ESP, v závislosti od priečneho priemeru motora, sú podmienene rozdelené do 3 skupín: UETsN5 (103 mm), UETsN5A (117 mm), UETsN6 (123 mm). Vonkajší priemer ESP umožňuje ich spúšťanie do vrtov s minimálnym vnútorným priemerom výrobnej struny: ESP5 - 121,7 mm; UETsN5A - 130 mm; UETsN6 - 144,3 mm.

Symbolčerpadlo (štandardná verzia) - ETSNM5 50-1300, kde

E-pohon z ponorného motora; C-odstredivý; H-čerpadlo; M-modulárny; 5 - čerpacia skupina (menovitý priemer studne v palcoch); 50 - zásoba, m3/deň; 1300 - hlava, m

Pri čerpadlách odolných voči korózii sa pred označenie skupiny čerpadiel pridáva písmeno „K“. Pri čerpadlách odolných voči opotrebovaniu sa pred označenie skupiny čerpadiel pridáva písmeno „I“.

Symbol motora PEDU 45 (117), kde P - ponorný; ED - elektromotor; U - univerzálny; 45 - výkon v kW; 117 - vonkajší priemer, v mm.

V prípade dvojsekčných motorov sa za písmeno „U“ pridáva písmeno „C“.

Symbol hydroochrany: Protector 1G-51, kompenzátor GD-51, kde

G - hydroprotekcia; D - diafragmatický.

ESP označenie "REDA"

Symbol čerpadla (normálna verzia) DN-440 (268 krokov).

Séria 387, kde DN - pracovné telesá z NI-RESIST (zliatina železa a niklu); 440 - zásoba v sudoch / deň; 268 - počet pracovných krokov; 387 je vonkajší priemer tela v palcoch.

Pre čerpadlá odolné voči opotrebovaniu po dodaní ARZ (oteruvzdorné zirkónium).

Symbol elektromotora 42 HP - napájanie v Konská sila; 1129 - menovité napätie vo voltoch; 23- menovitý prúd v ampéroch; séria 456 - vonkajší priemer tela v palcoch.

Symbol hydroochrany: LSLSL a BSL. L - labyrint; B - nádrž; P - paralelné pripojenie; S - sériové pripojenie.

Príčiny domácich porúch ESP.

V OGPD Nizhnesortymskneft sa viac ako polovica (52 %) zásob prevádzkových vrtov a 54,7 % zásob produkčných vrtov s ESP nachádza v poli Bitemskoye.

V oddeleniach ťažby ropy a plynu, vrátane Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye a ďalších polí, došlo v roku 2013 k 989 domácim zlyhaniam ESP.

Čas do zlyhania v percentách je:

od 30 do 180 dní – 331 porúch ESP (91 %)

viac ako 180 dní – 20 zlyhaní ESP (5,5 %)

za rok - 12 porúch ESP (3,5%).

Tabuľka 2. Príčiny porúch domácich ESP vyjadrené v percentách.

V Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye a ďalších oblastiach sa v máji 1995 začali zavádzať ponorné elektrické odstredivé čerpadlá REDA. V súčasnosti k 01.01.2013 fond ropné vrty vybavený ESP REDA pre Kamynskoye, Ulyanovskoye, Bitemskoye, Muryaunskoye, Severo-Labatyuganskoye a ďalšie polia je:

Prevádzkový fond - 735 studní

Aktívna zásoba vrtov - 558 vrtov

Fond, ktorý poskytuje produkty - 473 studní

Nečinný fond - 2 studne

Spiaci fond - 2 studne

V percentách to vyzerá takto:

nesplácaný fond - 0,85 %

nečinný fond - 0,85 %

spiaci fond - 0,85 %

Hĺbka čerpania je od 1700 do 2500 metrov. DN-1750 sú prevádzkované s prietokmi 155...250 m 3 /deň, s dynamickými hladinami 1700..2000 metrov, DN-1300 sú prevádzkované s prietokmi 127...220 m 3 /deň, s dynamickými hladiny 1750...2000 metrov, DN-1000 sú prevádzkované s debetmi 77...150 m 3 /deň, s dynamickými hladinami 1800...2100 metrov,

DN-800 s prietokmi 52...120 m 3 /deň, s dynamickými hladinami 1850...2110 metrov, DN-675 s prietokmi 42...100 m 3 /deň, s dynamickými hladinami 1900 ...2150 metrov, DN-610 s prietokmi 45...100 m 3 /deň, s dynamickými hladinami 1900...2100 metrov, DN-440 s prietokmi 17...37 m 3 /deň , s dynamickými hladinami 1900...2200 metrov.

Teplota v zóne zavesenia ESP je 90...125 stupňov Celzia. Pokles vody z produkcie studne je 0...70%.

Príčiny porúch ESP REDA.

Tabuľka 3. Príčiny porúch ESP "REDA" vyjadrené v percentách.

Stručná analýza príčin porúch REDA ESP.

Na prvom mieste medzi dôvodmi opakovaných opráv REDA ESP je zasekávanie nánosov soli, čo je 35 % z počtu všetkých opráv. Vysoká citlivosť na zanášanie zariadení soľou je spôsobená ich dizajnové prvky. Je zrejmé, že obežné kolesá majú menšiu vôľu a väčšie odstredivé zakrivenie. To zjavne podporuje a urýchľuje proces škálovania.

Mechanické poškodenie kábla možno vysvetliť len chybnou prácou posádky súpravy počas vypínania. Všetky zlyhania z tohto dôvodu sú predčasné.

Netesnosť potrubia v dôsledku nekvalitnej dodávky potrubia výrobcom.

Znížený izolačný odpor kábla - v káblovom spoji (prepálenie), kde bol použitý bezolovnatý kábel REDALENE.

Pokles prítoku sa vysvetľuje poklesom tlaku v nádrži.

Šieste miesto je obsadené poruchami kvôli zvýšenému EHF, ale to neznamená, že REDA ESP sa neboja mechanické nečistoty. Vysvetľuje to skutočnosť, že takéto jednotky ESP sú prevádzkované v studniach s prijateľnou koncentráciou mechanických nečistôt, inými slovami, pracujú v skleníkových podmienkach“, pretože náklady na inštalácie REDA sú veľmi vysoké (viac ako 5-krát vyššie ako domáce inštalácie).

Znížený izolačný odpor motora - elektrické zlyhanie vinutia statora v dôsledku prehriatia motora alebo tvorby tekutiny vstupujúcej do dutiny motora.

Zastávky pre geologicko-technické opatrenia geologicko-technických opatrení (prevod na udržiavanie tlaku v nádrži, hydraulické štiepenie a pod.)

Vysokotlakové zariadenia pracujúce s nízkou dynamikou identifikovali problém uvoľňovania plynu prakticky v podmienkach zásobníka, čo negatívne ovplyvnilo činnosť ESP (mimochodom, potvrdzuje to aj prevádzka vysokotlakových domácich ESP), preto , v budúcnosti sa vysokotlakové ESP na poliach NGDU „NSN“ ukončia. V súčasnosti sa pracuje na testovaní krytov spätného toku. O výsledkoch testov je ešte priskoro hovoriť. Technologické služby začali využívať používanie armatúr širšie.

Na záver by som rád poznamenal, že dovážané ESP sú oveľa odolnejšie voči práci v ťažkých podmienkach. Jasne to vyjadrujú výsledky porovnania ESP domácej a importovanej produkcie. Navyše, obe majú svoje výhody a nevýhody.

Hĺbka tyče čerpacie jednotky. Schémy ShSNU, nové pohony piestových čerpadiel. Prevádzka studní inými metódami: GPN, EDN, EWH, ShVNU atď. Zloženie zariadenia. Výhody a nevýhody týchto metód ťažby.

Jednou z najbežnejších metód mechanizovanej výroby ropy je dnes tyč spôsob čerpania, ktorý je založený na použití zvislej tyčovej čerpacej jednotky (USSHN) na zdvíhanie kvapaliny z ropných vrtov.

USSHN (obr. 13) pozostáva z čerpacej jednotky, zariadenia na ústie vrtu, hadicovej šnúry zavesenej na čelnej doske, tyčovej tyče prísaviek, zásuvného alebo nezasúvacieho tyčového čerpadla (SRP).

Čerpadlo z vleku je poháňané čerpacou jednotkou. Rotačný pohyb prijímaný od motora pomocou prevodovky, kľukového mechanizmu a vyvažovača sa v ňom premieňa na vratný pohyb prenášaný na piest vrtného čerpadla zaveseného na tyčiach. To zaisťuje, že kvapalina stúpa zo studne na povrch.

Princíp činnosti

Bežné ponorné čerpadlá sú podľa princípu činnosti jednočinné piestové čerpadlá. Nasleduje schéma procesu čerpania ponorné čerpadlo(obr. 14). Počiatočná situácia: čerpadlo a hadičky sú naplnené kvapalinou. Piest je v hornej úvrati O.T.; piestový ventil je zatvorený. Zaťaženie stĺpca kvapaliny nad čerpadlom preberajú sacie tyče. Keď sa prietok kvapaliny zastaví zdola, cez sací ventil, tento ventil sa pôsobením gravitácie uzavrie. Valec je úplne alebo čiastočne naplnený kvapalinou. Keď sa piest ponorí do tejto kvapaliny, otvorí sa piestový ventil a celá náplň kvapaliny padne na sací ventil a následne na hadičku (obr. 14a).

Pri ďalšom pohybe piestu smerom nadol (obr. 14b) sa horná tyč ponorí do stĺpca kvapaliny, čím sa vytlačí zodpovedajúci objem, ktorý sa privádza do potrubia. V prípade použitia piestov, ktorých priemer rovný priemeru hornej tyče alebo menej, kvapalina sa privádza do potrubia iba počas zdvihu piestu, zatiaľ čo počas zdvihu piestu sa opäť naberá stĺpec kvapaliny. Hneď ako sa piest začne pohybovať nahor, piestový ventil sa zatvorí; kvapalinová záťaž sa opäť prenáša na sacie tyče. Ak tlak v zásobníku prekročí tlak vo valci, sací ventil sa otvorí, keď sa piest posunie preč z dolnej úvrati U.T. (obr. 14c). Prúdenie tekutiny z formácie do odtlakovaného valca pokračuje, kým zdvih piestu smerom nahor neskončí v polohe O.T. (Obr. 14d). Súčasne so stúpaním stĺpca kvapaliny nad piestom sa nasáva rovnaké množstvo kvapaliny. V praxi je však pracovný cyklus čerpadla zvyčajne zložitejší, ako ukazuje tento zjednodušený diagram. Prevádzka čerpadla závisí vo veľkej miere od veľkosti škodlivého priestoru, pomeru plyn-kvapalina a viskozity čerpaného média.

