Zemaljska oprema uključuje kontrolnu stanicu, autotransformator, bubanj sa električnim kablom i armaturu za bušotinu. Šta je uetzn i sa čime se jede? priručnik operatera

Potopne centrifugalne električne pumpe za proizvodnju nafte predviđene su za rad na nafti, ponekad jako zalivenim, bušotinama malog prečnika i velike dubine, moraju osigurati nesmetano i dug rad u tekućinama koje sadrže agresivne formacijske vode u kojima su otopljene različite soli, plinovi (uključujući sumporovodik), mehaničke nečistoće, uglavnom u obliku pijeska.

Pirinač 5 dijagram strujnog kola ESP

1 - autotransformator; 2 - kontrolna stanica; 3 - bubanj za kablove; 4 - oprema na ušću bušotine; 5 - cijev; 6 - oklopni električni kabl; 7 - stezaljke za kablove; 8 - potopljeni višestepeni centrifugalna pumpa; 9 - prijemna mreža pumpe; 10 - nepovratni ventil; jedanaest - odvodni ventil; 12 - hidraulička zaštitna jedinica (protektor); 13 - potopljeni motor; 14 - kompenzator.

ESP instalacija se sastoji od potopna jedinica, oprema na ušću bušotine, električna oprema i cijevni niz.

Potopna jedinica uključuje električnu centrifugalnu pumpu, hidrauličku zaštitu i elektromotor. Ona (jedinica) se spušta u bušotinu na cevnoj koloni, koja je okačena opremom na ušću bušotine instaliranom na glavi proizvodne kolone.

Električna energija iz poljske mreže preko transformatora i kontrolne stanice preko kabla pričvršćenog na vanjsku površinu cijevi sa pričvrsnim remenima (stezaljkama) dovodi se do elektromotora sa čijim je rotorom spojeno vratilo centrifugalne električne pumpe. . ESP pumpa tekućinu kroz cijevni niz na površinu. Iznad ugrađene pumpe nepovratni ventil, koji olakšava puštanje u rad jedinice nakon zastoja, a iznad nepovratnog ventila - ispusni ventil za ispuštanje tekućine iz cijevi kada su podignute.

Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i vijcima. Osovine pumpe, motora i hidrauličke zaštite imaju utore na krajevima i međusobno su spojeni klinastim spojnicama.

Pumpa je potopljena ispod nivoa tečnosti, u zavisnosti od količine slobodnog gasa, do dubine od 250-300 m, a ponekad i do 600 m.

Za pogon ESP-a koriste se asinhroni motori trofazne struje sa kaveznim rotorima u zatvorenom dizajnu, punjeni uljem.

Za zaštitu elektromotora od ulaska u njegovu unutrašnju šupljinu formacijske tekućine i za kompenzaciju promjena u zapremini ulja u motoru tokom grijanja i hlađenja, kao i kada ulje curi kroz curenje, koristi se hidraulička zaštita. Hidrozaštita uključuje zaštitnik i kompenzator.

Struja se napaja potopljeni motor preko posebnog trožilnog kabela. Poprečni presjek vodiča kabela odabire se ovisno o snazi ​​potopljenog motora i dubini njegovog spuštanja.

Autotransformatori i transformatori služe za održavanje potrebnog napona na terminalu potopljenog motora sa promjenama gubitaka napona u kablu i drugim elementima elektroenergetske mreže, kao i za omogućavanje napajanja ESM-a različitih nazivnih napona pri standardnim naponima polja. mreže.

Upravljanje i zaštita elektromotora potopnih centrifugalnih pumpi vrši se pomoću seta opreme montirane u kontrolnoj stanici. Upravljačka stanica uz pomoć posebnog prekidača omogućava postavljanje tri načina upravljanja: ručni, automatski i programski.

Glavni parametri centrifugalnih pumpi su njihov dovod Q (u m 3 / dan) i razvijeni pritisak H (u m). Vrijednost napona karakterizira visinu do koje ova pumpa može podići tekućinu. Pritisak pumpe i njen protok su međusobno zavisne veličine: što je veći pritisak razvijen, to je manji njen protok. Podaci o nazivu pumpe obično ukazuju na vrijednosti ​​napona pumpe i njenog protoka pri maksimalnoj efikasnosti. instalacija.

