Studija konstrukcije potopne centrifugalne pumpe. Oznaka UETsn domaće proizvodnje

ESP-ovi, ovisno o poprečnom promjeru motora, uvjetno su podijeljeni u 3 skupine: UETsN5 (103 mm), UETsN5A (117 mm), UETsN6 (123 mm). Vanjski promjer ESP vam omogućuje da ih spustite u bušotine s minimalnim unutarnjim promjerom proizvodnog niza: ESP5 - 121,7 mm; UETsN5A - 130 mm; UETsN6 - 144,3 mm.

Simbol pumpa (standardna verzija) - ETSNM5 50-1300, gdje

E-pogon od potopljenog motora; C-centrifugalni; H-pumpa; M-modularni; 5 - pumpna grupa (nazivni promjer bušotine u inčima); 50 - opskrba, m3/dan; 1300 - glava, m

Za crpke otporne na koroziju, slovo "K" dodaje se prije oznake grupe crpki. Za crpke otporne na habanje, slovo "I" dodaje se prije oznake grupe crpki.

Simbol motora PEDU 45 (117), gdje je P - podvodni; ED - elektromotor; U - univerzalni; 45 - snaga u kW; 117 - vanjski promjer, u mm.

Za motore s dva dijela, slovo "C" dodaje se iza slova "U"

Simbol hidrozaštite: Zaštitnik 1G-51, kompenzator GD-51, gdje

G - hidrozaštita; D - dijafragma.

ESP oznaka "REDA"

Simbol crpke (normalna verzija) DN-440 (268 koraka).

Serija 387, gdje DN - radna tijela od NI-RESIST (legura željeza i nikla); 440 - opskrba u bačvama / dan; 268 - broj radnih koraka; 387 je vanjski promjer tijela u inčima.

Za pumpe otporne na habanje nakon isporuke ARZ (cirkonij otporan na abraziju).

Simbol elektromotora 42 KS - napajanje uključeno konjskih snaga; 1129 - nazivni napon u voltima; 23- nazivna struja u amperima; serija 456 - vanjski promjer tijela u inčima.

Simbol za hidrozaštitu: LSLSL i BSL. L - labirint; B - spremnik; P - paralelna veza; S - serijska veza.

Uzroci domaćih kvarova ESP-a.

U OGPD Nizhnesortymskneft, više od polovice (52%) operativnog fonda bušotina i 54,7% proizvodnog fonda bušotina s ESP-ovima nalazi se na polju Bitemskoye.

U OGPD, uključujući Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye i druga polja, u 2013. godini bilo je 989 domaćih ESP kvarova.



Vrijeme do neuspjeha u postocima je:

od 30 do 180 dana - 331 ESP kvar (91%)

preko 180 dana - 20 ESP kvarova (5,5%)

tijekom godine dana - 12 ESP kvarova (3,5%).

Tablica 2. Uzroci kvarova domaćih ESP-ova izraženi u postocima.

Razlog odbijanja Broj kvarova Postotak
kršenje SPO propusna kvar cijevi kako bi se omogućio ESP nedovoljan dotok nekvalitetan popravak glavne zone nekvalitetan popravak SEM nekvalitetan početak rada načina rada nekvalitetna oprema ESP nekvalitetna instalacija ESP nekvalitetna priprema bušotine nekvalitetan rad bušotine nerazumno dizanje nestabilno napajanje neispravno napajanje tijekom izrade kabelske kutije veliki faktor plina nekvalitetan popravak kvara u dizajnu glavne zone ESP mehanička oštećenja kabela mehaničke nečistoće nekvalitetno rješenje za prigušivanje nekvalitetan rad u periodičnom režimu taloženje soli povećan sadržaj EHF smanjenje izolacije kabela višak zakrivljenosti nekvalitetan popravak zaštite mreže smanjenje izolacije motora 0.64 3.8 2.3 5.7 2.8 0.31 7.32 0.64 0.31 0.95 2.54 0.64 0.64 2.8 1.2 0.64 2.22 1.91 8.7 0.64 6.59 9.55 7.32 23.3 0.95 2.3

Na poljima Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye i drugim poljima, potopne električne centrifugalne pumpe REDA počele su se uvoditi u svibnju 1995. godine. Trenutno, od 01.01.2013., fond naftne bušotine opremljen REDA ESP-ovima za Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye i druga polja je:

Operativni fond - 735 bušotina

Aktivni bunar - 558 bušotina

Fond koji osigurava proizvode - 473 bušotine

Neaktivni fond - 2 bunara

Neaktivni fond - 2 bunara

U postocima to izgleda ovako:

nekvalitetni fond - 0,85%

neaktivni fond - 0,85%

neaktivni fond - 0,85%

Dubina crpljenja je od 1700 do 2500 metara. DN-1750 rade s protokom od 155...250 m 3 /dan, s dinamičkim razinama od 1700..2000 metara, DN-1300 rade s protokom od 127...220 m 3 /dan, s dinamičkim razine od 1750...2000 metara, DN-1000 rade s zaduženjima od 77...150 m 3 /dan, s dinamičkim razinama od 1800...2100 metara,

DN-800 s protokom od 52...120 m 3 /dan, s dinamičkim razinama od 1850...2110 metara, DN-675 s protokom od 42...100 m 3 /dan, s dinamičkim razinama od 1900 ...2150 metara, DN-610 s protokom od 45...100 m 3 /dan, s dinamičkim razinama od 1900...2100 metara, DN-440 s protokom od 17...37 m 3 /dan , s dinamičkim razinama od 1900...2200 metara.

Temperatura u zoni ESP suspenzije je 90...125 stupnjeva Celzija. Zalijevanje proizvodnje bunara je 0...70%.

Uzroci kvarova ESP REDA.

Tablica 3. Uzroci kvarova ESP "REDA" izraženi u postocima.

Kratka analiza uzroka kvarova REDA ESP-a.

Prvo mjesto među razlozima ponovljenih popravaka REDA ESP-a zauzima zaglavljivanje naslaga soli, što je 35% od broja svih popravaka. Visoka osjetljivost instalacija na začepljenje soli posljedica je njihove značajke dizajna. Očito je da impeleri imaju manji zazor i veću centrifugalnu zakrivljenost. To, očito, potiče i ubrzava proces skaliranja.

Mehaničko oštećenje kabela može se objasniti samo neispravnim radom posade platforme tijekom operacija okidanja. Svi kvarovi iz tog razloga su preuranjeni.

Propuštanje cijevi zbog nekvalitetne isporuke cijevi od strane proizvođača.

Smanjeni otpor izolacije kabela - u spoju kabela (izgaranje), gdje je korišten bezolovni REDALENE kabel.

Smanjenje dotoka objašnjava se smanjenjem ležišnog tlaka.

Šesto mjesto zauzimaju neuspjesi zbog povećanog EHF-a, ali to ne znači da se REDA ESP-ovi ne boje mehaničke nečistoće. To se objašnjava činjenicom da takve ESP jedinice rade u bušotinama s prihvatljivom koncentracijom mehaničkih nečistoća, drugim riječima, rade u staklenički uvjeti“, jer cijena REDA instalacija je vrlo visoka (više od 5 puta veća od kućnih instalacija).

Smanjeni izolacijski otpor motora - električni kvar namota statora zbog pregrijavanja motora ili tvorbene tekućine koja ulazi u šupljinu motora.

Zaustavljanja za geološke i tehničke mjere geološko-tehničkih mjera (prijenos na održavanje ležišnog tlaka, hidrauličko frakturiranje itd.)

Visokotlačne instalacije koje rade s niskim dinamičkim razinama identificirale su problem ispuštanja plina praktički u uvjetima ležišta, što je negativno utjecalo na rad ESP-a (usput rečeno, to potvrđuje i rad visokotlačnih domaćih ESP-a), stoga , u budućnosti se visokotlačni ESP-ovi napuštaju na poljima NGDU "NSN". Trenutno su u tijeku radovi na ispitivanju pokrova povratnog toka. Još je prerano govoriti o rezultatima testova. Tehnološke službe počele su šire koristiti opremu.

Zaključno, želio bih napomenuti da su uvezeni ESP-i mnogo otporniji na rad u teškim uvjetima. To je jasno izraženo rezultatima usporedbe ESP-ova domaće i uvozne proizvodnje. Štoviše, oba imaju svoje prednosti i nedostatke.

Dubina šipke pumpne jedinice. Sheme ShSNU, novi pogoni klipnih pumpi. Rad bušotina drugim metodama: GPN, EDN, EWH, ShVNU, itd. Sastav opreme. Prednosti i nedostaci ovih metoda rudarenja.

Jedna od najčešćih metoda mehanizirane proizvodnje ulja danas je štap metoda pumpanja, koji se temelji na korištenju downhole štap pumpne jedinice (USSHN) za podizanje tekućine iz naftnih bušotina.

USSHN (Sl. 13) sastoji se od crpne jedinice, opreme na glavi bušotine, cijevnog niza ovješenog na prednju ploču, niza sifonske šipke, utičnice ili pumpe bez utičnice (SRP).

Crpnu pumpu pokreće pumpna jedinica. Rotacijsko gibanje primljeno od motora uz pomoć mjenjača, koljenastog mehanizma i balansera u njemu se pretvara u povratno gibanje koje se prenosi na klip pumpe u rupi ovješen na šipke. To osigurava da se tekućina diže iz bušotine na površinu.

Princip rada

Konvencionalne potopljene crpke, prema principu rada, su klipne pumpe s jednim djelovanjem. Slijedi dijagram procesa crpljenja potopna pumpa(slika 14). Početna situacija: pumpa i cijevi su napunjene tekućinom. Klip je u gornjoj mrtvoj točki O.T.; ventil klipa je zatvoren. Opterećenje stupca tekućine iznad pumpe preuzimaju usisne šipke. Kada prestane strujanje tekućine odozdo, kroz usisni ventil, ovaj ventil se zatvara pod djelovanjem gravitacije. Cilindar je potpuno ili djelomično napunjen tekućinom. Kada je klip uronjen u ovu tekućinu, ventil klipa se otvara i cjelokupno opterećenje tekućine pada na usisni ventil i, posljedično, na cijev (slika 14a).

Daljnjim kretanjem klipa prema dolje (slika 14b), gornja šipka je uronjena u stupac tekućine, istiskujući svoj odgovarajući volumen, koji se dovodi u cjevovod. U slučaju korištenja klipova, čiji promjer jednak promjeru gornje šipke ili manje od nje, tekućina se dovodi u cjevovod samo za vrijeme silaznog hoda klipa, dok se tijekom hoda klipa prema gore ponovno regrutira stup tekućine. Čim se klip počne pomicati prema gore, ventil klipa se zatvara; opterećenje tekućine ponovno se prenosi na usisne šipke. Ako tlak u rezervoaru premašuje tlak u cilindru, usisni ventil se otvara kada se klip odmakne od donje mrtve točke U.T. (slika 14c). Protok tekućine iz formacije u cilindar bez tlaka nastavlja se sve dok uzlazni hod klipa ne završi u O.T položaju. (slika 14d). Istovremeno s izdizanjem stupca tekućine iznad klipa, usisava se jednaka količina tekućine. U praksi je, međutim, radni ciklus pumpe obično složeniji nego što pokazuje ovaj pojednostavljeni dijagram. Rad crpke u velikoj mjeri ovisi o veličini štetnog prostora, omjeru plina i tekućine i viskoznosti dizanog medija.

Osim toga, vibracije cijevi i usisne šipke koje proizlaze iz kontinuiranog opterećenja stupca tekućine i vibracije ventila također utječu na ciklus crpljenja.

Dugo sam sanjao da napišem na papir (ispis na računalu) sve što znam o ESP-ovima.
Pokušat ću jednostavnim i razumljivim jezikom ispričati o jedinici električne centrifugalne pumpe - glavnom alatu koji proizvodi 80% sve nafte u Rusiji.

Nekako je ispalo da sam s njima povezan cijeli svoj odrasli život. Od svoje pete godine počeo je s ocem putovati uz bunare. S deset je mogao sam popraviti bilo koju stanicu, s dvadeset četiri je postao inženjer u poduzeću gdje su popravljani, s trideset je postao zamjenik direktor tvrtke gdje se prave. Znanje o toj temi na veliko - nije šteta podijeliti, pogotovo jer me mnogi, mnogi ljudi stalno pitaju o ovome ili onom u vezi mojih pumpi. Općenito, kako se ne bi ponavljalo uvijek iznova različite riječi- Napisat ću jednom, pa ću onda polagati ispite;). Da! Bit će slajdova ... bez slajdova na bilo koji način.


Što je.
ESP - električna instalacija centrifugalna pumpa, ona je pumpa bez šipke, ona je ESP, ona je i oni štapići i bubnjevi. UETsN - to je ona ( ženski)! Iako se sastoji od njih (muški rod). Ovo je tako posebna stvar, uz pomoć koje hrabri naftaši (ili bolje rečeno, serviseri za naftne radnike) iz podzemlja dobivaju formacijski fluid - tako zovemo tu mulyaku, koja tada (nakon prolaska posebna obrada) nazivaju se raznim zanimljivim riječima poput URALA ili BRENTA. Riječ je o čitavom kompleksu opreme za koju bi bilo potrebno znanje metalurga, metalca, mehaničara, električara, inženjera elektronike, hidraulike, kabelskog radnika, uljara, pa čak i malog ginekologa i proktologa. Stvar je prilično zanimljiva i neobična, iako je izmišljena prije mnogo godina, i od tada se nije puno promijenila. Uglavnom, ovo je obična crpna jedinica. Ono što je neobično kod njega je to što je tanak (najčešće se postavlja u bunar unutrašnjeg promjera 123 mm), dugačak (postoje instalacije duge 70 metara) i radi u takvim prljavim uvjetima u kojima je manje-više složen mehanizam uopće ne bi trebao postojati.

