수중 원심 펌프의 설계 연구. 국내 생산 UETSn 지정

ESP는 엔진의 가로 방향 직경에 따라 조건부로 UEtsN5(103mm), UEtsN5A(117mm), UEtsN6(123mm)의 3개 그룹으로 나뉩니다. 외경 ESP를 사용하면 생산 스트링의 최소 내경으로 우물로 낮출 수 있습니다. ESP5 - 121.7 mm; UETSN5A - 130mm; UETSN6 - 144.3mm.

상징펌프(표준 버전) - ETSNM5 50-1300, 여기서

잠수정 모터의 E-드라이브; C-원심; H-펌프; M-모듈; 5 - 펌프 그룹(인치 단위의 공칭 우물 직경); 50 - 공급, m3/일; 1300 - 머리, m

내부식성 펌프의 경우 펌프 그룹 지정 앞에 문자 "K"가 추가됩니다. 내마모성 펌프의 경우 펌프 그룹 지정 앞에 문자 "I"가 추가됩니다.

엔진 PEDU 45 (117)의 상징, 여기서 P - 잠수정; ED - 전기 모터; U - 보편적인; 45 - kW 단위의 전력; 117 - 외경(mm).

2섹션 엔진의 경우 문자 "C"가 문자 "U" 다음에 추가됩니다.

하이드로프로텍션의 상징: Protector 1G-51, Compensator GD-51, 여기서

G - 수분 보호; D - 횡격막.

ESP 명칭 "REDA"

펌프의 기호(일반 버전) DN-440(268단계).

시리즈 387, 여기서 DN - NI-RESIST(철-니켈 합금)의 작업 본체; 440 - 배럴당 공급량 / 일; 268 - 작업 단계 수; 387은 인치 단위의 본체 외경입니다.

배송율 ARZ(내마모성 지르코늄) 이후 내마모성 펌프용.

전기 모터의 상징 42 HP - 전원 마력; 1129 - 볼트 단위의 정격 전압; 23- 정격 전류암페어로; 시리즈 456 - 본체 외경(인치).

수압 보호 기호: LSLSL 및 BSL. L - 미로; B - 탱크; P - 병렬 연결; S - 직렬 연결.

국내 ESP 고장의 원인.

OGPD Nizhnesortymskneft에서는 운영 유정 재고의 절반 이상(52%)과 ESP가 있는 생산 유정 재고의 54.7%가 Bitemskoye 유전에 있습니다.

Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye 및 기타 분야를 포함한 석유 및 가스 생산 부서에서 2013년에 989개의 국내 ESP 고장이 발생했습니다.



백분율로 표시한 실패 시간은 다음과 같습니다.

30일에서 180일 - 331 ESP 실패(91%)

180일 이상 - ESP 실패 20회(5.5%)

1년 동안 - 12개의 ESP 실패(3.5%).

표 2. 국내 ESP의 고장 원인을 백분율로 표시

거부 사유 실패 횟수 백분율
SPO 위반 누설 튜빙 ESP를 허용하지 않는 오류 불충분한 유입 메인 구역의 품질이 낮은 수리 SEM의 품질이 낮은 수리 모드의 품질이 낮은 시동 ESP의 품질이 낮은 장비의 설치 ESP 저품질 유정 준비 저품질 유정 운영 불합리한 리프팅 불안정 전원 공급 장치 케이블 박스 제조 중 전원 공급 불량 큰 가스 ​​요인 주요 구역 수리 품질 불량 ESP 기계적 손상 케이블 기계적 불순물 불량 소음 솔루션 주기적 모드에서 작동 불량 염 침전 증가 EHF 함량 증가 케이블 절연 감소 과도한 곡률 주전원 보호 수리 품질 저하 모터 절연 감소 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

Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye 및 기타 분야에서 REDA 수중 전기 원심 펌프가 1995년 5월에 도입되기 시작했습니다. 현재, 2013년 1월 1일 현재, 펀드 유정 Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye 및 기타 분야에 대한 REDA ESP 장착:

운영 기금 - 735개 우물

활성 우물 스톡 - 558개 우물

제품을 제공하는 기금 - 473 우물

유휴 펀드 - 2개의 우물

휴면 기금 - 2개의 우물

백분율로 보면 다음과 같습니다.

부실펀드 - 0.85%

유휴 자금 - 0.85%

휴면 자금 - 0.85%

펌핑 깊이는 1700~2500미터입니다. DN-1750은 155...250 m 3 /day의 유량으로 작동되며, 동적 레벨은 1700..2000 미터이며, DN-1300은 127...220 m 3 /day의 유량으로 작동합니다. 1750...2000미터의 수준, DN-1000은 77...150m 3 /일의 차변으로 운영되며 동적 수준은 1800...2100미터,

52...120 m3/day의 유량을 갖는 DN-800, 1850...2110 미터의 다이내믹 레벨, DN-675와 42...100 m3/day의 유량, 1900의 다이내믹 레벨 ...2150 미터, 45...100 m 3 /일의 유속을 갖는 DN-610, 1900...2100 미터의 동적 레벨을 갖는, 17...37 m 3 /일의 유속을 갖는 DN-440 , 1900...2200미터의 동적 레벨.

ESP 서스펜션 영역의 온도는 섭씨 90...125도입니다. 우물 생산의 단수는 0...70%입니다.

ESP REDA 실패의 원인.

표 3. 백분율로 표시된 ESP "REDA"의 실패 원인.

REDA ESP의 고장 원인에 대한 간략한 분석.

REDA ESP의 반복 수리 이유 중 첫 번째는 모든 수리 횟수의 35 % 인 소금 퇴적물 방해가 차지합니다. 설비의 염 막힘에 대한 높은 민감도는 디자인 특징. 분명히 임펠러는 간극이 적고 원심 곡률이 더 큽니다. 이것은 분명히 확장 프로세스를 촉진하고 가속화합니다.

케이블에 대한 기계적 손상은 트립 작업 중 장비 작업자의 결함 작업으로만 설명할 수 있습니다. 이러한 이유로 모든 실패는 시기상조입니다.

제조업체의 파이프 품질 불량으로 인한 튜브 누출.

케이블 절연 저항 감소 - 무연 REDALENE 케이블이 사용된 케이블 스플라이스(번아웃).

유입의 감소는 저장소 압력의 감소로 설명됩니다.

6 위는 EHF 증가로 인한 고장으로 점유되지만 이것이 REDA ESP가 두려워하지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다 기계적 불순물. 이것은 그러한 ESP 장치가 허용 가능한 농도의 기계적 불순물이 있는 우물에서 작동된다는 사실에 의해 설명됩니다. 온실 조건", 왜냐하면 REDA 설치 비용은 매우 높습니다(국내 설치보다 5배 이상 높음).

모터 절연 저항 감소 - 모터 과열로 인한 고정자 권선의 전기적 고장 또는 모터 공동으로 유입되는 형성 유체.

지질 및 기술적 조치의 지질 및 기술적 조치를 위한 정지(저수지 압력 유지 보수, 수압 파쇄 등으로 이전)

낮은 동적 수준으로 작동하는 고압 설비는 저수지 조건에서 실질적으로 가스 방출 문제를 식별하여 ESP 작동에 부정적인 영향을 미쳤습니다(그런데 이것은 고압 가정용 ESP의 작동으로도 확인됨). , 미래에 고압 ESP는 NGDU "NSN"필드에서 포기됩니다. 반환 흐름 덮개를 테스트하기 위한 작업이 현재 진행 중입니다. 아직 테스트 결과를 말하기는 이르다. 기술 서비스는 피팅 사용을 더 광범위하게 사용하기 시작했습니다.

결론적으로, 수입 ESP는 어려운 조건에서 작업하는 데 훨씬 더 저항력이 있다는 점에 주목하고 싶습니다. 이것은 국내 생산과 수입 생산의 ESP를 비교한 결과로 명확하게 표현됩니다. 또한, 둘 다 장단점이 있습니다.

로드 깊이 펌핑 장치. ShSNU 계획, 새로운 플런저 펌프 드라이브. GPN, EDN, EWH, ShVNU 등 다른 방법에 의한 우물 운영 장비 구성. 이러한 마이닝 방법의 장점과 단점.

오늘날 기계화 오일 생산의 가장 일반적인 방법 중 하나는 막대입니다. 펌핑 방법, 이것은 유정에서 유체를 들어올리기 위해 다운홀 로드 펌핑 장치(USSHN)를 사용하는 것을 기반으로 합니다.

USSHN(그림 13)은 펌핑 장치, 유정 장비, 면판에 매달린 튜브 끈, 빨판 막대 끈, 플러그인 또는 비플러그인 유형 빨판 막대 펌프(SRP)로 구성됩니다.

다운홀 펌프는 펌핑 장치에 의해 구동됩니다. 기어 박스, 크랭크 메커니즘 및 밸런서를 사용하여 엔진에서받은 회전 운동은로드에 매달린 다운 홀 펌프의 플런저로 전달되는 왕복 운동으로 변환됩니다. 이것은 유체가 우물에서 표면으로 상승하도록 합니다.

작동 원리

작동 원리에 따르면 기존의 수중 펌프는 단동식 플런저 펌프입니다. 다음은 펌핑 과정의 다이어그램입니다. 잠수정 펌프(그림 14). 초기 상황: 펌프와 튜브가 액체로 채워져 있습니다. 플런저는 상사점 O.T.에 있습니다. 플런저 밸브가 닫혀 있습니다. 펌프 위의 액체 기둥의 하중은 빨판 막대에 의해 가정됩니다. 흡입 밸브를 통해 아래에서 액체의 흐름이 멈추면 이 밸브는 중력의 작용으로 닫힙니다. 실린더가 액체로 완전히 또는 부분적으로 채워져 있습니다. 플런저가 이 액체에 잠기면 플런저 밸브가 열리고 액체의 전체 부하가 흡입 밸브와 결과적으로 튜브에 떨어집니다(그림 14a).

플런저가 더 아래로 이동하면(그림 14b), 상부 로드가 액체 기둥에 잠겨 해당 부피가 변위되어 파이프라인으로 공급됩니다. 플런저를 사용하는 경우 직경은 직경과 동일플런저의 하향 행정 동안에만 액체가 파이프라인에 공급되고 플런저의 상향 행정 동안에는 액체 기둥이 다시 모집됩니다. 플런저가 위로 움직이기 시작하면 플런저 밸브가 닫힙니다. 유체 부하는 다시 빨판 막대로 전달됩니다. 리저버 압력이 실린더 압력을 초과하면 플런저가 하사점 U.T.에서 멀어질 때 흡입 밸브가 열립니다. (그림 14c). 지층에서 감압 실린더로의 유체 흐름은 플런저의 상향 행정이 O.T 위치에서 끝날 때까지 계속됩니다. (그림 14d). 플런저 위의 액체 기둥의 상승과 동시에 동일한 양의 액체가 흡입됩니다. 그러나 실제로 펌프의 듀티 사이클은 일반적으로 이 단순화된 다이어그램이 보여주는 것보다 더 복잡합니다. 펌프의 작동은 유해 공간의 크기, 기액 비율 및 펌핑된 매체의 점도에 크게 좌우됩니다.

또한 지속적인 유체 컬럼 로딩 및 밸브 진동으로 인한 튜브 스트링 및 빨판 로드 진동도 펌핑 주기에 영향을 미칩니다.

오랫동안 나는 ESP에 대해 내가 알고 있는 모든 것을 종이에 쓰는 꿈(컴퓨터로 인쇄하는 것)을 꿈꿨습니다.
나는 러시아 전체 석유의 80%를 생산하는 주요 도구인 전기 원심 펌프 장치에 대해 간단하고 이해하기 쉬운 언어로 말하려고 노력할 것입니다.

어떻게 든 나는 성인 생활 내내 그들과 연결되어 있음이 밝혀졌습니다. 다섯 살 때부터 그는 아버지와 함께 우물을 따라 여행을 시작했습니다. 10살에는 어떤 역이든 스스로 수리할 수 있었고, 24살에는 수리된 회사의 기술자가 되었고, 30살에는 대리인이 되었습니다. 최고 경영자그들이 만들어지는 곳. 대량의 주제에 대한 지식 - 공유하는 것은 유감스러운 일이 아닙니다. 특히 많은 사람들이 내 펌프에 대해 이것 또는 저것에 대해 끊임없이 묻기 때문에 특히 그렇습니다. 일반적으로 같은 내용을 반복하지 않도록 다른 단어- 일단 글을 쓰고 시험을 봅니다.). 예! 어떤 식 으로든 슬라이드가없는 슬라이드가 있습니다.


그게 뭐야.
ESP - 전기 설비 원심 펌프, 그녀는 로드리스 펌프, 그녀는 ESP, 그녀는 또한 그 막대기와 드럼입니다. UETSN - 그녀입니다( 여자 같은)! (남성)로 구성되어 있지만. 이것은 용감한 석유 노동자 (또는 오히려 석유 노동자를위한 서비스 노동자)가 지하에서 형성 유체를 얻는 도움으로 특별한 일입니다. 이것이 우리가 그 물랴카라고 부르는 방법입니다. 특수 처리) URALS 또는 BRENT와 같은 모든 종류의 흥미로운 단어라고 합니다. 이것은 야금술사, 금속 세공인, 기계공, 전기 기술자, 전자 엔지니어, 수리공, 케이블 작업자, 오일맨, 심지어 약간의 산부인과 의사와 항문 전문의의 지식이 필요한 장비의 전체 ​​복합물입니다. 그것은 몇 년 전에 발명되었지만 그 이후로 많이 바뀌지 않았지만 매우 흥미롭고 특이합니다. 대체로 이것은 일반적인 펌핑 장치입니다. 특이한 점은 그것이 얇고(가장 일반적으로 내부 직경이 123mm인 우물에 위치함) 길고(길이가 70m인 설비가 있음), 다소 복잡한 메커니즘이 전혀 존재하지 않아야 합니다.

따라서 각 ESP의 일부로 다음 노드가 있습니다.

ESP(전기 원심 펌프) - 마스터 노드- 다른 모든 사람들이 그것을 보호하고 제공합니다. 펌프가 가장 많은 것을 얻습니다. 그러나 그는 액체를 들어 올리는 주된 일을 합니다. 그는 그런 삶을 살고 있습니다. 펌프는 섹션과 단계 섹션으로 구성됩니다. 단계가 많을수록 펌프에서 발생하는 압력이 커집니다. 스테이지 자체가 클수록 유속(단위 시간당 펌핑되는 액체의 양)이 커집니다. 더 많은 차변과 압력 - 더 많은 에너지를 먹습니다. 모든 것이 서로 연결되어 있습니다. 펌프는 유량과 압력 외에도 크기와 디자인이 다릅니다. 표준형, 내마모성, 내식성, 내마모성, 내마모성, 내마모성이 매우 뛰어납니다.

