proizvođača, sadržaj slobodnog plina na ulazu pumpe ne bi trebao biti veći od 25%.

Centrifugalna pumpa otporna na koroziju je dizajnirana da radi sa do 0,125% vodonik sulfida (do 1,25 g/l) u ispumpanom formacijskom fluidu. Dizajn otporan na habanje omogućava ispumpavanje tekućine sa sadržajem mehaničkih nečistoća do 0,5 g / l.

Stepenice se nalaze u provrtu cilindričnog tijela svake sekcije. Jedna sekcija pumpe može da primi od 39 do 200 stepeni, u zavisnosti od visine ugradnje. Maksimalni broj stupnjeva u pumpama dostiže 550 komada.

Rice. 6.2. Dijagram centrifugalne pumpe za bušotine:

1 - prsten sa segmentima; 2,3 - glatke podloške; 4,5 - Podloške za amortizere; 6 - gornji oslonac; 7 - donji oslonac; 8 - opružni prsten za oslonac osovine; 9 - distance sleeve; 10 -baza; 11 - klinasta spojnica.

Modular ESP

Da bi se u pumpi stvorile bušotinske centrifugalne pumpe visokog pritiska, potrebno je ugraditi više stepeni (do 550). Istovremeno, ne mogu se smjestiti u jedno kućište, jer dužina takve pumpe (15-20 m) otežava transport, ugradnju na bunar i proizvodnju kućišta.

Pumpe visokog pritiska se sastoje od nekoliko sekcija. Dužina karoserije u svakoj sekciji nije veća od 6 m. Dijelovi karoserije pojedinih sekcija su spojeni prirubnicama sa vijcima ili klinovima, a osovine su spojene klinastim spojnicama. Svaka sekcija pumpe ima gornji aksijalni oslonac osovine, osovinu, radijalne nosače vratila i stepenice. Samo donji dio ima prihvatnu rešetku. Ribarska glava - samo gornji dio pumpe. Delovi pumpe visokog pritiska mogu biti dužine manje od 6 m (obično je dužina tela pumpe 3,4 i 5 m), u zavisnosti od broja stepenica koje je potrebno u njih postaviti.

Pumpa se sastoji od ulaznog modula (slika 6.4), modula sekcije (moduli-sekcije) (sl. 6.3), modula glave (sl. 6.3), kontrolnih i ispusnih ventila.

Dopušteno je smanjiti broj sekcija modula u pumpi, odnosno opremanjem potopljene jedinice motorom potrebne snage.

Veze između modula i ulaznog modula sa motorom su prirubnički. Priključci (osim spoja ulaznog modula sa motorom i ulaznog modula sa separatorom gasa) su zapečaćeni gumenim prstenovima. Spajanje osovina modula-sekcija jedni na druge, modul-sekcije sa osovinom ulaznog modula, osovine ulaznog modula sa osovinom hidrauličke zaštite motora vrši se pomoću nazubljenih spojnica.

Osovine modula-sekcija svih grupa pumpi iste dužine karoserije 3,4 i 5 m su objedinjene. Da bi se kabl zaštitio od oštećenja tokom dizanja, čelična rebra koja se mogu ukloniti nalaze se na bazama modula-sekcije i glave modula. Dizajn pumpe omogućava korišćenje modula separatora gasa za pumpanje bez dodatnog rastavljanja, koji se ugrađuje između ulaznog modula i modula-sekcije.

Tehničke karakteristike nekih standardnih veličina ESP-ova za proizvodnju nafte, koje proizvode ruske firme prema tehničkim uslovima, prikazane su u tabeli 6.1 i sl. 6.6.

Karakteristika pritiska ESP-a, kao što se može vidjeti na gornjim slikama, može biti ili sa opadajućom lijevom granom karakteristike (pumpe niskog protoka), monotono padajući (uglavnom za postrojenja srednjeg protoka) i sa promjenjivim predznakom derivata. Ova karakteristika se uglavnom nalazi u pumpama visokog protoka.

Karakteristike snage gotovo svih ESP-a imaju minimum pri nultom protoku (tzv. “režim zatvorenog ventila”), što zahtijeva korištenje nepovratnog ventila u cijevnoj cijevnoj nizu iznad pumpe.