Dakle, kao dio svakog ESP-a postoje sljedeći čvorovi:

ESP (električna centrifugalna pumpa) - glavni čvor- svi ostali to štite i osiguravaju. Pumpa dobiva najviše - ali on radi glavni posao - diže tekućinu - on ima takav život. Crpka se sastoji od sekcija i dijelova stepenica. Što je više koraka, to je veći pritisak koji pumpa razvija. Što je sam stupanj veći, to je veći protok (količina pumpane tekućine u jedinici vremena). Što je više zaduženja i pritiska - to više jede energije. Sve je međusobno povezano. Crpke se, osim po protoku i tlaku, razlikuju i po veličini i dizajnu - standardne, otporne na habanje, otporne na koroziju, otporne na habanje, vrlo, vrlo otporne na habanje.

SEM (uronjivi elektromotor) Elektromotor je druga glavna jedinica – okreće pumpu – troši energiju. Ovo je konvencionalni (u električnom smislu) asinkroni elektromotor - samo što je tanak i dugačak. Motor ima dva glavna parametra - snagu i veličinu. I opet, postoje različite verzije standardnih, otpornih na toplinu, otpornih na koroziju, posebno otpornih na toplinu, i općenito - nisu ubijene (kao da). Motor je napunjen posebnim uljem, koje osim podmazivanja također hladi motor, te nagomilano kompenzira pritisak koji se na motor vrši izvana.

Zaštitnik (koji se naziva i hidraulička zaštita) je stvar koja stoji između pumpe i motora - prvo, dijeli šupljinu motora napunjenu uljem od šupljine pumpe ispunjene tekućinom u rezervoaru, dok prenosi rotaciju, a drugo, rješava problem izjednačavanja tlaka unutar motora i izvana (tamo se općenito događa do 400 atm, to je otprilike trećina dubine Marijanskog rova). Postoje različite veličine i, opet, svakakve bla bla bla.

Kabel je zapravo kabel. Bakar, trojezgreni.. Također je oklopljen. Možeš li zamisliti? Oklopni kabel! Naravno, neće izdržati ni pucanj iz Makarova, ali s druge strane, izdržat će pet-šest spuštanja u bunar i tamo će raditi - prilično dugo.
Njegov oklop je nešto drugačiji, dizajniran više za trenje nego za oštar udarac – ali ipak. Događa se kabel različitim odjeljcima(promjeri jezgre), razlikuje se po oklopu (obični pocinčani ili nehrđajući čelik), a razlikuje se i po otpornosti na temperaturu. Postoji kabel za 90, 120, 150, 200, pa čak i za 230 stupnjeva. Odnosno, može raditi neograničeno na temperaturi koja je dvostruko veća od točke ključanja vode (imajte na umu da izvlačimo nešto poput ulja, a ne gori čak ni bolesno - ali vam je potreban kabel otpornosti na toplinu od preko 200 stupnjeva - i štoviše , gotovo posvuda).

Odvajač plina (ili separator-disperzant plina, ili samo disperzator, ili dvostruki separator plina, ili čak dvostruki separator-disperzator plina). Stvar koja odvaja slobodni plin od tekućine .. radije tekućinu od slobodnog plina ... ukratko, smanjuje količinu slobodnog plina na ulazu u pumpu. Često, vrlo često, količina slobodnog plina na ulazu u pumpu je dovoljna da pumpa ne radi - tada se stavi nekakav uređaj za stabilizaciju plina (naveo sam nazive na početku stavka). Ako nema potrebe za ugradnjom separatora plina, ugrađuju se ulazni modul, ali kako bi tekućina dospjela u pumpu? Ovdje. Stavili su nešto u svakom slučaju.. Ili modul ili džip.

TMS je vrsta ugađanja. Tko dešifrira kako - termomanometrijski sustav, telemetrija.. tko kako. Tako je (ovo je stari naziv - od 80 čupavih godina) - termomanometrijski sustav, pa ćemo ga nazvati - gotovo u potpunosti objašnjava funkciju uređaja - mjeri temperaturu i tlak - tamo - točno ispod - gotovo u podzemni svijet.

Ima li još zaštitnih uređaja. Ovo je nepovratni ventil (najčešći je KOSH - kuglični nepovratni ventil) - tako da tekućina ne iscuri iz cijevi kada je pumpa zaustavljena (može potrajati nekoliko sati da se stupac tekućine podigne kroz standardnu ​​cijev - to je šteta ovaj put). A kada trebate podići pumpu - ovaj ventil ometa - nešto stalno teče iz cijevi, zagađujući sve oko sebe. Za te namjene postoji ventil za izbacivanje (ili odvod) KS - smiješna stvar - koji se pokvari svaki put kada se podigne iz bunara.

Sva ta ekonomija visi na tubing cijevima (tubing cijevi - od njih se vrlo često prave ograde u gradovima bogatim naftom). Visi u sljedećem redoslijedu:
Duž cijevi (2-3 kilometra) - kabel, odozgo - KS, zatim KOSH, pa ESP, pa gazik (ili ulazni modul), pa zaštitnik, pa SEM, pa još niži TMS. Kabel ide duž ESP-a, plina i protektora do same glave motora. Eka. Sve je za glavu kraće. Dakle - od vrha ESP-a do dna TMS-a može biti 70 metara. i kroz ovih 70 metara prolazi okno, i sve se okreće...a okolo - visoka temperatura, ogroman pritisak, puno mehaničkih nečistoća, korozivna okolina... Jadne pumpe...

Svi dijelovi su sekcijski, duljine ne više od 9-10 metara (inače kako se mogu ubaciti u bunar?) Instalacija ide direktno na bunar: SEM, kabel, štitnik, plin, sekcije pumpe, ventili, na njega su pričvršćene cijevi .. Da! ne zaboravite na sve pričvrstiti kabel uz pomoć mrlja - (kao što su posebni čelični remeni). Sve se to umoči u bunar i tu dugo (nadam se) radi. Kako bi se sve to napajalo (i nekako upravljalo), na tlu se postavljaju pojačivački transformator (TMPN) i upravljačka stanica.

Uz takvo što dobiju nešto što se onda pretvori u novac (benzin, dizel gorivo, plastika i ostalo smeće).

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

Najviše se koristi u praksi ugradnje električnih centrifugalnih crpki.

Instalacije potopnih centrifugalnih crpki predviđene su za ispumpavanje

ESP uključuje: zemaljsku i podzemnu opremu.

Podzemna oprema uključuje: - montažu električne centrifugalne jedinice; - crpni niz i kabel.

Površinska oprema se sastoji od opreme na ušću bušotine, upravljačke stanice i transformatora.

Riža. 1. 1 - motor; 2 - kabel; 3 - hidrozaštita; 4 - crpka ESP 5.6 - kontrolni i odvodni ventili; 7 - oprema na ušću bušotine; 8 - autotransformator; 9 - upravljačka stanica; 10 - cijev; 11 - usisni modul.

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

Transformator je dizajniran za kompenzaciju pada napona u kabelu koji dovodi struju u SEM. Uz pomoć kontrolne stanice ručna kontrola motor, automatsko isključivanje jedinice kada je dovod tekućine prekinut, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i isključenje jedinice kada kratki spojevi. Tijekom rada jedinice, centrifugalna strujna pumpa usisava tekućinu kroz filtar instaliran na ulazu u pumpu i pumpa je kroz cijevi crpke na površinu. Ovisno o pritisku, t.j. visine dizanja tekućine, pumpe s različit broj korake.

28. Ostale vrste pumpi bez šipke

vijčana pumpa - potopna pumpa koju pokreće elektromotor; tekućina u pumpi se kreće zbog rotacije vijka rotora. Pumpe ovog tipa posebno su učinkovite pri vađenju ulja visoke viskoznosti iz bušotina.

Hidroklip pumpa je potopna pumpa koju pokreće protok tekućine koja se dovodi u bušotinu s površine crpne jedinice. Istodobno se u bunar spuštaju dva reda koncentričnih cijevi promjera 63 i 102 mm. Pumpa se spušta u bušotinu unutar cijevi promjera 63 mm i pritiskom tekućine pritisne na sjedalo za slijetanje koje se nalazi na kraju ove cijevi. Tekućina koja dolazi s površine pokreće klip motora, a s njim i klip pumpe. Klip pumpe ispumpava tekućinu iz bušotine i zajedno s radnom tekućinom isporučuje je kroz prstenasti prostor na površinu.

membranska pumpa - pumpa s pozitivnim pomakom, u kojoj se promjena volumena crpne komore događa zbog deformacije jedne od njezinih stijenki, izrađene u obliku elastične ploče - dijafragme. Zbog činjenice da su pokretni dijelovi pogonskog mehanizma D. n. nemaju kontakt s dizanim medijem, D. n. također se koristi za pumpanje tekućina kontaminiranih abrazivnim mehaničkim. nečistoće. Dijafragme su izrađene od gume (uključujući ojačane) i drugih elastičnih materijala, kao i od nehrđajućih legura. U obliku su (uglavnom) valovite ploče ili mijeha.

Instalacije potopnih centrifugalnih crpki dizajniran za ispumpavanje

naftne bušotine, uključujući nagnuta ležišta koja sadrže tekućinu

ulje, vodu i plin, te mehaničke nečistoće. Ovisno o količini

razne komponente sadržane u dizanoj tekućini, pumpe

instalacije imaju izvedbu uobičajene i povećane otpornosti na koroziju i habanje.

Električna oprema, ovisno o trenutnoj shemi napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku podstanicu za potopne crpke (KPPPN), ili transformatorsku podstanicu (TP), upravljačku stanicu i transformator.

Električna energija od transformatora (ili od KTPPN) do potopljenog motora se dovodi preko kabelskog voda, koji se sastoji od kabela za uzemljenje i glavnog kabela s nastavkom. Spajanje kabela za uzemljenje s glavnim kabelom kabelske linije provodi se u priključnoj kutiji koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od glave bušotine.

Mjesto za postavljanje zemaljske električne opreme zaštićeno je od poplava u vrijeme poplava i očišćeno od snijega u zimsko razdoblje i trebaju imati ulaze koji vam omogućuju slobodno montiranje i demontažu opreme. Odgovornost za radno stanje gradilišta i ulaza u njih snosi CDNG.

kontrolna stanica

Uz pomoć upravljačke stanice provodi se ručno upravljanje motorom, automatsko gašenje jedinice kada je dovod tekućine prekinut, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i isključivanje jedinice u slučaju kratkih spojeva. Tijekom rada jedinice, centrifugalna strujna pumpa usisava tekućinu kroz filtar instaliran na ulazu u pumpu i pumpa je kroz cijevi crpke na površinu. Ovisno o pritisku, t.j. visine dizanja tekućine, koriste se pumpe s različitim brojem stupnjeva. Iznad crpke je postavljen kontrolni i ispusni ventil. Povratni ventil služi za održavanje u cijevi, što olakšava pokretanje motora i kontrolu njegovog rada nakon pokretanja. Tijekom rada, nepovratni ventil je u otvorenom položaju pod pritiskom odozdo. Iznad povratnog ventila ugrađen je odvodni ventil i služi za odvod tekućine iz cijevi dok se diže na površinu.

autotransformator

Transformator (autotransformator) koristi se za povećanje napona s 380 (poljska mreža) na 400-2000 V.

Transformatori imaju hlađenje ulja. Osmišljeni su za rad na otvorenom. Na visokoj strani namota transformatora napravljeno je pedeset odvodnika za opskrbu elektromotorom optimalnog napona, ovisno o duljini kabela, opterećenju elektromotora i naponu mreže.

Preklapanje slavina se vrši s potpuno isključenim transformatorom.

Transformator se sastoji od magnetskog kruga, visokonaponskih i niskonaponskih namota, spremnika, poklopca s ulazima i ekspandera sa sušačem zraka.

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

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

Montiran na poklopac rezervoara:

HV pogon izmjenjivača slavina (jedan ili dva);

Živin termometar za mjerenje temperature gornjih slojeva ulja;

Uklonjivi ulazi VN i NN, koji omogućuju zamjenu izolatora bez podizanja dijela koji se uklanja;

Ekspander s mjeračem ulja i sušačem zraka;

Metalna kutija za zaštitu ulaza od prašine i vlage.

Sušilica zraka s uljnom brtvom dizajnirana je za uklanjanje vlage i pročišćavanje industrijskog onečišćenja zraka iz zraka koji ulazi u transformator tijekom temperaturnih fluktuacija razine ulja.

Priključci za glavu bušotine

Priključci na glavi bušotine dizajnirani su za preusmjeravanje proizvoda iz bušotine u vod protoka i brtvljenje prstena.

Priključci bušotine pripremljene za pokretanje ESP-a opremljeni su manometrima, nepovratnim ventilom na liniji koja povezuje prstenasti prostor s ispustom, prigušnom komorom (ako je to tehnološki izvedivo) i razvodnom cijevi za istraživanje. Odgovornost za provedbu ovog stavka snosi CDNG.

Priključci na ušću bušotine, osim funkcija koje se obavljaju kod svih metoda proizvodnje, moraju osigurati nepropusnost klipno polirane šipke koja se kreće u njoj. Posljednja je mehanička veza između stupa šipki i glave balansera SK.

Priključci na ušću bušotine, razdjelnici i protočni vodovi koji imaju složena konfiguracija kompliciraju hidrodinamiku strujanja. Oprema koja se nalazi na površini bušotine relativno je dostupna i relativno lako se čisti od naslaga, uglavnom toplinskim metodama.

Podvrgnuti su utičnici bunara kroz koje se voda pumpa u ležište hidraulički test po redu utvrđenom za božićna drvca.

Podzemna ESP oprema

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

Centrifugalne pumpe za crpljenje tekućine iz bušotine ne razlikuju se bitno od konvencionalnih centrifugalnih crpki koje se koriste za pumpanje tekućina na površini zemlje. Međutim, male radijalne dimenzije zbog promjera cijevi kućišta u koje se spuštaju centrifugalne crpke, praktički neograničene aksijalne dimenzije, potreba za prevladavanjem visokih napona i rad crpke u potopljenom stanju doveli su do stvaranja centrifugalnih crpnih jedinica. određenog oblikovati. Izvana se ne razlikuju od cijevi, ali unutarnja šupljina takve cijevi sadrži veliki broj složeni dijelovi koji zahtijevaju savršenu tehnologiju proizvodnje.