Okrem toho, otrasy potrubia a prísavnej tyče vyplývajúce z nepretržitého zaťaženia stĺpca tekutiny a vibrácií ventilov tiež ovplyvňujú cyklus čerpania.

Dlho som sníval o tom, že napíšem na papier (vytlačím na počítači) všetko, čo viem o ESP.
Pokúsim sa povedať jednoduchým a zrozumiteľným jazykom o jednotke elektrického odstredivého čerpadla - hlavnom nástroji, ktorý produkuje 80% všetkej ropy v Rusku.

Nejako sa ukázalo, že som s nimi spojený celý svoj dospelý život. Od piatich rokov začal s otcom cestovať po studniach. V desiatich dokázal sám opraviť akúkoľvek stanicu, v dvadsiatich štyroch sa stal inžinierom v podniku, kde ich opravovali, v tridsiatich sa stal námestníkom. generálny riaditeľ kde sa vyrábajú. Znalosti na túto tému vo veľkom - nie je škoda sa podeliť, najmä preto, že veľa ľudí sa ma neustále pýta na to alebo ono v súvislosti s mojimi lodičkami. Vo všeobecnosti, aby sa neopakovalo stále to isté rôzne slová- Raz napíšem a potom budem robiť skúšky;). Áno! Budú to šmykľavky ... bez šmýkačiek akýmkoľvek spôsobom.

Čo to je.
ESP - elektroinštalácia odstredivé čerpadlo, ona je beztycna pumpa, ona je ESP, to su take tie palice a bubny. UETsN - to je ona ( ženský)! Hoci sa z nich skladá (mužské pohlavie). Toto je taká zvláštna vec, pomocou ktorej udatní ropní robotníci (alebo skôr servisní pracovníci pre naftových robotníkov) získavajú formovaciu tekutinu z podzemia - takto nazývame mulyaka, ktorá potom (po prejdení špeciálne spracovanie) sa nazývajú všelijaké zaujímavé slová ako URALS alebo BRENT. Ide o celý komplex zariadení, ktoré by si vyžadovali znalosti hutníka, obrábača kovov, mechanika, elektrikára, elektrotechnika, hydrauliky, kabelára, olejkára a dokonca aj malého gynekológa a proktológa. Táto vec je celkom zaujímavá a nezvyčajná, hoci bola vynájdená pred mnohými rokmi a odvtedy sa príliš nezmenila. Celkovo je to obyčajná čerpacia jednotka. Nezvyčajné na ňom je, že je tenký (najčastejšie sa umiestňuje do studne s vnútorným priemerom 123 mm), dlhý (existujú inštalácie dlhé 70 metrov) a funguje v takých špinavých podmienkach, v ktorých je viac či menej zložitý mechanizmus by nemal vôbec existovať.

Takže súčasťou každého ESP sú nasledujúce uzly:

ESP (elektrické odstredivé čerpadlo) - hlavný uzol- všetci ostatní ho chránia a poskytujú. Čerpadlo dostane najviac - ale robí hlavnú prácu - dvíhanie kvapaliny - má taký život. Čerpadlo sa skladá zo sekcií a sekcií stupňov. Čím viac krokov, tým väčší tlak čerpadlo vyvinie. Čím väčší je samotný stupeň, tým väčší je prietok (množstvo kvapaliny čerpanej za jednotku času). Čím viac debetu a tlaku - tým viac žerie energiu. Všetko je prepojené. Čerpadlá sa okrem prietoku a tlaku líšia aj veľkosťou a dizajnom - štandardné, odolné proti opotrebeniu, korózii, opotrebeniu, korózii veľmi, veľmi opotrebeniu.

SEM (ponorný elektromotor) Elektromotor je druhá hlavná jednotka - roztáča čerpadlo - spotrebúva energiu. Toto je konvenčný (elektricky) asynchrónny elektromotor - len je tenký a dlhý. Motor má dva hlavné parametre – výkon a veľkosť. A opäť existujú rôzne verzie štandardných, tepelne odolných, odolných voči korózii, najmä tepelne odolných a vo všeobecnosti - nie zabitých (akoby). Motor je naplnený špeciálnym olejom, ktorý okrem mazania aj chladí motor a do hromady kompenzuje tlak vyvíjaný na motor zvonku.

Chránič (tiež nazývaný hydraulická ochrana) je vec, ktorá stojí medzi čerpadlom a motorom - po prvé oddeľuje dutinu motora naplnenú olejom od dutiny čerpadla naplnenej nádržkou, pričom prenáša rotáciu a po druhé rieši problém vyrovnávania tlaku vo vnútri motora a vonku (tam sa to vo všeobecnosti deje do 400 atm, je to asi tretina hĺbky priekopy Mariana). Sú rôzne veľkosti a opäť všelijaké bla bla bla.

Kábel je vlastne kábel. Medený, trojjadrový.. Je aj pancierovaný. Vieš si predstaviť? Pancierový kábel! Samozrejme, že nevydrží ani strelu od Makarova, ale na druhej strane vydrží päť-šesť zjazdov do studne a bude tam fungovať - ​​dosť dlho.
Jeho brnenie je v niečom iné, určené skôr na trenie ako na prudký úder – ale predsa. Kábel sa deje rôzne sekcie(priemery jadier), líši sa pancierom (obyčajné pozinkované alebo nerezové) a líši sa aj teplotnou odolnosťou. K dispozícii je kábel pre 90, 120, 150, 200 a dokonca aj 230 stupňov. To znamená, že môže pracovať donekonečna pri teplote dvojnásobku bodu varu vody (všimnite si, že extrahujeme niečo ako olej a ani to nehorí chorobne - ale potrebujete kábel s tepelnou odolnosťou nad 200 stupňov - a navyše , takmer všade).

Odlučovač plynov (alebo odlučovač plynov-dispergátor, alebo len dispergátor, alebo dvojitý odlučovač plynov, alebo dokonca dvojitý odlučovač-dispergátor plynov). Vec, ktorá oddeľuje voľný plyn od kvapaliny .. skôr kvapalina od voľného plynu ... skrátka znižuje množstvo voľného plynu na vstupe do pumpy. Často, veľmi často, je množstvo voľného plynu na vstupe do pumpy dosť dosť na to, aby pumpa nefungovala - potom dali nejaké zariadenie na stabilizáciu plynu (názvy som uviedol na začiatku odseku). Ak nie je potrebné inštalovať odlučovač plynu, nainštalujú vstupný modul, ale ako sa má kvapalina dostať do čerpadla? Tu. V každom prípade niečo dali .. Buď modul alebo džíp.

TMS je druh tuningu. Kto ako dešifruje - termomanometrický systém, telemetria .. kto ako. Presne tak (toto je starý názov - z 80. huňatých rokov) - termomanometrický systém, tak ho budeme nazývať - ​​takmer úplne vysvetľuje funkciu prístroja - meria teplotu a tlak - tam - vpravo dole - takmer v podsvetia.

Je tam ešte nejaké ochranné zariadenia. Ide o spätný ventil (najbežnejší je KOSH - guľový spätný ventil) - aby kvapalina nevytiekla z potrubia pri zastavení čerpadla (zdvihnutie stĺpca kvapaliny cez štandardné potrubie môže trvať niekoľko hodín - je to tentoraz škoda). A keď potrebujete zdvihnúť čerpadlo - tento ventil zasahuje - niečo neustále tečie z potrubí, čo znečisťuje všetko okolo. Na tieto účely slúži vyraďovací (alebo vypúšťací) ventil KS - sranda - ktorý sa pri každom vyzdvihnutí zo studne pokazí.

Celá táto ekonomika visí na hadičkách (trubky – v mestách bohatých na ropu sa z nich veľmi často vyrábajú ploty). Visí v nasledujúcom poradí:
Pozdĺž potrubia (2-3 kilometre) - kábel zhora - KS, potom KOSH, potom ESP, potom gazik (alebo vstupný modul), potom chránič, potom SEM a ešte nižší TMS. Kábel vedie pozdĺž ESP, plynu a chrániča až k samotnej hlave motora. Eka. Všetko je o hlavu kratšie. Takže - od hornej časti ESP po spodok TMS môže byť 70 metrov. a cez tych 70 metrov prechadza nejaka hriadela a toci sa to vsetko...a dookola - vysoka teplota, obrovsky tlak, vela mechanických necistot, korozívne prostredie.. Slabé čerpadlá...

Všetky diely sú sekcionálne, sekcie nie dlhšie ako 9-10 metrov (inak, ako sa dajú vložiť do studne?) Inštalácia prebieha priamo na studni: SEM, kábel, chránič, plyn, sekcie čerpadiel, ventily, potrubia sú k nemu pripevnené .. Áno! nezabudnite ku všetkému pripevniť kábel pomocou blotov - (také špeciálne oceľové pásy). Toto všetko je ponorené do studne a dlho (dúfam) tam funguje. Aby sa to všetko napájalo (a nejako to zvládlo), na zemi je nainštalovaný step-up transformátor (TMPN) a riadiaca stanica.

S takouto vecou dostanú niečo, čo sa potom zmení na peniaze (benzín, nafta, plasty a iné odpadky).

Skúsme na to prísť .. ako to celé funguje, ako sa to robí, ako si vybrať a ako to používať.

Najpoužívanejšie v praxi inštalácie elektrických odstredivých čerpadiel.

Inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel sú určené na odčerpávanie

ESP zahŕňa: pozemné a podzemné zariadenia.

Podzemné zariadenie zahŕňa: - montáž elektrickej odstredivej jednotky; - čerpacia šnúra a kábel.

Povrchové vybavenie pozostáva zo zariadenia ústia vrtu, riadiacej stanice a transformátora.

Ryža. 1. 1 - motor; 2 - kábel; 3 - hydroprotekcia; 4 - čerpadlo ESP 5.6 - kontrolné a vypúšťacie ventily; 7 - vybavenie ústia vrtu; 8 - autotransformátor; 9 - kontrolná stanica; 10 - potrubie; 11 - sací modul.