Radni dio karakteristike ESP-a, koji preporučuju proizvođači, vrlo često se ne poklapa sa radnim dijelom karakteristika određenih općim tehnikama izgradnje pumpi. U potonjem slučaju, granice radnog dijela karakteristike su vrijednosti napajanja u (0,7-0,75) Q o i (1,25-1,3Q 0, gde je Q 0 protok pumpe u optimalnom režimu rada, odnosno pri maksimalnoj vrednosti efikasnosti.

Potopljeni motori

Potopljeni elektromotor (SEM) je motor specijalnog dizajna i predstavlja asinhroni dvopolni AC motor sa kaveznim rotorom. Motor je napunjen uljem niske viskoznosti, koje obavlja funkciju podmazivanja ležajeva rotora, odvodeći toplinu na zidove kućišta motora, koje se ispiru protokom bušotinskih proizvoda.

Gornji kraj osovine motora je okačen na kliznu petu. Sekcijski rotor motora; sekcije su montirane na osovinu motora, izrađene od transformatorskih željeznih ploča i imaju žljebove u koje su umetnute aluminijske šipke, kratko spojene sa obje strane sekcije provodljivim prstenovima. Osovina je poduprta ležajevima između sekcija. Po cijeloj dužini osovina motora ima otvor za cirkulaciju ulja unutar motora, koja se također izvodi kroz prorez statora. Na dnu motora nalazi se filter za ulje.

Dužina i prečnik motora određuju njegovu snagu. Brzina rotacije osovine motora ovisi o frekvenciji struje; pri frekvenciji naizmjenične struje od 50 Hz, sinhrona brzina je 3000 o/min. Potopljeni elektromotori su označeni naznakom snage (u kW) i vanjskog prečnika tijela (mm), na primjer, SEM 65-117 - potopljeni elektromotor snage 65 kW i vanjskog prečnika 117 mm . Potrebna snaga elektromotora zavisi od brzine protoka i visine potopljene centrifugalne pumpe i može doseći stotine kW.

Savremeni podvodni elektromotori opremljeni su sistemima senzora za pritisak, temperaturu i druge parametre, koji se snimaju na dubini spuštanja agregata, uz prenos signala preko električnog kabla na površinu (kontrolnu stanicu).

Motori snage više od 180 kW prečnika 123 mm, više od 90 kW prečnika 117 mm, 63 kW prečnika 103 mm i snage 45 kW prečnika 96 mm su sekcijski.

Sekcijski motori se sastoje od gornjeg i donjeg dijela koji se spajaju kada je motor ugrađen u bunar. Svaka sekcija se sastoji od statora i rotora, čija je konstrukcija slična jednosječnom elektromotoru. Električno povezivanje sekcija međusobno je serijsko, interno i vrši se pomoću 3 terminala. Zaptivanje spoja je obezbeđeno zaptivkom prilikom spajanja sekcija.

Za povećanje protoka i pritiska radne faze centrifugalne pumpe koriste se regulatori brzine. Regulatori brzine omogućavaju pumpanje medija u širem rasponu volumena nego što je to moguće pri konstantnoj brzini, kao i nesmetano kontrolirano pokretanje potopljenog asinhronog motora s ograničenjem startnih struja na datom nivou. Time se povećava pouzdanost ESP-a smanjenjem električnih opterećenja na kablu i namotaju motora pri pokretanju jedinica, a također se poboljšavaju uvjeti rada formacije pri pokretanju bušotine. Oprema takođe omogućava, zajedno sa telemetrijskim sistemom instaliranim u ESP, da održi zadati dinamički nivo u bušotini.

Jedna od metoda za regulaciju frekvencije rotacije ESP rotora je regulacija frekvencije električne struje koja napaja potopljeni motor.

Oprema za obezbeđivanje ovog načina regulacije opremljena je kontrolnim stanicama ruske proizvodnje SORS-1 i IRBI 840.