Potopne centrifugalne električne pumpe (PTSEN) su višestupanjske centrifugalne crpke s do 120 stupnjeva u jednom bloku, pogonjene potopnim elektromotorom posebne izvedbe (SEM). Elektromotor se napaja s površine električnom energijom koja se napaja putem kabela iz pojačanog autotransformatora ili transformatora preko upravljačke stanice, u kojoj su koncentrirani svi instrumenti i automatizacija. PTSEN se spušta u bušotinu ispod izračunate dinamičke razine, obično za 150 - 300 m. Tekućina se dovodi kroz cijev, do vani koji je posebnim remenima pričvršćen za električni kabel. U crpnoj jedinici između same crpke i elektromotora postoji srednja karika koja se naziva zaštitnik ili hidraulička zaštita. Instalacija PTSEN (slika 3) uključuje elektromotor punjen uljem SEM 1; hidraulička zaštitna karika ili štitnik 2; usisna rešetka pumpe za unos tekućine 3; višestupanjska centrifugalna pumpa PCÉN 4; cijev 5; oklopni trožilni električni kabel 6; remenje za pričvršćivanje kabela na cijev 7; armatura na ušću bušotine 8; bubanj za namatanje kabela tijekom okidanja i pohranjivanje određene zalihe kabela 9; transformator ili autotransformator 10; kontrolna stanica s automatikom 11 i kompenzatorom 12.

Crpka, zaštitnik i elektromotor su zasebne jedinice povezane vijcima. Krajevi osovina imaju navojne spojeve, koji se spajaju pri montaži cijele instalacije. Ako je potrebno podići tekućinu iz velikih dubina, PTSEN sekcije se međusobno povezuju tako da ukupni broj koraka dosegne 400. Tekućina koju usisava pumpa uzastopno prolazi sve korake i napušta pumpu s tlakom jednakim vanjskom hidrauličkom otporu.

Slika 3 - Opća shema oprema za bušotinu ugradnja potopne centrifugalne pumpe

UTSEN se odlikuju niskom potrošnjom metala, širokim rasponom karakteristika izvedbe, kako u pogledu tlaka tako i protoka, dovoljno visoke učinkovitosti, mogućnosti pumpanja velike količine tekućine i dugo razdoblje remonta. Treba podsjetiti da je prosječna zaliha tekućine za Rusiju jednog UPTsEN-a 114,7 t/dan, a USSSN - 14,1 t/dan.

Sve su crpke podijeljene u dvije glavne skupine; konvencionalni dizajn otporan na habanje. Velika većina pogonskog zaliha crpki (oko 95%) je konvencionalnog dizajna.

Crpke otporne na habanje dizajnirane su za rad u bušotinama, u čijoj proizvodnji postoji mala količina pijeska i drugih mehaničkih nečistoća (do 1% težine). Prema poprečnim dimenzijama, sve su crpke podijeljene u 3 uvjetne skupine: 5; 5A i 6, što znači nazivni promjer niz kućišta, (u inčima), u kojem se ova pumpa može pokrenuti.

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

Slika 4 - Tipične karakteristike potopne centrifugalne pumpe

U kodu pumpi otpornih na habanje nalazi se slovo I, što znači otpornost na habanje. U njima su impeleri izrađeni ne od metala, već od poliamidne smole (P-68). U kućištu crpke, otprilike svakih 20 stupnjeva, ugrađuju se srednji ležajevi za centriranje osovine od gume i metala, zbog čega crpka otporna na habanje ima manje stupnjeva i, sukladno tome, glavu.

Krajnji ležajevi impelera nisu od lijevanog željeza, već u obliku prešanih prstenova od kaljenog čelika 40X. Umjesto tekstolitnih potpornih podložaka između impelera i vodilica, koriste se podloške od gume otporne na ulje.

Sve vrste pumpi imaju putovnicu radna karakteristika u obliku krivulja ovisnosti H (Q) (tlak, protok), h (Q) (učinkovitost, protok), N (Q) (potrošnja energije, protok). Obično se ove ovisnosti daju u rasponu radnih brzina protoka ili u nešto većem intervalu (slika 11.2).

Svaka centrifugalna crpka, uključujući PTSEN, može raditi sa zatvorenim izlaznim ventilom (točka A: Q = 0; H = Hmax) i bez protutlaka na izlazu (točka B: Q = Qmax; H = 0). Ukoliko koristan rad pumpa je proporcionalna umnošku dovoda do glave, tada će za ova dva ekstremna načina rada crpke korisni rad biti jednak nuli, a samim time i učinkovitost će biti jednaka nuli. Pri određenom omjeru (Q i H), zbog minimalnih unutarnjih gubitaka crpke, učinkovitost doseže maksimalnu vrijednost od približno 0,5 - 0,6. Tipično, crpke s malim protokom i malim promjerom impelera, kao i s veliki broj stupnjevi imaju smanjenu učinkovitost.Protok i tlak koji odgovaraju maksimalnoj učinkovitosti nazivaju se optimalnim načinom rada crpke. Ovisnost z(Q) blizu svog maksimuma lagano se smanjuje, stoga je rad PTSEN-a sasvim prihvatljiv u modovima koji se u jednom ili drugom smjeru razlikuju od optimalnog za neku vrijednost. Granice ovih odstupanja ovisit će o specifičnim karakteristikama PTSEN-a i trebale bi odgovarati razumnom smanjenju učinkovitosti crpke (za 3 - 5%). To određuje cijelo područje mogućih PTSEN načina rada, koje se naziva preporučeno područje (vidi sliku 11.2, šrafiranje).

Odabir crpke za bušotine u biti se svodi na odabir takve standardne veličine PTSEN-a da bi, kada se spusti u bušotinu, radila u uvjetima optimalnog ili preporučenog načina rada pri pumpanju zadanog protoka bušotine s određene dubine .

Crpke koje se trenutno proizvode dizajnirane su za nazivne brzine protoka od 40 (ETsN5-40-950) do 500 m3/dan (ETsN6-500-750) i visine od 450 m (ETsN6-500-450) do 1500 m 1500. Osim toga, tu su i pumpe posebne namjene, na primjer, za pumpanje vode u rezervoare. Ove pumpe imaju protoke do 3000 m3/dan i napone do 1200 m.

Visina koju pumpa može prevladati izravno je proporcionalna broju stupnjeva. Razvijen od strane jednog stupnja u optimalnom načinu rada, ovisi, posebice, o dimenzijama rotora, koje pak ovise o radijalnim dimenzijama crpke. S vanjskim promjerom kućišta crpke od 92 mm, prosječna visina razvijena u jednom stupnju (kod rada na vodi) iznosi 3,86 m s fluktuacijama od 3,69 do 4,2 m. S vanjskim promjerom od 114 mm, prosječna visina je 5,76 m. s kolebanjima od 5,03 do 6,84 m.

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

Crpka se sastoji od sljedećih dijelova: glave 1 s kuglastim nepovratnim ventilom za sprječavanje istjecanja tekućine iz cijevi tijekom isključivanja; gornja noseća stopa klizača 2, koja djelomično percipira aksijalno opterećenje zbog razlike tlaka na ulazu i izlazu crpke; gornji klizni ležaj 3 koji centrira gornji kraj osovine; kućište pumpe 4; vodeće lopatice 5, koje se naslanjaju jedna na drugu i drže se od rotacije zajedničkom spojnicom u kućištu 4; impeleri 6; osovina pumpe 7, koja ima uzdužni ključ na koji su impeleri montirani s kliznim dosjedom. Osovina također prolazi kroz uređaj za vođenje svakog stupnja i centrirana je u njemu pomoću čahure radnog kola, kao u ležaju; donji klizni ležaj 8; baza 9, prekrivena prihvatnom rešetkom i okrugla nagnute rupe za dovod tekućine u donji impeler; krajnji klizni ležaj 10. Kod crpki ranih izvedbi koje su još uvijek u pogonu uređaj donjeg dijela je drugačiji. Po cijeloj dužini baze 9 postavljena je žlijezda od olovno-grafitnih prstenova, koja odvaja prihvatni dio pumpe i unutarnje šupljine motora i hidrauličku zaštitu. Ispod kutije za punjenje montiran je troredni kutni kuglični ležaj, podmazan gustim uljem, koje je pod određenim pritiskom (0,01 - 0,2 MPa) u odnosu na vanjski.

Slika 4 - Uređaj potopne centrifugalne jedinice

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

NA modernih dizajna U ESP-u u hidrauličnoj zaštitnoj jedinici nema viška tlaka, stoga je manje curenja tekućeg transformatorskog ulja, kojim je SEM napunjen, a nestala je i potreba za olovno-grafitnom žlijezdom.

Šupljine motora i prihvatnog dijela odvojene su jednostavnom mehaničkom brtvom čiji su pritisci s obje strane jednaki. Duljina kućišta crpke obično ne prelazi 5,5 m. Kada se potreban broj stupnjeva (kod crpki koje razvijaju visoke tlakove) ne mogu smjestiti u jedno kućište, postavljaju se u dva ili tri odvojena kućišta koja čine samostalne dijelove jednog pumpe, koje se spajaju prilikom spuštanja pumpe u bunar

Hidrozaštitna jedinica - neovisna jedinica priključena na PTSEN vijčani spoj(na slici 4, čvor je, kao i sam PTSEN, prikazan s transportnim čepovima koji zatvaraju krajeve čvorova)

Gornji kraj osovine 1 spojen je nazubljenom spojkom s donjim krajem osovine crpke. Lagana mehanička brtva 2 odvaja gornju šupljinu, koja može sadržavati bunarsku tekućinu, od šupljine ispod brtve, koja je napunjena transformatorskim uljem, koje je, kao i tekućina bušotine, pod tlakom jednakim tlaku na dubini uranjanja pumpe. Ispod mehaničke brtve 2 nalazi se klizni tarni ležaj, a još niže - čvor 3 - noga ležaja koja percipira aksijalnu silu osovine pumpe. Klizna stopa 3 radi u tekućem transformatorskom ulju.

Ispod je druga mehanička brtva 4 za pouzdanije brtvljenje motora. Strukturno se ne razlikuje od prvog. Ispod nje se nalazi gumena vrećica 5 u tijelu 6. Vreća hermetički odvaja dvije šupljine: unutarnju šupljinu vrećice napunjenu transformatorskim uljem i šupljinu između tijela 6 i same vrećice u koju ima pristup vanjskoj bušotinskoj tekućini. kroz nepovratni ventil 7.

Tekućina iz bušotine kroz ventil 7 prodire u šupljinu kućišta 6 i komprimira gumenu vrećicu s uljem na tlak jednak vanjskom. Tekuće ulje prodire kroz otvore duž osovine do mehaničkih brtvi i dolje do PED-a.

Razvijene su dvije izvedbe hidrauličnih zaštitnih uređaja. Hidrozaštita glavnog motora razlikuje se od opisane hidrozaštite G po prisutnosti 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 napaja kuglični kutni ležaj PTSEN prethodne izvedbe. Dakle, hidraulička zaštitna jedinica glavnog motora poboljšanog dizajna prikladna je za korištenje u kombinaciji s PTSEN-om prethodnih tipova koji se široko koriste u poljima. Prije se koristila hidraulička zaštita, takozvani štitnik klipnog tipa, u kojem je prekomjerni pritisak na ulje stvarao klip s oprugom. Novi dizajn glavnog motora i glavnog motora pokazao se pouzdanijim i izdržljivijim. Temperaturne promjene u volumenu ulja tijekom njegovog zagrijavanja ili hlađenja kompenziraju se pričvršćivanjem gumene vrećice - kompenzatora na dno PED-a.

Za pogon PTSEN-a koriste se posebni vertikalni asinkroni bipolarni elektromotori punjeni uljem (SEM). Motori crpki podijeljeni su u 3 skupine: 5; 5A i 6.

Budući da, za razliku od pumpe, električni kabel ne prolazi duž kućišta motora, dijametralne dimenzije SEM-ova ovih grupa su nešto veće od onih crpki, i to: grupa 5 ima maksimalni promjer od 103 mm, grupa 5A - 117 mm i grupa 6 - 123 mm.

Označavanje SEM uključuje nazivnu snagu (kW) i promjer; na primjer, PED65-117 znači: potopljeni elektromotor snage 65 kW s promjerom kućišta od 117 mm, tj. uključen u grupu 5A.

Mali dopušteni promjeri i velika snaga (do 125 kW) čine nužnim izradu motora velike duljine - do 8 m, a ponekad i više. Gornji dio PED je spojen na donji dio sklopa hidrauličke zaštite pomoću vijaka. Osovine su spojene klinastim spojnicama.

Gornji kraj PED osovine je ovješen na kliznu petu 1, koja radi u ulju. Ispod je čvor kabelski ulaz 2. Ovaj sklop je obično muški kabelski konektor. Ovo je jedno od najranjivijih mjesta u crpki, zbog kršenja izolacije u kojoj instalacije ne uspijevaju i zahtijevaju podizanje; 3 - olovne žice namota statora; 4 - gornji radijalni klizni tarni ležaj; 5 - presjek krajnjih krajeva namota statora; 6 - dio statora, sastavljen od utisnutih željeznih ploča transformatora s utorima za povlačenje žica statora. Sekcije statora međusobno su odvojene nemagnetskim paketima, u kojima su ojačani radijalni ležajevi 7 osovine motora 8. Donji kraj osovine 8 centriran je donjim radijalnim kliznim tarnim ležajem 9. SEM rotor također sastoji se od dijelova sastavljenih na osovini motora od utisnutih ploča transformatorskog željeza. Aluminijske šipke su umetnute u utore rotora tipa vjeverice, kratko spojene vodljivim prstenovima, s obje strane sekcije. Između sekcija osovina motora je centrirana u ležajevima 7. Cijelom dužinom osovine motora prolazi rupa promjera 6-8 mm za prolaz ulja iz donje šupljine u gornju. Duž cijelog statora nalazi se i utor kroz koji može cirkulirati ulje. Rotor se rotira u tekućem transformatorskom ulju s visokim izolacijskim svojstvima. U donjem dijelu PED-a nalazi se mrežasti filtar za ulje 10. Glava 1 kompenzatora (vidi sliku 11.3, d) pričvršćena je na donji kraj PED-a; premosni ventil 2 služi za punjenje sustava uljem. Zaštitno kućište 4 u donjem dijelu ima otvore za prijenos vanjskog tlaka tekućine na elastični element 3. Kada se ulje ohladi, njegov volumen se smanjuje i bušotina tekućina kroz rupe ulazi u prostor između vrećice 3 i omotača 4. zagrijana, vrećica se širi, a tekućina kroz iste rupe izlazi iz kućišta.