SEM(수중 전기 모터) 전기 모터는 두 번째 주요 장치입니다. 펌프를 돌리고 에너지를 소비합니다. 이것은 기존의 (전기적 측면에서) 비동기식 전기 모터입니다. 얇고 길기만 합니다. 엔진에는 출력과 크기의 두 가지 주요 매개 변수가 있습니다. 그리고 다시 말하지만, 표준, 내열성, 내식성, 특히 내열성이 있으며 일반적으로 죽이지 않는 (마치) 다른 버전이 있습니다. 엔진은 윤활 외에도 엔진을 냉각시키는 특수 오일로 채워져 있으며 더미는 외부에서 엔진에 가해지는 압력을 보상합니다.

프로텍터(유압 보호라고도 함)는 펌프와 엔진 사이에 서 있는 것으로 첫째, 오일이 채워진 엔진 캐비티와 리저버 유체가 채워진 펌프 캐비티를 분리하면서 회전을 전달하고 두 번째로 문제를 해결합니다. 엔진 내부와 외부의 압력을 동일하게 하는 것(일반적으로 최대 400기압에서 발생하며 이는 마리아나 해구 깊이의 약 1/3에 해당합니다). 다양한 크기가 있으며 모든 종류의 blah blah blah.

케이블은 실제로 케이블입니다. 구리, 쓰리코어 .. 역시 장갑입니다. 상상할 수 있니? 기갑 케이블! 물론 그는 Makarov의 총격에도 견디지 못할 것이지만 반면에 그는 우물 속으로 5 ~ 6 번의 하강을 견디고 꽤 오랫동안 그곳에서 일할 것입니다.
그의 갑옷은 날카로운 타격보다 마찰을 위해 더 많이 설계되었지만 여전히 다릅니다. 케이블 발생 다른 섹션(정맥 직경), 갑옷 (일반 아연 도금 또는 스테인레스 스틸)이 다르며 온도 저항도 다릅니다. 90도, 120도, 150도, 200도, 230도 케이블도 있습니다. 즉, 물의 끓는점 2배의 온도에서 무기한 작동할 수 있습니다. , 거의 모든 곳에서).

가스 분리기(또는 가스 분리기-분산제, 또는 그냥 분산기, 또는 이중 가스 분리기, 또는 이중 가스 분리기-분산기). 자유 가스를 액체에서 분리하는 것 .. 오히려 액체에서 자유 가스 ... 간단히 말해서 펌프 입구에서 자유 가스의 양을 줄입니다. 종종 매우 자주 펌프 입구의 자유 가스의 양은 펌프가 작동하지 않을 정도로 충분합니다. 그런 다음 일종의 가스 안정화 장치를 넣습니다(단락 시작 부분에 이름을 나열했습니다). 가스 분리기를 설치할 필요가 없으면 입력 모듈을 설치하지만 액체는 어떻게 펌프에 들어가야합니까? 여기. 그들은 어떤 경우에도 .. 모듈이나 지프 중 하나를 넣습니다.

TMS는 일종의 튜닝입니다. 누가 어떻게 해독합니까 - 열압계 시스템, 원격 측정 .. 누가 어떻게. 맞습니다(이것은 80년 전의 이름입니다) - 열압계 시스템, 그래서 우리는 그것을 이름이라고 부를 것입니다 - 그것은 장치의 기능을 거의 완전히 설명합니다 - 온도와 압력을 측정합니다 - 거기 - 바로 아래 - 거의 하계.

좀 더 있나요 보호 장치. 이것은 체크 밸브입니다(가장 일반적인 것은 볼 체크 밸브인 KOSH입니다) - 펌프가 정지될 때 파이프에서 액체가 배출되지 않도록 합니다(표준 파이프를 통해 액체 기둥을 들어 올리는 데 몇 시간이 걸릴 수 있음) 이번에는 유감입니다). 그리고 펌프를 들어 올려야 할 때 - 이 밸브가 방해합니다 - 파이프에서 무언가가 끊임없이 흘러 주변의 모든 것을 오염시킵니다. 이러한 목적을 위해 우물에서 들어 올릴 때마다 부러지는 녹아웃 (또는 배수) 밸브 KS가 있습니다.

이 모든 경제는 튜빙 파이프에 달려 있습니다(튜빙 파이프 - 석유가 풍부한 도시에서는 울타리가 자주 만들어집니다). 다음 순서로 멈춥니다.
튜빙 (2-3km) - 케이블, 위에서 - KS, KOSH, ESP, gazik (또는 입력 모듈), 보호기, SEM 및 더 낮은 TMS. 케이블은 ESP, 가스 및 보호 장치를 따라 엔진 헤드까지 이어집니다. 에카. 모든 것이 머리가 짧습니다. 따라서 ESP 상단에서 TMS 하단까지 70미터가 될 수 있습니다. 샤프트가이 70 미터를 통과하고 모두 회전합니다 ... 그리고 주변 - 고온, 거대한 압력, 많은 기계적 불순물, 부식성 환경 .. 불쌍한 펌프 ...

모든 조각은 단면이며 길이가 9-10미터를 넘지 않습니다(그렇지 않으면 어떻게 우물에 넣을 수 있습니까?) 설치는 우물에 직접 진행됩니다: SEM, 케이블, 보호 장치, 가스, 펌프 섹션, 밸브, 파이프가 고정되어 있습니다 .. 예! 얼룩의 도움으로 모든 것에 케이블을 부착하는 것을 잊지 마십시오 - (예: 특수 강철 벨트). 이 모든 것이 우물에 담그고 오랫동안 (나는 희망합니다) 거기에서 작동합니다. 이 모든 것에 전력을 공급하고 어떻게든 관리하기 위해 승압 변압기(TMPN)와 제어 스테이션이 지상에 설치됩니다.

그런 일로 그들은 돈으로 변하는 것을 얻습니다(가솔린, 디젤 연료, 플라스틱 및 기타 쓰레기).

그것을 알아 내려고 노력합시다 .. 모든 것이 어떻게 작동하는지, 어떻게 수행되는지, 선택하는 방법과 사용 방법.

전기 원심 펌프를 설치하는 데 가장 널리 사용됩니다.

수중 원심 펌프의 설치는 펌핑을 위해 설계되었습니다.

ESP에는 지상 및 지하 장비가 포함됩니다.

지하 장비에는 다음이 포함됩니다. - 전기 원심 장치의 조립; - 펌핑 스트링 및 케이블.

지상 장비는 유정 장비, 제어 스테이션 및 변압기로 구성됩니다.

쌀. 1. 1 - 엔진; 2 - 케이블; 3 - 수분 보호; 4 - 펌프 ESP 5.6 - 체크 및 드레인 밸브; 7 - 유정 장비; 8 - 자동 변압기; 9 - 제어 스테이션; 10 - 튜브; 11 - 흡입 모듈.

작동 원리: 전기 원심 장치가 튜브의 웰로 내려갑니다. 이것은 하나의 수직 샤프트에 위치한 세 개의 주요 부품으로 구성됩니다. 다단식 원심 펌프, 전기 모터(EM) 및 액체 침투로부터 전기 모터를 보호하고 펌프와 모터의 장기간 윤활을 제공하는 보호기입니다. 전기 모터에 전력을 공급하는 전류는 튜빙 스트링과 함께 낮추어지고 얇은 철 클램프(벨트)로 부착된 3심 플랫 케이블을 통해 공급됩니다.

변압기는 SEM에 전류를 공급하는 케이블의 전압 강하를 보상하도록 설계되었습니다. 컨트롤 스테이션의 도움으로 수동 제어엔진, 자동 종료액체 공급이 중단될 때 장치, 제로 보호, 과부하 보호 및 장치 종료 시 단락. 장치가 작동하는 동안 원심 전류 펌프는 펌프 흡입구에 설치된 필터를 통해 액체를 끌어들여 펌프 파이프를 통해 표면으로 펌핑합니다. 압력에 따라, 즉. 액체 리프팅 높이, 펌프 다른 번호단계.

28. 로드리스 펌프의 기타 유형

스크류 펌프 - 전기 모터로 구동되는 수중 펌프; 로터 스크류의 회전으로 인해 펌프의 액체가 움직입니다. 이 유형의 펌프는 우물에서 점도가 높은 오일을 추출할 때 특히 효과적입니다.

하이드로피스톤 펌프 펌핑 장치의 표면에서 우물로 공급되는 유체의 흐름에 의해 구동되는 수중 펌프입니다. 동시에 직경 63 및 102mm의 동심 파이프 두 줄을 우물로 내립니다. 펌프는 직경 63mm의 파이프 내부 우물로 내려가고 유체 압력에 의해 이 파이프 끝에 위치한 착륙 안장에 눌립니다. 표면에서 나오는 액체는 엔진 피스톤과 펌프 피스톤을 구동합니다. 펌프 피스톤은 유체를 우물 밖으로 펌핑하고 작동 유체와 함께 고리를 통해 표면으로 전달합니다.

다이어프램 펌프 - 펌핑 챔버의 체적 변화가 탄성 판 형태로 만들어진 벽 중 하나의 변형으로 인해 발생하는 용적형 펌프 - 다이어프램. 구동 메커니즘의 움직이는 부분 때문에 D. n. 펌핑된 매체와 접촉하지 마십시오. D. n. 또한 연마 기계로 오염된 액체를 펌핑하는 데 사용됩니다. 불순물. 다이어프램은 고무(강화 포함) 및 기타 탄성 재료와 스테인리스 합금으로 만들어집니다. 그들은 (대부분) 골판지 또는 벨로우즈 형태입니다.

수중 원심 펌프 설치 펌핑되도록 설계

다음을 포함하는 경사 저장유를 포함한 유정

기름, 물, 가스, 기계적 불순물. 수량에 따라

펌핑된 액체, 펌프에 포함된 다양한 구성 요소

설치는 일반적으로 실행되고 부식 및 내마모성이 증가합니다.

전류 공급 방식에 따라 전기 장비에는 수중 펌프용 완전한 변전소(KTPPN) 또는 변전소(TP), 제어 스테이션 및 변압기가 포함됩니다.

변압기(또는 KTPPN)에서 수중 모터로의 전기는 접지 공급 케이블과 연장된 주 케이블로 구성된 케이블 라인을 통해 공급됩니다. 케이블 라인의 주 케이블과 접지 케이블의 연결은 유정에서 3-5m 떨어진 곳에 설치된 터미널 박스에서 수행됩니다.

접지 전기 장비 배치 장소는 홍수 기간 동안 홍수로부터 보호되고 눈이 제거됩니다. 겨울 기간장비를 자유롭게 장착 및 해체할 수 있는 출입구가 있어야 합니다. 사이트의 작업 조건 및 입구에 대한 책임은 CDNG에 있습니다.

제어 스테이션

제어 스테이션의 도움으로 엔진 수동 제어, 액체 공급 중단 시 장치 자동 종료, 제로 보호, 과부하 방지 및 단락 시 장치 종료가 수행됩니다. 장치가 작동하는 동안 원심 전류 펌프는 펌프 흡입구에 설치된 필터를 통해 액체를 끌어들이고 펌프 파이프를 통해 표면으로 펌핑합니다. 압력에 따라, 즉. 액체 리프팅 높이, 단계 수가 다른 펌프가 사용됩니다. 체크 및 드레인 밸브는 펌프 위에 설치됩니다. 체크 밸브는 튜빙을 유지하는 데 사용되므로 엔진을 시동하고 시동 후 작동을 제어하기가 더 쉽습니다. 작동 중 체크 밸브는 아래로부터의 압력에 의해 열린 위치에 있습니다. 배수 밸브는 리턴 밸브 위에 설치되며 튜브가 표면으로 올라갈 때 튜브에서 유체를 배출하는 데 사용됩니다.

자동 변압기

변압기(자동 변압기)는 전압을 380(현장 네트워크)에서 400-2000V로 높이는 데 사용됩니다.

변압기에는 오일 냉각. 작업하도록 설계되었습니다. 옥외. 변압기 권선의 높은 쪽에는 케이블 길이, 전기 모터의 부하 및 주 전압에 따라 최적의 전압을 전기 모터에 공급하기 위해 50개의 탭이 만들어집니다.

스위칭 탭은 변압기가 완전히 분리된 상태에서 수행됩니다.

변압기는 자기 코어, 고전압 및 저전압 권선, 탱크, 입력이 있는 덮개 및 공기 건조기가 있는 확장기로 구성됩니다.

변압기 탱크는 항복 전압이 40kW 이상인 변압기 오일로 채워져 있습니다.

전력이 100 - 200kW인 변압기에는 노화된 제품에서 변압기 오일을 청소하기 위해 열사이펀 필터가 설치됩니다.

탱크 뚜껑에 장착:

HV 권선 탭 변환기 드라이브(1개 또는 2개);

온도 측정용 수은 온도계 상층유화;

제거할 부품을 들어 올리지 않고 절연체를 교체할 수 있는 HV 및 LV의 제거 가능한 입력;

오일 게이지 및 공기 건조기가 있는 확장기;

먼지와 습기로부터 입력을 보호하는 금속 상자.

오일 씰이 있는 에어 드라이어는 오일 레벨의 온도 변동 중에 변압기에 유입되는 공기에서 수분을 제거하고 산업 대기 오염을 정화하도록 설계되었습니다.

유정 피팅

유정 피팅은 제품을 유정에서 흐름 라인으로 전환하고 고리를 밀봉하도록 설계되었습니다.

ESP 발사를 위해 준비된 우물의 유정 피팅에는 압력 게이지, 환형 공간을 배출구와 연결하는 라인의 체크 밸브, 초크 챔버(기술적으로 가능한 경우) 및 연구용 분기 파이프가 장착되어 있습니다. 이 단락의 구현에 대한 책임은 CDNG에 있습니다.

웰헤드 피팅은 모든 생산 방법에서 수행되는 기능 외에도 그 안에서 움직이는 왕복 광택 로드의 견고성을 보장해야 합니다. 마지막은 기계적 연결로드 기둥과 밸런서 SK 헤드 사이.

웰헤드 피팅, 매니폴드 및 플로우라인 복잡한 구성흐름의 유체 역학을 복잡하게 만듭니다. 표면에 위치한 다운홀 장비는 비교적 접근이 용이하고 주로 열적 방법으로 침전물로부터 비교적 쉽게 청소할 수 있습니다.

물이 저수지로 펌핑되는 우물의 유정 피팅은 다음을 수행합니다. 수압 시험 X-mas 트리에 대해 설정된 순서대로.

지하 ESP 장비

지하 장비에는 튜빙, 펌핑 장치 및 다양한 장갑 케이블이 포함됩니다.

우물에서 액체를 펌핑하는 원심 펌프는 지구 표면의 액체를 펌핑하는 데 사용되는 기존 원심 펌프와 근본적으로 다르지 않습니다. 그러나 원심 펌프가 낮아지는 케이싱 스트링의 직경으로 인한 작은 반경 치수, 실질적으로 무제한 축 치수, 높은 수두를 극복해야 할 필요성 및 잠긴 상태에서의 펌프 작동으로 인해 원심 펌핑 장치가 생성되었습니다. 특정의 설계. 외형적으로는 파이프와 다르지 않지만, 이러한 파이프의 내부 캐비티에는 다음이 포함되어 있습니다. 큰 숫자완벽한 제조 기술이 필요한 복잡한 부품.