Hidroizolacija

Za povećanje performansi potopljenog elektromotora od velike je važnosti pouzdan rad njegove hidro-zaštite, koja štiti elektromotor od ulaska u njegovu unutrašnju šupljinu formacijskog fluida i kompenzira promjenu zapremine ulja u motora kada se zagreva i hladi, kao i kada ulje curi kroz konstrukcije elemenata koji propuštaju. Tekućina u rezervoaru, koja ulazi u elektromotor, smanjuje izolaciona svojstva ulja, prodire kroz izolaciju žica namotaja i dovodi do kratkog spoja namotaja. Osim toga, podmazivanje ležajeva vratila motora je poremećeno.

Trenutno je zaštita voda tipa G široko rasprostranjena na poljima Ruske Federacije.

Zaštita od vode tipa G sastoji se od dvije glavne montažne jedinice: zaštitnika i kompenzatora.

Glavni volumen hidrozaštitne jedinice, formiran od elastične vrećice, napunjen je tekućim uljem. Preko nepovratnog ventila, vanjska površina vrećice percipira pritisak bušotinskog proizvoda na dubini potopljene jedinice. Dakle, unutar elastične vrećice napunjene tekućim uljem, pritisak je jednak pritisku uranjanja. Za stvaranje viška pritiska unutar ove vreće, na osovini gazećeg sloja nalazi se impeler. Tečno ulje kroz sistem kanala pod prevelikim pritiskom ulazi u unutrašnju šupljinu elektromotora, što sprečava ulazak proizvoda iz bušotine u elektromotor.

Kompenzator je dizajniran da kompenzira zapreminu ulja unutar motora kada se temperatura elektromotora promijeni (grijanje i hlađenje) i predstavlja elastičnu vrećicu napunjenu tekućim uljem i smještenu u kućištu. Tijelo kompenzatora ima otvore koji komuniciraju vanjsku površinu vreće sa bunarom. Unutrašnja šupljina vreće je povezana sa elektromotorom, a vanjska šupljina je spojena na bunar.

Kada se ulje ohladi, njegova zapremina se smanjuje, a bušotina tečnost kroz rupe u telu kompenzatora ulazi u zazor između spoljne površine vreće i unutrašnjeg zida tela kompenzatora, stvarajući tako uslove za potpuno punjenje unutrašnjeg šupljina potopljenog elektromotora sa uljem. Kada se ulje zagrije u elektromotoru, njegov volumen se povećava, a ulje teče u unutrašnju šupljinu kompenzacijske vrećice; u ovom slučaju, tečnost bušotine se istiskuje iz otvora između vanjske površine vreće i unutrašnje površine kućišta kroz rupe u bunar.

Sva kućišta elemenata potopljene jedinice su međusobno povezana prirubnicama sa klinovima. Osovine potopljene pumpe, hidrauličke zaštitne jedinice i potopljenog elektromotora međusobno su spojene nazubljenim spojnicama. Dakle, ESP potopna jedinica je kompleks složenih električnih, mehaničkih i hidrauličnih uređaja visoke pouzdanosti, koji zahtijeva visoko kvalifikovano osoblje.

Kontrolni i ispusni ventili

Nepovratni ventil se koristi da spreči obrnutu rotaciju (turbinski režim) rotora pumpe pod uticajem kolone tečnosti u cevovodu tokom zaustavljanja i da olakša ponovno pokretanje pumpne jedinice. Zaustavljanje potopljene jedinice dolazi iz više razloga: nestanak struje u slučaju nesreće na dalekovodu; isključenje zbog aktiviranja SEM zaštite; isključivanje tokom rada sa prekidima itd. Kada se potopljena jedinica zaustavi (isprazni), kolona tekućine iz cijevi počinje teći kroz pumpu u bunar, okrećući osovinu pumpe (a time i osovinu potopljenog elektromotora) u suprotnom smjeru.

Ako se tokom ovog perioda napajanje nastavi, SEM počinje da se rotira u pravcu napred, savladavajući ogromnu silu. Startna struja SEM-a u ovom trenutku može premašiti dozvoljene granice, a ako zaštita ne radi, elektromotor će otkazati. Odvodni ventil je dizajniran za ispuštanje tekućine iz cijevnog niza prilikom podizanja pumpne jedinice iz bunara. Nepovratni ventil je uvrnut u modul glave pumpe, a odvodni ventil je uvrnut u tijelo nepovratnog ventila. Dozvoljena je ugradnja ventila iznad pumpe, u zavisnosti od vrednosti sadržaja gasa na mreži ulaznog modula pumpe.