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

Za održavanje tlaka u rezervoaru koriste se posebne potopljene crpne jedinice, opremljene PED-ovima od 500 kW. Napon napajanja u PED-ovima kreće se od 350 do 2000 V. Pri visokim naponima moguće je proporcionalno smanjiti struju pri prijenosu iste snage, a to omogućuje smanjenje poprečnog presjeka vodljive jezgre kabel, a time i poprečne dimenzije instalacije. To je posebno važno za motore velike snage. SEM nominalno klizanje rotora - od 4 do 8,5%, učinkovitost - od 73 do 84%, dopuštene temperature okoliš- do 100 °S.

Tijekom rada PED-a oslobađa se puno topline, dakle, za normalna operacija motoru je potrebno hlađenje. Takvo hlađenje nastaje zbog kontinuiranog strujanja formacijske tekućine kroz prstenasti razmak između kućišta motora i kolone omotača. Zbog toga su naslage voska u cijevima tijekom rada pumpe uvijek znatno manje nego tijekom drugih metoda rada.

NA radni uvjeti dolazi do privremenog zamračenja dalekovoda zbog grmljavine, puknuća žice, zbog zaleđivanja itd. To uzrokuje zaustavljanje UTSEN-a. U tom slučaju, pod utjecajem stupca tekućine koji teče iz cijevi kroz pumpu, osovina crpke i stator počinju se okretati u suprotnom smjeru. Ako se u ovom trenutku obnovi napajanje, SEM će se početi rotirati u smjeru naprijed, prevladavajući silu inercije stupca tekućine i rotirajućih masa.

Početne struje u ovom slučaju mogu premašiti dopuštene granice, a instalacija neće uspjeti. Kako se to ne bi dogodilo, u ispusni dio PTSEN-a ugrađen je kuglasti nepovratni ventil koji sprječava istjecanje tekućine iz cijevi.

Povratni ventil se obično nalazi u glavi pumpe. Dostupnost provjeriti ventil komplicira uspon cijevi kada radovi na popravci, budući da se u ovom slučaju cijevi podižu i odvrću tekućinom. Osim toga, opasan je u smislu požara. Kako bi se spriječile takve pojave, u posebnoj spojnici iznad nepovratnog ventila izrađuje se odvodni ventil. U principu, odvodni ventil je spojnica, u čiju je bočnu stijenku vodoravno umetnuta kratka brončana cijev, zapečaćena s unutarnjeg kraja. Prije podizanja, kratka metalna strelica se baca u cijev. Udarac strelice odlomi brončanu cijev, uslijed čega se otvori bočna rupa u čahuri i tekućina iz cijevi iscuri.

Za ispuštanje tekućine razvijeni su i drugi uređaji koji su ugrađeni iznad povratnog ventila PTSEN. Tu spadaju tzv. sufleri, koji omogućuju mjerenje tlaka u prstenu na dubini spuštanja crpke s dubinskim manometrom spuštenim u cijev, te uspostavljanje komunikacije između prstenastog prostora i mjerne šupljine manometra.

Treba napomenuti da su motori osjetljivi na sustav hlađenja, koji nastaje strujanjem tekućine između cijevi kućišta i tijela SEM. Utječu brzina ovog toka i kvaliteta tekućine temperaturni režim PED. Poznato je da voda ima toplinski kapacitet od 4,1868 kJ/kg-°C, dok je čisto ulje 1,675 kJ/kg-°C. Stoga su kod ispumpavanja vodene bušotine uvjeti za hlađenje SEM-a bolji nego kod crpljenja čistog ulja, a njegovo pregrijavanje dovodi do kvara izolacije i kvara motora. Stoga izolacijske kvalitete korištenih materijala utječu na trajanje instalacije. Poznato je da je toplinska otpornost neke izolacije koja se koristi za namote motora već podignuta do 180 °C, a radne temperature do 150 °C. Za kontrolu temperature, jednostavna električna temperaturni senzori prijenos informacija o temperaturi SEM do kontrolne stanice putem napajanja električni kabel bez upotrebe dodatne jezgre. Dostupni su slični uređaji za prijenos konstantnih informacija o tlaku na ulazu crpke na površinu. U slučaju nužde, kontrolna stanica automatski isključuje SEM.

SEM se napaja električnom energijom preko trožilnog kabela, koji se spušta u bušotinu paralelno s cijevima. Kabel je pričvršćen na vanjsku površinu cijevi metalnim remenima, po dva za svaku cijev. Kabel radi u teškim uvjetima. Gornji dio mu je u plinovitom okruženju, ponekad pod znatnim pritiskom, donji je u ulju i podvrgnut je još većem pritisku. Prilikom spuštanja i izvlačenja crpke, posebno u zakrivljenim bunarima, kabel je podvrgnut jakim mehanički utjecaji(stezaljke, trenje, zaglavljivanje između strune i cijevi, itd.). Kabel prenosi struju na visokim naponima. Korištenje visokonaponskih motora omogućuje smanjenje struje, a time i promjera kabela. No, kabel za napajanje visokonaponskog motora mora imati i pouzdaniju, a ponekad i deblju izolaciju. Svi kabeli koji se koriste za UPTsEN prekriveni su elastičnom pocinčanom čeličnom trakom na vrhu radi zaštite od mehanička oštećenja. Potreba za postavljanjem kabela duž vanjske površine PTSEN-a smanjuje dimenzije potonjeg. Stoga je duž pumpe položen ravni kabel, debljine oko 2 puta manje od promjera okruglog, s istim dijelovima vodljivih jezgri.

Svi kabeli koji se koriste za UTSEN dijele se na okrugle i ravne. Okrugli kabeli imaju gumenu (guma otporna na ulje) ili polietilensku izolaciju, što je prikazano u kodu: KRBK znači oklopni gumeni okrugli kabel ili KRBP - gumeno oklopljeni ravni kabel. Kada se u šifri koristi polietilenska izolacija, umjesto slova P piše P: KPBK - za okrugli kabel i KPBP - za ravan.

Okrugli kabel je pričvršćen na cijev, a ravni kabel je pričvršćen samo na donje cijevi cijevi cijevi i na pumpu. Prijelaz iz okruglog kabela u ravni kabel spaja se vrućom vulkanizacijom u posebnim kalupima, a ako je takvo spajanje nekvalitetno, može poslužiti kao izvor kvarova i kvarova izolacije. NA novije vrijeme prijeći samo na ravne kabele koji prolaze od SEM-a duž cijevnog niza do kontrolne stanice. Međutim, izrada takvih kabela je teža od okruglih (tablica 11.1).

Postoje neke druge vrste polietilenskih izoliranih kabela koje nisu navedene u tablici. Kabeli s polietilenskom izolacijom su 26 - 35% lakši od kabela s gumenom izolacijom. Kabeli izolirani gumom dizajnirani su za uporabu na nazivnom naponu električna struja ne više 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 tlakovima do 2 MPa. Ovi kabeli su otporniji na plin i visoki tlak.

Svi kabeli su oklopljeni valovitom pocinčanom čeličnom trakom radi čvrstoće.

Primarni namoti trofaznih transformatora i autotransformatora uvijek su projektirani za napon komercijalne elektroenergetske mreže, odnosno 380 V, na koji su spojeni preko upravljačkih stanica. Sekundarni namoti su projektirani za radni napon dotičnog motora na koji su spojeni kabelom. Ovi radni naponi u različitim PED-ovima variraju od 350V (PED10-103) do 2000V (PED65-117; PED125-138). Kako bi se kompenzirao pad napona u kabelu iz sekundarnog namota, napravljeno je 6 slavina (u jednoj vrsti transformatora ima 8 slavina), što vam omogućuje podešavanje napona na krajevima sekundarnog namota promjenom skakača. Promjena kratkospojnika za jedan korak povećava napon za 30 - 60 V, ovisno o vrsti transformatora.

Svi transformatori i autotransformatori nisu punjeni uljem hlađen zrakom zatvoren metalnim kućištem i predviđen za ugradnju u zaštićeno mjesto. Oni su upotpunjeni sa podzemna instalacija, pa njihovi parametri odgovaraju ovom SEM-u.

Nedavno su transformatori postali sve rašireniji, jer vam to omogućuje kontinuiranu kontrolu otpora sekundarnog namota transformatora, kabela i namota statora SEM-a. Kada otpor izolacije padne na zadanu vrijednost (30 kOhm), jedinica se automatski isključuje.

Kod autotransformatora koji imaju izravnu električnu vezu između primarnog i sekundarnog namota, takva kontrola izolacije ne može se provesti.

Transformatori i autotransformatori imaju učinkovitost od oko 98 - 98,5%. Njihova masa, 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 napajanje autotransformatora SEM-a, a PGH5072 - za transformator. Stanice PGH5071 omogućuju trenutačno gašenje instalacije kada su strujni elementi kratko spojeni na masu. Obje kontrolne stanice pružaju sljedeće mogućnosti za praćenje i kontrolu rada UTSEN-a.

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

2. Automatsko uključivanje instalacije u režim samopokretanja nakon obnove napajanja naponom u terenskoj mreži.

3. Automatski rad instalacije u periodičnom režimu (ispumpavanje, akumulacija) prema utvrđenom programu s ukupnim vremenom od 24 sata.

4. Automatsko uključivanje i isključivanje jedinice ovisno o tlaku u ispusnom razvodniku kada automatizirani sustavi grupno prikupljanje nafte i plina.

5. Trenutačno gašenje instalacije u slučaju kratkih spojeva i preopterećenja jačine struje za 40% veće od normalne radne struje.

6. Kratkotrajno isključenje do 20 s kada je SEM preopterećen za 20% nominalne vrijednosti.

7. Kratkotrajno (20 s) isključenje u slučaju kvara u opskrbi pumpom tekućinom.

Vrata ormara kontrolne stanice mehanički su blokirana sklopnim blokom. Postoji trend prelaska na beskontaktne, hermetički zatvorene upravljačke stanice s poluvodičkim elementima, koje su, kako je iskustvo pokazalo, pouzdanije, ne podliježu prašini, vlazi i oborinama.

Upravljačke stanice su predviđene za ugradnju u prostorije tipa šupe ili ispod nadstrešnice (u južnim krajevima) na temperaturi okoline od -35 do +40 °C.

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

Tijekom rada bušotine, iz tehnoloških razloga, mora se mijenjati dubina ovjesa pumpe. Kako ne bi došlo do rezanja ili nadogradnje kabela takvim promjenama ovjesa, duljina kabela uzima se prema maksimalnoj dubini ovjesa. ovu pumpu a na manjim dubinama njegov višak se ostavlja na bubnju. Isti bubanj koristi se za namotavanje kabela prilikom podizanja PTSEN-a iz bunara.

Uz konstantnu dubinu ovjesa i stabilne uvjete crpljenja, kraj kabela je uvučen u razvodnu kutiju i nema potrebe za bubnjem. U takvim slučajevima, tijekom popravaka, na transportnim kolicima ili na metalnim sanjkama s mehaničkim pogonom koristi se poseban bubanj za stalno i ravnomjerno povlačenje kabela izvučene iz bušotine i namotavanje na bubanj. Kada se pumpa spusti s takvog bubnja, kabel se ravnomjerno dovodi. Bubanj ima električni pogon s obrnutom i trenjem kako bi se spriječile opasne napetosti. U poduzećima za proizvodnju nafte s velikim brojem ESP-ova, posebna transportna jedinica ATE-6 bazirana na teretnom terenskom vozilu KaAZ-255B koristi se za transport kabelskog bubnja i druge električne opreme, uključujući transformator, pumpu, motor i hidrauliku zaštitna jedinica.

Za utovar i istovar bubnja jedinica je opremljena smjerovima preklapanja za kotrljanje bubnja na platformu i vitlom s vučnom silom na užetu od 70 kN. Platforma ima i hidrauličnu dizalicu nosivosti 7,5 kN s dometom od 2,5 m.

Tipične armature na ušću bušotine opremljene za PTSEN rad (slika 5) sastoje se od poprečnog dijela 1, koji je pričvršćen vijcima na kolonu omotača.



Slika 5 - Priključci na ušću bušotine opremljeni PTSEN-om

Križ ima odvojivi umetak 2, koji preuzima opterećenje od cijevi. Na košuljicu je postavljena brtva od gume otporne na ulje 3, koja je pritisnuta razdvojenom prirubnicom 5. Prirubnica 5 se vijcima pritišće na prirubnicu križa i brtvi izlaz kabela 4.

Priključci osiguravaju odvođenje prstenastog plina kroz cijev 6 i nepovratni ventil 7. Priključci se sastavljaju od objedinjenih jedinica i zapornih slavina. Relativno je lako obnoviti opremu na ušću bušotine kada se radi s pumpama za usisne šipke.

Rad bušotina s instalacijama potopnih centrifugalnih crpki (ESP) trenutno je glavni način proizvodnje nafte u Rusiji. Ova postrojenja izvlače na površinu oko dvije trećine ukupne godišnje proizvodnje nafte u našoj zemlji.

Elektrocentrifugalna bušotinske pumpe(ESP) spadaju u klasu pumpi s dinamičkim lopaticama, koje karakteriziraju veliki protoci i niži udari u usporedbi s pumpama s pozitivnim pomakom.

Raspon isporuke dubinskih električnih centrifugalnih crpki je od 10 do 1000 m 3 /dan i više, visina je do 3500 m. visoka efikasnost među svim mehaniziranim metodama vađenja nafte. U rasponu protoka od 50 do 300 m 3 /dan, učinkovitost pumpe prelazi 40%.

Svrha električnih centrifugalnih bušotinskih pumpi je izvlačenje nafte iz bušotine s udjelom vode do 99%, sadržajem mehaničkih nečistoća do 0,01% (0,1 g / l) s tvrdoćom do 5 bodova prema Mohsu ; sumporovodik do 0,001%, sadržaj plina do 25%. U konstrukciji otpornoj na koroziju sadržaj sumporovodika može biti do 0,125% (do 1,25 g/l). U dizajnu otpornom na habanje, sadržaj mehaničkih nečistoća je do 0,5 g/l. Dopuštena stopa zakrivljenosti bušotine je do 20 puta 10 m. Kut odstupanja osi bušotine od vertikale je do 400.