수중 원심 전기 펌프(PTSEN)는 특수 설계(SEM)의 수중 전기 모터로 구동되는 한 블록에 최대 120개의 단계가 있는 다단 원심 펌프입니다. 전기 모터는 모든 계측 및 자동화가 집중된 제어 스테이션을 통해 승압 자동 변압기 또는 변압기에서 케이블을 통해 공급되는 전기로 표면에서 공급됩니다. PTSEN은 일반적으로 150 - 300m까지 계산된 동적 수준에서 우물로 낮추고 액체는 튜브를 통해 공급되어 밖의전기 케이블에 특수 벨트로 부착되어 있습니다. 펌프 자체와 전기 모터 사이의 펌프 장치에는 보호 장치 또는 유압 보호 장치라고 하는 중간 링크가 있습니다. PTSEN 설비(그림 3)에는 오일 충전 전기 모터 SEM 1이 포함됩니다. 유압 보호 링크 또는 보호 장치 2; 유체 흡입용 펌프의 흡입 그리드 3; 다단 원심 펌프 ПЦЭН 4; 튜빙 5; 기갑 3심 전기 케이블 6; 튜빙(7)에 케이블을 부착하기 위한 벨트; 유정 피팅 8; 케이블(9)의 특정 공급을 트리핑하고 저장하는 동안 케이블을 감기 위한 드럼; 변압기 또는 자동 변압기 10; 자동화 11 및 보정기 12가 있는 제어 스테이션.

펌프, 보호기 및 전기 모터는 볼트로 고정된 스터드로 연결된 별도의 장치입니다. 샤프트의 끝 부분에는 전체 설비를 조립할 때 결합되는 스플라인 연결부가 있습니다. 깊은 곳에서 액체를 들어올려야 하는 경우 PTSEN 섹션이 서로 연결되어 총 수단계는 400에 도달합니다. 펌프에 의해 흡입된 유체는 모든 단계를 순차적으로 통과하고 외부 유압 저항과 동일한 압력으로 펌프를 떠납니다.

그림 3 - 일반 계획수중 원심 펌프의 우물 장비 설치

UTSEN은 낮은 금속 소비량, 압력 및 유량 측면에서 광범위한 성능 특성, 충분히 높은 효율, 펌핑 가능성으로 구별됩니다. 대량액체 및 긴 점검 기간. 1 UPTsEN의 러시아 평균 액체 공급량은 114.7 t/day이고 USSSN은 14.1 t/day입니다.

모든 펌프는 두 가지 주요 그룹으로 나뉩니다. 기존의 내마모성 디자인. 펌프 작동 재고의 대다수(약 95%)는 기존 설계입니다.

내마모성 펌프는 소량의 모래 및 기타 기계적 불순물 (최대 1 중량 %)이 생산되는 우물에서 작동하도록 설계되었습니다. 가로 치수에 따라 모든 펌프는 3개의 조건부 그룹으로 나뉩니다. 5; 5A 및 6, 즉 공칭 직경이 펌프가 작동될 수 있는 케이싱 스트링(인치).

그룹 5는 외부 케이스 직경이 92mm, 그룹 5A는 103mm, 그룹 b는 114mm입니다. 펌프 샤프트의 속도는 주전원의 교류 주파수에 해당합니다. 러시아에서 이 주파수는 50Hz이며 동기 속도(2극 기계의 경우)는 3000min-1입니다. PTSEN 암호에는 최적 모드에서 작동할 때의 유량 및 압력과 같은 주요 공칭 매개변수가 포함되어 있습니다. 예를 들어 ESP5-40-950은 유량이 40m3/day이고 수두가 950m인 그룹 5 원심 전기 펌프를 의미하고 ESP5A-360-600은 유량이 360m3인 그룹 5A 펌프를 의미합니다. /day 및 600m의 머리.

그림 4 - 수중 원심 펌프의 일반적인 특성

내마모성 펌프 코드에는 내마모성을 의미하는 문자 I이 있습니다. 그 중 임펠러는 금속이 아닌 폴리아미드 수지(P-68)로 만들어집니다. 펌프 하우징에는 대략 20단계마다 중간 고무-금속 샤프트 센터링 베어링이 설치되어 내마모성 펌프가 더 적은 단계와 그에 따른 헤드를 갖습니다.

임펠러의 엔드 베어링은 주철이 아니라 경화강 40X로 만든 프레스 링 형태입니다. 임펠러와 가이드 베인 사이의 텍스톨라이트 지지 와셔 대신 내유성 고무로 만든 와셔가 사용됩니다.

모든 유형의 펌프에는 여권이 있습니다. 작동 특성종속 곡선의 형태로 H(Q)(압력, 유량), h(Q)(효율, 유량), N(Q)(전력 소비, 유량). 일반적으로 이러한 종속성은 작동 유량 범위 또는 약간 더 큰 간격으로 제공됩니다(그림 11.2).

PTSEN을 포함한 모든 원심 펌프는 출구 밸브가 닫힌 상태에서(A 지점: Q = 0; H = Hmax) 출구에서 역압 없이 작동할 수 있습니다(B 지점: Q = Qmax, H = 0). 하는 한 유용한 작업펌프는 헤드에 대한 피드의 곱에 비례하며 펌프의 이러한 두 가지 극한 작동 모드에 대해 유용한 작업은 0과 같을 것이며 결과적으로 효율성은 0과 같을 것입니다. 일정한 비율(Q, H)에서 펌프의 최소 내부 손실로 인해 효율은 약 0.5 - 0.6의 최대값에 도달합니다.일반적으로 저유량 및 작은 직경의 임펠러가 있는 펌프 및 큰 수단계의 효율이 감소하며, 최대 효율에 해당하는 유량과 압력을 펌프의 최적 운전 모드라고 합니다. 최대값 근처의 의존성 z(Q)는 부드럽게 감소하므로 PTSEN의 작동은 최적의 것과 한 방향 또는 다른 방향에서 일부 값이 다른 모드에서 상당히 수용 가능합니다. 이러한 편차의 한계는 PTSEN의 특정 특성에 따라 달라지며 펌프 효율의 합리적인 감소(3 - 5%)에 해당해야 합니다. 이것은 권장 영역이라고하는 가능한 PTSEN 작동 모드의 전체 영역을 결정합니다 (그림 11.2, 해칭 참조).

우물용 펌프의 선택은 본질적으로 PTSEN의 표준 크기를 선택하는 것으로 귀착됩니다. PTSEN을 우물 안으로 낮추면 주어진 깊이에서 주어진 우물 유속을 펌핑할 때 최적 또는 권장 모드의 조건에서 작동합니다. .

현재 생산되는 펌프는 40(ETsN5-40-950) ~ 500 m3/day(ETsN6-500-750)의 공칭 유량과 450 m(ETsN6-500-450) ~ 1500 m 1500)의 수두용으로 설계되었습니다. 또한 펌프가 있습니다. 특수 목적예를 들어, 저수지로 물을 펌핑하기 위해. 이 펌프의 유량은 최대 3000m3/day이고 수두는 최대 1200m입니다.

펌프가 극복할 수 있는 수두는 단수에 정비례합니다. 최적의 작동 모드에서 한 단계에 의해 개발되며, 특히 임펠러의 치수에 따라 달라지며, 이는 차례로 펌프의 반경 치수에 따라 달라집니다. 펌프 케이싱의 외경이 92mm일 때 1단계(수상 작동 시)에 의해 발달된 평균 수두는 3.86m이며 변동폭은 3.69~4.2m이며 외경이 114mm인 경우 평균 수두는 5.76m입니다. 5.03 ~ 6.84m의 변동이 있습니다.

펌핑 장치는 펌프(그림 4, a), 유압 보호 장치(그림 4, 6), SEM 수중 모터(그림 4, c), 하부에 부착된 보정기(그림 4, d)로 구성됩니다. SEM.

펌프는 다음 부품으로 구성됩니다. 정지 중에 유체가 튜브에서 배수되는 것을 방지하기 위한 볼 체크 밸브가 있는 헤드 1; 펌프의 입구와 출구에서의 압력차로 인한 축방향 하중을 부분적으로 흡수하는 상부 슬라이딩 풋(2); 샤프트의 상단을 센터링하는 상부 플레인 베어링(3); 펌프 하우징 4; 하우징(4)의 공통 커플러에 의해 서로 기대어 회전이 방지되는 가이드 베인(5); 임펠러 6; 임펠러가 슬라이딩 핏으로 장착되는 길이 방향 키가 있는 펌프 샤프트(7). 샤프트는 또한 각 단계의 가이드 장치를 통과하고 베어링에서와 같이 임펠러 슬리브에 의해 그 중심에 있습니다. 하부 플레인 베어링 8; 베이스 9, 수신 그리드로 덮여 있고 원형 경사 구멍하부 임펠러에 유체를 공급하기 위해; 엔드 플레인 베어링 10. 아직 작동 중인 초기 설계의 펌프에서는 하부 장치가 다릅니다. 베이스 9의 전체 길이를 따라 납-흑연 링으로 만들어진 오일 씰이 있어 펌프의 수용 부분과 엔진의 내부 공동 및 유압 보호 장치를 분리합니다. 3열 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 스터핑 박스 아래에 장착되어 있으며 외부에 비해 약간의 압력(0.01 - 0.2 MPa)을 받는 두꺼운 오일로 윤활 처리되어 있습니다.

그림 4 - 잠수정 원심 장치의 장치

a - 원심 펌프; b - 유압 보호 장치; c - 잠수정 전기 모터; g - 보정기

현대적인 디자인유압 보호 장치의 ESP에 과도한 압력이 없으므로 SEM이 채워지는 액체 변압기 오일의 누출이 적고 납-흑연 글랜드의 필요성이 사라졌습니다.

엔진의 캐비티와 수용 부분은 양쪽의 압력이 동일한 간단한 기계적 밀봉으로 분리됩니다. 펌프 하우징의 길이는 일반적으로 5.5m를 초과하지 않습니다.필요한 단계 수(고압을 발생시키는 펌프에서)를 하나의 하우징에 배치할 수 없는 경우 하나의 하우징에 독립적인 섹션을 구성하는 2개 또는 3개의 개별 하우징에 배치됩니다. 펌프를 우물로 내릴 때 함께 도킹되는 펌프

하이드로프로텍션 유닛 - PTSEN에 부착된 독립 유닛 볼트 연결(그림 4에서 노드는 PTSEN 자체와 마찬가지로 노드의 끝을 밀봉하는 전송 플러그와 함께 표시됩니다.)

샤프트 1의 상단은 스플라인 커플링으로 펌프 샤프트의 하단에 연결됩니다. 가벼운 기계적 밀봉 2는 유정 유체를 포함할 수 있는 상부 캐비티와 유정 유체와 마찬가지로 펌프 침지 깊이의 압력과 동일한 압력을 받는 변압기 오일로 채워진 밀봉 아래의 캐비티를 분리합니다. 메카니컬 씰 2 아래에는 슬라이딩 마찰 베어링이 있으며 더 낮은 노드 3에는 펌프 샤프트의 축방향 힘을 감지하는 베어링 풋이 있습니다. 슬라이딩 풋(3)은 액체 변압기 오일에서 작동합니다.

아래는 엔진의 보다 안정적인 밀봉을 위한 두 번째 메카니컬 씰(4)입니다. 처음과 구조적으로 다르지 않습니다. 그 아래에는 본체 6의 고무 백 5가 있습니다. 백은 변압기 오일로 채워진 백의 내부 캐비티와 외부 웰 유체가 접근할 수 있는 본체 6과 백 자체 사이의 캐비티라는 두 개의 캐비티를 기밀로 분리합니다. 체크 밸브를 통해 7.

밸브(7)를 통한 다운홀 유체는 하우징(6)의 공동으로 침투하여 외부와 동일한 압력으로 고무 백을 오일로 압축합니다. 액체 오일은 샤프트를 따라 틈을 통해 메카니컬 씰과 PED까지 침투합니다.

두 가지 디자인의 유압 보호 장치가 개발되었습니다. 주 엔진의 하이드로프로텍션은 샤프트에 작은 터빈이 있다는 점에서 설명된 G의 하이드로프로텍션과 다릅니다. 고혈압고무 주머니의 내부 구멍에 액체 기름 5.

하우징(6)과 백(5) 사이의 외부 캐비티는 이전 디자인의 볼 앵귤러 콘택트 베어링 PTSEN을 공급하는 두꺼운 오일로 채워져 있습니다. 따라서 개선된 설계의 메인 엔진의 유압 보호 장치는 현장에서 널리 사용되는 이전 유형의 PTSEN과 함께 사용하기에 적합합니다. 이전에는 스프링이 장착된 피스톤에 의해 오일에 과도한 압력이 생성되는 소위 피스톤형 보호 장치인 유압 보호 장치가 사용되었습니다. 주 엔진과 주 ​​엔진의 새로운 디자인은 더 안정적이고 내구성이 있음이 입증되었습니다. 가열 또는 냉각 중 오일 체적의 온도 변화는 고무 백 - 보상기를 PED 바닥에 부착하여 보상합니다.

PTSEN을 구동하기 위해 특수 수직 비동기식 오일 충전 바이폴라 전기 모터(SEM)가 사용됩니다. 펌프 모터는 3개의 그룹으로 나뉩니다: 5; 5A 및 6.

펌프와 달리 전기 케이블은 모터 하우징을 통과하지 않기 때문에 이러한 그룹의 SEM의 직경 치수는 펌프의 직경보다 약간 더 큽니다. 즉: 그룹 5의 최대 직경은 103mm, 그룹 5A - 117mm 및 그룹 6 - 123mm.

SEM의 표시에는 정격 전력(kW)과 직경이 포함됩니다. 예를 들어, PED65-117은 하우징 직경이 117mm이고 그룹 5A에 포함된 65kW 전력의 잠수정 전기 모터를 의미합니다.

작은 허용 직경과 높은 출력(최대 125kW)으로 인해 최대 8m, 때로는 그 이상까지 긴 엔진을 만들어야 합니다. 상단 부분 PED는 ​​볼트로 고정된 스터드를 사용하여 유압 보호 어셈블리의 하부에 연결됩니다. 샤프트는 스플라인 커플링으로 결합됩니다.