Princíp činnosti: Elektrická odstredivá jednotka sa spustí do šachty na hadici. Skladá sa z troch hlavných častí umiestnených na jednom zvislom hriadeli: viacstupňové odstredivé čerpadlo, elektromotor (EM) a chránič, ktorý chráni elektromotor pred vniknutím kvapaliny a zabezpečuje dlhodobé mazanie čerpadla a motora. Prúd na napájanie elektromotora je privádzaný cez trojžilový plochý kábel, ktorý je spustený spolu s hadicovým povrazom a pripevnený k nim tenkými železnými svorkami (pásmi).

Transformátor je navrhnutý tak, aby kompenzoval pokles napätia v kábli, ktorý dodáva prúd do SEM. S pomocou riadiacej stanice manuálne ovládanie motor, automatické vypnutie jednotky pri prerušení dodávky kvapaliny, nulová ochrana, ochrana proti preťaženiu a vypnutie jednotky pri skraty. Počas prevádzky jednotky nasáva odstredivé prúdové čerpadlo kvapalinu cez filter inštalovaný na vstupe čerpadla a pumpuje ju cez potrubie čerpadla na povrch. V závislosti od tlaku, t.j. výšky zdvihu kvapaliny, čerpadlá s iné číslo kroky.

28. Iné typy bezpiestových čerpadiel

skrutkové čerpadlo - ponorné čerpadlo poháňané elektromotorom; kvapalina v čerpadle sa pohybuje v dôsledku otáčania skrutky rotora. Čerpadlá tohto typu sú obzvlášť účinné pri extrakcii olejov s vysokou viskozitou z vrtov.

Hydropiest čerpadlo je ponorné čerpadlo poháňané prietokom tekutiny privádzanej do studne z povrchu čerpacej jednotky. Súčasne sa do studne spúšťajú dva rady koncentrických rúr s priemerom 63 a 102 mm. Čerpadlo je spustené do vrtu vo vnútri potrubia s priemerom 63 mm a tlakom kvapaliny je pritlačené k podložnému sedlu umiestnenému na konci tohto potrubia. Kvapalina prichádzajúca z povrchu poháňa piest motora a s ním aj piest čerpadla. Piest čerpadla odčerpáva kvapalinu zo studne a spolu s pracovnou kvapalinou ju dodáva cez medzikružie na povrch.

membránové čerpadlo - objemové čerpadlo, v ktorom k zmene objemu čerpacej komory dochádza v dôsledku deformácie jednej z jej stien, vyrobeného vo forme elastickej dosky - membrány. Vzhľadom na to, že pohyblivé časti hnacieho mechanizmu D. n. nemajú kontakt s čerpaným médiom, D. n. používa sa aj na čerpanie kvapalín znečistených abrazívnym mechanizmom. nečistoty. Membrány sú vyrobené z gumy (vrátane vystužených) a iných elastických materiálov, ako aj z nehrdzavejúcich zliatin. Sú vo forme (väčšinou) vlnitého plechu alebo vlnovca.

Inštalácia ponorných odstredivých čerpadiel určené na odčerpanie

ropné vrty, vrátane naklonených nádrží obsahujúcich kvapalinu

ropa, voda a plyn a mechanické nečistoty. V závislosti od množstva

rôzne komponenty obsiahnuté v čerpanej kvapaline, čerpadlá

inštalácie majú bežnú a zvýšenú odolnosť proti korózii a opotrebovaniu.

Elektrické vybavenie v závislosti od schémy napájania prúdu zahŕňa buď kompletnú trafostanicu pre ponorné čerpadlá (KTPPN), alebo trafostanicu (TP), riadiacu stanicu a transformátor.

Elektrina z transformátora (alebo z KTPPN) do ponorného motora je privádzaná cez káblové vedenie, ktoré pozostáva zo zemného prívodného kábla a hlavného kábla s predlžovačkou. Spojenie zemného kábla s hlavným káblom káblového vedenia sa vykonáva v svorkovnici, ktorá je inštalovaná vo vzdialenosti 3-5 metrov od ústia vrtu.

Miesto pre umiestnenie pozemných elektrických zariadení je v období povodne chránené pred povodňami a je očistené od snehu zimné obdobie a mali by mať vstupy, ktoré vám umožnia voľnú montáž a demontáž zariadenia. Zodpovednosť za prevádzkový stav lokalít a vstupov do nich nesie CDNG.

kontrolná stanica

Pomocou riadiacej stanice sa vykonáva manuálne ovládanie motora, automatické vypnutie jednotky pri prerušení dodávky kvapaliny, nulová ochrana, ochrana proti preťaženiu a vypnutie jednotky v prípade skratu. Počas prevádzky jednotky nasáva odstredivé prúdové čerpadlo kvapalinu cez filter inštalovaný na vstupe čerpadla a pumpuje ju cez potrubie čerpadla na povrch. V závislosti od tlaku, t.j. výšky zdvihu kvapaliny sa používajú čerpadlá s rôznym počtom stupňov. Nad čerpadlom je inštalovaný kontrolný a vypúšťací ventil. Spätný ventil slúži na údržbu v hadičke, čo uľahčuje štartovanie motora a kontrolu jeho chodu po naštartovaní. Počas prevádzky je spätný ventil v otvorenej polohe tlakom zospodu. Vypúšťací ventil je inštalovaný nad spätným ventilom a používa sa na vypúšťanie tekutiny z potrubia, keď stúpa na povrch.

Autotransformátor

Transformátor (autotransformátor) sa používa na zvýšenie napätia z 380 (poľná sieť) na 400-2000 V.

Transformátory majú chladenie oleja. Sú určené na prácu vonku. Na vysokej strane vinutí transformátorov je urobených päťdesiat odbočiek na privádzanie optimálneho napätia do elektromotora v závislosti od dĺžky kábla, zaťaženia elektromotora a sieťového napätia.

Prepínanie kohútikov sa vykonáva s úplne odpojeným transformátorom.

Transformátor pozostáva z magnetického obvodu, vysokonapäťového a nízkonapäťového vinutia, nádrže, krytu so vstupmi a expandéra so sušičom vzduchu.

Nádrž transformátora je naplnená transformátorovým olejom s prierazným napätím najmenej 40 kW.

Na transformátoroch s výkonom 100 - 200 kW je nainštalovaný termosifónový filter na čistenie transformátorového oleja od produktov starnutia.

Namontované na veku nádrže:

HV pohon prepínača odbočiek vinutia (jeden alebo dva);

Ortuťový teplomer na meranie teploty horné vrstvy oleje;

Odnímateľné vstupy VN a NN umožňujúce výmenu izolátorov bez zdvíhania odstraňovaného dielu;

Expander s mierkou oleja a sušičom vzduchu;

Kovový box na ochranu vstupov pred prachom a vlhkosťou.

Sušič vzduchu s olejovým tesnením je určený na odstraňovanie vlhkosti a čistenie priemyselného znečistenia ovzdušia zo vzduchu vstupujúceho do transformátora pri kolísaní teploty hladiny oleja.

Kovanie studní

Armatúry ústia vrtu sú navrhnuté tak, aby odvádzali produkty z vrtu do prietokového potrubia a utesňovali prstenec.

Armatúry ústia vrtu pripraveného na spustenie ESP sú vybavené tlakomerom, spätným ventilom na linke spájajúcej prstencový priestor s výtlakom, dusivovou komorou (ak je to technologicky možné) a odbočkou pre výskum. Zodpovednosť za implementáciu tohto odseku nesie CDNG.

Armatúry ústia vrtu, okrem funkcií vykonávaných všetkými spôsobmi výroby, musia zabezpečiť tesnosť vratnej leštenej tyče, ktorá sa v nej pohybuje. Posledný je mechanické spojenie medzi stĺpom tyčí a hlavou vyvažovačky SK.

Armatúry ústia studní, rozdeľovače a prietokové potrubia s komplexná konfigurácia komplikujú hydrodynamiku prúdenia. Záchytné zariadenia umiestnené na povrchu sú pomerne prístupné a relatívne ľahko sa čistia od usadenín najmä tepelnými metódami.

Sú vystavené armatúry ústia studní, cez ktoré sa čerpá voda do nádrže hydraulická skúška v poradí stanovenom pre vianočné stromčeky.

Podzemné vybavenie ESP

Podzemné vybavenie zahŕňa potrubie, čerpaciu jednotku a eklektický pancierový kábel.

Odstredivé čerpadlá na čerpanie kvapaliny zo studne sa zásadne nelíšia od bežných odstredivých čerpadiel používaných na čerpanie kvapalín na povrchu zeme. Avšak malé radiálne rozmery spôsobené priemerom plášťových strún, do ktorých sa odstredivé čerpadlá spúšťajú, prakticky neobmedzené axiálne rozmery, nutnosť prekonávania vysokých dopravných výšok a prevádzka čerpadla v ponorenom stave viedli k vytvoreniu odstredivých čerpacích jednotiek. konkrétneho dizajn. Navonok sa nelíšia od potrubia, ale vnútorná dutina takejto rúry obsahuje veľké číslo zložité diely, ktoré si vyžadujú dokonalú výrobnú technológiu.

Ponorné odstredivé elektrické čerpadlá (PTSEN) sú viacstupňové odstredivé čerpadlá s až 120 stupňami v jednom bloku, poháňané ponorným elektromotorom špeciálnej konštrukcie (SEM). Elektromotor je napájaný z povrchu elektrinou napájanou káblom zo stupňovitého autotransformátora alebo transformátora cez riadiacu stanicu, v ktorej je sústredená všetka prístrojová a automatizácia. PTSEN sa spúšťa do vrtu pod vypočítanú dynamickú hladinu, zvyčajne o 150 - 300 m. Kvapalina sa privádza potrubím do vonku ktorý je pripevnený špeciálnymi pásmi k elektrickému káblu. V jednotke čerpadla medzi samotným čerpadlom a elektromotorom je medzičlánok nazývaný chránič alebo hydraulická ochrana. Inštalácia PTSEN (obrázok 3) obsahuje olejom naplnený elektromotor SEM 1; hydraulické ochranné spojenie alebo chránič 2; sacia mriežka čerpadla na nasávanie tekutiny 3; viacstupňové odstredivé čerpadlo ПЦЭН 4; hadička 5; pancierový trojžilový elektrický kábel 6; pásy na pripevnenie kábla k hadici 7; armatúry ústia vrtu 8; bubon na navíjanie kábla počas zakopnutia a uloženie určitej zásoby kábla 9; transformátor alebo autotransformátor 10; riadiaca stanica s automatizáciou 11 a kompenzátorom 12.