Prednost ESP-a su velike mogućnosti za automatizaciju rada i daljinski upravljač stanje u usporedbi s instalacijama na šipkama. Osim toga, na ESP manje utječe zakrivljenost bušotine.

Nedostaci električnih centrifugalnih crpki su pogoršanje performansi u korozivnom okruženju, uz uklanjanje pijeska, u uvjetima visoka temperatura i visoki faktor plina, smanjenje radnih parametara s povećanjem viskoznosti tekućine (s viskoznošću većom od 200 cP, rad ESP-a postaje nemoguć).

Glavni proizvođači potopnih centrifugalnih crpki u Rusiji su Almetjevska crpna tvornica (JSC ALNAS), tvornica strojeva Lebedyansky (JSC LEMAZ) i moskovska tvornica Borets. Zanimljiv razvoj nude i druge organizacije, na primjer, tvornica u Permu JSC Novomet, koja proizvodi originalne stupnjeve potopnih centrifugalnih crpki metodom metalurgije praha.

ESP jedinice u Rusiji se proizvode u skladu s tehničkim specifikacijama, dok se u inozemstvu proizvode u skladu sa zahtjevima API-ja.

Najpoznatiji stranih proizvođača ESP jedinice - REDA, Centrilift, ODI i ESP (SAD). NA posljednjih godina Vrlo su aktivni i proizvođači ESP-a iz Narodne Republike Kine (Temtext).

U podacima smjernice dane su glavne strukturne sheme ESP-a, značajke njihovog dizajna i princip rada.

Za Samoprovjera stečeno znanje na kraju smjernica je popis kontrolnih pitanja.

Svrha ovoga laboratorijski rad– studija konstrukcije potopne centrifugalne pumpe.

2. Teorija

2.1. Opći dijagram ugradnje potopne električne centrifugalne pumpe

Do danas je predložen veliki broj različitih shema i modifikacija ESP jedinica. Slika 2.1 prikazuje jednu od shema opremanja proizvodne bušotine s potopnom centrifugalnom električnom pumpom.

Riža. 2.1. Shema ugradnje potopne centrifugalne pumpe u bušotinu

Dijagram prikazuje: kompenzator 1, potopni motor (SEM) 2, zaštitnik 3, usisni zaslon 4 sa separatorom plina 5, pumpa 6, ribarska glava 7, nepovratni ventil pumpe 8, drenažni ventil 9, cijev (cijev) 10, krivina 11 , protočni vod 12, nepovratni ventil na glavi bušotine 13, manometri 14 i 16, armatura na vrhu bušotine 15, kabelski vod 17, priključna ventilacijska kutija 18, upravljačka stanica 19, transformator 20, dinamička razina tekućine u bušotini 21, pojasevi 22 za pričvršćivanje kabelskog voda na cjevovod i crpnu jedinicu i proizvodni niz bušotine 23.

Tijekom rada jedinice pumpa 6 pumpa tekućinu iz bušotine na površinu kroz cijev 10. Crpku 6 pokreće potopni elektromotor 2, kojem se električna energija dovodi s površine preko kabela 17. Motor 2 se hladi pomoću protok bušotinskih proizvoda.

Zemaljska električna oprema - upravljačka stanica 19 s transformatorom 20 - namijenjena je pretvaranju napona poljske električne mreže u vrijednost koja osigurava optimalni napon na ulazu u elektromotor 2, uzimajući u obzir gubitke u kabelu 17, i

Slika 1.1 - Shema ugradnje potopne centrifugalne pumpe u bušotinu.

također za upravljanje radom potopna instalacija i njegovu zaštitu u nenormalnim uvjetima.

Maksimalni sadržaj slobodnog plina na ulazu u crpku, dopušten domaćim tehničkim uvjetima, iznosi 25%. Ako se na ulazu ESP-a nalazi separator plina, dopušteni sadržaj plina se povećava na 55%. Inozemni proizvođači ESP-ova preporučuju korištenje separatora plina u svim slučajevima kada je sadržaj ulaznog plina veći od 10%.

2.2. Dizajn glavnih komponenti i dijelova crpke

Glavni elementi svake centrifugalne pumpe su impeleri, osovina, kućište, radijalni i aksijalni ležajevi (ležajevi), brtve koje sprječavaju unutarnje i vanjsko curenje tekućine.

Električne centrifugalne bušotine - višestupanjske. Propeleri su raspoređeni u seriji na osovini. Svaki kotač ima vodeću lopaticu, u kojoj se energija brzine tekućine pretvara u energiju tlaka, s daljnjim smjerom prema sljedećem kotaču. Propeler i vodeća lopatica čine stupanj pumpe.

U višestupanjskim pumpama sa serijskim rasporedom kotača predviđene su jedinice za rasterećenje aksijalnih sila.

2.2.1. Stupnjevi pumpe

Stupanj crpke je glavno radno tijelo centrifugalne pumpe za nizbrdo, kroz koje se energija prenosi s pumpe za tekućinu. Stupanj se sastoji (slika 2.2) od rotora 3 i vodeće lopatice 1.

Riža. 2.2. ESP faza

5 - donja potporna podloška; 6 - zaštitni rukavac;

7 - gornja potporna podloška; 8 - osovina

Pritisak jedne faze je od 3 do 7 m vodenog stupca. Mala količina tlaka određena je malom vrijednošću vanjskog promjera impelera, ograničenog unutarnjim promjerom kolone omotača. Postignute su potrebne vrijednosti visine pumpe sekvencijalna instalacija rotora i vodeće lopatice.

Koraci su postavljeni u provrt cilindričnog tijela svake sekcije. Jedna sekcija može primiti od 39 do 200 stupnjeva (maksimalni broj stupnjeva u pumpama doseže 550 komada).

Da bi se mogao sastaviti ESP s takvim brojem stupnjeva i rasteretiti osovinu od aksijalne sile, koristi se plutajući impeler. Takav kotač nije pričvršćen na osovinu u aksijalnom smjeru, već se slobodno kreće u razmaku ograničenom ležajnim površinama vodilice. Ključ s perom sprječava okretanje kotača.

Pojedinačni aksijalni oslonac svakog stupnja sastoji se od potpornog ramena vodeće lopatice prethodnog stupnja i antifrikcione podloške otporne na habanje (tekstolit) utisnute u provrt rotora (poz.5, sl. 2.2). Ovaj oslonac (peta) je također brtva prednjeg kotača, što smanjuje unutarnje propuštanje u pumpi.

U režimima koji su približno 10% veći od protoka koji odgovara nultoj aksijalnoj sili, rotor može "plutati" - pomaknuti se prema gore. Kako bi se osiguralo pouzdano zaustavljanje kotača, osiguran je gornji aksijalni oslonac. Na gornjem individualnom nosaču, impeler može raditi i tijekom kratkotrajnih načina pokretanja. Gornji oslonac sastoji se od potpornog prstena na vodilici i podloške utisnute u provrt impelera (poz.7, sl. 2.2).

Glavni elementi stupnja crpke mogu imati različite dizajne. U skladu s tim, stupnjevi i, zapravo, crpke se klasificiraju na sljedeći način.

1. Prema dizajnu lopatičnog aparata rotora:

S cilindričnim (radijalnim) noževima (slika 2.3, a) i s koso-cilindričnim (radijalno-aksijalnim) noževima (slika 2.3, b).

U koracima s radijalnim vodilicama, prijenosni kanali su raspoređeni radijalno. Hidraulički su savršeniji, ali je nazivni protok ograničen na 125 m 3 / dan u pumpama vanjskog promjera 86 i 92 mm i do 160 m 3 / dan u pumpama vanjskog promjera 103 mm i 114 mm .

Kod impelera s koso-cilindričnim lopaticama, lopatice ulaze u područje rotacije od aksijalnog prema radijalnom smjeru, što dovodi do nagnutog položaja njihovog prednjeg ruba u odnosu na os pumpe. Vrijednost koeficijenta brzine takvih kotača nalazi se na krajnjoj desnoj granici brzih pumpi, približavajući se dijagonalnim pumpama. Isporuka u takvim koracima je veća.

2. Prema izvedbi protočnih kanala aparata za vođenje, stupnjevi mogu biti s radijalnim i “aksijalnim” protočnim kanalima.

Izvedbe stepenica s radijalnim i aksijalnim vodilicama prikazane su na sl. 2.3 a, b.


Riža. 2.3. Stupanj s impelerom i vodećom lopaticom

(a) radijalni dizajn i (b) radijalno-aksijalni dizajn

uređaj za vođenje; 4 - potporne podloške; 5 - osovina; 6 - ključ

Radijalne vodeće lopatice imaju radijalni raspored protočnih kanala. Stupanj s takvim vodilicama je hidraulički savršeniji, jednostavnije je geometrije, prikladan je za proizvodnju, ali ima mali protok (20 ... 40 m 3 / dan).

Stupanj s "aksijalnom" vodećom lopaticom nazvan je uvjetno, jer se u njemu raspored kanala koji pretvaraju kinetičku energiju toka u potencijalnu energiju približava aksijalnom. Stupanj s aksijalnom vodećom lopaticom osigurava veliki protok (40...1000 m 3 /dan), jednostavniju geometriju i naširoko se koristi u proizvodnji domaćih dizajna potopnih crpki, praktički zamjenjujući "radijalni" stupanj, koji trenutno se više ne proizvodi.

2. Prema načinu ugradnje impelera na osovinu:

Stupnjevi s plivajućim impelerima;

· stepenice s krutim kotačima (koriste se u stranim izvedbama).

3. Prema načinu rasterećenja od aksijalnih sila:

stupnjevi s impelerima koji nisu rasterećeni od aksijalne sile (sl. 2.1, 2.2);

· stupnjevi rasterećeni od aksijalne sile uz pomoć komore za rasterećenje sa strane stražnjeg (glavnog) diska (sl. 2.4). Komora je izrađena pomoću brtve zazora i kroz rupe u glavnom pogonu. Ova metoda se koristi u koracima s kosim cilindričnim noževima.

· stupnjevi rasterećeni od aksijalne sile implementacijom radijalnih impelera na vanjskoj strani stražnjeg diska (slika 2.5). Radijalni impeleri na stražnjem kolu smanjuju pritisak koji na njega djeluje i koriste se uglavnom u cilindričnim kotačima. Kotači se u ovom slučaju nazivaju centrifugalno-vorteksni.

Centrifugalne vrtložne kotače razvila je i proizvela Novomet. Za njihovu proizvodnju koristi se metoda metalurgije praha. Korištenje centrifugalnih vrtložnih kotača ima niz prednosti: tlak stupnja se povećava za 15 ... 20%; pumpa se može koristiti za dizanje tekućina s visokim udjelom plina (do 35% volumena).

Stupnjevi s neopterećenim rotorima imaju produženi vijek trajanja pojedinog donjeg nosača rotora. Ali imaju složenu tehnologiju i povećan radni intenzitet proizvodnje. Osim toga, tijekom rada može doći do funkcionalnog kvara metode istovara pomoću komore za istovar ako su otvori za istovar začepljeni i gornja brtva rotora istrošena.

Riža. 2.4. Konstrukcija stupnjeva s neopterećenim impelerom

Riža. 2.5. Stupnjevi centrifugalne vrtložne pumpe proizvođača Novomet

aparat; 6 - donja potporna podloška; 7 - gornja potporna podloška;

8 - kućište pumpe

4. Prema izradi oslonca za kotače plutajućeg tipa, stepenice mogu biti jednostruke i dvostruke potporne konstrukcije.

Stepenice jednoslojne konstrukcije imaju jedan pojedinačni donji oslonac - petu - sa strane prednjeg diska.

Stupnjevi s dvostrukim ležajem imaju dodatni aksijalni oslonac kroz utisnuti tekstolitni prsten na glavčini impelera na ulazu i krajnjoj prirubnici vodeće lopatice (slika 2.6). Dodatni oslonac jača aksijalni oslonac i međustupanjsko brtvljenje stepenica.

Riža. 2.6. Dvonosni stupanj centrifugalne pumpe

disk; 4 - glavni prsten prednjeg diska; 5 – prsten stražnjeg diska

Prednosti dizajna s dva nosača su povećani resurs glavnog nosača niže stepenice, više pouzdana izolacija osovina od abrazivne i korozivne tekućine koja teče, produljen vijek trajanja i veća krutost vratila pumpe zbog povećanih aksijalnih duljina međustupanjskih brtvi, koje također služe kao radijalni ležajevi u ESP-u.

Nedostatak dvonosnih stepenica je povećanje intenziteta rada u proizvodnji.

4. Prema izvedbi pozornice mogu postojati:

normalno izvršenje (ESP);

otporan na habanje (ECNI);

Otporan na koroziju (ETsNK).

Stupnjevi u pumpama različitih konstrukcija međusobno se razlikuju po materijalima radnih tijela, parovima trenja i nekim strukturnim elementima.

Stepenice u konstrukciji otpornoj na koroziju i habanju u pravilu imaju dva pojedinačna donja oslonca i izduženu glavčinu na strani stražnjeg diska, koja zatvara razmak osovine između kotača od trošenja (slika 2.6).

U uobičajenoj verziji, za proizvodnju impelera i vodilica koristi se uglavnom modificirano lijevano željezo, u paru trenja gornjeg i donjeg glavnog nosača - tekstolit-lijevano željezo, dodatni oslonac - tekstolit-lijevano željezo ili guma-lijevano željezo . U dizajnu otpornom na koroziju, kotači i vodeće lopatice mogu biti izrađeni od niresist lijevanog željeza. Povećana otpornost na habanje - od lijevanog željeza otpornog na habanje, tarni par u donjem glavnom ležaju - guma-silikonski grafit, dodatni oslonac - guma-lijevano željezo, gornji ležaj - tekstolit-lijevano željezo. Kotači od lijevanog željeza mogu se zamijeniti i plastičnim kotačima od poliamidne smole ili karbonskih vlakana, koji su otporni na slobodno abrazivno trošenje i ne bubre u vodi (iskustvo je pokazalo da su manje učinkoviti u bušotinama s visokim udjelom ulja).