PED 샤프트의 상단은 오일에서 작동하는 슬라이딩 힐 1에 매달려 있습니다. 아래는 노드 케이블 입구 2. 이 어셈블리는 일반적으로 수 케이블 커넥터입니다. 이것은 설치가 실패하고 들어 올려야하는 단열재 위반으로 인해 펌프에서 가장 취약한 장소 중 하나입니다. 3 - 고정자 권선의 리드선; 4 - 상부 레이디얼 슬라이딩 마찰 베어링; 5 - 고정자 권선의 끝단 부분; 6 - 고정자 와이어를 당기기 위한 홈이 있는 스탬프 변압기 철판으로 조립된 고정자 섹션. 고정자 섹션은 모터 샤프트(8)의 레이디얼 베어링(7)이 강화된 비자성 패키지에 의해 서로 분리됩니다. 샤프트(8)의 하단은 하부 레이디얼 슬라이딩 마찰 베어링(9)의 중심에 있습니다. SEM 로터도 변압기 철의 스탬프 플레이트에서 모터 샤프트에 조립된 섹션으로 구성됩니다. 알루미늄 막대는 단면의 양쪽에서 전도성 링으로 단락 된 다람쥐 형 로터의 슬롯에 삽입됩니다. 섹션 사이에서 모터 샤프트는 베어링 7의 중앙에 있습니다. 직경 6-8mm의 구멍이 모터 샤프트의 전체 길이를 통과하여 오일이 하부 캐비티에서 상부 캐비티로 전달됩니다. 전체 고정자를 따라 오일이 순환할 수 있는 홈도 있습니다. 회 전자는 절연 특성이 높은 액체 변압기 오일에서 회전합니다. PED의 하단에는 메쉬 오일 필터 10이 있습니다. 보정기의 헤드 1(그림 11.3, d 참조)은 PED의 하단에 부착됩니다. 바이패스 밸브 2는 시스템을 오일로 채우는 역할을 합니다. 하부의 보호 케이싱(4)에는 외부 유체 압력을 탄성 요소(3)로 전달하기 위한 구멍이 있습니다. 오일이 냉각되면 부피가 감소하고 구멍을 통해 유정 유체가 백(3)과 케이싱(4) 사이의 공간으로 들어갑니다. 가열되면 백이 팽창하고 동일한 구멍을 통해 유체가 케이싱에서 나옵니다.

유정 운영에 사용되는 PED의 용량은 일반적으로 10~125kW입니다.

저수조 압력을 유지하기 위해 500kW PED가 장착된 특수 수중 펌핑 장치가 사용됩니다. PED의 공급 전압 범위는 350V ~ 2000V입니다. 고전압에서는 동일한 전력을 전달할 때 전류를 비례적으로 줄일 수 있어 단면적을 줄일 수 있습니다. 전도성 코어케이블 및 결과적으로 설치의 가로 치수. 이것은 고출력 모터에 특히 중요합니다. SEM 로터 슬립 공칭 - 4 ~ 8.5%, 효율 - 73 ~ 84%, 허용 온도 환경- 최대 100 °С.

PED가 작동하는 동안 많은 열이 방출되므로 정상 작동엔진 냉각이 필요합니다. 이러한 냉각은 모터 하우징과 케이싱 스트링 사이의 환형 간극을 통한 형성 유체의 지속적인 흐름으로 인해 생성됩니다. 이러한 이유로 펌프 작동 중 튜빙의 왁스 침전물은 항상 다른 작동 방법보다 훨씬 적습니다.

근무 조건뇌우, 단선, 결빙 등으로 인해 전력선이 일시적으로 정전됩니다. 이로 인해 UTSEN이 중지됩니다. 이 경우 튜브에서 펌프를 통해 흐르는 액체 기둥의 영향으로 펌프 샤프트와 고정자가 반대 방향으로 회전하기 시작합니다. 이 순간에 전원 공급이 복구되면 SEM은 액체 기둥의 관성력과 회전하는 질량을 극복하여 정방향으로 회전하기 시작합니다.

이 경우 시작 전류가 허용 한계를 초과할 수 있으며 설치가 실패합니다. 이를 방지하기 위해 PTSEN의 토출부에 볼 체크 밸브를 설치하여 튜빙에서 액체가 배출되는 것을 방지합니다.

체크 밸브는 일반적으로 펌프 헤드에 있습니다. 유효성 체크 밸브튜빙의 상승을 복잡하게 만듭니다. 수리 작업,이 경우 파이프가 들어 올려지고 액체로 나사가 풀립니다. 또한 화재의 위험이 있습니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 체크 밸브 위의 특수 커플링에 드레인 밸브를 만듭니다. 원칙적으로 배수 밸브는 측벽에 짧은 청동 튜브가 수평으로 삽입되어 내부 끝에서 밀봉 된 커플 링입니다. 들어 올리기 전에 짧은 금속 다트가 튜브에 던져집니다. 다트의 타격으로 청동 튜브가 부러져 슬리브의 측면 구멍이 열리고 튜브의 액체가 배출됩니다.

PTSEN 체크 밸브 위에 설치된 액체 배출을 위한 다른 장치도 개발되었습니다. 여기에는 소위 프롬프터가 포함되며, 이를 통해 펌프 하강 깊이에서 환형 압력을 튜빙으로 낮추고 환형 공간과 압력 게이지의 측정 공동 사이에 통신을 설정할 수 있습니다.

엔진은 케이싱 스트링과 SEM 본체 사이의 유체 흐름에 의해 생성되는 냉각 시스템에 민감합니다. 이 흐름의 속도와 액체의 품질이 영향을 미칩니다. 온도 체계 PED. 물의 열용량은 4.1868kJ/kg-°C인 반면 순수한 기름은 1.675kJ/kg-°C인 것으로 알려져 있습니다. 따라서 우물 생산을 펌핑 할 때 깨끗한 오일을 펌핑 할 때보다 SEM 냉각 조건이 좋으며 과열로 인해 절연 불량 및 엔진 고장이 발생합니다. 따라서 사용된 재료의 절연 품질은 설치 기간에 영향을 미칩니다. 모터 권선에 사용되는 일부 절연체의 내열성은 이미 180°C까지, 작동 온도는 150°C까지 올라간 것으로 알려져 있습니다. 온도를 제어하기 위해 간단한 전기 온도 센서전력을 통해 SEM의 온도에 대한 정보를 제어 스테이션으로 전송 전기 케이블추가 코어를 사용하지 않고 펌프 흡입구의 압력에 대한 일정한 정보를 표면으로 전송하기 위해 유사한 장치를 사용할 수 있습니다. 비상 상황의 경우 제어 스테이션은 자동으로 SEM을 끕니다.

SEM은 3심 케이블을 통해 전기로 구동되며, 이 케이블은 튜브와 병렬로 우물 안으로 내려갑니다. 케이블은 각 파이프당 2개씩 금속 벨트로 튜빙의 외부 표면에 부착됩니다. 케이블은 어려운 조건에서 작동합니다. 상부는 기체 환경에 있으며 때로는 상당한 압력을 받고 하부는 오일에 있으며 훨씬 더 큰 압력을 받습니다. 펌프를 낮추고 회수할 때, 특히 빗물이 있는 우물에서 케이블은 강한 충격을 받습니다. 기계적 영향(클램프, 마찰, 스트링과 튜브 사이의 걸림 등). 케이블은 높은 전압에서 전기를 전송합니다. 고전압 모터를 사용하면 전류와 케이블 직경을 줄일 수 있습니다. 그러나 고전압 모터에 전원을 공급하기 위한 케이블도 더 안정적이고 때로는 더 두꺼운 절연체를 가져야 합니다. UTSEN에 사용되는 모든 케이블은 외부로부터 보호하기 위해 상단에 탄성 아연 도금 강철 테이프로 덮여 있습니다. 기계적 손상. PTSEN의 외부 표면을 따라 케이블을 배치해야 하므로 PTSEN의 치수가 줄어듭니다. 따라서 동일한 섹션의 전도성 코어를 사용하여 원형 직경보다 약 2배 더 얇은 두께를 갖는 평평한 케이블이 펌프를 따라 배치됩니다.

UTSEN에 사용되는 모든 케이블은 라운드형과 플랫형으로 구분됩니다. 원형 케이블에는 고무(내유성 고무) 또는 폴리에틸렌 절연체가 있으며 코드에 표시되어 있습니다. KRBK는 장갑 고무 원형 케이블 또는 KRBP - 고무 장갑 플랫 케이블을 의미합니다. 암호에 폴리에틸렌 절연체를 사용할 때 문자 P 대신 P가 작성됩니다. KPBK - 원형 케이블용, KPBP - 평평한 케이블용.

원형 케이블은 튜빙에 부착되고 플랫 케이블은 튜빙 스트링의 하부 파이프와 펌프에만 부착됩니다. 원형 케이블에서 플랫 케이블로의 전환은 특수 금형에서 열간 가황에 의해 접합되며 이러한 접합의 품질이 좋지 않으면 절연 불량 및 고장의 원인이 될 수 있습니다. 에 최근 SEM에서 튜빙 스트링을 따라 제어 스테이션으로 이어지는 플랫 케이블에만 전달합니다. 그러나 이러한 케이블의 제조는 원형 케이블보다 더 어렵습니다(표 11.1).

표에 언급되지 않은 다른 유형의 폴리에틸렌 절연 케이블이 있습니다. 폴리에틸렌 절연 케이블은 고무 절연 케이블보다 26~35% 더 가볍습니다. 고무 절연 케이블은 정격 전압에서 사용하도록 설계되었습니다. 전류최대 90°C의 주변 온도 및 최대 1MPa의 압력에서 1100V 이하. 폴리에틸렌 절연 케이블은 최대 2300V의 전압, 최대 120°C의 온도 및 최대 2MPa의 압력에서 작동할 수 있습니다. 이 케이블은 가스 및 고압에 더 강합니다.

모든 케이블은 강도를 위해 골판지 아연 도금 강철 테이프로 보호됩니다.

3상 변압기 및 자동 변압기의 1차 권선은 항상 상용 전원 공급 네트워크의 전압(예: 380V)용으로 설계되어 제어 스테이션을 통해 연결됩니다. 2차 권선은 케이블로 연결된 각 모터의 작동 전압에 맞게 설계되었습니다. 다양한 PED에서 이러한 작동 전압은 350V(PED10-103)에서 2000V(PED65-117, PED125-138)까지 다양합니다. 2차 권선에서 케이블의 전압 강하를 보상하기 위해 6개의 탭이 만들어지며(한 유형의 변압기에는 8개의 탭이 있음) 점퍼를 변경하여 2차 권선의 끝에서 전압을 조정할 수 있습니다. 점퍼를 한 단계 변경하면 변압기 유형에 따라 전압이 30~60V 증가합니다.

모든 변압기 및 자동 변압기는 오일이 채워져 있지 않습니다. 공냉식금속 케이스로 닫혀 있고 보호된 장소에 설치하도록 설계되었습니다. 그들은 완료 지하 설치, 그래서 그들의 매개변수는 이 SEM에 해당합니다.

최근에는 변압기의 2 차 권선, 케이블 및 SEM의 고정자 권선의 저항을 지속적으로 제어 할 수 있기 때문에 변압기가 더 널리 보급되었습니다. 절연 저항이 설정값(30kOhm)으로 떨어지면 장치가 자동으로 꺼집니다.

1차 권선과 2차 권선 사이에 직접적인 전기 연결이 있는 자동 변압기의 경우 이러한 절연 제어를 수행할 수 없습니다.

변압기 및 자동 변압기의 효율은 약 98~98.5%입니다. 힘에 따라 질량은 280 ~ 1240kg이고 치수는 1060 x 420 x 800 ~ 1550 x 690 x 1200mm입니다.

UPTsEN의 작동은 제어 스테이션 PGH5071 또는 PGH5072에 의해 제어됩니다. 또한 제어 스테이션 PGH5071은 SEM의 자동 변압기 전원 공급 장치에 사용되며 PGH5072는 변압기에 사용됩니다. 스테이션 PGH5071은 전류 전달 요소가 접지로 단락될 때 설비를 즉시 종료합니다. 두 제어 스테이션 모두 UTSEN의 작동을 모니터링하고 제어하기 위해 다음과 같은 가능성을 제공합니다.

1. 장치의 수동 및 자동(원격) 켜기 및 끄기.

2. 현장 네트워크에서 전압 공급이 복원된 후 자동 시작 모드에서 설치가 자동으로 켜집니다.

3. 자동 작동총 24시간 동안 설정된 프로그램에 따라 주기적 모드(펌핑, 축적)로 설치.

4. 토출 매니폴드의 압력에 따라 자동으로 장치를 켜고 끕니다. 자동화 시스템석유 및 가스의 그룹 컬렉션입니다.

5. 정상 작동 전류를 40% 초과하는 전류 강도에서 단락 및 과부하가 발생한 경우 설비를 즉시 차단합니다.

6. SEM이 공칭 값의 20% 과부하일 때 최대 20초 동안 단기 셧다운.

7. 펌프에 대한 유체 공급 실패 시 단기(20초) 정지.

제어 스테이션 캐비닛의 도어는 스위치 블록과 기계적으로 연동됩니다. 경험에 비추어 볼 때 먼지, 습기 및 강수의 영향을 받지 않고 보다 안정적인 반도체 소자가 있는 비접촉식 밀폐형 제어 스테이션으로 전환하는 경향이 있습니다.

제어 스테이션은 -35 ~ +40 °C의 주변 온도에서 창고형 건물 또는 캐노피 아래(남부 지역)에 설치하기 위한 것입니다.

스테이션의 질량은 약 160kg입니다. 치수 1300 x 850 x 400mm. UPTsEN 배송 세트에는 케이블이 있는 드럼이 포함되며 길이는 고객이 결정합니다.

유정을 작동하는 동안 기술적인 이유로 펌프 서스펜션의 깊이를 변경해야 합니다. 이러한 서스펜션 변경으로 케이블이 절단되거나 쌓이지 않도록 케이블 길이는 최대 서스펜션 깊이에 따라 결정됩니다. 이 펌프그리고 더 얕은 깊이에서는 그 초과분이 드럼에 남습니다. 우물에서 PTSEN을 들어 올릴 때 케이블을 감는 데 동일한 드럼이 사용됩니다.

일정한 서스펜션 깊이와 안정적인 펌핑 조건으로 케이블 끝이 정션 박스에 들어가고 드럼이 필요하지 않습니다. 이러한 경우 수리하는 동안 우물에서 추출한 케이블을 일정하고 균일하게 당겨 드럼에 감기는 기계식 드라이브가있는 운송 트롤리 또는 금속 썰매에 특수 드럼이 사용됩니다. 이러한 드럼에서 펌프를 내리면 케이블이 고르게 공급됩니다. 드럼은 위험한 장력을 방지하기 위해 역전 및 마찰로 전기적으로 구동됩니다. ESP가 많은 석유 생산 기업에서는 KaAZ-255B 화물 전지형 차량을 기반으로 한 특수 운송 장치 ATE-6을 사용하여 변압기, 펌프, 엔진 및 유압을 포함한 케이블 드럼 및 기타 전기 장비를 운송합니다. 보호 유닛.

드럼을 싣고 내리기 위해 장치에는 드럼을 플랫폼으로 굴리기 위한 접는 방향과 로프에 70kN의 당기는 힘이 있는 윈치가 장착되어 있습니다. 플랫폼에는 인양 용량이 7.5kN이고 2.5m의 범위가 있는 유압 크레인도 있습니다.

PTSEN 작업을 위해 장착된 일반적인 유정 피팅(그림 5)은 케이싱 스트링에 나사로 고정된 가로대 1로 구성됩니다.