Čerpadlo, chránič a elektromotor sú samostatné jednotky spojené skrutkovými čapmi. Konce hriadeľov majú drážkované spoje, ktoré sa spájajú pri montáži celej inštalácie. Ak je potrebné zdvihnúť kvapalinu z veľkých hĺbok, sekcie PTSEN sú navzájom spojené tak, aby celkový počet krokov dosiahne 400. Kvapalina nasávaná čerpadlom postupne prechádza všetkými stupňami a opúšťa čerpadlo s tlakom rovným vonkajšiemu hydraulickému odporu.

Obrázok 3 - Všeobecná schéma vybavenie studne inštalácia ponorného odstredivého čerpadla

UTSEN sa vyznačujú nízkou spotrebou kovu, širokým rozsahom výkonových charakteristík, čo sa týka tlaku aj prietoku, dostatočne vysokou účinnosťou, možnosťou čerpania veľké množstvá kvapaliny a dlhú dobu generálnej opravy. Je potrebné pripomenúť, že priemerná dodávka kvapaliny pre Rusko jedného UPTsEN je 114,7 t / deň a USSSN - 14,1 t / deň.

Všetky čerpadlá sú rozdelené do dvoch hlavných skupín; konvenčný dizajn odolný voči opotrebovaniu. Prevažná väčšina prevádzkového fondu čerpadiel (asi 95 %) je konvenčnej konštrukcie.

Čerpadlá odolné voči opotrebovaniu sú určené na prácu v studniach, pri výrobe ktorých je malé množstvo piesku a iných mechanických nečistôt (do 1% hmotnosti). Podľa priečnych rozmerov sú všetky čerpadlá rozdelené do 3 podmienených skupín: 5; 5A a 6, čo znamená menovitý priemer reťazec plášťa (v palcoch), v ktorom môže byť toto čerpadlo prevádzkované.

Skupina 5 má vonkajší priemer puzdra 92 mm, skupina 5A - 103 mm a skupina b - 114 mm. Otáčky hriadeľa čerpadla zodpovedajú frekvencii striedavého prúdu v sieti. V Rusku je táto frekvencia 50 Hz, čo dáva synchrónnu rýchlosť (pre dvojpólový stroj) 3000 min-1. Šifra PTSEN obsahuje ich hlavné nominálne parametre, ako je prietok a tlak pri prevádzke v optimálnom režime. Napríklad ESP5-40-950 znamená odstredivé elektrické čerpadlo skupiny 5 s prietokom 40 m3/deň (vodou) a dopravnou výškou 950 m. ESP5A-360-600 znamená čerpadlo skupiny 5A s prietokom 360 m3 /deň a spád 600 m.

Obrázok 4 - Typické charakteristiky ponorného odstredivého čerpadla

V kóde čerpadiel odolných voči opotrebovaniu je písmeno I, čo znamená odolnosť proti opotrebovaniu. V nich nie sú obežné kolesá vyrobené z kovu, ale z polyamidovej živice (P-68). V telese čerpadla sú približne každých 20 stupňov inštalované medziľahlé gumovo-kovové centrovacie ložiská hriadeľa, v dôsledku čoho má čerpadlo odolné voči opotrebeniu menej stupňov, a teda hlavu.

Koncové ložiská obežných kolies nie sú liatinové, ale vo forme lisovaných krúžkov z kalenej ocele 40X. Namiesto textolitových podporných podložiek medzi obežnými kolesami a vodiacimi lopatkami sa používajú podložky vyrobené z gumy odolnej voči olejom.

Všetky typy čerpadiel majú pas prevádzková charakteristika vo forme kriviek závislosti H (Q) (tlak, prietok), h (Q) (účinnosť, prietok), N (Q) (príkon, prietok). Zvyčajne sa tieto závislosti udávajú v rozsahu prevádzkových prietokov alebo v trochu väčšom intervale (obr. 11.2).

Každé odstredivé čerpadlo, vrátane PTSEN, môže pracovať s uzavretým výstupným ventilom (bod A: Q = 0; H = Hmax) a bez protitlaku na výstupe (bod B: Q = Qmax; H = 0). Pokiaľ ide o užitočná prácačerpadlo je úmerné produktu prívodu do hlavy, potom pre tieto dva extrémne režimy prevádzky čerpadla sa užitočná práca bude rovnať nule, a teda účinnosť sa bude rovnať nule. Pri určitom pomere (Q a H), vďaka minimálnym vnútorným stratám čerpadla, dosahuje účinnosť maximálnu hodnotu približne 0,5 - 0,6 Typické sú čerpadlá s malým prietokom a obežnými kolesami malého priemeru, ako aj s Vysoké číslo stupne majú zníženú účinnosť Prietok a tlak zodpovedajúci maximálnej účinnosti sa nazývajú optimálny prevádzkový režim čerpadla. Závislosť z(Q) v blízkosti svojho maxima hladko klesá, preto je prevádzka PTSEN celkom prijateľná v režimoch, ktoré sa od optimálneho v jednom alebo druhom smere líšia o nejakú hodnotu. Hranice týchto odchýlok budú závisieť od špecifických charakteristík PTSEN a mali by zodpovedať primeranému zníženiu účinnosti čerpadla (o 3 – 5 %). Toto určuje celú oblasť možných prevádzkových režimov PTSEN, ktorá sa nazýva odporúčaná oblasť (pozri obr. 11.2, šrafovanie).

Výber čerpadla pre studne v podstate spočíva vo výbere takej štandardnej veľkosti PTSEN, aby po spustení do vrtu fungovalo v podmienkach optimálneho alebo odporúčaného režimu pri čerpaní daného prietoku vrtu z danej hĺbky. .

V súčasnosti vyrábané čerpadlá sú navrhnuté pre nominálne prietoky od 40 (ETsN5-40-950) do 500 m3/deň (ETsN6-500-750) a dopravnú výšku od 450 m (ETsN6-500-450) do 1500 m 1500). Okrem toho sú tu čerpadlá špeciálny účel napríklad na čerpanie vody do nádrží. Tieto čerpadlá majú prietoky až 3000 m3/deň a dopravné výšky až 1200 m.

Dopravná výška, ktorú môže čerpadlo prekonať, je priamo úmerná počtu stupňov. Vyvinuté v jednom stupni pri optimálnom prevádzkovom režime, závisí najmä od rozmerov obežného kolesa, ktoré zase závisia od radiálnych rozmerov čerpadla. Pri vonkajšom priemere telesa čerpadla 92 mm je priemerná dopravná výška jedného stupňa (pri prevádzke na vode) 3,86 m s kolísaním od 3,69 do 4,2 m. Pri vonkajšom priemere 114 mm je priemerná dopravná výška 5,76 m. s kolísaním od 5,03 do 6,84 m.

Čerpacia jednotka pozostáva z čerpadla (obrázok 4, a), hydraulickej ochrannej jednotky (obrázok 4, 6), ponorného motora SEM (obrázok 4, c), kompenzátora (obrázok 4, d) pripevneného k spodnej časti SEM.

Čerpadlo sa skladá z nasledujúcich častí: hlava 1 s guľovým spätným ventilom na zabránenie odtoku tekutiny z potrubia počas odstávok; horná posuvná pätka 2, ktorá čiastočne absorbuje axiálne zaťaženie v dôsledku tlakového rozdielu na vstupe a výstupe čerpadla; horné klzné ložisko 3 centrovanie horného konca hriadeľa; teleso čerpadla 4; vodiace lopatky 5, ktoré sa o seba opierajú a sú držané proti otáčaniu spoločnou spojkou v skrini 4; obežné kolesá 6; hriadeľ čerpadla 7, ktorý má pozdĺžne pero, na ktorom sú posuvne uložené obežné kolesá. Hriadeľ tiež prechádza vodiacim zariadením každého stupňa a je v ňom vycentrovaný puzdrom obežného kolesa, ako v ložisku; spodné klzné ložisko 8; základňa 9, pokrytá prijímacou mriežkou a majúca okrúhle šikmé otvory na dodávanie tekutiny do spodného obežného kolesa; koncové klzné ložisko 10. V čerpadlách skorých konštrukcií, ktoré sú stále v prevádzke, je zariadenie spodnej časti odlišné. Po celej dĺžke základne 9 sa nachádza olejové tesnenie z olovených grafitových krúžkov, oddeľujúce prijímaciu časť čerpadla a vnútorné dutiny motora a hydraulickú ochranu. Pod upchávkou je namontované trojradové guľôčkové ložisko s kosouhlým stykom, mazané hustým olejom, ktorý je pod určitým tlakom (0,01 - 0,2 MPa) vo vzťahu k vonkajšiemu.

Obrázok 4 - Zariadenie ponornej odstredivej jednotky

a - odstredivé čerpadlo; b - hydraulická ochranná jednotka; c - ponorný elektromotor; g - kompenzátor

AT moderné dizajny V ESP v hydraulickej ochrannej jednotke nie je žiadny pretlak, preto dochádza k menšiemu úniku tekutého transformátorového oleja, ktorým je SEM naplnený, a potreba oloveno-grafitovej upchávky zmizla.

Dutiny motora a prijímacej časti sú oddelené jednoduchou mechanickou upchávkou, ktorej tlaky na oboch stranách sú rovnaké. Dĺžka telesa čerpadla zvyčajne nepresahuje 5,5 m. Ak nie je možné umiestniť požadovaný počet stupňov (u čerpadiel, ktoré vyvíjajú vysoké tlaky) do jedného puzdra, umiestňujú sa do dvoch alebo troch samostatných skríň, ktoré tvoria nezávislé časti jednej čerpadlo, ktoré sa pri spúšťaní čerpadla do studne ukotvujú k sebe

Hydroochranná jednotka - nezávislá jednotka pripojená k PTSEN skrutkové spojenie(Na obrázku 4 je uzol, rovnako ako samotný PTSEN, znázornený s prepravnými zátkami, ktoré utesňujú konce uzlov)

Horný koniec hriadeľa 1 je spojený drážkovanou spojkou so spodným koncom hriadeľa čerpadla. Ľahká mechanická upchávka 2 oddeľuje hornú dutinu, ktorá môže obsahovať vrtnú kvapalinu, od dutiny pod upchávkou, ktorá je naplnená transformátorovým olejom, ktorý je podobne ako studňová kvapalina pod tlakom rovným tlaku v hĺbke ponorenia čerpadla. Pod mechanickou upchávkou 2 je klzné trecie ložisko a ešte nižšie - uzol 3 - ložisková pätka, ktorá vníma axiálnu silu hriadeľa čerpadla. Posuvná pätka 3 pracuje v tekutom transformátorovom oleji.