Tradicionalna tehnologija za proizvodne korake ruskih proizvođača je lijevanje. Hrapavost odljevaka je unutar Rz 40…80 µm (GOST 2789-83).

Manja hrapavost (Rz 10) omogućuje dobivanje tehnologije izrade zaliha metalurgijom praha koju je razvio Novomet dd. Korištenje ove tehnologije omogućilo je značajno povećanje učinkovitosti faza i proizvodnju više složene strukture impeleri (centrifugalni vrtložni kotači).

2.2.2. Jedinice ležaja pumpe

Jedinice ležaja centrifugalne električne pumpe za dublje jedna su od glavnih jedinica koje određuju trajnost i performanse crpne jedinice. Rade u mediju dizane tekućine i klizni su ležajevi.

Za percepciju aksijalnih sila koje djeluju na osovinu i radijalno opterećenje u ESP-u koriste se aksijalni i radijalni ležajevi.

2.2.2.1. Aksijalni ležajevi

Aksijalna sila koja djeluje na rotor nastaje od njegove vlastite težine, od pada tlaka na kraju osovine, kao i od pada tlaka i razlike u površinama stražnjeg i prednjeg diska impelera s čvrstim nalijeganjem na rotor. osovina ili plutajući kotači zalijepljeni za osovinu tijekom rada.

Potisni ležaj koji percipira aksijalnu silu ugrađuje se ili izravno u crpku - u gornji dio sekcije ili modul-presjek (domaće izvedbe), ili u hidrauličku zaštitu crpke (strane izvedbe).


Riža. 2.6 - Potisni ležaj pumpe ETsNM(K)

1 - hidrodinamička peta; 2, 3 - glatke podloške; 4, 5 - gumene podloške -

amortizeri; 6 - gornji oslonac (potisni ležaj); 7 - donji oslonac (potisni ležaj);

10 - fiksna čahura gornjeg radijalnog ležaja; 11 - rotirajući rukavac

gornji radijalni ležaj

Potisni ležaj u domaćim izvedbama u uobičajenoj izvedbi (slika 2.7) sastoji se od prstena (hidrodinamičke pete) 1 sa segmentima na obje ravnine, postavljenih između dvije glatke podloške 2 i 3.

Segmenti na podlošku hidrodinamičkog nakovnja (pokretni dio ležaja) 1 izrađeni su sa kosom površinom pod kutom i ravnom površinom duljine (0,5…0,7)· (gdje je puna dužina segmenta) . Širina segmenta je (1…1,4) L. Kako bi se nadoknadile netočnosti u proizvodnji i percepcija udarnih opterećenja, elastične gumene podloške amortizera 4, 5 postavljene su ispod glatkih prstenova, utisnute u gornji 6 i donji 7 nosač (fiksni potisni ležajevi). Aksijalna sila s osovine prenosi se preko opružnog prstena 8 nosača osovine i odstojne čahure 9 na potisni ležaj.

Hidrodinamička peta je izrađena s radijalnim žljebovima, kosom i ravnim dijelom na tarnoj površini o potisni ležaj. Obično se izrađuje od remena (tehničke tkanine s velikim ćelijama), impregniranog grafitom s gumom i vulkaniziranog u kalupu. Glatke podloške izrađene su od čelika 40X13.

Kada se peta okreće, tekućina ide od središta prema periferiji duž utora, ulazi ispod kosine i ubrizgava se u razmak između ravnih dijelova pete i pete. Tako potisni ležaj klizi preko sloja tekućine. Takvo fluidno trenje u načinu rada pete osigurava nizak koeficijent trenja, neznatne gubitke energije na trenje u peti, nisko trošenje dijelova pete s dovoljnom aksijalnom silom koju percipira.

7 - donji rukav

2.2.3. Radijalni oslonci


1 - osovina; 2 - stupanj pumpe; 3 - glavčina ležaja;

2.2.4. Vratilo

2.2.5. Okvir



2.3.2.1. električni motor

2.3.2.2. Hidrozaštita

Riža. 3.17. Kompenzator

Riža. 2.18. Gaziti

2.3.2.3. kabelski vod

Riža. 2. 20. Nepovratni ventil

Riža. 2.21. Ventil za odzračivanje

2.4. Oznaka ESP i ESP

,

gdje je promjer kućišta pumpe;

Promjer kućišta motora;

Tablica 2.1

Indikatori

ESP grupa

Vanjski promjer pumpe, mm

Vanjski promjer SEM, žljebovi, pada ispod kosine i ubrizgava se u razmak između ravnih dijelova potisnog ležaja i pete. Tako potisni ležaj klizi preko sloja tekućine. Takvo fluidno trenje u načinu rada pete osigurava nizak koeficijent trenja, neznatne gubitke energije na trenje u peti, nisko trošenje dijelova pete s dovoljnom aksijalnom silom koju percipira.

Potisni ležajevi dopuštaju specifično opterećenje do 3 MPa.

U aksijalnim ležajevima pumpi otpornih na habanje koriste se materijali otporniji na habanje trljajućih parova: silikonizirani grafit SG-P na silikoniziranom grafitu SG-P ili silicij karbid na silicij karbidu.

Varijanta dizajna potisnog ležaja u pumpama otpornim na habanje prikazana je na sl. 2.8.

Riža. 2.8. Pumpa otporna na habanje s aksijalnim ležajem

1 - gornji oslonac; 2 - gumena podloška; 3 – gornji potisni ležaj;

4 - donji potisni ležaj; 5 - donji oslonac; 6 – gornji rukav;

7 - donji rukav

2.2.3. Radijalni oslonci

Radijalna opterećenja koja nastaju tijekom rada crpke percipiraju radijalni klizni ležajevi koji rade u proizvodnom toku bušotine.

U uobičajenom dizajnu, radijalni ležajevi nalaze se u gornjem i donjem dijelu kućišta svake sekcije ili svakog modula-sekcije crpke. U pumpama otpornim na habanje, radi ograničavanja izvijanja osovine, koriste se srednji radijalni oslonci koji se, ovisno o vrsti crpke, montiraju svakih 16-25 koraka (na udaljenosti od 650 do 1000 mm) zajedno s vodilicama .

Na sl. 2.7, 2.9, 2.10 prikazani su dizajni gornjih, donjih i srednjih radijalnih ležajeva.

Radijalni ležaj (slika 2.9) je cilindrično kućište s aksijalnim otvorima za prolaz protoka pumpane tekućine i glavčinom 3, unutar koje je utisnuta čaura 4. Kontaktni par u ležaju je fiksna čahura 4 i pomična čahura 5. Materijal: čelik 40X13, mesing L63.

Riža. 2.8. Sklop ležaja donje radijalne pumpe

1 - osovina; 2 - stupanj pumpe; 3 - glavčina ležaja;

4 - čahura glavčine; 5 - rukavac osovine; 6 - potporna podloška

Srednji ležaj (slika 2.10) sastoji se od cilindričnog kućišta s aksijalnim kanalima za prolaz protoka tekućine i cilindrične glavčine 3, unutar koje je pričvršćena čahura 4 od gume otporne na ulje. Unutarnja površina ima uzdužne kanale koji osiguravaju prolaz tekućine između osovine i čahure za podmazivanje sklopa ležaja. Navlaka osovine 5 izrađena je od silikoniziranog grafita SG-P ili silicij karbida.


Riža. 2.10. Srednja radijalna ležajna jedinica

1 - osovina; 2 - stupanj pumpe; 3 - glavčina ležaja;

4 - čahura glavčine; 5 - rukavac osovine.

Osim glavnih radijalnih ležajeva, na osovinu između impelera ugrađuju se mjedene čahure, koje, rotirajući u rupama vodećih lopatica, služe i kao radijalni klizni ležajevi u svakom stupnju pumpe.

2.2.4. Vratilo

Osovina ESP crpke je sastavljena, spojena na krajevima s nazubljenim spojnicama na spojevima sekcija i modula.

Osovina i spojke izrađene su od šipki s posebnom završnom obradom površine. Kao materijal za šipke koristi se čelik visoke čvrstoće otporan na koroziju.

Za prijenos zakretnog momenta na impelere koristi se spoj s ključem. Na osovini je glodan zajednički utor (utor) u koji se postavljaju uredno uvučene šipke četvrtastog ključa od mjedi ili čelika.

Krajevi vratila su u radijalnim kliznim ležajevima.

2.2.5. Okvir

Kućište crpke je cilindrična cijev koja objedinjuje komponente i elemente crpke i tvori njezine dijelove (kod sekcijskih pumpi) ili module (kod modularnih pumpi).

U skladu s projektnom shemom crpke, sekcije ili moduli međusobno se spajaju pomoću prirubničkog spoja ili spoja prirubnice na tijelo.

Kućišta su izrađena od mekog čelika

2.3. Osnovne sheme i sastav potopnih električnih centrifugalnih crpnih jedinica

Ispustna električna centrifugalna jedinica sastoji se od potopna pumpa, elektromotorna i hidraulička zaštita, s različitim konstrukcijskim shemama. Glavni su navedeni u nastavku.

2.3.1. Potopna centrifugalna pumpa

Potopna centrifugalna pumpa izrađena je u sekcijskom (ETsN) ili modularnom (ETsNM) izvedbi.

Sekcijska pumpa (ESP), općenito, sadrži donji dio s prihvatnom rešetkom (slika 2.11), srednji dio i gornji dio s ribarskom glavom (slika 2.12), a može biti nekoliko srednjih dijelova.

Široko su korištene opcije za kompletiranje crpki u srednjem dijelu s dodatnim ulaznim modulom - prijemnom mrežom - umjesto donjeg dijela (slika 2.13), kao i glavnim modulom - umjesto gornjeg dijela. U ovom slučaju, crpke se nazivaju modularne (tip ETsNM).

U slučajevima kada je potrebno eliminirati štetni učinak slobodnog plina na rad crpke, umjesto ulaznog modula ugrađuje se separator plina.

Donji dio (slika 2.11) sastoji se od tijela 1, osovine 2, paketa stupnjeva (propeleri 3 i vodeće lopatice 4, gornji ležaj 5, donji ležaj 6, gornji aksijalni oslonac 7, glava 8, baza 9, dva rebra 10 za zaštitni kabel, gumeni prstenovi 11, prihvatna rešetka 12, spojnica 14, poklopci 15, 16 i međuležajevi 17.

Radno kolo i vodeće lopatice ugrađuju se u seriju. Vodiće lopatice skupljaju gornji ležaj i podnožje u kućištu i miruju tijekom rada. Propeleri su postavljeni na osovinu koja ih rotira kroz ključ. Gornji, srednji i donji ležaj su radijalni ležajevi osovine, a gornji aksijalni ležaj percipira opterećenja koja djeluju duž osi vratila. Gumeni prstenovi 11 brtve unutarnju šupljinu sekcije protiv curenja dizane tekućine.

Zglobne spojke 14 koriste se za prijenos rotacije s jedne osovine na drugu. Za vrijeme transporta i skladištenja sekcije se zatvaraju poklopcima 15 i 16.

Rebra 10 su dizajnirana da zaštite električni kabel koji se nalazi između njih od mehaničkih oštećenja pri spuštanju i podizanju crpke.

Na sl. 2.12 prikazuje srednji i gornji dio crpke (oznaka položaja ovdje je ista kao na slici 2.11). Gumeni prsten 13 brtvi spoj između sekcija. Gornji dio pumpe završava glavom za pecanje 18.

Prikazano na sl. 2.13 ulazni modul se koristi za prijem i grubo čišćenje od mehaničkih nečistoća dizanih proizvoda. Ulazni modul sastoji se od postolja 1 s otvorima za prolaz proizvodnje bušotine, osovine 2, prihvatne rešetke 3 i zupčaste spojke 4. Baza je opremljena kliznim ležajevima osovine i klinovima 5, kojima je modul pričvršćen pomoću gornji kraj na dio crpke, a s donjom prirubnicom - na zaštitnik. Poklopci pakiranja 6 i 7 služe za skladištenje i transport ulaznog modula.

Da bi se povećao dopušteni sadržaj plina u nafti podignutoj na površinu i povećao usisni kapacitet u ESP-u, koriste se sljedeće metode:

· korištenje separatora različitih izvedbi na ulazu, gdje dolazi do odvajanja plina;

ugradnja uređaja za raspršivanje na ulazu, gdje se plinske inkluzije drobe i priprema homogena tekućina;

Korištenje kombiniranih "fazijskih" crpki (prvi stupnjevi imaju veće područje protoka - dizajnirani su za veliki protok);

Ruski proizvođači proizvode plinske separatore u skladu s normativni dokumenti vrste: pumpni moduli - separatori plina MNG i MNGK; pumpni moduli - separatori plina Lyapkov MN GSL; moduli separatora plina pumpe MNGB5 (proizvođač OAO Borets).

Po kružni dijagram ovi separatori plina su centrifugalni. Oni su odvojeni pumpni moduli, montiran ispred paketa stepenica donjeg dijela crpke pomoću prirubničkih spojeva. Osovine sekcija ili modula spojene su splin spojnicama.

Riža. 2.11. Donji dio pumpe

5 - gornji ležaj; 6 - donji ležaj; 7 - gornji aksijalni oslonac;

8 - glava; 9 - baza, 10 - dva rebra za zaštitu kabela;

11.13 - gumeni prstenovi; 12 - prihvatna mreža; 14 - spojnica s prorezima;

15.16 - poklopci; 17 - srednji ležajevi

Riža. 2.12. Srednji (a) i gornji (b) dio crpke.


Riža. 2.13. Ulazni modul pumpe

1 - baza; 2 - osovina; 3 - čahura ležaja; 4 - rešetka;

5 - zaštitni rukavac; 6 - prorezni rukav; 7 - ukosnica

sl. 2.14. Modul glave pumpe

1 - brtveni prsten; 2 - rebro; 3 - tijelo

Korištenje separatora plina na ulazu omogućuje povećanje sadržaja plina do 50%, au nekim slučajevima i do 80% (modul pumpe - separator plina MN GSL5, razvijen od strane Lebedyansky Machine-Building Plant JSC).