U tom slučaju ventili bi trebali biti smješteni ispod spoja glavnog kabela s produžnim kabelom, jer će u suprotnom poprečna dimenzija pumpne jedinice premašiti dopuštenu.

Nepovratni ventili pumpi 5 i 5A su dizajnirani za bilo koji protok, grupe 6 - za protok do 800 m 3 / dan uključujući. Strukturno su isti i imaju navoj spojnice i glatku cijev prečnika 73 mm. Nepovratni ventil za pumpe grupe 6, dizajniran za protok veći od 800 m 3 / dan, ima spojni navoj i cijev od glatke cijevi promjera 89 mm.

Odvodni ventili imaju isti navoj kao i nepovratni ventili. U principu, odvodni ventil je čahura, u čiju je bočnu stijenku umetnuta horizontalno kratka brončana cijev (bradavica), zatvorena s unutrašnjeg kraja. Rupa u ovom ventilu se otvara metalnom šipkom prečnika 35 mm i dužine 650 mm koja se spušta u cijev sa površine. Šipka, udarivši o spojnicu, odlomi ga u zarezu i otvara rupu na ventilu.

Kao rezultat, tečnost teče u proizvodno kućište. Upotreba takvog odvodnog ventila se ne preporučuje ako instalacija koristi strugač za uklanjanje voska iz cijevi. Ako se žica na koju se strugač spušta, pukne, padne i razbije prigušnicu, dolazi do spontanog obilaska tekućine u bunar, što dovodi do potrebe za podizanjem jedinice. Stoga se koriste i odvodni ventili drugih tipova, koji se aktiviraju povećanjem pritiska u cijevima, bez spuštanja metalne šipke.

Transformatori

Transformatori su dizajnirani za napajanje instalacija potopljenih centrifugalnih pumpi iz mreže naizmjenične struje napona 380 ili 6000 V i frekvencije 50 Hz. Transformator povećava napon tako da motor na ulazu u namotaj ima dati nazivni napon. Radni napon motora je 470-2300 V. Osim toga, u obzir se uzima i pad napona u dugom kablu (od 25 do 125 V / km).

Transformator se sastoji od magnetnog kola, namotaja visokog (VN) i niskog napona (NN), rezervoara, poklopca sa ulazima i ekspandera sa sušačem vazduha, prekidača. Transformatori se izrađuju sa prirodnim uljnim hlađenjem. Namijenjeni su za vanjsku ugradnju. Na visokoj strani namotaja transformatora nalazi se 5-10 slavina, koji osiguravaju opskrbu elektromotorom optimalnog napona. Ulje koje puni transformator ima probojni napon od 40 kV.

Kontrolna stanica

Upravljačka stanica je dizajnirana za kontrolu rada i zaštite ESP-a i može raditi u ručnom i automatskom načinu rada. Stanica je opremljena potrebnim kontrolnim i mjernim sistemima, automatskim uređajima, svim vrstama releja (maksimalni, minimalni, međuvremenski releji itd.). U slučaju nenormalnih situacija aktiviraju se odgovarajući zaštitni sistemi i jedinica se gasi.

Upravljačka stanica je izrađena u metalnoj kutiji, može se postaviti na otvorenom, ali se često postavlja u posebnu kabinu.

Kablovski vodovi

Kablovski vodovi su projektovani za napajanje električnom energijom sa površine zemlje (od kompletnih uređaja i kontrolnih stanica) do potopljenog elektromotora.

Za njih se postavljaju prilično strogi zahtjevi - mali električni gubici, male dijametralne dimenzije, dobra dielektrična svojstva izolacije, toplinska otpornost na niske i visoke temperature, dobra otpornost na formacijski fluid i plin, itd.

Kabelski vod se sastoji od glavnog dovodnog kabla (okrulog ili ravnog) i povezanog ravnog produžnog kabla sa kablovskom uvodnicom.

Spajanje glavnog kabla sa produžnim kablom je obezbeđeno jednodelnom spojnom čahurom (splice). Uz pomoć spojeva, dijelovi glavnog kabela se također mogu povezati kako bi se dobila potrebna dužina.