Nižšie je druhá mechanická upchávka 4 pre spoľahlivejšie utesnenie motora. Štrukturálne sa nelíši od prvého. Pod ním je gumený vak 5 v telese 6. Vak hermeticky oddeľuje dve dutiny: vnútornú dutinu vrecka naplnenú transformátorovým olejom a dutinu medzi telesom 6 a samotným vakom, do ktorej má prístup vonkajšia studničná kvapalina cez spätný ventil 7.

Kvapalina z vývrtu cez ventil 7 preniká do dutiny puzdra 6 a stláča gumový vak s olejom na tlak rovný vonkajšiemu. Kvapalný olej preniká cez medzery pozdĺž hriadeľa k mechanickým upchávkam a dole k PED.

Boli vyvinuté dve konštrukcie hydraulických ochranných zariadení. Hydroprotekcia hlavného motora sa od opísanej hydroprotekcie G líši prítomnosťou malej turbíny na hriadeli, ktorá vytvára vysoký krvný tlak tekutý olej vo vnútornej dutine gumeného vrecka 5.

Vonkajšia dutina medzi puzdrom 6 a vakom 5 je naplnená hustým olejom, ktorý napája guľôčkové ložisko s kosouhlým stykom PTSEN predchádzajúcej konštrukcie. Hydraulická ochranná jednotka hlavného motora vylepšenej konštrukcie je teda vhodná na použitie v spojení s PTSEN predchádzajúcich typov, ktoré sú široko používané v poliach. Predtým sa používala hydraulická ochrana, takzvaný piestový chránič, pri ktorom nadmerný tlak na olej vytváral odpružený piest. Nové konštrukcie hlavného motora a hlavného motora sa ukázali byť spoľahlivejšie a odolnejšie. Teplotné zmeny objemu oleja pri jeho zahrievaní alebo ochladzovaní sú kompenzované pripevnením gumeného vrecka - kompenzátora na spodok PED.

Na pohon PTSEN sa používajú špeciálne vertikálne asynchrónne olejom plnené bipolárne elektromotory (SEM). Motory čerpadiel sú rozdelené do 3 skupín: 5; 5A a 6.

Pretože na rozdiel od čerpadla elektrický kábel neprechádza pozdĺž krytu motora, priemerové rozmery SEM týchto skupín sú o niečo väčšie ako rozmery čerpadiel, konkrétne: skupina 5 má maximálny priemer 103 mm, skupina 5A - 117 mm a skupina 6 - 123 mm.

Označenie SEM zahŕňa menovitý výkon (kW) a priemer; napríklad PED65-117 znamená: ponorný elektromotor s výkonom 65 kW s priemerom skrine 117 mm, teda zaradený do skupiny 5A.

Malé prípustné priemery a vysoký výkon (do 125 kW) vyžadujú výrobu motorov s veľkou dĺžkou - do 8 m a niekedy aj viac. Vrchná časť PED je pripojený k spodnej časti zostavy hydraulickej ochrany pomocou skrutkových čapov. Hriadele sú spojené drážkovými spojkami.

Horný koniec hriadeľa PED je zavesený na posuvnej pätke 1, ktorá pracuje v oleji. Nižšie je uzol káblový vstup 2. Táto zostava je zvyčajne samčí káblový konektor. Toto je jedno z najzraniteľnejších miest v čerpadle, kvôli porušeniu izolácie, ktorej inštalácie zlyhajú a vyžadujú zdvíhanie; 3 - olovené vodiče vinutia statora; 4 - horné radiálne klzné trecie ložisko; 5 - rez koncovými koncami vinutia statora; 6 - statorová sekcia, zostavená z lisovaných transformátorových železných dosiek s drážkami na ťahanie statorových drôtov. Sekcie statora sú od seba oddelené nemagnetickými obalmi, v ktorých sú zosilnené radiálne ložiská 7 hriadeľa motora 8. Spodný koniec hriadeľa 8 je vycentrovaný spodným radiálnym klzným trecím ložiskom 9. Rotor SEM tiež pozostáva z častí zostavených na hriadeli motora z lisovaných dosiek z transformátorového železa. Hliníkové tyče sú vložené do štrbín rotora typu veverička, skratované vodivými krúžkami, na oboch stranách sekcie. Medzi sekciami je hriadeľ motora vycentrovaný v ložiskách 7. Cez celú dĺžku hriadeľa motora prechádza otvor s priemerom 6–8 mm na prechod oleja zo spodnej dutiny do hornej. Pozdĺž celého statora je tiež drážka, cez ktorú môže cirkulovať olej. Rotor sa otáča v tekutom transformátorovom oleji s vysokými izolačnými vlastnosťami. V spodnej časti PED sa nachádza sieťový olejový filter 10. Hlava 1 kompenzátora (pozri obr. 11.3, d) je pripevnená k spodnému koncu PED; obtokový ventil 2 slúži na naplnenie systému olejom. Ochranné puzdro 4 v spodnej časti má otvory na prenos vonkajšieho tlaku kvapaliny na pružný prvok 3. Pri ochladzovaní oleja sa jeho objem zmenšuje a studničná kvapalina cez otvory vstupuje do priestoru medzi vakom 3 a puzdrom 4. zahriaty, vak sa roztiahne a tekutina cez tie isté otvory vychádza z obalu.

PED používané na prevádzku ropných vrtov majú zvyčajne kapacity od 10 do 125 kW.

Na udržanie tlaku v nádrži sa používajú špeciálne ponorné čerpacie jednotky vybavené 500 kW PED. Napájacie napätie v PED sa pohybuje od 350 do 2000 V. Pri vysokých napätiach je možné úmerne znížiť prúd pri prenose rovnakého výkonu a tým je možné zmenšiť prierez vodivé jadrá kábel a následne aj priečne rozmery inštalácie. Toto je obzvlášť dôležité pre motory s vysokým výkonom. Nominálny sklz rotora SEM - od 4 do 8,5%, účinnosť - od 73 do 84%, prípustné teploty životné prostredie- do 100 °С.

Počas prevádzky PED sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, preto napr normálna operácia motor potrebuje chladenie. Takéto chladenie sa vytvára v dôsledku nepretržitého prúdenia formovacej tekutiny cez prstencovú medzeru medzi skriňou motora a kolónou krytu. Z tohto dôvodu sú usadeniny vosku v hadičke počas prevádzky čerpadla vždy výrazne menšie ako pri iných spôsoboch prevádzky.

AT pracovné podmienky dôjde k dočasnému výpadku elektrického vedenia v dôsledku búrky, pretrhnutia drôtu, námrazy atď. To spôsobí zastavenie UTSEN. V tomto prípade sa pod vplyvom stĺpca kvapaliny prúdiaceho z potrubia cez čerpadlo začne hriadeľ čerpadla a stator otáčať v opačnom smere. Ak sa v tomto momente obnoví napájanie, SEM sa začne otáčať smerom dopredu, čím prekoná zotrvačnú silu stĺpca kvapaliny a rotujúcich hmôt.

Štartovacie prúdy v tomto prípade môžu prekročiť prípustné limity a inštalácia zlyhá. Aby sa tomu zabránilo, je vo výtlačnej časti PTSEN nainštalovaný guľový spätný ventil, ktorý zabraňuje vytekaniu kvapaliny z hadičky.

Spätný ventil je zvyčajne umiestnený v hlave čerpadla. Dostupnosť spätný ventil komplikuje stúpanie potrubia, keď opravárenské práce, pretože v tomto prípade sa potrubia zdvihnú a odskrutkujú kvapalinou. Okrem toho je nebezpečný z hľadiska požiaru. Aby sa zabránilo takýmto javom, vypúšťací ventil je vyrobený v špeciálnej spojke nad spätným ventilom. Vypúšťací ventil je v princípe spojka, v ktorej bočnej stene je horizontálne zasunutá krátka bronzová rúrka, utesnená z vnútorného konca. Pred zdvihnutím sa do hadičky hodí krátka kovová šípka. Úder šípky odlomí bronzovú trubicu, v dôsledku čoho sa bočný otvor v objímke otvorí a tekutina z trubice odtečie.

Na vypúšťanie kvapaliny boli vyvinuté aj ďalšie zariadenia, ktoré sú inštalované nad spätným ventilom PTSEN. Patria sem takzvané signalizátory, ktoré umožňujú merať tlak v medzikruží v hĺbke zostupu čerpadla pomocou manometra spusteného do potrubia a nadväzujú spojenie medzi priestorom medzikružia a meracou dutinou manometra.

Treba si uvedomiť, že motory sú citlivé na chladiaci systém, ktorý vzniká prúdením tekutiny medzi výpletom plášťa a telesom SEM. Rýchlosť tohto toku a kvalita kvapaliny ovplyvňujú teplotný režim PED. Je známe, že voda má tepelnú kapacitu 4,1868 kJ/kg-°C, zatiaľ čo čistý olej je 1,675 kJ/kg-°C. Preto pri odčerpávaní ťažby zvodnenej studne sú podmienky na chladenie SEM lepšie ako pri prečerpávaní čistého oleja a jeho prehriatie vedie k poruche izolácie a poruche motora. Preto izolačné vlastnosti použitých materiálov ovplyvňujú trvanie inštalácie. Je známe, že tepelná odolnosť niektorých izolácií používaných na vinutia motorov sa už zvýšila na 180 °C a prevádzkové teploty až na 150 °C. Na ovládanie teploty jednoduché elektrické teplotné senzory prenos informácií o teplote SEM do riadiacej stanice prostredníctvom napájania elektrický kábel bez použitia prídavného jadra. Podobné zariadenia sú k dispozícii na prenos konštantných informácií o tlaku na vstupe čerpadla na povrch. V prípade havarijných podmienok riadiaca stanica automaticky vypne SEM.