Na sl. 2.15 prikazuje separator plina tipa MN(K)-GSL (u oznaci "K" - inačica otporna na koroziju). Separator se sastoji od cjevastog tijela 1 s glavom 2, baze 3 s prihvatnom rešetkom i osovine 4 s radnim tijelima smještenim na njemu. U glavi su napravljene dvije skupine poprečnih kanala 5, 6 za plin i tekućinu i ugrađena je radijalna ležajna čahura 7. U podnožju se nalazi šupljina zatvorena mrežicom s kanalima 8 za prihvat mješavine plina i tekućine, potiskom ležaj 9 i radijalnu čahuru ležaja 10. Na osovinu su postavljeni peta 11, puž 12, aksijalni impeler 13 sa superkavitirajućim profilom lopatice, separatori 14 i čahure radijalnih ležajeva 15. U kućište je postavljena rešetka vodilice čahure.


Riža. 2.15. MN(K)-GSL separator plina

Odvajač plina radi na sljedeći način: mješavina plina i tekućine ulazi kroz rešetku i otvore ulaznog modula do vijka, a zatim do radnih tijela separatora plina. Zbog stečenog tlaka, GLS ulazi u rotirajuću komoru separatora, opremljenu radijalnim rebrima, gdje se pod djelovanjem centrifugalnih sila plin odvaja od tekućine. Nadalje, tekućina s periferije komore separatora ulazi kroz kanale podnožja do ulaza pumpe, a plin se ispušta kroz nagnute rupe u prstenasti prostor.

Osim modularne izvedbe, separatori plina mogu se ugraditi u donji dio crpke (JSC Borets).

Disperzanti tipa MNDB5 proizvode se u modularnom dizajnu (proizvođač OAO Borets). Instaliraju se na ulazu crpke umjesto na ulaznom modulu. Najveći dopušteni sadržaj slobodnog plina na ulazu u raspršivač pri maksimalnoj opskrbi iznosi 55% volumena. Kada protok plinsko-tekuće smjese prolazi kroz disperzer, povećava se njegova ujednačenost i stupanj mljevenja. plinoviti uključci, čime se poboljšava rad centrifugalne pumpe.

Umjesto ulaznog modula mogu se ugraditi i moduli separator-disperzant plina MNGDB5 proizvođača OAO Borets. Maksimalni sadržaj slobodnog plina na ulazu u separator-raspršivač plina pri maksimalnoj opskrbi iznosi 68% volumena.

Treba napomenuti da modularni princip Izgled ESP-a, koji je domaća industrija pumpi usvojila kasnih 1980-ih, trenutno je oštro kritiziran od strane nekih potrošača i proizvođača potopnih crpnih jedinica. To je uglavnom zbog činjenice da se kod modularnih crpki povećava broj prirubničkih spojeva između pojedinih modula (sekcije, ulazni modul, ribarska glava itd.). U nizu slučajeva to dovodi do smanjenja vremena između kvarova ESP-a, što je najizraženije u onim naftnim područjima gdje značajan udio kvarova zauzimaju rasparčavanje i letovi instalacija na dno.

Stoga proizvođači ESP-a trenutno dovršavaju instalacije u skladu sa željama kupaca, a na terenima se mogu pronaći različiti dizajni crpki. Na primjer, prijamna mreža može biti izrađena kao zaseban modul (slika 2.13), ili se može ugraditi izravno u donji dio crpke (slika 2.11), čime se smanjuje broj prirubničkih priključaka. Slično, ribarska glava pumpe može biti zaseban modul (slika 2.14), ili se može ugraditi u gornji dio pumpe (slika 2.12 b) itd.

2.3.2. Potopljeni motor s hidrauličkom zaštitom

2.3.2.1. električni motor

Glavni tip potopljenih elektromotora koji pokreću potopnu centrifugalnu pumpu su asinkroni motori punjeni uljem s kaveznim rotorima. Pri frekvenciji struje od 50 Hz, sinkrona frekvencija vrtnje njihove osovine je 3000 min -1. Snaga motora doseže 500 kW, napon 400…3000 V, radna struja 10…100 A.

Elektromotori snage od 12 do 70 kW (slika 2.16) su jednosmjerni i sastoje se od statora 1, rotora 2, glave 3, baze 4 i sklopa strujnog voda 5.

Riža. 2.16. Potopni motor s jednim dijelom

Stator je izrađen od cijevi u koju je utisnut magnetski krug, izrađen od elektročeličnog lima. Stator je cijelom dužinom magnetski mekan. Trofazni vučni namot iz posebne žice za namotaje položen je u žljebove statora. Faze namota spojene su u zvijezdu.

Unutar statora nalazi se rotor, koji je skup paketa odvojenih međuležajima i uzastopno postavljenih na osovinu. Osovina rotora je šuplja kako bi se osigurala cirkulacija ulja. Paketi rotora izrađeni su od elektročeličnog lima. Bakrene šipke umetnute su u utore paketa, zavarene na krajevima s kratko spojenim bakrenim prstenovima.

Za stvaranje povoljnijih radnih uvjeta za ležajeve, cijeli set paketa na osovini podijeljen je u skupine pričvršćene prstenovima za zaključavanje. Istodobno, između skupina je osiguran zajamčeni radni razmak od 2 ... 4 mm. Čahure ležaja su metalokeramičke, a kućišta od nemagnetskog lijevanog željeza - ni-resist s čahurama od prešanog čelika i imaju uređaj koji osigurava njihovo mehaničko blokiranje od okretanja u provrtu statora.

Gornji kraj statora spojen je na glavu, u kojoj su smješteni sklop potisnog ležaja 6 i sklop strujnog vodiča 5. Sklop potisnog ležaja percipira aksijalna opterećenja od težine rotora i sastoji se od baze, gumenog prstena , potisni ležaj i peta. Sklop strujnog vodova je izolacijski blok u kojem se nalaze kontaktne čahure, spojene žicama na namot statora. Blok je pričvršćen u glavi vijkom i zapečaćen gumenim brtvenim prstenom. Sklop strujnog voda je element električnog konektora za spajanje kabela.

U glavu je uvrnut nepovratni ventil 7 za pumpanje ulja kroz njega. Kroz glavu prolazi osovina elektromotora, na čijem je kraju postavljena nazubljena spojka 8 za spajanje sa zaštitnom osovinom. Na kraj glave 9 uvrtani su klinovi za spajanje sa štitnikom.

U donjem dijelu elektromotora nalazi se postolje u koje je postavljen filter 10 za čišćenje ulja. Baza ima kanale za komunikaciju s unutarnjom šupljinom kompenzatora. Kanali su blokirani obilaznim ventilom 11, koji je normalno otvoren nakon što se motor montira na bušotinu. Otvor u koji je uvrnut premosni ventil zapečaćen je čepom 12 na olovnoj brtvi. Za pumpanje ulja u elektromotor u podnožje je uvrnut nepovratni ventil 13. Donji kraj postolja izrađen je u obliku prirubnice s ramenom za slijetanje za spajanje kompenzatora. Za brtvljenje ovog spoja koriste se gumeni prstenovi 14. Za vrijeme transporta i skladištenja glava i postolje elektromotora su zatvoreni poklopcima 9 i 15.

Elektromotori snage preko 80 kW obično se izrađuju u dvije sekcije. Sastoje se od gornjeg 1 i donjeg 2 dijela, koji su povezani kada je motor montiran na bušotinu.

Svaki dio se sastoji od statora i rotora, čiji je uređaj sličan jednosječnom elektromotoru. Električno spajanje sekcija međusobno je sekvencijalno. Spoj tijela sekcija je prirubnički, osovine su spojene nazubljenom spojkom.

2.3.2.2. Hidrozaštita

Za povećanje performansi potopljenih motora veliku važnost ima svoju hidrozaštitu.

Hidrozaštita se sastoji od protektora i kompenzatora i obavlja sljedeće funkcije:

· izjednačava tlak u unutarnjoj šupljini motora s tlakom formacijske tekućine u bušotini;

Kompenzira toplinsku promjenu volumena ulja u unutarnjoj šupljini motora i njegovo curenje kroz propusne strukturne elemente;

Štiti unutarnju šupljinu motora od prodora tvorbene tekućine i sprječava curenje ulja tijekom prijenosa rotacije od elektromotora do pumpe.

postojati razni dizajni hidrozaštita. Razmislite o jednom od njih, koji se često nalazi na poljima.

Kompenzator MK 51 (slika 2.17) je kućište 1 u obliku cijevi, unutar koje je postavljena gumena dijafragma 2. Unutarnja šupljina membrane ispunjena je uljem i komunicira s unutarnjom šupljinom elektromotora. kroz kanal u glavi 3 koji je blokiran plastičnim čepom 4. U glavi se nalazi rupa za punjenje unutarnje šupljine membrane uljem, koja je zapečaćena čepom 5 na olovnoj brtvi i rupom sa premosni ventil 6 i čep 7. Premosni ventil se koristi u procesu pripreme kompenzatora za ugradnju. Šupljina iza dijafragme komunicira s formacijskom tekućinom kroz rupe u tijelu kompenzatora.

Dijafragma osigurava prijenos i izjednačavanje tlaka formacijske tekućine u području ovjesa motora s tlakom motornog ulja, a također kompenzira toplinske promjene u volumenu motornog ulja tijekom rada promjenom njegovog volumena. Za spajanje na elektromotor u glavu kompenzatora ušrafljeni su klinovi. Za vrijeme transporta i skladištenja, kompenzator je zatvoren poklopcem 8.

Zaštitnik MP 51 (slika 2.18) sastoji se od tijela 1, unutar kojeg je smještena dijafragma 2, pričvršćena na oslonac 3, dvije bradavice 4 i 5, između kojih je sklop pete 6, gornji 7 i donji 8 glava i vratilo 9 s dvije mehaničke brtve postavljene su 10. Osovina se okreće u ležajevima ugrađenim u bradavicama i u donjoj glavi. Donji kraj osovine spojen je na osovinu motora, gornji kraj - na osovinu crpke tijekom ugradnje na bušotinu. Sklop pete percipira aksijalna opterećenja koja djeluju na osovinu.

Unutarnja šupljina dijafragme komunicira s unutarnjom šupljinom elektromotora i puna se uljem tijekom ugradnje motora. Ovo ulje služi kao rezerva za kompenzaciju svog prirodnog protoka kroz donju mehaničku brtvu koja brtvi rotirajuću osovinu. Šupljina iza dijafragme komunicira s šupljinom sklopa pete i također je ispunjena uljem kako bi se kompenzirao njegov protok kroz gornju mehaničku brtvu.

Za uklanjanje zraka prilikom punjenja gaznih šupljina uljem, bradavice imaju rupe koje su hermetički zatvorene čepovima 13 i 14 s olovnim brtvama.

Na bradavici 4 postoje tri rupe kroz koje tijekom rada jedinice prolazi formacijski fluid, ispire krute čestice iz područja gornje mehaničke brtve i hladi je. Za vrijeme transporta i skladištenja, rupe se zatvaraju plastičnim čepovima 11, koji se uklanjaju prije spuštanja štitnika u bunar.

Riža. 3.17. Kompenzator

Riža. 2.18. Gaziti

Donja glava štitnika ima prirubnicu i okovratnik sjedala s gumenim prstenovima 15 za brtvljenje spoja s elektromotorom. Vijci su uvrnuti u gornju glavu za spajanje na pumpu. Za vrijeme transporta i skladištenja, štitnik je zatvoren poklopcima 16 i 17.

Postoje i hidraulički zaštitni dizajni koji osiguravaju povećanu pouzdanost zaštite elektromotora od prodora formacijske tekućine u njega. Dakle, kompenzator MK 52 ima dvostruko veći korisni volumen za ulje od kompenzatora MK 51, a zaštitnik MP 52 ima duplicirane elastične dijafragme i tri serijski ugrađene mehaničke brtve.

Tijekom rada ESP jedinice, u procesu uključivanja i isključivanja elektromotora, ulje koje ga puni povremeno se zagrijava i hladi, mijenjajući se u skladu s volumenom. Promjena volumena ulja kompenzira se deformacijom elastičnih dijafragmi kompenzatora i protektora. Prodor formacijske tekućine u motor spriječen je mehaničkim brtvama gaznoga sloja.

2.3.2.3. kabelski vod

Za opskrbu izmjeničnom strujom potopljenog motora koristi se kabelski vod koji se sastoji od glavnog dovodnog kabela (okrugla ili ravna) i ravnog produžnog kabela s čahure za uvođenje kabela. Spajanje glavnog kabela s produžnim kabelom osigurano je jednodijelnim spojnim spojem. Produžni kabel koji prolazi uz pumpu ima smanjene vanjske dimenzije u odnosu na glavni kabel. Nacrti najčešćih domaćih kabela KPBK (kabel s polietilenskom izolacijom, oklopni okrugli) i KPBP (kabel s polietilenskom izolacijom, blindirani ravni) prikazani su na sl. 2.19, gdje je 1 bakrena jednožilna jezgra; 2 - prvi sloj izolacije od polietilena visoke gustoće; 3 - drugi sloj polietilenske izolacije visoka gustoća; 4 - jastuk od gumirane tkanine ili ekvivalentnih zamjenskih materijala (na primjer, od sastava polietilena visoke i niske gustoće); 5 - oklop izrađen od pocinčane čelične trake S-profila (za KPBK kabel) ili stepenastog profila (za KPBP kabel).

Postoje i posebni kabeli otporni na toplinu s izolacijom od poliamid-fluoroplastične folije i fluorokopolimera, s olovnim omotačem preko izolacije jezgre itd.

Riža. 2.19. Izvedbe kabela KPBK (a) i KPBP (b)

2.3.3. Ventili za provjeru i odzračivanje pumpe

Povratni ventil pumpe (slika 2.20) je dizajniran da spriječi obrnutu rotaciju impelera pumpe pod utjecajem stupca tekućine u tlačni cjevovod kada se crpka zaustavi i kako bi se olakšalo ponovno pokretanje crpke. Nepovratni ventil se također koristi kada se tlačno ispitivanje cijevi cijevi nakon spuštanja instalacije u bušotinu. Povratni ventil se sastoji od tijela 1, na čijoj se jednoj strani nalazi unutarnji konusni navoj za spajanje odvodnog ventila, a na drugoj strani - vanjski suženi konac za uvrtanje u ribolovnu glavu gornjeg dijela pumpe. Unutar kućišta nalazi se gumirano sjedište 2, na koje se naslanja ploča 3. Ploča ima mogućnost aksijalnog pomicanja u vodilici 4.