Centrifugalne pumpe

Centrifugalne pumpe za bušotine su višestepene mašine. To je prvenstveno zbog niskih vrijednosti tlaka koje stvara jedan stupanj (propeler i vodeća lopatica). Zauzvrat, male vrijednosti pritiska jednog stupnja (od 3 do 6-7 m vodenog stupca) određene su malim vrijednostima vanjskog promjera impelera, ograničenog unutrašnjim prečnikom kolone omotača. i dimenzije primijenjene oprema za dublje- kabl, potopljeni motor itd.

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

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

Centrifugalna pumpa otporna na koroziju je dizajnirana da radi kada je sadržaj sumporovodika u dizanom formacijskom fluidu do 0,125% (do 1,25 g/l). Dizajn otporan na habanje omogućava ispumpavanje tečnosti sa mehaničkim nečistoćama do 0,5 g/l.

Stepenice su postavljene u provrt cilindričnog tijela svake sekcije. Jedna sekcija pumpe može primiti od 39 do 200 stupnjeva, ovisno o njihovoj visina montaže. Maksimalni broj stupnjeva u pumpama dostiže 550 komada.

Rice. 6.2. Shema centrifugalne pumpe za bušotine:

1 - prsten sa segmentima; 2,3- glatke podloške; 4,5- Podloške za amortizere; 6 - vrhunska podrška; 7 - donji oslonac; 8 - opružni prsten nosača osovine; 9 - daljinska čahura; 10 -baza; 11 - spojnica sa prorezima.

Modularni ESP-ovi

Da bi se stvorile centrifugalne pumpe za bušotine visokog pritiska, u pumpu se moraju instalirati mnogi stepeni (do 550). Istovremeno, ne mogu se smjestiti u jedno kućište, jer dužina takve pumpe (15-20 m) otežava transport, ugradnju na bunar i proizvodnju kućišta.

Pumpe visokog pritiska se sastoje od nekoliko sekcija. Dužina karoserije u svakoj sekciji nije veća od 6 m. Dijelovi karoserije pojedinih sekcija su spojeni prirubnicama sa vijcima ili klinovima, a osovine su spojene klinastim spojnicama. Svaka sekcija pumpe ima gornji aksijalni ležaj osovine, osovinu, radijalne ležajeve vratila, stepenice. Samo donji dio ima prihvatnu rešetku. Ribarska glava - samo gornji dio pumpe. Sekcije visokotlačnih pumpi mogu biti kraće od 6 m (obično 3,4 i 5 m dužine kućišta pumpe), u zavisnosti od broja stepenica koji se u njih postavljaju.

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

Dozvoljeno je smanjiti broj modula-sekcija u pumpi, odnosno dopuniti potopnu jedinicu motorom potrebne snage.

Spojevi modula između međusobno i ulaznog modula sa motorom su prirubnički. Priključci (osim spoja ulaznog modula sa motorom i ulaznog modula sa separatorom gasa) su zapečaćeni gumenim prstenovima. Osovine modula-sekcija su međusobno povezane, modul-sekcije su spojene na osovinu ulaznog modula, osovina ulaznog modula je spojena na osovinu hidrauličke zaštite motora pomoću klinastih spojnica.

Osovine modula-preseka svih grupa pumpi, iste dužine kućišta od 3,4 i 5 m, su objedinjene. Za zaštitu kabla od oštećenja tokom kružnih operacija, čelična rebra koja se mogu ukloniti nalaze se na bazama modula-sekcije i glave modula. Dizajn pumpe omogućava upotrebu modula separatora gasa pumpe, koji se ugrađuje između ulaznog modula i modula sekcije, bez dodatnog rastavljanja.

Specifikacije neke standardne veličine ESP-a za proizvodnju nafte, koje proizvode ruske kompanije prema specifikacije prikazani su u tabeli 6.1 i sl. 6.6.