Kablovski vod na glavnoj dužini najčešće ima okrugli ili trouglasti poprečni presjek.

Da bi se smanjio prečnik potopljene jedinice (kabel + centrifugalna pumpa), donji deo kabla je ravan.

Kabl se proizvodi sa polimernom izolacijom koja se nanosi na žile kablova u dva sloja. Tri izolirana provodnika kabla su spojena zajedno, pokrivena zaštitnom podlogom ispod oklopa i metalnim oklopom. Metalna traka oklopa štiti izolaciju provodnika od mehaničkih oštećenja tokom skladištenja i rada, prvenstveno pri spuštanju i podizanju opreme.

Ranije su se blindirani kablovi proizvodili sa gumenom izolacijom i zaštitnim gumenim crevom. Međutim, u bušotini je guma bila zasićena gasom, a kada je sajla podignuta na površinu, gas je razbio gumu i oklop kabla. Upotreba plastične izolacije kabela omogućila je značajno smanjenje ovog nedostatka.

U slučaju potopljenog motora, kabelski vod završava utičnim rukavom, koji osigurava čvrstu vezu sa namotajem statora motora.

Gornji kraj kablovske linije prolazi kroz poseban uređaj u ušnoj opremi, koji obezbeđuje nepropusnost prstenastog prostora, i preko priključne kutije se povezuje na električni vod kontrolne stanice ili kompletnog uređaja. Priključna kutija je projektovana tako da spreči prodiranje naftnog gasa iz šupljine kablovskog voda u transformatorske podstanice, kompletne uređaje i ormare kontrolnih stanica.

Kablovski vod u stanju transporta i skladištenja nalazi se na posebnom bubnju, koji se koristi i za spuštanje i podizanje instalacija na bunarima, za preventivne i popravne radove sa kablovskom linijom.

Izbor dizajna kablovskih vodova zavisi od uslova rada ESP instalacija, pre svega, od temperature proizvodnje bunara. Često se, osim temperature ležišta, koristi i izračunata vrijednost smanjenja ove temperature zbog temperaturnog gradijenta, kao i povećanje temperature okoline i same bušotinske jedinice zbog zagrijavanja potopnog električnog motor i centrifugalna pumpa. Porast temperature može biti prilično značajan i kreće se od 20 do 30°C. Drugi kriterij za odabir dizajna kabela je temperatura okoline, koja utječe na performanse i trajnost izolacijskih materijala kabelskih vodova.

Važni faktori koji utiču na izbor dizajna kabla su svojstva formacijskog fluida - korozivnost, vodenost, odnos gas-ulje.

Da bi se održao integritet kabla i njegova izolacija tokom operacija okidanja, potrebno je pričvrstiti kabl na stub. Tubing. U tom slučaju potrebno je koristiti uređaje za pričvršćivanje u blizini presjeka promjene promjera stupa, tj. blizu spojnice ili uzrujanost ispod navoja. Prilikom fiksiranja kabela pazite da kabel dobro prianja uz cijevi, a u slučaju korištenja ravnog kabela pazite da kabel nije uvrnut.

Najjednostavniji uređaji za pričvršćivanje kablova na cijevi i ESP jedinice potopljene pumpne jedinice su metalni pojasevi sa kopčama ili stezaljkama.

Produžni kabl je pričvršćen za sklopove potopljene jedinice (potopnu pumpu, štitnik i motor) na mestima navedenim u uputstvu za upotrebu za ovu vrstu opreme; pričvršćivanje produžnog kabla i glavnog kabla na cev se vrši sa obe strane svake cevne spojnice na udaljenosti od 200-250 mm od gornjeg i donjeg kraja spojnice

Rad ESP instalacija u devijantnim i zakrivljenim bunarima zahtijevao je izradu uređaja za pričvršćivanje kabela i njihovu zaštitu od mehaničkih oštećenja.

Rusko preduzeće ZAO "Izhspetstechnologia" (Izhevsk) razvilo je i proizvelo zaštitne uređaje (ZU), koje se sastoje od tela i mehaničkih brava (slika 6.9).