그림 5 - PTSEN이 장착된 웰헤드 피팅

십자가에는 튜빙에서 하중을 받는 분리 가능한 인서트 2가 있습니다. 내유성 고무 3으로 만든 씰이 라이너에 적용되어 분할 플랜지 5에 의해 눌려집니다. 플랜지 5는 볼트로 십자가의 플랜지에 눌러지고 케이블 콘센트 4를 밀봉합니다.

피팅은 파이프(6)와 체크 밸브(7)를 통해 환형 가스를 제거하기 위해 제공됩니다. 피팅은 통합 유닛과 스톱콕으로 조립됩니다. 빨판 로드 펌프로 작동할 때 유정 장비용으로 비교적 쉽게 재건할 수 있습니다.

수중 원심 펌프(ESP)가 설치된 유정 운영은 현재 러시아의 주요 석유 생산 방법입니다. 이러한 설비는 우리 나라의 연간 총 석유 생산량의 약 2/3를 지표로 추출합니다.

전기 원심력 시추공 펌프(ESP)는 용적식 펌프에 비해 높은 유량과 낮은 압력을 특징으로 하는 동적 베인 펌프 클래스에 속합니다.

다운 홀 전기 원심 펌프의 전달 범위는 10 ~ 1000m 3 /day 이상이며 헤드는 최대 3500m입니다. 고효율모든 기계화된 오일 추출 방법 중. 50~300m3/day의 유량 범위에서 펌프 효율은 40%를 초과합니다.

전기 원심식 시추공 펌프의 목적은 최대 99%의 수분 함량, 최대 0.01%(0.1g/l)의 기계적 불순물 함량, 모스에 따른 경도 5점까지인 우물에서 오일을 추출하는 것입니다. ; 최대 0.001%의 황화수소, 최대 25%의 가스 함량. 내부식성 설계에서 황화수소의 함량은 최대 0.125%(최대 1.25g/l)일 수 있습니다. 내마모성 설계에서 기계적 불순물 함량은 최대 0.5g/l입니다. 유정의 허용 곡률은 최대 20 x 10m이며 수직에서 유정 축의 편차 각도는 최대 400입니다.

ESP의 장점은 작업 자동화 및 리모콘로드 설치와 비교한 상태입니다. 또한 ESP는 시추공 곡률의 영향을 덜 받습니다.

전기 원심 펌프의 단점은 부식성 환경에서 모래 제거와 함께 작업이 저하된다는 것입니다. 높은 온도및 높은 가스 계수, 유체 점도가 증가함에 따라 작동 매개 변수가 감소합니다(점도가 200cP를 초과하면 ESP 작동이 불가능해짐).

러시아의 수중 원심 펌프의 주요 제조업체는 Almetyevsk Pumping Plant(JSC ALNAS), Lebedyansky Machine-Building Plant(JSC LEMAZ) 및 모스크바 공장 Borets입니다. 분말 야금법을 사용하여 수중 원심 펌프의 원래 단계를 제조하는 Perm 공장 JSC Novomet과 같은 다른 조직에서도 흥미로운 개발을 제공하고 있습니다.

러시아의 ESP 장치는 기술 사양에 따라 제조되는 반면 해외에서는 API 요구 사항에 따라 제조됩니다.

가장 유명한 외국 제조업체 ESP 장치 - REDA, Centrilift, ODI 및 ESP(미국). 에 지난 몇 년중화인민공화국(Temtext)의 ESP 제조업체도 매우 활동적입니다.

데이터에서 지침 ESP의 주요 구조 계획, 설계 특징 및 작동 원리가 제공됩니다.

을 위한 자체 점검지침 말미에 습득한 지식은 통제 질문 목록입니다.

이것의 목적 실험실 작업– 수중 원심 펌프의 설계 연구.

2. 이론

2.1. 수중 전기 원심 펌프의 일반 설치 다이어그램

현재까지 ESP 장치의 다양한 구성과 수정이 제안되었습니다. 그림 2.1은 생산 우물에 잠수정 원심 전기 펌프를 장착하는 계획 중 하나를 보여줍니다.

쌀. 2.1. 우물에 잠수정 원심 펌프 설치 계획

다이어그램은 보상기 1, 잠수정(SEM) 2, 보호기 3, 가스 분리기가 있는 흡기 스크린 4, 펌프 6, 낚시 헤드 7, 펌프 체크 밸브 8, 배수 밸브 9, 튜빙 스트링(튜빙) 10, 벤드 11을 보여줍니다. , 흐름 라인 12, 웰헤드 체크 밸브 13, 압력 게이지 14 및 16, 웰헤드 피팅 15, 케이블 라인 17, 연결 환기 상자(18), 제어 스테이션(19), 변압기(20), 유정(21)의 동적 액체 레벨, 배관 및 펌핑 장치에 케이블 라인을 연결하기 위한 벨트(22), 유정(23)의 생산 스트링.

장치가 작동하는 동안 펌프 6은 튜브 10을 통해 우물에서 표면으로 액체를 펌핑합니다. 펌프 6은 잠수정 전기 모터 2에 의해 구동되며 전력은 케이블 17을 통해 표면에서 공급됩니다. 모터 2는 다음으로 냉각됩니다. 우물 제품의 흐름.

접지 전기 장비(변압기 20이 있는 제어 스테이션 19)는 케이블 17의 손실을 고려하여 필드 전기 네트워크의 전압을 전기 모터 2의 입력에서 최적의 전압을 제공하는 값으로 변환하도록 설계되었습니다.

그림 1.1 - 우물에 잠수정 원심 펌프 설치 계획.

또한 작업 관리를 위해 잠수정 설치비정상적인 조건에서의 보호.

국내 기술 조건에서 허용되는 펌프 입구의 최대 자유 가스 함량은 25%입니다. ESP 흡입구에 가스 분리기가 있으면 허용 가스 함량이 55%로 증가합니다. ESP의 외국 제조업체는 입구 가스 함량이 10%를 초과하는 모든 경우에 가스 분리기의 사용을 권장합니다.

2.2. 펌프의 주요 구성 요소 및 부품 설계

모든 원심 펌프의 주요 요소는 임펠러, 샤프트, 하우징, 레이디얼 및 액시얼 베어링(베어링), 내부 및 외부 유체 누출을 방지하는 씰입니다.

전기 원심 시추공 펌프 - 다단. 임펠러는 샤프트에 직렬로 배열됩니다. 각 바퀴에는 액체의 속도 에너지가 압력 에너지로 변환되고 후속 방향이 다음 바퀴로 변환되는 안내 날개가 있습니다. 임펠러와 가이드 베인은 펌프 단계를 형성합니다.

일련의 휠 배열이 있는 다단 펌프에서는 축력을 제거하기 위한 장치가 제공됩니다.

2.2.1. 펌프 단계

펌프 단계는 유체 펌프에서 에너지가 전달되는 다운홀 원심 펌프의 주요 작동 본체입니다. 스테이지는 임펠러(3)와 가이드 베인(1)으로 구성됩니다(그림 2.2).

쌀. 2.2. ESP 스테이지

5 - 하부 지지 와셔; 6 - 보호 슬리브;

7 - 상부 지지 와셔; 8 - 샤프트

1단의 압력은 수주 3~7m이다. 작은 양의 압력은 케이싱 스트링의 내경에 의해 제한되는 임펠러 외경의 작은 값에 의해 결정됩니다. 필요한 펌프 헤드 값에 도달했습니다 순차 설치임펠러 및 가이드 베인.

계단은 각 섹션의 원통형 몸체의 구멍에 배치됩니다. 한 섹션은 39~200개의 스테이지를 수용할 수 있습니다(펌프의 최대 스테이지 수는 550개에 달함).

이러한 여러 단으로 ESP를 조립하고 축력에서 샤프트를 언로드 할 수 있도록 플로팅 임펠러가 사용됩니다. 이러한 휠은 축 방향으로 샤프트에 고정되지 않고 가이드 베인의 베어링 표면에 의해 제한되는 간극에서 자유롭게 움직입니다. 깃털 키는 바퀴가 회전하지 않도록 합니다.

각 단계의 개별 축 지지대는 이전 단계의 가이드 베인의 지지 숄더와 임펠러 보어(pos.5, 그림 2.2)에 눌려진 내마모성 내마모성(텍스톨라이트) 와셔로 구성됩니다. 이 지지대(뒤꿈치)는 펌프의 내부 누출을 줄이는 전륜 씰이기도 합니다.

제로 축력에 해당하는 흐름보다 약 10% 더 높은 모드에서 임펠러는 "부유"하여 위로 이동할 수 있습니다. 휠의 안정적인 정지를 위해 상부 축 지지대가 제공됩니다. 상부 개별 지지대에서 임펠러는 단기 시동 모드에서도 작동할 수 있습니다. 상부 지지대는 가이드 베인의 지지 칼라와 임펠러의 구멍에 눌러진 와셔로 구성됩니다(pos.7, 그림 2.2).

펌프 단계의 주요 요소는 다른 디자인을 가질 수 있습니다. 이에 따라 단계 및 실제로 펌프는 다음과 같이 분류됩니다.

1. 임펠러의 베인 장치의 설계에 따르면:

원통형 (방사형) 블레이드 (그림 2.3, a)와 비스듬한 원통형 (방사형) 블레이드 (그림 2.3, b).

방사형 가이드 베인이 있는 단계에서 전송 채널은 방사형으로 배열됩니다. 수력학적으로 더 완벽하지만 공칭 유량은 외경이 86 및 92 mm인 펌프의 경우 125 m 3 / day로 제한되고 외경이 103 mm 및 114 mm인 펌프의 경우 최대 160 m 3 / day로 제한됩니다. .

경사 원통형 블레이드가 있는 임펠러의 경우 블레이드가 축 방향에서 반경 방향으로 회전하는 영역에 들어가므로 펌프 축에 대해 전연이 기울어진 위치가 됩니다. 이러한 바퀴의 속도 계수 값은 대각선 펌프에 접근하는 고속 펌프의 맨 오른쪽 경계에 있습니다. 이러한 단계의 납품은 더 높습니다.

2. 가이드 장치의 흐름 채널 설계에 따라 스테이지에는 방사형 및 "축" 흐름 채널이 있을 수 있습니다.

방사형 및 축 방향 가이드 베인이 있는 계단 설계가 그림 1에 나와 있습니다. 2.3 가, 나.


쌀. 2.3. 임펠러와 가이드 베인이 있는 스테이지

(a) 방사형 설계 및 (b) 방사형 축 설계

가이드 장치; 4 - 지지 와셔; 5 - 샤프트; 6 - 키

방사형 가이드 베인에는 유동 채널이 방사형으로 배열되어 있습니다. 이러한 가이드 베인이 있는 스테이지는 유압이 더 완벽하고 기하학적 구조가 더 단순하며 생산이 편리하지만 유량(20 ... 40 m 3 / day)이 낮습니다.

"축"안내 날개가있는 단계는 유동의 운동 에너지를 위치 에너지로 변환하는 채널 배열이 축 방향에 접근하기 때문에 조건부로 명명됩니다. 축 방향 가이드 베인이 있는 스테이지는 더 간단한 형상과 큰 흐름(40...1000 m 3 /day)을 제공하며 국내에서 수중 펌프 설계 제조에 널리 사용되어 "방사형" 스테이지를 실질적으로 대체합니다. 현재 더 이상 생산되지 않습니다.

2. 샤프트에 임펠러를 설치하는 방법에 따라:

플로팅 임펠러가 있는 스테이지;

· 단단한 바퀴가 있는 계단(외국 디자인에 사용).

3. 축 방향 힘에서 내리는 방법에 따르면:

축력에서 언로드되지 않은 임펠러가 있는 스테이지(그림 2.1, 2.2);

· 후방(메인) 디스크 측면에서 언로딩 챔버의 도움으로 축방향 힘으로부터 언로딩된 스테이지(그림 2.4). 챔버는 갭 씰을 사용하여 만들어지며 관통 구멍메인 드라이브에서. 이 방법은 비스듬한 원통형 블레이드와 함께 단계적으로 사용됩니다.

· 후방 디스크(그림 2.5)의 외부에 방사형 임펠러를 구현하여 축 방향의 힘을 제거한 스테이지. 후방 디스크의 방사형 임펠러는 디스크에 작용하는 압력을 감소시키며 주로 원통형 휠에 사용됩니다. 이 경우 바퀴를 원심-와류라고 합니다.

원심 와류 바퀴는 Novomet에서 개발 및 제조했습니다. 제조를 위해 분말 야금 방법이 사용됩니다. 원심 와류 휠을 사용하면 여러 가지 장점이 있습니다. 스테이지 압력이 15 ... 20% 증가합니다. 펌프는 가스 함량이 높은 액체를 들어올리는 데 사용할 수 있습니다(최대 35% 부피).

무부하 임펠러가 있는 스테이지는 개별 하부 임펠러 지지대의 수명이 연장되었습니다. 그러나 그들은 복잡한 기술과 증가 된 노동 집약도를 가지고 있습니다. 또한, 운전 중 언로딩 홀이 막히거나 임펠러의 상부 씰이 마모되면 언로딩 챔버를 이용한 언로딩 방식의 기능적 장애가 발생할 수 있다.

쌀. 2.4. 무부하 임펠러가 있는 스테이지 건설

쌀. 2.5. Novomet에서 제조한 원심 와류 펌프의 단계

기구; 6 - 하부 지지 와셔; 7 - 상부 지지 와셔;

8 - 펌프 하우징

4. 플로팅 유형의 바퀴용 지지대의 생성에 따라 계단은 단일 지지 구조 및 이중 지지 구조일 수 있습니다.

단일 지지대 구조의 계단에는 전면 디스크 측면에서 하나의 개별 하부 지지대(힐)가 있습니다.

이중 베어링 스테이지에는 입구의 임펠러 허브와 가이드 베인의 끝 플랜지에 압입된 텍스타일 링을 통해 추가 축 방향 지지대가 있습니다(그림 2.6). 추가 지지대는 축 방향 지지대와 계단의 단간 밀봉을 강화합니다.

쌀. 2.6. 원심 펌프의 2 베어링 단계

디스크; 4 - 전면 디스크의 메인 링; 5 - 백 디스크의 링

2-지지 설계의 장점은 주요 하위 단계 지지의 자원이 증가한다는 것입니다. 안정적인 격리마모성 및 부식성 유동 유체로 인한 샤프트, ESP에서 레이디얼 베어링 역할도 하는 인터스테이지 씰의 축방향 길이 증가로 인한 펌프 샤프트의 수명 증가 및 강성 증가.

2 베어링 단계의 단점은 제조에서 노동 집약도가 증가한다는 것입니다.

4. 단계의 실행에 따라 다음이 있을 수 있습니다.

정상 실행(ESP);

내마모성(ECNI);

부식 방지(ETsNK).

디자인이 다른 펌프의 단계는 작업 본체, 마찰 쌍 및 일부 구조 요소의 재료가 서로 다릅니다.

내식성 및 내마모성 설계의 단계에는 일반적으로 두 개의 개별 하부 지지대와 후면 디스크 측면에 길쭉한 허브가있어 마모로 인한 바퀴 사이의 샤프트 간격을 막습니다 (그림 2.6).