Tlačna karakteristika ESP-a, kao što se može vidjeti na gornjim slikama, može biti ili sa potonućom lijevom granom karakteristike (pumpe niskog protoka), monotono padajući (uglavnom za instalacije srednjeg protoka), ili sa promjenjivim predznakom derivata. Ovu karakteristiku uglavnom imaju pumpe velikog protoka.

Karakteristike snage gotovo svih ESP-ova imaju minimum na zero feed(tzv. "režim zatvorenog ventila"), što uzrokuje korištenje nepovratnog ventila u cijevnom nizu iznad pumpe.

Radni dio ESP karakteristike koje preporučuju proizvođači vrlo često se ne poklapaju sa radnim dijelom karakteristika određenih općim tehnikama inženjeringa pumpi. U potonjem slučaju, granice radnog dijela karakteristike su brzine pomaka u (0,7-0,75) Qo i (1.25-1.3Q 0, gdje je Q 0 protok pumpe do optimalni režim rad, tj. uz maksimalnu efikasnost. Potopljeni motori

Potopno Električni motor(PED) - motor posebnog dizajna i asinhroni je dvopolni motor naizmjenična struja sa kaveznim rotorom. Motor je napunjen uljem niske viskoznosti, koje obavlja funkciju podmazivanja ležajeva rotora, odvodeći toplinu na zidove kućišta motora, koje se ispiru protokom bušotinskih proizvoda.

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

Dužina i prečnik motora određuju njegovu snagu. Brzina rotacije osovine SEM zavisi od frekvencije struje; pri 50 Hz AC, sinhrona brzina je 3000 o/min. Potopljeni motori su označeni snagom (u kW) i vanjskim prečnikom tijela (mm), na primjer, SEM 65-117-potopljeni motor snage 65 kW i vanjskog prečnika 117 mm. Potrebna snaga elektromotora ovisi o protoku i pritisku potopljene centrifugalne pumpe i može doseći stotine kW.

Savremeni podvodni motori opremljeni su sistemima senzora za pritisak, temperaturu i druge parametre koji se snimaju na dubini spuštanja agregata, uz prenos signala preko električni kabl na površinu (kontrolna stanica).

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

Motori sekcije se sastoje od gornjeg i donjeg dijela, koji se spajaju kada je motor ugrađen u bunar. Svaka sekcija se sastoji od statora i rotora, čiji je uređaj sličan jednosječnom elektromotoru. Električna veza između sekcija je sekvencijalna, unutarnja i izvodi se pomoću 3 vrha. Zaptivanje spoja obezbeđuje se brtvljenjem prilikom spajanja sekcija.

Za povećanje protoka i pritiska radne faze centrifugalne pumpe koriste se regulatori brzine. Regulatori brzine vam omogućavaju da pumpate medij u širem rasponu volumena nego što je to moguće pri konstantnoj brzini, kao i da izvršite glatko kontrolirano pokretanje podmornice indukcioni motor sa ograničenjem startnih struja na datom nivou. Ovo poboljšava pouzdanost ESP smanjenjem električnih opterećenja na namotaju kabla i motora prilikom pokretanja jedinica, a takođe poboljšava uslove rada formacije pri pokretanju bušotine. Oprema takođe omogućava da se, zajedno sa telemetrijskim sistemom instaliranim u ESP, održava zadati dinamički nivo u bušotini.

Jedna od metoda za kontrolu brzine ESP rotora je kontrola frekvencije električne struje koja napaja potopljeni motor.

Kontrolne stanice su opremljene opremom koja osigurava ovaj način regulacije. Ruska proizvodnja SURS-1 i IRBI 840.

Hidrozaštita

Za povećanje performansi potopljenog motora veliki značaj Ima pouzdane performanse svoju hidrauličku zaštitu, koja štiti elektromotor od ulaska u njegovu unutrašnju šupljinu formacijskog fluida i kompenzuje promjene u zapremini ulja u motoru tokom grijanja i hlađenja, kao i u slučaju curenja ulja kroz propusne strukturne elemente. Tekućina za formiranje, koja ulazi u elektromotor, smanjuje izolacijska svojstva ulja, prodire kroz izolaciju žica namotaja i dovodi do kratkog spoja namotaja. Osim toga, podmazivanje ležajeva osovine motora se pogoršava.