Ovaj uređaj je instaliran na čahuru cijevi i ima sljedeće tehničke karakteristike:

Omogućava jednostavnu i pouzdanu fiksaciju (aksijalnu i radijalnu) na cijevi;

Pouzdano drži i štiti kabel, uključujući i u hitnim situacijama;

Nema sklopivih elemenata (vijci, matice, klinovi, itd.), što isključuje njihovo padanje u bunar tokom montaže i povratnih operacija;

Pretpostavlja višestruku upotrebu;

Instalacija uređaja ne zahtijeva alate za montažu.

Među vodećim kompanijama u svetu, Lasalle (Škotska) ima najveće iskustvo u razvoju, proizvodnji i radu zaštitnih uređaja za kablove (Sl. 6.10).

Lasalle-ovi potpuno metalni štitnici imaju sljedeće karakteristike:

Brzina i jednostavnost instalacije;

Pogodnost za rad u okruženju bušotine sa visokim sadržajem sumpora;

Nedostatak labavih elemenata koji bi mogli pasti u bunar;

Za višekratnu upotrebu.

Lasalle nudi protektore za zaštitu glavnog kabla (ravnog i okruglog) i produžnog kabla u sekcijama cevovoda, potopnoj jedinici instalacije, kontrolnim i odvodnim ventilima.

Potopni asinhroni elektromotor koristi se za pogon električne centrifugalne pumpe, elektromotor okreće osovinu pumpe na kojoj se nalaze stepenice.

Princip rada pumpe može se predstaviti na sljedeći način: tekućina usisana kroz usisni filter ulazi u lopatice rotirajućeg impelera, pod čijom djelovanjem poprima brzinu i pritisak. Za pretvaranje kinetičke energije u energiju pritiska, tekućina koja napušta radno kolo usmjerava se u stacionarne kanale promjenjivog poprečnog presjeka radnog uređaja spojenog na kućište pumpe, zatim tekućina koja napušta radni uređaj ulazi u rotor sljedeće faze i ciklusa. ponavlja. Centrifugalne pumpe su dizajnirane za velike brzine vratila.

Pumpa se obično pokreće sa zatvorenim ventilom na ispusnoj mlaznici (dok pumpa troši najmanje energije). Nakon pokretanja pumpe, ventil se otvara.

Prilikom projektovanja potopljenih pumpi za proizvodnja nafte Za njihove stepenice postavljaju se posebni zahtjevi: uprkos ograničenim dimenzijama, moraju imati visoke glave, biti jednostavni za montažu i imati visoku pouzdanost.

U višestepenim potopljenim pumpama, usvojen je stepenski dizajn sa "plutajućim", slobodno pokretnim po osovini, radnim kolom, pričvršćenim samo ključem za primanje obrtnog momenta. Aksijalna sila koja se javlja u svakom impeleru prenosi se na odgovarajuću vodeću lopaticu, a zatim je apsorbuje kućište pumpe. Ovaj stepenski dizajn omogućava montažu velikog broja impelera na vrlo tanku osovinu (17 - 22 mm).

Da bi se smanjila sila trenja, vodeće lopatice su opremljene prstenastim prstenom ramena potrebnu visinu i širinu, a radno kolo - sa potpornom podloškom (obično od PCB-a). Potonji, budući da je ujedno i vrsta pečata, pomaže u smanjenju protoka tekućine u etape. S obzirom da u nekim režimima rada pumpe (na primjer, prilikom pokretanja s otvorenim ventilom, sa Hst blizu nule), aksijalne sile mogu biti usmjerene prema gore i kotači mogu plutati, kako bi se smanjila sila trenja između gornjeg diska rotora i vodeće lopatice, srednja podloška od PCB-a, ali manje debela.

Ovisno o radnim uvjetima, za izradu stepenica koriste se različiti materijali. Uobičajeno, impeleri i vodeće lopatice potopljenih električnih pumpi izrađuju se livenjem od specijalnog legiranog livenog gvožđa, nakon čega sledi mašinska obrada. Stanje površina i geometrija protočnih kanala radnog kola i vodeće lopatice značajno utiču na karakteristike stepena. Sa povećanjem hrapavosti, pritisak i efikasnost stupnja značajno se smanjuju, stoga je pri livenju radnih tijela ESP-a potrebno postići traženi kvalitet površina protočnih kanala.