Riža. 2. 20. Nepovratni ventil

Pod utjecajem protoka dizane tekućine, ploča 3 se diže, čime se otvara ventil. Kada se pumpa zaustavi, ploča 3 pada na sjedište 2 pod utjecajem stupca tekućine u ispusnom cjevovodu, t.j. ventil se zatvara. Poklopci 5 i 6 se za vrijeme transporta i skladištenja pričvrste na nepovratni ventil.

Odvodni ventil je dizajniran za ispuštanje tekućine iz tlačnog cjevovoda (cijevnog niza) prilikom podizanja pumpe iz bušotine.

Odvodni ventil (sl. 2.21) sadrži kućište 1, na čijoj se jednoj strani nalazi unutarnji konusni navoj spojke za spajanje na cijev, a s druge strane vanjski konusni navoj za uvrtanje u nepovratni ventil. U kućište je uvrnut spoj 2 koji je zapečaćen gumenim prstenom 3. Prije podizanja crpke iz bušotine, kraj priključka koji se nalazi u unutarnjoj šupljini ventila se sruši (odlomi) posebnim alat (na primjer, otpad, ispušten u cijev), a tekućina iz cijevnog niza teče kroz rupu na spojnici u prstenasti dio. Za vrijeme transporta i skladištenja, odvodni ventil je zatvoren poklopcima 4 i 5.

Potopno asinkroni motori ovisno o snazi ​​izrađuju se jednodijelno i dvodijelno. Ovisno o veličini, elektromotor se napaja naponom od 380 do 2300 V. Radna frekvencija izmjenične struje je 50 Hz. Kada se koristi regulator frekvencije, motor može raditi na trenutnoj frekvenciji od 40 do 60 Hz.

Sinkrona frekvencija rotacije osovine motora - 3000 o/min. Radni smjer rotacije osovine, gledano sa strane glave, je u smjeru kazaljke na satu.

Riža. 2.21. Ventil za odzračivanje

2.4. Oznaka ESP i ESP

U Rusiji su prihvaćene oznake za instalacije potopnih centrifugalnih crpki tipa UETsNM5-125-1800. To se dešifrira na sljedeći način: U - instalacija; E - pogon od potopljenog motora; C - centrifugalni; H - pumpa; M - modularni; 5 - pumpna grupa; 125 - opskrba u nominalnom načinu rada, m 3 / dan; 1800 - glava u nominalnom načinu rada, m.

Domaće tvornice proizvode ESP jedinice grupa 4, 5, 5A i 6. Razlikuju se po vrijednosti tzv. dijametralne dimenzije, određene formulom:

,

gdje je promjer kućišta pumpe;

Promjer kućišta motora;

– visina (debljina) ravnog kabela;

– debljina izbočenog dijela zaštitnog uređaja za ravni kabel / 6 /.

Shema za određivanje dijametralne dimenzije potopne crpne jedinice prikazana je na slici 2.22.

Instalacije različitih skupina namijenjene su za rad bušotina s različitim unutarnjim promjerima proizvodnih nizova. Geometrijski parametri različitih skupina instalacija i njihovih komponenti prikazani su u tablici 4.1. Treba napomenuti da su instalacije manje skupine prikladne za rad u bušotinama s većim unutarnjim promjerom, na primjer, ESP grupe 5 mogu se koristiti i u bušotinama s unutarnjim promjerom od 130 i 144,3 mm.

Riža. 2.22. Shema presjeka i definicije

dijametralna dimenzija potopne crpne jedinice

Tablica 2.1

Ukupni parametri za različite skupine ESP jedinica

Indikatori

ESP grupa

Minimalni unutarnji promjer proizvodnog niza, mm

Vanjski promjer pumpe, mm

SEM vanjski promjer, mm

Promjerna dimenzija, mm

Nazivi ESP grupa izvorno su označavali nazivni promjer proizvodnog niza u inčima. U to vrijeme razvijaju se instalacije grupa 5 i 6. Međutim, proizvodni nizovi bušotina istog vanjskog promjera (za nominalni otvor od 5 inča - 146 mm, za nominalni otvor od 6 inča - 168 mm) mogu imati različite debljine stijenki i, kao rezultat, različiti unutarnji promjeri. Nakon toga se pokazalo da otprilike 90% bušotina od pet inča na poljima Sovjetskog Saveza ima unutarnji promjer od najmanje 130 mm. Za ove bušotine razvijene su crpke grupe pod uvjetnim nazivom 5A.

U budućnosti su se pojavile dodatne gradacije povezane s konfiguracijom ESP jedinica skupina 5 i 6 s motorima različitih promjera. Stoga, unutar skupina 5 i 6, trenutno postoje dvije vrste instalacija svaka, koja se malo razlikuju jedna od druge po dijametralnim dimenzijama (vidi tablicu 2.1).

Što se tiče ESP-ova grupe 4, potreba za njihovim razvojem bila je povezana ne samo s prisutnošću bušotina s unutarnjim promjerom proizvodnog niza od 112 mm, već i s nemogućnošću ispunjavanja zahtjeva iz priručnika za rad ESP-a pri vađenju nafte. iz jako odstupljenih bunara od pet inča. Dopuštena stopa zakrivljenosti bušotine ne smije prelaziti 2° na 10 metara, a u radnom području instalacije promjena zakrivljenosti ne smije biti veća od tri minute na 10 metara. Značajan broj bušotina izbušen na poljima Zapadni Sibir 70-80-ih godina dvadesetog stoljeća ti zahtjevi nisu ispunjeni. Nemoguće je upravljati njima na druge načine osim ESP-a. Stoga su naftaši morali namjerno kršiti zahtjeve uputa kako bi iz takvih bušotina izvlačili proizvode. Naravno, to se izrazito negativno odrazilo na vrijednost remontnog razdoblja bušotina. Instalacije malih dimenzija (skupina 4) lakše prolaze kroz kritične intervale velike zakrivljenosti pri ulijetanju u bušotine. Međutim, male ESP jedinice su duže i imaju niže vrijednosti učinkovitosti.

Raspon standardnih veličina ESP-ova koje proizvodi domaća industrija prilično je širok.

U veličini 4, pumpe se proizvode s nazivnim protokom od 50 do 200 m 3 / dan i naponom od 500 do 2050 m, u veličini 5 - s protokom od 20 do 200 m 3 / dan i padovima od 750 do 2000 m, u veličini 5A - s protokom od 160 do 500 m 3 /dan i naponom od 500 do 1800 m, u veličini 6 - s protokom od 250 do 1250 m 3 /dan i naponom od 600 do 1800 m. treba napomenuti da se gotovo svake godine pojavljuju nove veličine pumpi, koje su izradili proizvođači strojeva po narudžbi naftaša, tako da se navedeni popis veličina ESP jedinica može dopuniti.

Primjer varijante strukture simbola crpke prikazan je u nastavku.


Potopni elektromotori SEM s vanjskim promjerom kućišta od 103 mm imaju snagu od 16 do 90 kW, promjera 117 mm - od 12 do 140 kW, promjera 123 mm - od 90 do 250 kW, sa promjera 130 mm - od 180 do 360 kW.

Potopne električne centrifugalne crpke, poput ESP-a, imaju simbol koji se može malo razlikovati za različite proizvođače.

Opcije dizajna za ETsNA pumpe proizvedene prema TU 3631-025-21945400-97 označene su brojevima od 1 do 4:

1 - kao dio crpke, ulazni modul, priključak sekcija je prirubnički;

2 - kao dio crpke, ulazni modul, priključak sekcija tipa "prirubnica-tijelo";

3 - kao dio crpke, donji dio s prihvatnom rešetkom, dijelovi su prirubnički;

4 - kao dio crpke, dio s prihvatnom mrežom, spajanje dijelova tipa "prirubnica-tijelo".

Prema TU 3631-00217930-004-96 i TU 3631-007-00217930-97, proizvode se pumpe tri modifikacije:

· s dizajnom identičnim crpki prema TU 26-06-1485-96 (crpke su označene ETsNM(K));

· sa spajanjem sekcija prema tipu "prirubnica-tijelo" (broj modifikacije L1);

· sa spojem sekcija prema tipu "prirubnica-kućište", sa međuležajima (broj modifikacije L2).

3. Oprema

3.1. Aktivni ključevi

Za ovaj laboratorij koriste se sljedeće tipke:

W, S, A, D - kretati se u prostoru;

F2, E - analozi srednjeg ključa manipulatora (prvi put kada se objekt uzme, sljedeći put kada se postavi);

Ctrl - sjesti;

F10 - izlaz iz programa.

Riža. 3.1. Aktivne tipke na tipkovnici

Riža. 3.2. Funkcije manipulatora

Lijeva tipka miša (1) - kada se pritisne i drži, jedan ili drugi objekt se obrađuje (rotira, mijenja).

Srednja tipka (2) - prvi put kada pritisnete (pomicanje se ne koristi), objekt se uzima, sljedeći put kada se postavi (prikači).

Desna tipka (3) - pojavljuje se pokazivač kursora (kada se ponavlja, nestaje).

Napomena: Kada se pojavi pokazivač, nemoguće je gledati prema gore i postrance.

4. Redoslijed rada

Svrha laboratorijskog rada je proučavanje konstrukcije potopne centrifugalne pumpe.

ESP pumpa je naslagana na stalak. Možete rastaviti samo čvorove naznačene u natpisima slika. Prilikom uklanjanja čvora u gornjem desnom kutu pojavljuje se natpis s oznakom uklonjenog čvora.


Riža. 3.3. Hidrozaštita SEM (potopnog elektromotora)

(svi čvorovi uklonjeni)

1 – SEM hidrozaštitna podloga; 2 – SEM hidrozaštita;

3 – SEM hidrozaštitno kućište


Riža. 3.4. SED

1 - sub (uklonjen); 2 - spojka (uklonjena);

3 - osovina (uklonjena); 4 - dovod električnog kabela (uklonjen);

5 - potopljeni motor


Riža. 3.5. Hidrozaštita SEM-a (sve jedinice su uklonjene)

1 - pod; 2 – SEM hidrozaštita; 3 - kućište hidrauličke zaštite


Riža. 3.6. Donja aksijalna potpora (sve jedinice su uklonjene)

1 - pod; 2 - peta; 3 - gornji oslonac; 4 - pod; 5 - pod;

6 - donji oslonac; 7 - aksijalno potporno tijelo


Riža. 3.7. Mreža prijema (svi čvorovi su uklonjeni)

1 - zupčasta spojka; 2 - prijemni dio; 3 - osovina; 4 - nosač radijalnog vratila;

5 - prihvatna rešetka (uklonjena); 6 - oslonac radijalnog vratila; 7 - navojna spojka


Riža. 3.8. Dio za pumpu

Riža. 3.9. Donji dio pumpe (sve komponente su uklonjene)

1 - stezaljka; 2 - cijev za cijevi; 3 - nepovratni ventil; 4 - pod;

5 - pod; 6 - radijalni ležaj

5. Sigurnosna pitanja

1. Svrha, opseg i sastav ESP-a.

2. Navedite glavne komponente crpke tipa ESP.

3. Namjena i raspored stupnjeva koji čine pumpu?

4. Popis konstruktivne sorte koraka u ESP-u. Koje su prednosti i nedostaci različitih dizajnerskih rješenja?

5. Što je percipirano aksijalno i radijalno opterećenje na rotoru?

6. Objasnite pojmove stupnja pumpe s "jednostrukim osloncem", "dvostrukim osloncem".

7. Objasnite pojam "plutajućeg" tipa radnog kola?

8. Koje vrste impelera se koriste u ETSNM, ETSNMK?

9. Kako je vodeća lopatica fiksirana u dijelu pumpe?

10. Kako se percipira aksijalno i radijalno opterećenje na osovini dijela modula pumpe?

11. Koja je konstrukcijska značajka hidrodinamičke pete?

12. Koja je razlika između modularne potopne pumpe i konvencionalne?

13. Namjena i uređaj ulaznog modula, glavnog modula?

14. Svrha hidrozaštite i njen sastav?

15. Koji je princip rada kompenzatora? zaštitnik?

16. Koja je svrha nepovratnog ventila? krvarenje?

17. Princip rada nepovratnog ventila? krvarenje?

18. Simbol za ESP i ESP.

6. Književnost

1. Bocharnikov V.F. Priručnik za servisera naftne i plinske opreme: Svezak 2 / V.F. Bočarnikov. - M.: "Infra-inženjering", 2008. - 576s.

2 Bukhalenko E.I. itd. Oprema naftnih polja: priručnik / E.I. Bukhalenko i drugi - M., 1990. - 559 str.

3 Drozdov A.N. Primjena potopnih pumpno-ejektorskih sustava za proizvodnju nafte: udžbenik. džeparac. / A.N. Drozdov. - M.: Rusko državno sveučilište za naftu i plin, 2001

4. Ivanovsky V.N., Darishchev V.I., Sabirov A.A. Instalacije bušotinskih pumpi za proizvodnju nafte / V.N. Ivanovski, V.I. Darishchev, A.A. Sabirov i drugi - M .: Izdavačka kuća Državnog jedinstvenog poduzeća "Nafta i plin" Rusko državno sveučilište za naftu i plin. IH. Gubkina, 2002. - 824 str.

5. Instalacije potopnih centrifugalnih crpki za proizvodnju ulja. Međunarodni prevoditelj / priredio V.Yu. Alikperova, V.Ya. Kershenbaum. - M., 1999. - 615 str.

7. Autori

Laboratorijski rad "Proučavanje konstrukcije potopne centrifugalne pumpe" iz discipline: "Oprema naftnih i plinskih polja"

Metodološka podrška:

izvanredni profesor, dr. sc. Bezus A.A.

izvanredni profesor, dr. sc. Dvinin A.A.

Asistent I.V. Panova

Urednik: Yakovlev O.V.

3D grafika: Yelesin A.S.

Programiranje skripte: Kazdykpaeva A.Zh.