Trenutno na poljima Ruska Federacija hidrozaštita tipa G je široko rasprostranjena.

Hidrozaštita tipa G sastoji se od dva glavna montažne jedinice: zaštitnik i kompenzator.

Glavni volumen hidrauličke zaštitne jedinice, formirane elastičnom vrećom, napunjen je tekućim uljem. Preko nepovratnog ventila, vanjska površina vreće percipira pritisak proizvodnje bušotine na dubini spuštanja potopljene jedinice. Dakle, unutar elastične vrećice napunjene tekućim uljem, pritisak je jednak pritisku uranjanja. Za stvaranje viška pritiska unutar ove vreće na osovini gazećeg sloja

postoji turbina. Tečno ulje kroz sistem kanala pod viškom pritiska ulazi u unutrašnju šupljinu elektromotora, što sprečava prodiranje proizvoda iz bušotine u elektromotor.

Kompenzator je dizajniran za kompenzaciju količine ulja unutar motora kada se promijeni temperaturni režim elektromotora (grijanje i hlađenje) i predstavlja elastičnu vrećicu napunjenu tekućim uljem i smještenu u kućištu. Tijelo kompenzatora ima rupe koje komuniciraju vanjsku površinu vreće sa bunarom. Unutrašnja šupljina vreće povezana je sa elektromotorom, a vanjska šupljina je spojena na bunar. Kada se ulje ohladi, njegova zapremina se smanjuje, a bušotina tečnost kroz rupe u telu kompenzatora ulazi u zazor između spoljne površine vreće i unutrašnjeg zida tela kompenzatora, stvarajući tako uslove za potpuno punjenje unutrašnjeg šupljina potopljenog motora sa uljem. Kada se ulje u elektromotoru zagrije, njegov volumen se povećava, a ulje teče u unutarnju šupljinu kompenzacijske vrećice; u ovom slučaju, tekućina iz bušotine iz otvora između vanjske površine vreće i unutrašnje površine tijela se istiskuje kroz rupe u bunar.

Sva kućišta elemenata potopljene jedinice su međusobno povezana prirubnicama sa klinovima. Osovine potopljene pumpe, hidrauličke zaštitne jedinice i potopljenog elektromotora međusobno su spojene navojnim spojnicama.

Dakle, ESP potopna jedinica je kompleks složenih električnih, mehaničkih i hidrauličnih uređaja. visoka pouzdanost za šta je potrebno visoko kvalifikovano osoblje.

Kontrolni i odzračivani ventili

Nepovratni ventil se koristi da spreči obrnutu rotaciju (turbinski režim) rotora pumpe pod uticajem kolone tečnosti u cevovodu tokom zaustavljanja i da olakša ponovno pokretanje pumpne jedinice. Zaustavljanje podvodne jedinice dolazi iz više razloga: nestanak struje u slučaju nesreće na dalekovodu; isključenje zbog rada SEM zaštite; periodično gašenje

operacija itd. Kada je potopljena jedinica zaustavljena (isključeno), kolona tekućine iz cijevi počinje teći kroz pumpu u bunar, okrećući osovinu pumpe (a time i osovinu potopljenog motora) u suprotnom smjeru. Ako se napajanje ponovo uspostavi u tom periodu, motor počinje da se okreće u smjeru naprijed, savladavajući ogromnu silu. Startna struja SEM u ovom trenutku može prekoračiti dozvoljene granice, a ako zaštita ne radi, elektromotor pokvari. Odvodni ventil je dizajniran za ispuštanje tekućine iz cijevnog niza prilikom podizanja pumpne jedinice iz bunara. Nepovratni ventil je uvrnut u modul glave pumpe, a odvodni ventil je uvrnut u tijelo nepovratnog ventila. Dozvoljena je ugradnja ventila iznad pumpe, u zavisnosti od vrednosti sadržaja gasa na rešetki ulaznog modula pumpe.