SEM je napájaný elektrickou energiou cez trojžilový kábel, ktorý je spustený do studne paralelne s potrubím. Kábel je pripevnený k vonkajšiemu povrchu potrubia pomocou kovových pásov, dvoch pre každú rúrku. Kábel funguje v náročných podmienkach. Jeho horná časť je v plynnom prostredí, niekedy pod výrazným tlakom, spodná časť je v oleji a je vystavená ešte väčšiemu tlaku. Pri spúšťaní a vyťahovaní čerpadla, najmä v odchýlených studniach, je kábel vystavený silnému mechanické vplyvy(svorky, trenie, zasekávanie medzi strunou a hadičkou atď.). Kábel prenáša elektrinu pri vysokom napätí. Použitie vysokonapäťových motorov umožňuje znížiť prúd a tým aj priemer kábla. Kábel na napájanie vysokonapäťového motora však musí mať aj spoľahlivejšiu a niekedy aj hrubšiu izoláciu. Všetky káble používané pre UTSEN sú na vrchu pokryté elastickou pozinkovanou oceľovou páskou na ochranu pred mechanickému poškodeniu. Potreba umiestniť kábel pozdĺž vonkajšieho povrchu PTSEN znižuje jeho rozmery. Preto je pozdĺž čerpadla položený plochý kábel, ktorý má hrúbku asi 2-krát menšiu ako priemer okrúhleho, s rovnakými prierezmi vodivých jadier.

Všetky káble používané pre UTSEN sú rozdelené na okrúhle a ploché. Okrúhle káble majú gumovú (olejovo odolnú gumu) alebo polyetylénovú izoláciu, ktorá je zobrazená v kóde: KRBK znamená pancierový gumený kruhový kábel alebo KRBP - gumený pancierový plochý kábel. Pri použití polyetylénovej izolácie v šifre sa namiesto písmena P píše P: KPBK - pre okrúhly kábel a KPBP - pre plochý.

Okrúhly kábel je pripevnený k hadici a plochý kábel je pripevnený iba k spodným rúram hadicového reťazca a k čerpadlu. Prechod z okrúhleho kábla na plochý kábel je spojený horúcou vulkanizáciou v špeciálnych formách a ak je takéto spájanie nekvalitné, môže slúžiť ako zdroj porúch izolácie a porúch. AT nedávne časy prechádzajú len na ploché káble vedúce zo SEM pozdĺž hadičky do riadiacej stanice. Výroba takýchto káblov je však náročnejšia ako okrúhlych (tabuľka 11.1).

Existuje niekoľko ďalších typov káblov s polyetylénovou izoláciou, ktoré nie sú uvedené v tabuľke. Káble s polyetylénovou izoláciou sú o 26 - 35 % ľahšie ako káble s gumovou izoláciou. Gumové izolované káble sú určené na použitie pri menovitom napätí elektrický prúd nie viac ako 1100 V, pri teplote okolia do 90 °C a tlaku do 1 MPa. Káble s polyetylénovou izoláciou môžu pracovať pri napätiach do 2300 V, teplotách do 120 °C a tlakoch do 2 MPa. Tieto káble sú odolnejšie voči plynom a vysokému tlaku.

Všetky káble sú pre pevnosť pancierované vlnitou pozinkovanou oceľovou páskou.

Primárne vinutia trojfázových transformátorov a autotransformátorov sú vždy dimenzované na napätie komerčnej napájacej siete, t.j. 380 V, na ktorú sú pripojené cez riadiace stanice. Sekundárne vinutia sú dimenzované na prevádzkové napätie príslušného motora, ku ktorému sú pripojené káblom. Tieto prevádzkové napätia v rôznych PED sa pohybujú od 350 V (PED10-103) do 2000 V (PED65-117; PED125-138). Na kompenzáciu poklesu napätia v kábli zo sekundárneho vinutia je vyrobených 6 odbočiek (v jednom type transformátora je 8 odbočiek), ktoré vám umožňujú upraviť napätie na koncoch sekundárneho vinutia zmenou prepojok. Zmena prepojky o jeden krok zvyšuje napätie o 30 - 60 V v závislosti od typu transformátora.

Všetky transformátory a autotransformátory sú bez oleja vzduchom chladený uzavretý kovovým plášťom a určený na inštaláciu na chránenom mieste. Sú doplnené o podzemná inštalácia, tak ich parametre zodpovedajú tomuto SEM.

V poslednej dobe sa transformátory rozšírili, pretože to umožňuje nepretržite ovládať odpor sekundárneho vinutia transformátora, kábla a vinutia statora SEM. Keď izolačný odpor klesne na nastavenú hodnotu (30 kOhm), jednotka sa automaticky vypne.

Pri autotransformátoroch s priamym elektrickým spojením medzi primárnym a sekundárnym vinutím nie je možné takúto kontrolu izolácie vykonať.

Transformátory a autotransformátory majú účinnosť asi 98 - 98,5%. Ich hmotnosť sa v závislosti od výkonu pohybuje od 280 do 1240 kg, rozmery od 1060 x 420 x 800 do 1550 x 690 x 1200 mm.

Prevádzka UPTsEN je riadená riadiacou stanicou PGH5071 alebo PGH5072. Okrem toho riadiaca stanica PGH5071 slúži na napájanie autotransformátora SEM a PGH5072 - na napájanie transformátora. Stanice PGH5071 poskytujú okamžité vypnutie inštalácie, keď sú prvky vedúce prúd skratované so zemou. Obidve riadiace stanice poskytujú nasledujúce možnosti monitorovania a riadenia prevádzky UTSEN.

1. Manuálne a automatické (diaľkové) zapínanie a vypínanie jednotky.

2. Automatické zapnutie inštalácie v režime samospustenia po obnovení napájania v poľnej sieti.

3. automatická prevádzka inštalácie v periodickom režime (odčerpávanie, akumulácia) podľa stanoveného programu s celkovým časom 24 hodín.

4. Automatické zapínanie a vypínanie jednotky v závislosti od tlaku vo výtlačnom potrubí kedy automatizované systémy skupinový zber ropy a plynu.

5. Okamžité odstavenie inštalácie v prípade skratov a preťažení v sile prúdu o 40% presahujúcej normálny prevádzkový prúd.

6. Krátkodobé odstavenie do 20 s pri preťažení SEM o 20 % nominálnej hodnoty.

7. Krátkodobé (20 s) odstavenie v prípade výpadku dodávky kvapaliny do čerpadla.

Dvere skrine ovládacej stanice sú mechanicky blokované spínacím blokom. Trendom je prechod na bezdotykové, hermeticky uzavreté riadiace stanice s polovodičovými prvkami, ktoré sú podľa skúseností spoľahlivejšie, nie sú ovplyvnené prachom, vlhkosťou a zrážkami.

Regulačné stanice sú určené na inštaláciu v priestoroch prístrešku alebo pod prístreškom (v južných oblastiach) pri teplote okolia -35 až +40 °C.

Hmotnosť stanice je asi 160 kg. Rozmery 1300 x 850 x 400 mm. Súčasťou dodávky UPTsEN je bubon s káblom, ktorého dĺžku si určí zákazník.

Počas prevádzky vrtu sa musí z technologických dôvodov meniť hĺbka zavesenia čerpadla. Aby nedošlo k prerezaniu alebo nahromadeniu kábla pri takýchto zmenách zavesenia, dĺžka kábla sa berie podľa maximálnej hĺbky zavesenia. toto čerpadlo a v menších hĺbkach sa jeho prebytok necháva na bubne. Rovnaký bubon sa používa na navíjanie kábla pri zdvíhaní PTSEN z jamiek.

Pri konštantnej hĺbke zavesenia a stabilných podmienkach čerpania je koniec kábla zasunutý do spojovacej skrinky a nie je potrebný žiadny bubon. V takýchto prípadoch sa pri opravách používa špeciálny bubon na prepravnom vozíku alebo na kovových saniach s mechanickým pohonom na neustále a rovnomerné ťahanie kábla vyťahovaného zo studne a navíjanie na bubon. Keď sa čerpadlo spustí z takého bubna, kábel sa rovnomerne napája. Bubon je poháňaný elektricky so spätným chodom a trením, aby sa zabránilo nebezpečnému napätiu. V ropných podnikoch s veľkým počtom ESP sa na prepravu káblového bubna a iných elektrických zariadení vrátane transformátora, čerpadla, motora a hydrauliky používa špeciálna dopravná jednotka ATE-6 založená na nákladnom terénnom vozidle KaAZ-255B. ochranná jednotka.

Pre nakladanie a vykladanie bubna je jednotka vybavená smermi skladania pre rolovanie bubna na plošinu a navijakom s ťažnou silou na lane 70 kN. Súčasťou plošiny je aj hydraulický žeriav s nosnosťou 7,5 kN s dosahom 2,5 m.

Typické armatúry ústia vrtu vybavené pre prevádzku PTSEN (obrázok 5) pozostávajú z priečnika 1, ktorý je naskrutkovaný na plášťovú šnúru.

Obrázok 5 - Armatúry ústia studne vybavené PTSEN

Kríž má odnímateľnú vložku 2, ktorá odoberá zaťaženie z hadičky. Na vložku je nanesené tesnenie z gumy odolnej voči olejom 3, ktoré je pritlačené delenou prírubou 5. Príruba 5 je pritlačená skrutkami k prírube kríža a utesňuje káblový vývod 4.

Armatúry zabezpečujú odvod prstencového plynu potrubím 6 a spätným ventilom 7. Armatúry sú zostavené z unifikovaných jednotiek a uzatváracích kohútikov. Pri prevádzke so sacími tyčovými čerpadlami je relatívne ľahké prestavať na vybavenie ústia vrtu.

Prevádzka vrtov s inštaláciami ponorných odstredivých čerpadiel (ESP) je v súčasnosti hlavnou metódou ťažby ropy v Rusku. Tieto zariadenia vyťažia na povrch asi dve tretiny celkovej ročnej produkcie ropy u nás.