일반적인 버전에서는 임펠러 및 가이드 베인의 제조를 위해 주로 수정된 주철이 사용되며, 상부 및 하부 주 지지대의 마찰 쌍에 - 텍스톨라이트-주철, 추가 지지 - 텍스톨라이트-주철 또는 고무-주철 . 내부식성 설계에서 휠과 가이드 베인은 "niresist" 유형의 주철로 만들 수 있습니다. 내마모성 증가 - 내마모성 주철, 하부 메인 베어링의 마찰 쌍 - 고무 - 실리콘 흑연, 추가 지지대 - 고무 - 주철, 상부 베어링 - 텍스 라이트 - 주철. 주철 휠은 폴리아미드 수지 또는 탄소 섬유로 만든 플라스틱 휠로 교체할 수도 있습니다. 이 휠은 마모에 강하고 물에서 부풀어 오르지 않습니다(경험에 따르면 오일 함량이 높은 유정에서는 효율성이 떨어짐).

러시아 제조업체의 제조 단계에 대한 전통적인 기술은 주조입니다. 주물의 거칠기는 Rz 40… 80 µm 이내입니다(GOST 2789-83).

더 낮은 조도(Rz 10)는 Novomet JSC에서 개발한 분말 야금에 의한 블랭크 제조 기술을 얻을 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 스테이지의 효율성을 크게 높이고 더 많은 생산량을 얻을 수 있습니다. 복잡한 구조임펠러(원심 와류 바퀴).

2.2.2. 펌프 베어링 유닛

다운홀 원심 전동 펌프의 베어링 유닛은 펌핑 유닛의 내구성과 성능을 결정하는 주요 유닛 중 하나입니다. 그들은 펌핑된 액체의 매체에서 작동하며 플레인 베어링입니다.

축에 작용하는 축력과 ESP의 레이디얼 하중을 인식하기 위해 액시얼 베어링과 레이디얼 베어링이 각각 사용됩니다.

2.2.2.1. 액시얼 베어링

로터에 작용하는 축력은 자체 중량, 샤프트 끝단의 압력 강하, 압력 강하 및 임펠러에 단단히 끼워지는 임펠러의 앞뒤 디스크 면적의 차이에서 생성됩니다. 작동 중 샤프트에 고정된 샤프트 또는 플로팅 휠.

축 방향 힘을 받는 스러스트 베어링은 섹션 또는 모듈 섹션의 상부(국내 설계) 또는 펌프의 유압 보호(외국 설계)에 펌프에 직접 설치됩니다.


쌀. 2.6 - 펌프 ETsNM(K)의 스러스트 베어링

1 - 유체 역학적 발 뒤꿈치; 2, 3 - 부드러운 와셔; 4, 5 - 고무 와셔 -

충격 흡수제; 6 - 상부 지지대(스러스트 베어링); 7 - 하부 지지대(스러스트 베어링);

10 - 상부 레이디얼 베어링의 고정 슬리브; 11 - 회전 슬리브

상부 레이디얼 베어링

일반 버전(그림 2.7)에서 국내 설계의 스러스트 베어링은 두 평면에 세그먼트가 있는 링(유체역학적 힐) 1로 구성되며 두 개의 부드러운 와셔 2와 3 사이에 설치됩니다.

유체역학적 모루(베어링의 움직이는 부분) 1의 와셔에 있는 세그먼트는 각도가 있는 경사면과 길이(0.5…0.7)·(여기서 는 세그먼트의 전체 길이)의 평평한 영역으로 만들어집니다. . 세그먼트 너비는 (1…1.4) L입니다. 제조의 부정확성과 충격 하중에 대한 인식을 보완하기 위해 탄성 고무 완충기 와셔 4, 5가 부드러운 링 아래에 배치되고 상부 6 및 하부 7 지지대(고정 베어링)에 눌러집니다. 샤프트의 축력은 샤프트 지지대의 스프링 링(8)과 스페이서 슬리브(9)를 통해 스러스트 베어링으로 ​​전달됩니다.

유체역학적 힐은 방사형 홈, 베벨 및 스러스트 베어링에 대한 마찰 표면의 평평한 부분으로 만들어집니다. 일반적으로 벨트(큰 셀이 있는 테크니컬 패브릭)로 만들어지고 흑연에 고무가 함침되고 금형에서 가황됩니다. 부드러운 와셔는 강철 40X13으로 만들어집니다.

힐이 회전하면 액체는 홈을 따라 중앙에서 주변으로 이동하여 경사면 아래로 들어가 힐의 평평한 부분과 힐 사이의 틈으로 주입됩니다. 따라서 스러스트 베어링은 액체 층 위로 미끄러집니다. 힐의 작동 모드에서 이러한 유체 마찰은 낮은 마찰 계수, 힐 마찰에 대한 미미한 에너지 손실, 감지할 수 있는 충분한 축방향 힘으로 힐 부품의 낮은 마모를 제공합니다.

7 - 소매 하단

2.2.3. 방사형 지지대


1 - 샤프트; 2 - 펌프 단계; 3 - 베어링 허브;

2.2.4. 샤프트

2.2.5. 액자



2.3.2.1. 전기 모터

2.3.2.2. 하이드로프로텍션

쌀. 3.17. 보정기

쌀. 2.18. 흘레

2.3.2.3. 케이블 라인

쌀. 2. 20. 체크 밸브

쌀. 2.21. 추기 밸브

2.4. ESP 및 ESP의 지정

,

펌프 케이싱의 직경은 어디에 있습니까?

모터 하우징 직경;

표 2.1

지표

ESP 그룹

펌프 외경, mm

SEM의 외경인 홈은 베벨 아래에 있으며 스러스트 베어링의 평평한 부분과 힐 사이의 틈으로 주입됩니다. 따라서 스러스트 베어링은 액체 층 위로 미끄러집니다. 힐의 작동 모드에서 이러한 유체 마찰은 낮은 마찰 계수, 힐 마찰에 대한 미미한 에너지 손실, 감지할 수 있는 충분한 축방향 힘으로 힐 부품의 낮은 마모를 제공합니다.

스러스트 베어링은 최대 3MPa의 특정 하중을 허용합니다.

내마모성 펌프의 축 베어링에는 마찰 쌍의 내마모성 재료가 더 많이 사용됩니다. 실리콘화 흑연 SG-P의 실리콘화 흑연 SG-P 또는 탄화규소 위의 탄화규소.

내마모성 펌프의 스러스트 베어링 설계 변형이 그림 1에 나와 있습니다. 2.8.

쌀. 2.8. 액시얼 베어링 내마모성 펌프

1 - 최고 지원; 2 - 고무 와셔; 3 - 상부 스러스트 베어링;

4 - 하단 스러스트 베어링; 5 - 낮은 지원; 6 - 탑 슬리브;

7 - 소매 하단

2.2.3. 방사형 지지대

펌프 작동 중에 발생하는 레이디얼 하중은 생산된 유정 제품의 흐름에서 작동하는 레이디얼 플레인 베어링에 의해 감지됩니다.

일반적인 설계에서 레이디얼 베어링은 펌프의 각 섹션 또는 각 모듈 섹션의 하우징 상부 및 하부에 위치합니다. 내마모성 펌프에서 샤프트의 좌굴을 제한하기 위해 중간 반경 방향 지지대가 사용되며, 이는 펌프 유형에 따라 가이드 베인과 함께 16-25단계(650~1000mm 거리)마다 장착됩니다. .

무화과에. 2.7, 2.9, 2.10은 각각 상부, 하부 및 중간 레이디얼 베어링의 설계를 보여줍니다.

레이디얼 베어링(그림 2.9)은 펌핑된 유체의 흐름을 위한 축 구멍과 내부에 부싱 4가 눌러지는 허브 3이 있는 원통형 하우징입니다. 베어링의 접촉 쌍은 고정 부싱 4 및 a 이동식 부싱 5. 재질: 스틸 40X13, 황동 L63.

쌀. 2.8. 하부 레이디얼 펌프 베어링 어셈블리

1 - 샤프트; 2 - 펌프 단계; 3 - 베어링 허브;

4 - 허브 슬리브; 5 - 샤프트 슬리브; 6 - 지지 와셔

중간 베어링(그림 2.10)은 유체 흐름의 통과를 위한 축 방향 채널이 있는 원통형 하우징과 내부에 내유성 고무로 만들어진 슬리브 4가 고정되어 있는 원통형 허브 3으로 구성됩니다. 내부 표면에는 베어링 어셈블리를 윤활하기 위해 샤프트와 슬리브 사이의 유체 통과를 보장하는 길이 방향 채널이 있습니다. 샤프트 슬리브(5)는 실리콘화 흑연 SG-P 또는 실리콘 카바이드로 만들어집니다.


쌀. 2.10. 중간 레이디얼 베어링 유닛

1 - 샤프트; 2 - 펌프 단계; 3 - 베어링 허브;

4 - 허브 슬리브; 5 - 샤프트 슬리브.

메인 레이디얼 베어링 외에도 황동 부싱이 임펠러 사이의 샤프트에 설치되어 가이드 베인의 구멍에서 회전하며 각 펌프 단계에서 레이디얼 플레인 베어링 역할도 합니다.

2.2.4. 샤프트

ESP 펌프 샤프트는 섹션과 모듈의 접합부에서 스플라인 커플 링으로 끝 부분에 연결되어 조립됩니다.

샤프트와 커플링은 특수 표면 마감 처리된 막대로 만들어집니다. 내식성 고강도 강은 막대의 재료로 사용됩니다.

임펠러에 토크를 전달하기 위해 키 연결이 사용됩니다. 샤프트에는 일반적인 키 홈(홈)이 밀링되어 있으며 여기에는 황동 또는 강철로 만들어진 정사각형 키의 깔끔하게 그려진 막대가 배치됩니다.

샤프트 끝단은 레이디얼 플레인 베어링입니다.

2.2.5. 액자

펌프 하우징은 펌프의 구성 요소와 요소를 결합하고 해당 섹션(섹션 펌프의 경우) 또는 모듈(모듈식 펌프의 경우)을 형성하는 원통형 파이프입니다.

펌프의 설계 방식에 따라 섹션 또는 모듈은 플랜지 연결 또는 플랜지-바디 연결을 사용하여 서로 연결됩니다.

하우징은 연강으로 만들어집니다.

2.3. 잠수정 전기 원심 펌핑 장치의 기본 계획 및 구성

다운홀 전기 원심 분리기는 다음으로 구성됩니다. 잠수정 펌프, 전기 모터 및 유압 보호 장치, 설계 방식이 다릅니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

2.3.1. 잠수정 원심 펌프

수중 원심 펌프는 단면(ETsN) 또는 모듈식(ETsNM) 설계로 만들어집니다.

섹션 펌프(ESP)는 일반적으로 수용 그리드가 있는 하부 섹션(그림 2.11), 중간 섹션 및 낚시 헤드가 있는 상부 섹션(그림 2.12)을 포함하며 여러 중간 섹션이 있을 수 있습니다.

아래쪽 섹션(그림 2.13) 대신에 추가 입력 모듈(수신 그리드)과 위쪽 섹션 대신 헤드 모듈을 사용하여 중간 섹션에서 펌프를 완성하는 옵션이 널리 사용됩니다. 이 경우 펌프를 모듈러(ETsNM 유형)라고 합니다.

Free Gas가 펌프 작동에 미치는 유해한 영향을 제거해야 하는 경우 Inlet Module 대신 Gas Separator를 설치합니다.

하부 섹션(그림 2.11)은 본체 1, 샤프트 2, 스테이지 패키지(임펠러 3 및 가이드 베인 4, 상부 베어링 5, 하부 베어링 6, 상부 축 지지대 7, 헤드 8, 베이스 9, 보호 케이블용 두 개의 리브 10, 고무 링 11, 수용 그리드 12, 스플라인 커플링 14, 커버 15, 16 및 중간 베어링 17.

임펠러와 가이드 베인이 직렬로 설치됩니다. 가이드 베인은 하우징의 상부 베어링과 베이스에 의해 함께 당겨지며 작동 중에는 고정됩니다. 임펠러는 키를 통해 회전하는 샤프트에 장착됩니다. 상부, 중간 및 하부 베어링은 샤프트의 레이디얼 베어링이고 상부 액시얼 베어링은 샤프트 축을 따라 작용하는 하중을 감지합니다. 고무 링(11)은 펌핑된 액체의 누출에 대해 섹션의 내부 공동을 밀봉합니다.

스플라인 커플링(14)은 한 샤프트에서 다른 샤프트로 회전을 전달하는 데 사용됩니다. 운송 및 보관 기간 동안 섹션은 덮개 15 및 16으로 닫힙니다.

리브(10)는 펌프를 낮추거나 올릴 때 리브 사이에 위치한 전기 케이블을 기계적 손상으로부터 보호하도록 설계되었습니다.

무화과에. 2.12는 펌프의 중간 및 상부 섹션을 보여줍니다(여기서 위치 지정은 그림 2.11과 동일). 고무 링(13)은 섹션 사이의 연결을 밀봉합니다. 펌프의 상단 부분은 낚시 헤드 18로 끝납니다.

그림에 나와 있습니다. 2.13 입력 모듈은 수신 및 거친 청소펌핑된 제품의 기계적 불순물로부터. 입구 모듈은 유정 생산을 위한 구멍이 있는 베이스 1, 샤프트 2, 수용 그리드 3 및 스플라인 커플링 4로 구성됩니다. 베이스에는 샤프트 플레인 베어링과 핀 5가 장착되어 있으며 모듈과 함께 부착됩니다. 상단은 펌프 섹션으로, 하단 플랜지는 보호기로 연결됩니다. 패킹 커버 6과 7은 입력 모듈의 보관 및 운송에 사용됩니다.

표면으로 올라오는 오일의 허용 가스 함량을 높이고 ESP의 흡입 용량을 늘리기 위해 다음 방법이 사용됩니다.

· 가스 분리가 일어나는 입구에서 다양한 디자인의 분리기 사용;

가스 함유물이 분쇄되고 균질한 액체가 준비되는 흡입구에 분산 장치 설치;

결합 된 "단계"펌프의 사용 (첫 번째 단계는 더 큰 흐름 영역을 가짐 - 큰 흐름을 위해 설계됨)

러시아 제조업체는 다음 규정에 따라 가스 분리기를 생산합니다. 규범 문서유형: 펌프 모듈 - MNG 및 MNGK 가스 분리기; 펌핑 모듈 - 가스 분리기 Lyapkov MN GSL; 펌프 가스 분리기 모듈 MNGB5(OAO Borets 제조).

에 의해 회로도이 가스 분리기는 원심 분리기입니다. 그들은 별도 펌프 모듈, 플랜지 연결을 통해 펌프 하단부의 계단 패키지 앞에 장착됩니다. 섹션 또는 모듈의 샤프트는 스플라인 커플링으로 연결됩니다.

쌀. 2.11. 펌프의 하부

5 - 상부 베어링; 6 - 하부 베어링; 7 - 상부 축 지지대;

8 - 머리; 9 - 베이스, 10 - 케이블을 보호하기 위한 2개의 리브;

11.13 - 고무 링; 12 - 수신 그리드; 14 - 슬롯 커플링;

15.16 - 덮개; 17 - 중간 베어링

쌀. 2.12. 펌프의 중간(a) 및 상부(b) 섹션.