U tom slučaju ventili moraju biti smješteni ispod spoja glavnog kabela s produžetkom, jer će u suprotnom poprečna dimenzija pumpne jedinice premašiti dozvoljenu.

Nepovratni ventili pumpi 5 i 5A su dizajnirani za bilo koje napajanje, grupa 6 - za napajanje do 800 m 3 /dan uključujući. Strukturno su isti i imaju spojnicu s navojem i pumpu-kompresor glatka cijev prečnika 73 mm. Nepovratni ventil za pumpe grupe 6, dizajniran za protoke preko 800 m 3 /dan, ima navoj spojnice i glatku cijev prečnika 89 mm.

Odvodni ventili imaju iste navoje kao i nepovratni ventili. U principu, ventil za odzračivanje je kvačilo, u bočni zid u koju je horizontalno umetnuta kratka brončana cijev (fiting), zatvorena sa unutrašnjeg kraja. Rupa u ovom ventilu se otvara metalnom šipkom prečnika 35 mm i dužine 650 mm, koja se s površine spušta u cijev. Šipka, udarivši o spojnicu, odlomi ga u zarezu i otvara rupu na ventilu. Kao rezultat, tečnost teče u proizvodni niz. Upotreba takvog ventila za odzračivanje se ne preporučuje ako se pri instalaciji koristi strugač za cijevi za uklanjanje voska iz cijevi. Kada se žica pukne, na koju se strugač spušta, ona pada i lomi spoj, dolazi do spontanog obilaska tekućine u bunar, što dovodi do potrebe za podizanjem jedinice. Stoga, prijavite se ventili za odzračivanje i druge vrste, pokretane povećanjem pritiska u cevima, bez spuštanja metalne šipke.

transformatori

Transformatori su dizajnirani da napajaju instalacije centrifugalne pumpe za potapanje iz mreže naizmenične struje od 380 ili 6000 V, 50 Hz. Transformator podiže napon tako da motor na ulazu u namotaj ima dati nazivni napon. Radni napon motora je 470-2300 V. Uz to se uzima u obzir i pad napona u dugom kablu (od 25 do 125 V/km).

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

kontrolna stanica

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

Upravljačka stanica je izrađena u metalnoj kutiji, može se ugraditi na na otvorenom, ali se često stavlja u poseban štand.

kablovske linije

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

Oni su podložni prilično strogim zahtjevima - mali električni gubici, male dijametralne dimenzije, dobra dielektrična svojstva izolacije, otpornost na toplinu na nisku i visoke temperature, dobra otpornost na formacijski fluid i gas, itd.

Kablovska linija se sastoji od glavnog dovodnog kabela (okrugla ili ravna) i ravnog produžnog kabela spojenog na njega čahure za ulaz kabela.

Spajanje glavnog kabla sa produžnim kablom je obezbeđeno jednodelnom spojnicom (splice). Sa spojevima, dijelovi glavnog kabela se također mogu povezati kako bi se dobila potrebna dužina.

Kablovski vod na glavnoj dužini najčešće ima poprečni presjek koji je okrugao ili blizu trokuta.

Za smanjenje promjera potopljene jedinice (kabel + centrifugalna pumpa), donji dio kabela ima ravan presjek.

Kabl se proizvodi sa polimernom izolacijom koja se nanosi na žile kablova u dva sloja. Tri izolirane kabelske žile spojene su zajedno, pokrivene zaštitnom podlogom ispod oklopa i metalnim oklopom. Metalna traka oklopa štiti izolaciju jezgre od mehaničko oštećenje tokom skladištenja i rada, prije svega - prilikom spuštanja i podizanja opreme.

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

Za potopljeni motor, kabelska linija završava utičnom spojnicom, koja osigurava čvrstu vezu sa namotom statora motora.

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

Kablovski vod u stanju transporta i skladištenja nalazi se na posebnom bubnju, koji se koristi i kod spuštanja i podizanja instalacija u bunarima, preventivnih i radovi na popravci sa kablovskom linijom.