Elektroodstredivý čerpadlá do vrtov(ESP) patria do triedy dynamických lamelových čerpadiel, ktoré sa vyznačujú vysokými prietokmi a nižšími dopravnými výškami v porovnaní s objemovými čerpadlami.

Rozsah dodávky hĺbených elektrických odstredivých čerpadiel je od 10 do 1000 m 3 /deň a viac, dopravná výška je do 3500 m. vysoká účinnosť medzi všetkými mechanizovanými metódami ťažby ropy. V rozsahu prietoku od 50 do 300 m 3 /deň účinnosť čerpadla presahuje 40 %.

Účelom elektrických odstredivých čerpadiel do vrtov je ťažba ropy z vrtu s obsahom vody do 99 %, obsahom mechanických nečistôt do 0,01 % (0,1 g/l) s tvrdosťou do 5 bodov podľa Mohsa. ; sírovodík do 0,001 %, obsah plynu do 25 %. V korózii odolnom prevedení môže byť obsah sírovodíka až 0,125 % (až 1,25 g/l). V oteruvzdornom prevedení je obsah mechanických nečistôt do 0,5 g/l. Prípustná miera zakrivenia vrtu je do 20 x 10 m. Uhol odchýlky osi vrtu od vertikály je do 400.

Výhodou ESP sú veľké možnosti automatizácie práce a diaľkové ovládanie stav v porovnaní s tyčovými inštaláciami. Okrem toho sú ESP menej ovplyvnené zakrivením vrtu.

Nevýhodou elektrických odstredivých čerpadiel je zhoršenie výkonu v korozívnom prostredí, s odstraňovaním piesku, v podmienkach vysoká teplota a vysoký faktor plynu, zníženie prevádzkových parametrov so zvýšením viskozity kvapaliny (pri viskozite vyššej ako 200 cP je prevádzka ESP nemožná).

Hlavnými výrobcami ponorných odstredivých čerpadiel v Rusku sú Almetyevsk Pumping Plant (JSC ALNAS), Lebedyansky Machine-Building Plant (JSC LEMAZ) a Moskovský závod Borets. Zaujímavý vývoj ponúkajú aj ďalšie organizácie, napríklad závod Perm JSC Novomet, ktorý vyrába originálne stupne ponorných odstredivých čerpadiel metódou práškovej metalurgie.

Jednotky ESP v Rusku sa vyrábajú v súlade s technickými špecifikáciami, zatiaľ čo v zahraničí sa vyrábajú v súlade s požiadavkami API.

Najznámejší zahraničných výrobcov Jednotky ESP - REDA, Centrilift, ODI a ESP (USA). AT posledné roky Veľmi aktívni sú aj výrobcovia ESP z Čínskej ľudovej republiky (Temtext).

V údajoch usmernenia sú uvedené hlavné konštrukčné schémy ESP, vlastnosti ich konštrukcie a princíp činnosti.

Pre samokontrola nadobudnuté vedomosti na konci usmernenia je zoznam kontrolných otázok.

Účelom tohto laboratórne práce– štúdia konštrukcie ponorného odstredivého čerpadla.

2. Teória

2.1. Všeobecná schéma inštalácie ponorného elektrického odstredivého čerpadla

K dnešnému dňu bolo navrhnutých veľké množstvo rôznych schém a modifikácií jednotiek ESP. Obrázok 2.1 znázorňuje jednu zo schém vybavenia ťažobnej studne ponorným odstredivým elektrickým čerpadlom.

Ryža. 2.1. Schéma inštalácie ponorného odstredivého čerpadla v studni

Schéma zobrazuje: kompenzátor 1, ponorný motor (SEM) 2, chránič 3, sito nasávania 4 s odlučovačom plynu 5, čerpadlo 6, rybársku hlavu 7, spätný ventil čerpadla 8, vypúšťací ventil 9, hadicový reťazec (hadička) 10, ohyb 11 , prietokové potrubie 12, spätný ventil ústia vrtu 13, tlakomery 14 a 16, armatúry ústia vrtu 15, káblové vedenie 17, spojovaciu ventilačnú skriňu 18, riadiacu stanicu 19, transformátor 20, dynamickú hladinu kvapaliny vo vrte 21, pásy 22 na pripevnenie káblového vedenia k potrubnej a čerpacej jednotke a výrobnej kolóne vrtu 23.

Čerpadlo 6 počas prevádzky jednotky čerpá kvapalinu z vrtu na povrch potrubím 10. Čerpadlo 6 je poháňané ponorným elektromotorom 2, do ktorého je elektrická energia privádzaná z povrchu káblom 17. Motor 2 je chladený tok produktov studne.

Pozemné elektrické zariadenie - riadiaca stanica 19 s transformátorom 20 - je určené na premenu napätia poľnej elektrickej siete na hodnotu, ktorá poskytuje optimálne napätie na vstupe do elektromotora 2, berúc do úvahy straty v kábli 17 a

Maximálny obsah voľného plynu na vstupe do čerpadla, povolený domácimi technickými podmienkami, je 25 %. Ak je na vstupe ESP odlučovač plynu, prípustný obsah plynu sa zvýši na 55 %. Zahraniční výrobcovia ESP odporúčajú použitie odlučovačov plynov vo všetkých prípadoch, kde je obsah vstupného plynu viac ako 10%.

2.2. Návrhy hlavných komponentov a častí čerpadla

Hlavnými prvkami akéhokoľvek odstredivého čerpadla sú obežné kolesá, hriadeľ, puzdro, radiálne a axiálne ložiská (ložiská), tesnenia, ktoré zabraňujú vnútornému a vonkajšiemu úniku kvapaliny.

Elektrické odstredivé čerpadlá do vrtov - viacstupňové. Obežné kolesá sú usporiadané v sérii na hriadeli. Každé koleso má vodiacu lopatku, v ktorej sa energia rýchlosti kvapaliny premieňa na tlakovú energiu s jej následným smerovaním na ďalšie koleso. Obežné koleso a vodiaca lopatka tvoria stupeň čerpadla.

Vo viacstupňových čerpadlách so sériovým usporiadaním kolies sú k dispozícii jednotky na odľahčenie axiálnych síl.

2.2.1. Stupne čerpadiel

Stupeň čerpadla je hlavným pracovným telesom odstredivého čerpadla, cez ktoré sa prenáša energia z čerpadla kvapaliny. Stupeň pozostáva (obr. 2.2) z obežného kolesa 3 a vodiacej lopatky 1.

Ryža. 2.2. ESP stupeň

5 - spodná podporná podložka; 6 - ochranný rukáv;

7 - horná nosná podložka; 8 - hriadeľ

Tlak jedného stupňa je od 3 do 7 m vodného stĺpca. Malý tlak je určený malou hodnotou vonkajšieho priemeru obežného kolesa, ktorý je obmedzený vnútorným priemerom plášťa. Požadované hodnoty hlavy čerpadla sú dosiahnuté sekvenčná inštalácia obežné kolesá a vodiace lopatky.

Stupne sú umiestnené vo vývrte valcového telesa každej sekcie. Jedna sekcia pojme 39 až 200 stupňov (maximálny počet stupňov v čerpadlách dosahuje 550 kusov).

Aby bolo možné zostaviť ESP s takým počtom stupňov a odľahčiť hriadeľ od axiálnej sily, používa sa plávajúce obežné koleso. Takéto koleso nie je upevnené na hriadeli v axiálnom smere, ale voľne sa pohybuje v medzere ohraničenej dosadacími plochami vodiacich lopatiek. Perový kľúč zabraňuje otáčaniu kolesa.

Samostatná axiálna podpera každého stupňa pozostáva z oporného ramena vodiacej lopatky predchádzajúceho stupňa a podložky odolnej proti opotrebeniu (textolit) vtlačenej do otvoru obežného kolesa (poz. 5, obr. 2.2). Táto podpera (päta) je zároveň tesnením predného kolesa, čo znižuje vnútorné netesnosti v čerpadle.

V režimoch približne o 10 % vyšších ako prietok zodpovedajúci nulovej axiálnej sile môže obežné koleso „plávať“ – pohybovať sa nahor. Na zabezpečenie spoľahlivého dorazu kolesa je k dispozícii horná axiálna podpera. Na hornej samostatnej podpere môže obežné koleso pracovať aj pri krátkodobých režimoch štartovania. Horná podpera pozostáva z oporného nákružku na vodiacej lopatke a podložky vtlačenej do otvoru obežného kolesa (poz. 7, obr. 2.2).

Hlavné prvky stupňa čerpadla môžu mať rôzne konštrukcie. V súlade s tým sú stupne a v skutočnosti čerpadlá klasifikované nasledovne.

1. Podľa konštrukcie lopatkového zariadenia obežného kolesa:

S cylindrickými (radiálnymi) čepeľami (obr. 2.3, a) a so šikmo-valcovými (radiálno-axiálnymi) čepeľami (obr. 2.3, b).

V krokoch s radiálnymi vodiacimi lopatkami sú prenosové kanály usporiadané radiálne. Hydraulicky sú dokonalejšie, no menovitý prietok je obmedzený na 125 m 3 / deň v čerpadlách s vonkajším priemerom 86 a 92 mm a do 160 m 3 / deň v čerpadlách s vonkajším priemerom 103 mm a 114 mm .

Pri obežných kolesách so šikmo-valcovými lopatkami vstupujú lopatky do oblasti otáčania z axiálneho smeru do radiálneho smeru, čo vedie k naklonenej polohe ich nábežnej hrany vzhľadom na os čerpadla. Hodnota koeficientu rýchlosti takýchto kolies je na krajnej pravej hranici vysokorýchlostných čerpadiel, približuje sa k diagonálnym čerpadlám. Doručenie v takýchto krokoch je vyššie.

2. Podľa konštrukcie prietokových kanálov vodiaceho zariadenia môžu byť stupne s radiálnymi a „axiálnymi“ prietokovými kanálmi.

Konštrukcie stupňov s radiálnymi a axiálnymi vodiacimi lopatkami sú znázornené na obr. 2,3 a, b.

Ryža. 2.3. Stupeň s obežným kolesom a vodiacou lopatkou

a) radiálne prevedenie a b) radiálno-axiálne prevedenie

vodiace prístroje; 4 - podporné podložky; 5 - hriadeľ; 6 - kľúč

Radiálne vodiace lopatky majú radiálne usporiadanie prietokových kanálov. Stupeň s takýmito vodiacimi lopatkami je hydraulicky dokonalejší, má jednoduchšiu geometriu, je výhodný vo výrobe, ale má nízky prietok (20 ... 40 m 3 / deň).