쌀. 2.13. 펌프 입력 모듈

1 - 기본; 2 - 샤프트; 3 - 베어링 슬리브; 4 - 그리드;

5 - 보호 슬리브; 6 - 슬롯 슬리브; 7 - 머리핀

무화과. 2.14. 펌프 헤드 모듈

1 - 밀봉 링; 2 - 갈비뼈; 3 - 본체

입구에서 가스 분리기를 사용하면 가스 함량을 최대 50%, 경우에 따라 최대 80%까지 높일 수 있습니다(펌프 모듈 - 가스 분리기 MN GSL5, Lebedyansky Machine-Building Plant JSC에서 개발).

무화과에. 2.15는 MN(K)-GSL 유형의 가스 분리기를 보여줍니다(지정 "K" - 부식 방지 버전). 분리기는 헤드 2가 있는 관형 본체 1, 수용 그리드가 있는 베이스 3 및 작업 본체가 있는 샤프트 4로 구성됩니다. 두 그룹의 가스 및 액체용 교차 채널 5, 6이 헤드에 만들어지고 레이디얼 베어링 슬리브 7이 설치됩니다.베이스에는 기액 혼합물, 추력을 수용하기 위한 채널 8이 있는 메쉬로 닫힌 공동이 있습니다. 베어링(9) 및 레이디얼 베어링 슬리브(10). 힐 11, 오거 12, 초공동 블레이드 프로파일이 있는 축 방향 임펠러 13, 분리기 14 및 레이디얼 베어링 15의 부싱이 샤프트에 배치되고 슬리브 가이드 격자가 하우징에 배치됩니다.


쌀. 2.15. MN(K)-GSL형 가스분리기

가스 분리기는 다음과 같이 작동합니다. 가스-액체 혼합물은 그리드와 입구 모듈의 구멍을 통해 나사로 들어간 다음 가스 분리기의 작업 본체로 들어갑니다. 획득한 압력으로 인해 GLS는 원심력의 작용에 따라 가스가 액체에서 분리되는 방사형 핀이 장착된 분리기의 회전 챔버로 들어갑니다. 또한, 분리기 챔버 주변의 액체는 서브의 채널을 통해 펌프 흡입구로 들어가고 가스는 경사 구멍을 통해 고리로 배출됩니다.

모듈식 설계 외에도 가스 분리기를 펌프(JSC Borets)의 하부 섹션에 구축할 수 있습니다.

MNDB5 유형의 분산제는 모듈식 설계(OAO Borets에서 제조)로 생산됩니다. 흡입 모듈 대신 펌프 흡입구에 설치됩니다. 최대 공급 시 분산기 입구에서 자유 가스의 최대 허용 함량은 55%입니다. 기액 혼합물의 흐름이 분산기를 통과할 때 분산기의 균일성과 분쇄도가 증가합니다. 가스 함유물, 따라서 원심 펌프의 성능을 향상시킵니다.

입력 모듈 대신 OAO Borets에서 제조한 가스 분리기-분산제 모듈 MNGDB5도 설치할 수 있습니다. 최대 공급 시 가스 분리기-분산기 입구에서 자유 가스의 최대 함량은 68%입니다.

다음 사항에 유의해야 합니다. 모듈 원리 1980년대 후반 국내 펌프 산업에서 채택된 ESP 레이아웃은 현재 일부 수중 펌프 장치의 소비자 및 제조업체에서 날카로운 비판을 받고 있습니다. 이는 주로 모듈식 펌프의 경우 개별 모듈(섹션, 유입구 모듈, 낚시 헤드 등) 간의 플랜지 연결 수가 증가하기 때문입니다. 많은 경우에, 이것은 ESP의 고장 사이의 시간 감소로 이어지며, 이는 고장의 상당 부분이 분해 및 바닥으로의 설치 비행에 의해 점유되는 석유 생산 지역에서 가장 두드러집니다.

따라서 ESP 제조사들은 현재 고객의 요구에 따라 설치를 완료하고 있으며, 현장에서 다양한 펌프 디자인을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 수용 그리드를 별도의 모듈로 만들거나(그림 2.13) 펌프의 하단에 직접 설치할 수 있어(그림 2.11) 플랜지 연결 수를 줄일 수 있습니다. 유사하게, 펌프의 낚시 헤드는 별도의 모듈(그림 2.14)이거나 펌프의 상부에 내장될 수 있습니다(그림 2.12 b) 등.

2.3.2. 유압 보호 기능이 있는 수중 모터

2.3.2.1. 전기 모터

수중 원심 펌프를 구동하는 수중 전기 모터의 주요 유형은 농형 로터가 있는 비동기식 오일 충전 모터입니다. 50Hz의 현재 주파수에서 샤프트의 동기 회전 주파수는 3000min -1입니다. 모터 전력이 500kW, 전압 400~3000V, 작동 전류 10~100A에 도달합니다.

전력이 12 ~ 70kW인 전기 모터(그림 2.16)는 단일 섹션이며 고정자 1, 회전자 2, 헤드 3, 베이스 4 및 전류 리드 어셈블리 5로 구성됩니다.

쌀. 2.16. 단일 섹션 잠수정 모터

고정자는 전기 강판으로 만들어진 자기 회로가 눌러지는 파이프로 만들어집니다. 고정자는 전체 길이를 따라 자기적으로 부드럽습니다. 특수 권선의 3상 견인 권선이 고정자 홈에 놓입니다. 권선의 위상은 별 모양으로 연결됩니다.

고정자 내부에는 중간 베어링으로 ​​분리되어 샤프트에 순차적으로 배치되는 패키지 세트인 로터가 있습니다. 로터 샤프트는 오일 순환을 보장하기 위해 속이 비어 있습니다. 로터 패키지는 전기 강판으로 만들어집니다. 구리 막대는 패키지의 홈에 삽입되고 끝 부분은 단락된 구리 링으로 용접됩니다.

베어링에 보다 유리한 작동 조건을 생성하기 위해 샤프트의 전체 패키지 세트는 잠금 링으로 고정된 그룹으로 나뉩니다. 동시에 그룹 간에 2 ... 4mm의 보장된 작업 간격이 제공됩니다. 베어링 부싱은 금속-세라믹이며 하우징은 비자성 주철로 만들어졌으며 프레스강 부싱이 있는 ni-resist 및 고정자 보어에서 회전하지 못하도록 기계적 잠금을 제공하는 장치가 있습니다.

스테이터의 상단은 스러스트 베어링 어셈블리(6)와 현재 리드 어셈블리(5)가 위치한 헤드에 연결되며 스러스트 베어링 어셈블리는 로터의 무게로부터 축방향 하중을 감지하며 베이스, 고무링으로 구성된다. , 스러스트 베어링 및 힐. 현재 리드 어셈블리는 고정자 권선에 전선으로 연결된 접점 슬리브가 있는 절연 블록입니다. 블록은 나사로 헤드에 고정되고 고무 밀봉 링으로 밀봉됩니다. 현재 리드 어셈블리는 케이블을 연결하기 위한 전기 커넥터의 요소입니다.

체크 밸브 7은 그것을 통해 오일을 펌핑하기 위해 헤드에 나사로 고정되어 있습니다. 전기 모터 샤프트가 헤드를 통과하고 그 끝에 스플라인 커플링(8)이 보호 샤프트와의 연결을 위해 장착됩니다. 스터드는 프로텍터와 연결하기 위해 헤드 9 끝에 나사로 고정됩니다.

전기 모터의 하부에는 오일을 청소하기 위해 필터(10)가 배치되는 베이스가 있습니다. 베이스에는 보정기의 내부 공동과 통신하기 위한 채널이 있습니다. 채널은 엔진이 유정에 장착된 후 정상적으로 열리는 바이패스 밸브(11)에 의해 차단됩니다. 바이패스 밸브가 나사로 고정되는 구멍은 리드 개스킷의 플러그 12로 밀봉됩니다. 체크 밸브(13)는 오일을 전기 모터로 펌핑하기 위해 베이스에 나사로 고정됩니다. 베이스의 하단은 보정기를 연결하기 위한 랜딩 숄더가 있는 플랜지 형태로 만들어집니다. 이 연결을 밀봉하기 위해 고무 링 14가 사용되며 운송 및 보관 기간 동안 전기 모터의 헤드와베이스는 덮개 9 및 15로 닫힙니다.

80kW 이상의 전력을 가진 전기 모터는 일반적으로 두 섹션으로 만들어집니다. 그들은 엔진이 우물에 장착 될 때 연결되는 상부 1 및 하부 2 섹션으로 구성됩니다.

각 섹션은 고정자와 회전자로 구성되며 그 장치는 단일 섹션 전기 모터와 유사합니다. 섹션 간의 전기적 연결은 순차적입니다. 섹션 본체의 연결은 플랜지로 되어 있고 샤프트는 스플라인 연결로 연결됩니다.

2.3.2.2. 하이드로프로텍션

수중 모터의 성능을 높이려면 큰 중요성수분 보호 기능이 있습니다.

하이드로프로텍션은 프로텍터와 보정기로 구성되며 다음과 같은 기능을 수행합니다.

· 엔진 내부 공동의 압력을 우물의 형성 유체 압력과 동일하게 합니다.

엔진 내부 캐비티의 오일 체적의 열 변화와 누출되는 구조 요소를 통한 누출을 보상합니다.

형성 유체의 침입으로부터 모터의 내부 공동을 보호하고 전기 모터에서 펌프로 회전을 전달하는 동안 오일 누출을 방지합니다.

존재하다 다양한 디자인수분 보호. 현장에서 흔히 볼 수 있는 그 중 하나를 고려하십시오.

보정기 MK 51 (그림 2.17)은 내부에 고무 다이어프램 2가 배치 된 파이프 형태의 하우징 1이며 다이어프램의 내부 캐비티는 오일로 채워져 있으며 전기 모터의 내부 캐비티와 연결됩니다. 플라스틱 플러그 4로 막힌 헤드 3의 채널을 통해 다이어프램의 내부 캐비티를 오일로 채우는 구멍이 있습니다. 이 구멍은 리드 개스킷의 플러그 5와 바이패스 밸브(6) 및 플러그(7). 바이패스 밸브는 설치를 위해 보정기를 준비하는 과정에서 사용됩니다. 다이어프램 뒤의 ​​공동은 보정기 하우징의 구멍을 통해 형성 유체와 소통합니다.

다이어프램은 엔진 서스펜션 영역의 형성 유체 압력을 엔진 오일 압력으로 전달 및 균등화하고 작동 중 엔진 오일 볼륨의 열 변화를 볼륨을 변경하여 보상합니다. 스터드는 전기 모터에 연결하기 위해 보정기 헤드에 나사로 고정됩니다. 운송 및 보관 기간 동안 보상기는 덮개 8로 닫힙니다.

프로텍터 MP 51(그림 2.18)은 몸체 1, 내부에 다이어프램 2, 지지대 3에 고정, 두 개의 젖꼭지 4와 5가 있으며, 그 사이에 힐 어셈블리 6, 상단 7 및 하단 8 머리 및 2개의 메카니컬 씰이 있는 샤프트 9가 배치됩니다. 10. 샤프트는 니플과 하부 헤드에 설치된 베어링에서 회전합니다. 샤프트의 하단은 모터 샤프트에 연결되고 상단은 우물에 설치하는 동안 펌프 샤프트에 연결됩니다. 힐 어셈블리는 샤프트에 작용하는 축방향 하중을 감지합니다.

다이어프램의 내부 캐비티는 전기 모터의 내부 캐비티와 연결되며 엔진 설치 중에 오일로 채워집니다. 이 오일은 회전축을 밀봉하는 하부 메카니컬 씰을 통한 자연적인 흐름을 보상하기 위한 예비 역할을 합니다. 다이어프램 뒤의 ​​캐비티는 힐 어셈블리의 캐비티와 연결되며 상부 메카니컬 씰을 통한 흐름을 보상하기 위해 오일로 채워져 있습니다.

트레드 캐비티를 오일로 채울 때 공기를 제거하기 위해 니플에는 리드 개스킷이 있는 플러그 13 및 14로 완전히 밀봉된 구멍이 있습니다.

니플 4에는 장치 작동 중에 형성 유체가 통과하는 3개의 구멍이 있으며, 상부 메카니컬 씰 영역에서 고체 입자를 씻어내고 냉각합니다. 운송 및 보관 기간 동안 구멍은 플라스틱 플러그 11로 닫혀 있으며 보호 장치가 우물로 내려 가기 전에 제거됩니다.

쌀. 3.17. 보정기

쌀. 2.18. 흘레

프로텍터의 하부 헤드에는 전기 모터와의 연결을 밀봉하기 위한 고무 링(15)이 있는 플랜지와 시트 칼라가 있습니다. 스터드는 펌프에 연결하기 위해 상부 헤드에 나사로 고정되어 있습니다. 운송 및 보관 기간 동안 보호기는 덮개 16 및 17로 닫힙니다.

또한 전기 모터에 유체가 유입되는 것을 방지하는 향상된 신뢰성을 제공하는 유압 보호 설계도 있습니다. 따라서 MK 52 보정기는 MK 51 보정기보다 두 배 큰 오일에 대한 유용한 볼륨을 가지며 MP 52 보호기는 이중화된 탄성 다이어프램과 3개의 메카니컬 씰이 직렬로 설치되어 있습니다.

ESP 장치가 작동하는 동안 전기 모터를 켜고 끄는 동안 내부에 채워진 오일이 주기적으로 가열 및 냉각되어 그에 따라 부피가 변합니다. 오일량의 변화는 보상기와 보호기의 탄성 다이어프램의 변형에 의해 보상됩니다. 엔진으로의 형성 유체의 침투는 트레드의 기계적 밀봉에 의해 방지됩니다.

2.3.2.3. 케이블 라인

수중 모터에 교류를 공급하기 위해 주 전원 케이블(원형 또는 평면)과 케이블 인입 슬리브가 있는 납작한 연장 케이블로 구성된 케이블 라인이 사용됩니다. 연장 케이블과 메인 케이블의 연결은 일체형 연결 스플라이스에 의해 제공됩니다. 펌프를 따라 이어지는 연장 케이블은 메인 케이블에 비해 외형 치수를 줄였습니다. 가장 일반적인 국내 케이블 KPBK(폴리에틸렌 절연 케이블, 외장 라운드) 및 KPBP(폴리에틸렌 절연 케이블, 외장 플랫)의 설계가 그림 1에 나와 있습니다. 2.19, 여기서 1은 구리 단선 코어입니다. 2 - 고밀도 폴리에틸렌으로 만든 단열재의 첫 번째 층; 3 - 폴리에틸렌 단열재의 두 번째 층 고밀도; 4 - 고무 처리된 천 또는 이에 상응하는 대체 재료로 만든 베개(예: 고밀도 및 저밀도 폴리에틸렌 조성) 5 - S 자형 프로파일 (KPBK 케이블 용) 또는 계단식 프로파일 (KPBP 케이블 용)의 아연 도금 강철 테이프로 만든 갑옷.