Stupeň s „axiálnou“ vodiacou lopatkou je pomenovaný podmienečne, pretože v ňom sa usporiadanie kanálov, ktoré premieňajú kinetickú energiu toku na potenciálnu energiu, blíži k axiálnemu. Stupeň s axiálnou vodiacou lopatkou poskytuje veľký prietok (40...1000 m 3 /deň), jednoduchšiu geometriu a bol široko používaný pri výrobe domácich dizajnov ponorných čerpadiel, prakticky nahrádza "radiálny" stupeň, ktorý sa už v súčasnosti nevyrába.

2. Podľa spôsobu montáže obežných kolies na hriadeľ:

Stupne s plávajúcimi obežnými kolesami;

· schodíky s pevnými kolesami (používané v zahraničných dizajnoch).

3. Podľa spôsobu odľahčenia od osových síl:

stupne s obežnými kolesami nezaťaženými od axiálnej sily (obr. 2.1, 2.2);

· stupne odľahčené od axiálnej sily pomocou odľahčovacej komory zo strany zadného (hlavného) disku (obr. 2.4). Komora je vyrobená pomocou medzerového tesnenia a cez otvory v hlavnom pohone. Táto metóda sa používa v krokoch so šikmými valcovými čepeľami.

· stupne odľahčené od axiálnej sily implementáciou radiálnych obežných kolies na vonkajšej strane zadného disku (obr. 2.5). Radiálne obežné kolesá na zadnom kotúči znižujú tlak naň pôsobiaci a používajú sa najmä pri valcových kolesách. Kolesá sa v tomto prípade nazývajú odstredivé víry.

Odstredivé vírivé kolesá boli vyvinuté a vyrobené spoločnosťou Novomet. Na ich výrobu sa používa metóda práškovej metalurgie. Použitie odstredivých vortexových kolies má množstvo výhod: tlak v stupni sa zvyšuje o 15 ... 20%; čerpadlo je možné použiť na zdvíhanie kvapalín s vysokým obsahom plynu (až 35 % objemu).

Stupne s nezaťaženými obežnými kolesami majú zvýšenú životnosť jednotlivých spodných obežných kolies. Majú však zložitú technológiu a zvýšenú náročnosť výroby. Okrem toho počas prevádzky môže dôjsť k funkčnej poruche spôsobu vyprázdňovania pomocou odľahčovacej komory, ak sú vyprázdňovacie otvory upchaté a horné tesnenie obežného kolesa opotrebované.

Ryža. 2.4. Konštrukcia stupňov s nezaťaženým obežným kolesom

Ryža. 2.5. Stupne odstredivého vortexového čerpadla vyrábaného spoločnosťou Novomet

prístroje; 6 - spodná podporná podložka; 7 - horná nosná podložka;

8 - puzdro čerpadla

4. Podľa vytvorenia podpery pre kolesá plávajúceho typu môžu byť schodíky jednonosnej konštrukcie a dvojnosnej konštrukcie.

Kroky jednonosnej konštrukcie majú jednu samostatnú spodnú oporu - pätu - zo strany predného disku.

Dvojité ložiskové stupne majú dodatočnú axiálnu oporu cez zalisovaný textolitový krúžok na náboji obežného kolesa na vstupe a koncovej prírube vodiacej lopatky (obr. 2.6). Dodatočná podpera zosilňuje axiálnu podperu a medzistupňové tesnenie stupňov.

Ryža. 2.6. Dvojložiskový stupeň odstredivého čerpadla

disk; 4 - hlavný krúžok predného disku; 5 – krúžok zadného disku

Výhody konštrukcie s dvoma podperami sú zvýšený zdroj podpery hlavného spodného schodíka, viac spoľahlivá izolácia hriadeľ od abrazívneho a korozívneho prúdiaceho média, zvýšená životnosť a väčšia tuhosť hriadeľa čerpadla vďaka zväčšeným axiálnym dĺžkam medzistupňových tesnení, ktoré zároveň slúžia ako radiálne ložiská v ESP.

Nevýhodou dvojložiskových stupňov je zvýšenie náročnosti na prácu vo výrobe.

4. Podľa prevedenia etapy môže byť:

normálne vykonávanie (ESP);

odolný proti opotrebovaniu (ECNI);

Odolné voči korózii (ETsNK).

Stupne v čerpadlách rôznych konštrukcií sa navzájom líšia v materiáloch pracovných telies, trecích pároch a niektorých konštrukčných prvkoch.

Stupne v prevedení odolnom proti korózii a opotrebovaniu majú spravidla dve samostatné spodné podpery a predĺžený náboj na strane zadného disku, ktorý uzatvára medzeru hriadeľa medzi kolesami pred opotrebovaním (obr. 2.6).

V bežnej verzii sa na výrobu obežných kolies a vodiacich lopatiek používa hlavne modifikovaná liatina, v trecej dvojici hornej a dolnej hlavnej podpery - textolit-liatina, prídavná podpera - textolit-liatina alebo gumo-liatina . V antikoróznom prevedení môžu byť kolesá a vodiace lopatky vyrobené z niresistovej liatiny. Zvýšená odolnosť proti opotrebeniu - z liatiny odolnej proti opotrebovaniu, trecí pár v spodnom hlavnom ložisku - guma-kremík grafit, prídavná podpera - guma-liatina, horné ložisko - textolit-liatina. Liatinové kolesá je možné nahradiť aj plastovými kolesami vyrobenými z polyamidovej živice alebo uhlíkových vlákien, ktoré sú odolné proti voľnému abrazívnemu opotrebovaniu a nenapučiavajú vo vode (skúsenosť ukázala, že sú menej účinné vo vrtoch s vysokým obsahom ropy).

Tradičnou technológiou výroby krokov ruských výrobcov je odlievanie. Drsnosť odliatkov je v rozmedzí Rz 40…80 µm (GOST 2789-83).

Nižšia drsnosť (Rz 10) umožňuje získať polotovary výrobnou technológiou práškovou metalurgiou, vyvinutou Novomet JSC. Použitie tejto technológie umožnilo výrazne zvýšiť účinnosť stupňov a vyrobiť viac zložité štruktúry obežné kolesá (odstredivé vírivé kolesá).

2.2.2. Ložiskové jednotky čerpadla

Ložiskové jednotky odstredivého elektrického čerpadla sú jednou z hlavných jednotiek, ktoré určujú životnosť a výkon čerpacej jednotky. Pracujú v médiu čerpanej kvapaliny a sú to klzné ložiská.

Na vnímanie axiálnych síl pôsobiacich na hriadeľ a radiálnych zaťažení v ESP sa používajú axiálne a radiálne ložiská, resp.

2.2.2.1. Axiálne ložiská

Axiálna sila pôsobiaca na rotor vzniká z jeho vlastnej hmotnosti, z tlakovej straty na konci hriadeľa, ako aj z tlakovej straty a rozdielu plôch zadných a predných kotúčov obežných kolies s tvrdým uložením hriadeľ alebo plávajúce kolesá prilepené na hriadeli počas prevádzky.

Axiálne ložisko, ktoré prijíma axiálnu silu, je inštalované buď priamo v čerpadle - v hornej časti sekcie alebo modulovej časti (domáce prevedenia), alebo v hydraulickej ochrane čerpadla (zahraničné prevedenia).

Ryža. 2.6 - Axiálne ložisko čerpadla ETsNM(K)

1 - hydrodynamická päta; 2, 3 - hladké podložky; 4, 5 - gumené podložky -

tlmiče nárazov; 6 - horná podpera (axiálne ložisko); 7 - spodná podpera (axiálne ložisko);

10 - pevné puzdro horného radiálneho ložiska; 11 - otočná objímka

horné radiálne ložisko

Axiálne ložisko v domácich prevedeniach v bežnom vyhotovení (obr. 2.7) pozostáva z krúžku (hydrodynamická pätka) 1 so segmentmi na oboch rovinách, inštalovaného medzi dve hladké podložky 2 a 3.

Segmenty na podložke hydrodynamickej nákovy (pohyblivá časť ložiska) 1 sú vyrobené so šikmým povrchom s uhlom a rovnou plochou dĺžky (0,5…0,7)· (kde je celá dĺžka segmentu) . Šírka segmentu je (1…1,4) L. Na kompenzáciu nepresností pri výrobe a vnímaní rázových zaťažení sú pod hladké krúžky umiestnené elastické gumové tlmiče 4, 5, zalisované do horných 6 a dolných 7 podpier (pevné ložiská). Axiálna sila z hriadeľa sa prenáša cez pružinový krúžok 8 podpery hriadeľa a rozperné puzdro 9 na axiálne ložisko.

Hydrodynamická pätka je vyrobená s radiálnymi drážkami, skosením a plochou časťou na trecej ploche proti axiálnemu ložisku. Býva vyrobený z remeňa (technická tkanina s veľkými bunkami), impregnovaný grafitom s gumou a vulkanizovaný vo forme. Hladké podložky sú vyrobené z ocele 40X13.

Keď sa päta otáča, kvapalina ide od stredu k okraju pozdĺž drážok, dostane sa pod skosenie a je vstrekovaná do medzery medzi plochými časťami päty a päty. Takto sa axiálne ložisko kĺže po vrstve kvapaliny. Takéto fluidné trenie v prevádzkovom režime päty zabezpečuje nízky koeficient trenia, nevýznamné straty energie na trenie v päte, nízke opotrebenie pätových častí s dostatočnou axiálnou silou, ktorú vníma.

7 - spodný rukáv

2.2.3. Radiálne podpery

1 - hriadeľ; 2 - stupeň čerpadla; 3 - ložiskový náboj;

2.2.4. Šachta

2.2.5. Rám

2.3.2.1. elektrický motor

2.3.2.2. Hydroprotekcia

Ryža. 3.17. Kompenzátor

Ryža. 2.18. Našľapovať

2.3.2.3. káblové vedenie

Ryža. 2. 20. Spätný ventil

Ryža. 2.21. Odvzdušňovací ventil

2.4. Označenie ESP a ESP

,

kde je priemer telesa čerpadla;

Priemer krytu motora;

Tabuľka 2.1