폴리아미드-불소수지 필름과 불소공중합체로 만든 절연체와 코어 절연체 위에 납 피복이 있는 특수 내열 케이블도 있습니다.

쌀. 2.19. 케이블 디자인 KPBK(a) 및 KPBP(b)

2.3.3. 펌프 체크 및 블리드 밸브

펌프 체크 밸브(그림 2.20)는 액체 기둥의 영향으로 펌프 임펠러의 역회전을 방지하도록 설계되었습니다. 압력 파이프라인펌프가 멈출 때와 펌프 재가동을 용이하게 하기 위해. 역류 방지 밸브는 설치 후 튜빙 스트링을 웰로 낮추어 압력을 테스트할 때도 사용됩니다. 체크 밸브는 몸체 1로 구성되며 한쪽에는 배수 밸브를 연결하기위한 내부 원추형 나사산이 있고 다른쪽에는 외부 테이퍼 스레드펌프 상부의 낚시 헤드에 나사로 고정하기 위한 것입니다. 하우징 내부에는 플레이트 3이 놓이는 고무 시트 2가 있으며 플레이트는 가이드 슬리브 4에서 축 방향으로 이동할 수 있습니다.

쌀. 2. 20. 체크 밸브

펌핑된 액체의 흐름의 영향으로 플레이트(3)가 상승하여 밸브가 열립니다. 펌프가 정지하면 플레이트(3)는 배출 파이프라인의 액체 기둥의 영향으로 시트(2) 위로 떨어집니다. 밸브가 닫힙니다. 커버 5와 6은 운송 및 보관 기간 동안 체크 밸브에 나사로 고정됩니다.

배수 밸브는 펌프를 우물에서 들어올릴 때 압력 파이프라인(튜빙 스트링)에서 액체를 배수하도록 설계되었습니다.

배수 밸브(그림 2.21)에는 하우징 1이 포함되어 있으며, 한쪽에는 튜브 연결을 위한 커플 링의 내부 원추형 나사산이 있고 다른 한편에는 체크 밸브에 나사로 고정하기 위한 외부 원추형 나사산이 있습니다. 피팅 2는 고무 링 3으로 밀봉 된 하우징에 나사로 고정되어 있습니다. 펌프가 우물에서 들어 올려지기 전에 밸브의 내부 공동에 위치한 피팅의 끝이 특수 도구(예: 튜빙으로 배출된 스크랩) 및 튜빙 스트링의 액체가 피팅의 구멍을 통해 고리로 흐릅니다. 운송 및 보관 기간 동안 배수 밸브는 덮개 4 및 5로 닫힙니다.

잠수정 비동기 모터힘에 따라 1섹션과 2섹션으로 나뉩니다. 크기에 따라 전기 모터는 380 ~ 2300V의 전압으로 구동됩니다. 교류의 작동 주파수는 50Hz입니다. 주파수 제어기를 사용하는 경우 모터는 40~60Hz의 현재 주파수에서 작동할 수 있습니다.

모터 샤프트의 동기 회전 주파수 - 3000rpm. 헤드 측면에서 볼 때 샤프트의 작동 방향은 시계 방향입니다.

쌀. 2.21. 추기 밸브

2.4. ESP 및 ESP의 지정

러시아에서는 UETSNM5-125-1800 유형의 수중 원심 펌프 설치 지정이 허용됩니다. 이것은 다음과 같이 해독됩니다. U - 설치; E - 잠수정 모터에서 구동; C - 원심; H - 펌프; M - 모듈식; 5 - 펌프 그룹; 125 - 공칭 모드에서 공급, m 3 / 일; 1800 - 공칭 모드의 헤드, m.

국내 공장은 그룹 4, 5, 5A 및 6의 ESP 장치를 생산합니다. 그들은 공식에 의해 결정되는 소위 직경 치수의 값이 다릅니다.

,

펌프 케이싱의 직경은 어디에 있습니까?

모터 하우징 직경;

- 플랫 케이블의 높이(두께)

– 플랫 케이블 보호 장치의 돌출 부분의 두께 / 6 /.

수중 펌프 장치의 지름 치수를 결정하는 방법은 그림 2.22에 나와 있습니다.

다양한 그룹의 설치는 생산 스트링의 내경이 다른 우물의 작동을 위해 설계되었습니다. 다양한 설비 그룹 및 해당 구성 요소의 기하학적 매개변수가 표 4.1에 나와 있습니다. 더 작은 그룹의 설치는 더 큰 내부 직경을 가진 우물에서의 작동에 적합하다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어 그룹 5의 ESP는 내부 직경이 130 및 144.3mm인 우물에서도 사용할 수 있습니다.

쌀. 2.22. 단면 및 정의 체계

잠수정 펌핑 장치의 지름 치수

표 2.1

ESP 장치의 다양한 그룹에 대한 전체 매개변수

지표

ESP 그룹

생산 케이스의 최소 내경, mm

펌프 외경, mm

SEM 외경, mm

지름 치수, mm

ESP 그룹의 이름은 원래 생산 스트링의 공칭 직경을 인치 단위로 표시했습니다. 그 당시 그룹 5와 6의 설치가 개발되고 있었지만 동일한 외경(공칭 내경 5인치 - 146mm, 공칭 내경 6인치 - 168mm)의 생산 스트링은 다음을 가질 수 있습니다. 다른 벽 두께와 결과적으로 다른 내경. 그 결과 소련의 5인치 유정 중 약 90%가 내경이 130mm 이상인 것으로 밝혀졌다. 이 우물을 위해 가칭 5A 그룹의 펌프가 개발되었습니다.

앞으로 다양한 직경의 엔진이 있는 그룹 5 및 6의 ESP 장치 구성과 관련하여 추가 그라데이션이 발생했습니다. 따라서 그룹 5와 6에는 현재 두 가지 유형의 설치가 있으며 직경 치수 측면에서 서로 약간 다릅니다(표 2.1 참조).

그룹 4 ESP의 경우 개발의 필요성은 생산 스트링의 내경이 112mm인 우물의 존재뿐만 아니라 오일을 추출할 때 ESP 작동 매뉴얼의 요구 사항을 준수할 수 없는 것과 관련이 있습니다. 크게 벗어난 5인치 우물에서. 유정의 허용 곡률은 10m당 2°를 초과해서는 안 되며, 설치 작업 영역에서 곡률 변화는 10m당 3분을 초과해서는 안 됩니다. 들판에 뚫린 상당한 수의 우물 서부 시베리아 20세기의 70-80년대에는 이러한 요구 사항이 충족되지 않았습니다. ESP 이외의 방식으로 작동하는 것은 불가능합니다. 따라서 오일맨은 그러한 우물에서 제품을 추출하기 위해 지침의 요구 사항을 의도적으로 위반해야했습니다. 당연히 이것은 우물의 정밀 검사 기간의 가치에 매우 부정적인 영향을 미쳤습니다. 작은 치수(그룹 4)의 설치는 우물에 들어갈 때 높은 곡률의 임계 간격을 더 쉽게 통과합니다. 그러나 작은 ESP 장치는 더 길고 효율 값이 낮습니다.

국내 산업에서 생산되는 ESP의 표준 크기 범위는 상당히 넓습니다.

크기 4에서 펌프는 공칭 유량이 50 ~ 200m 3 / 일이고 수두가 500 ~ 2050m, 크기 5 - 유량이 20 ~ 200m 3 / 일이고 수두가 750 ~ 2000m, 크기 5A - 유량 160~500m 3 /일 및 수두 500~1800m, 크기 6 - 유량 250~1250m 3 /일 및 수두 600~1800m. 거의 매년 새로운 펌프 크기가 ​​등장한다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 ESP 장치 크기의 지정된 목록을 보완할 수 있습니다.

펌프 기호의 변형 구조의 예가 아래에 나와 있습니다.


외부 케이싱 직경이 103mm인 SEM의 수중 전기 모터는 16~90kW, 직경 117mm-12-140kW, 직경 123mm-90-250kW, a 직경 130mm - 180 ~ 360kW.

ESP와 같은 수중 전기 원심 펌프에는 기호가 있으며 제조업체마다 약간 다를 수 있습니다.

TU 3631-025-21945400-97에 따라 제조된 ETsNA 펌프의 설계 옵션은 1에서 4까지의 숫자로 지정됩니다.

1 - 펌프, 입력 모듈의 일부로 섹션 연결이 플랜지로 되어 있습니다.

2 - 펌프의 일부로, 입력 모듈, "플랜지 케이스" 유형의 섹션 연결;

3 - 펌프의 일부로 수용 그리드가 있는 하부 섹션에는 플랜지가 있습니다.

4 - 펌프의 일부로 수용 그리드가 있는 섹션, "플랜지 몸체" 유형 섹션 연결.

TU 3631-00217930-004-96 및 TU 3631-007-00217930-97에 따라 세 가지 수정 펌프가 제조됩니다.

· TU 26-06-1485-96에 따른 펌프와 동일한 설계로(펌프는 ETsNM(K)로 지정됨);

· "플랜지 바디" 유형에 따른 섹션 연결 포함(수정 번호 L1);

· "플랜지 하우징" 유형에 따른 섹션 연결 포함, 중간 베어링 포함(수정 번호 L2).

3. 장비

3.1. 활성 키

이 실습에는 다음 키가 사용됩니다.

W, S, A, D - 공간에서 이동합니다.

F2, E - 조작기의 중간 키 유사체(물체를 처음 가져갈 때 다음에 배치할 때).

Ctrl - 앉다;

F10 - 프로그램을 종료합니다.

쌀. 3.1. 활성 키보드 키

쌀. 3.2. 조작기 기능

마우스 왼쪽 버튼(1) - 길게 누르면 하나 또는 다른 개체가 처리됩니다(회전, 전환).

중간 키(2) - 처음 누를 때(스크롤링이 사용되지 않음), 개체를 가져오고 다음에 배치(첨부)할 때 개체를 가져옵니다.

오른쪽 키(3) - 커서 포인터가 나타납니다(반복 시 사라집니다).

참고: 커서가 나타나면 위, 옆을 볼 수 없습니다.

4. 작업순서

실험실 작업의 목적은 수중 원심 펌프의 설계를 연구하는 것입니다.

ESP 펌프는 랙에 쌓여 있습니다. 그림의 캡션에 표시된 노드만 분해할 수 있습니다. 노드를 제거하는 동안 제거된 노드의 지정이 있는 비문이 오른쪽 상단에 나타납니다.


쌀. 3.3. SEM(수중 전기 모터)의 수압 보호

(모든 노드가 제거됨)

1 - SEM 하이드로프로텍션 서브; 2 - SEM 하이드로프로텍션;

3 - SEM 방수 하우징


쌀. 3.4. SED

1 - 하위(제거됨); 2 - 커플링(제거됨);

3 - 샤프트(제거됨); 4 - 전기 케이블 공급(제거됨);

5 - 잠수정 모터


쌀. 3.5. SEM의 하이드로프로텍션(모든 유닛이 제거됨)

1 - 서브; 2 - SEM 하이드로프로텍션; 3 - 유압 보호 하우징


쌀. 3.6. 하부 축 지지대(모든 장치가 제거됨)

1 - 서브; 2 - 발 뒤꿈치; 3 - 상부 지지대; 4 - 서브; 5 - 서브;

6 - 낮은 지원; 7 - 축 지지 하우징


쌀. 3.7. 수신 그리드(모든 노드가 제거됨)

1 - 스플라인 커플 링; 2 - 수신 섹션; 3 - 샤프트; 4 - 방사형 샤프트 지지대;

5 - 수신 그리드(제거됨); 6 - 방사형 샤프트 지지대; 7 - 스플라인 커플링


쌀. 3.8. 펌프 섹션

쌀. 3.9. 펌프 하부(모든 구성품이 제거됨)

1 - 칼라; 2 - 튜빙 파이프; 3 - 체크 밸브; 4 - 서브;

5 - 서브; 6 - 레이디얼 베어링

5. 보안 질문

1. ESP의 목적, 범위 및 구성.

2. 펌프 유형 ESP의 주요 구성요소를 나열하십시오.

3. 펌프를 구성하는 단의 목적과 배열은?

4. 목록 건설적인 품종 ESP의 단계. 다양한 디자인 솔루션의 장단점은 무엇입니까?

5. 임펠러에서 감지되는 축방향 및 반경방향 하중은 무엇입니까?

6. "단일 지지", "이중 지지" 펌프 단계의 개념을 설명합니다.

7. "부유" 유형의 임펠러 개념을 설명합니까?

8. ETSNM, ETSNMK에는 어떤 유형의 임펠러가 사용됩니까?

9. 가이드 베인은 펌프 섹션에 어떻게 고정되어 있습니까?

10. 펌프 모듈 섹션의 샤프트에서 축 방향 및 반경 방향 하중은 어떻게 감지됩니까?

11. 하이드로다이나믹 힐의 디자인적 특징은 무엇입니까?

12. 모듈식 수중 펌프와 기존 펌프의 차이점은 무엇입니까?

13. 입력 모듈, 헤드 모듈의 용도와 장치는?

14. 하이드로프로텍션의 목적과 그 구성은?

15. 보상기의 작동 원리는 무엇입니까? 보호자?

16. 체크 밸브의 목적은 무엇입니까? 녀석?

17. 체크 밸브의 작동 원리는 무엇입니까? 녀석?

18. ESP 및 ESP의 기호.

6. 문학

1. 보차르니코프 V.F. 석유 및 가스 장비 수리공을 위한 핸드북: 2권 / V.F. 보차르니코프. - M.: "인프라 엔지니어링", 2008. - 576s.

2 부할렌코 E.I. 등 유전장비 : 참고서 / E.I. Bukhalenko 및 기타 - M., 1990. - 559 p.

3 드로즈도프 A.N. 석유 생산을 위한 수중 펌프-이젝터 시스템의 사용: 교과서. 용돈. / A.N. 드로즈도프. - M.: 2001년 러시아 국립 석유 가스 대학

4. Ivanovsky V.N., Darishchev V.I., Sabirov A.A. 석유 생산을 위한 시추공 펌프 설치 / V.N. 이바노프스키, V.I. Darishchev, A.A. Sabirov 및 기타 - M .: State Unitary Enterprise Publishing House "석유 및 가스" 러시아 주립 석유 및 가스 대학. 그들을. Gubkina, 2002. - 824p.

5. 석유 생산을 위한 수중 원심 펌프의 설치. 국제 번역가 / V.Yu 편집 알리크페로바, V.Ya. 케르셴바움. -M., 1999. - 615p.

7. 저자

연구실 작업 "수중 원심 펌프의 설계 연구": "석유 및 가스 현장 장비"

방법론적 지원:

부교수, Ph.D. 베주스 A.A.

부교수, Ph.D. 드비닌 A.A.

어시스턴트 I.V. 파노바

편집자: Yakovlev O.V.

3D 그래픽: Yelesin A.S.

스크립트 프로그래밍: Kazdykpaeva A.Zh.