Izbor dizajna kablovskih vodova zavisi od uslova rada ESP jedinica, prvenstveno od temperature proizvodnje bušotine. Često se, osim temperature rezervoara, koristi i izračunata vrijednost smanjenja ove temperature zbog gradijenta temperature, kao i povećanja temperature. okruženje i samu bušotinsku jedinicu zagrijavanjem potopljenog motora i centrifugalne pumpe. Porast temperature može biti prilično značajan i iznosi 20-30 °C. Drugi kriterij za odabir dizajna kabela je temperatura okoline, koja utječe na performanse i trajnost. izolacioni materijali kablovske linije.

Važni faktori Na izbor dizajna kabla utiču svojstva formacijskog fluida - korozivnost, vodenost, faktor gasa.

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

Najjednostavniji uređaji za pričvršćivanje kablova na cijevne cijevi (tubing cijevi) i potopljene pumpne jedinice ESP-a su metalni kaiševi sa kopčama ili kopčama.

Produžni kabl je pričvršćen za jedinice potopljene jedinice (potopna pumpa, zaštitnik i motor) na mestima naznačenim u uputstvima za upotrebu za ovu vrstu opreme; produžni kabel i glavni kabel su pričvršćeni za cijev s obje strane svake navlake cijevi na udaljenosti od 200-250 mm od gornjeg i donjeg kraja čahure

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

Rusko preduzeće CJSC "Izhspetstechnologiya" (Izhevsk) je razvilo i proizvodilo zaštitnih uređaja(ZU), koji se sastoji od tijela i mehaničke brave (Sl. 6.9).

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

Omogućava jednostavnu i pouzdanu fiksaciju (aksijalno i radijalno) na cijevi;

Sigurno drži i štiti kabel, uključujući u vanredne situacije;

Nema sklopivih elemenata (vijci, matice, klinovi, itd.), što isključuje njihov ulazak u bunar tokom montaže i operacija okidanja;

Pretpostavlja višestruku upotrebu;

Instalacija uređaja ne zahtijeva metalne radove i alat za montažu.

Među vodećim kompanijama u svetu, Lasalle (Škotska) ima najveće iskustvo u razvoju, proizvodnji i radu uređaja za zaštitu kablova (slika 6.10).

Potpuno metalni liveni štitnici Lasalle odlikuju se sljedećim karakteristikama:

♦ brzina i lakoća ugradnje;

♦ pogodnost za rad u kiseloj bušotinskoj sredini;

♦ nema labavih elemenata koji bi mogli pasti u bunar;

♦ mogućnost višestruke upotrebe.

Lasalle nudi štitnike za zaštitu glavnog kabla (ravnog i okruglog) i produžnog kabla na delovima cevovoda, potopnoj jedinici, kontrolnim i odzračnim ventilima.

Električna oprema, ovisno o trenutnoj shemi napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorska podstanica za potopljene pumpe (KPPPN), ili transformatorsku podstanicu (TP), kontrolnu stanicu i transformator.

Električna energija od transformatora (ili od KTPPN) do potopljenog motora se dovodi preko kablovske linije koja se sastoji od kabla za uzemljenje i glavnog kabla sa nastavkom. Spajanje kabla za uzemljenje sa glavnim kablom kablovske linije vrši se u priključnoj kutiji, koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od glave bunara.

Lokacija za postavljanje zemaljske elektro opreme je zaštićena od poplava u periodu poplava i očišćena od snega u zimski period i treba da ima ulaze koji vam omogućavaju da slobodno montirate i demontirate opremu. Odgovornost za radno stanje lokacija i ulaza u njih snosi CDNG.

kontrolna stanica

Uz pomoć kontrolne stanice vrši se ručna kontrola motora, automatsko gašenje agregata kada je dovod tekućine prekinut, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i gašenje jedinice kada kratki spojevi. U toku rada jedinice, pumpa centrifugalne struje usisava tečnost kroz filter instaliran na ulazu pumpe i pumpa je kroz cevi pumpe na površinu. U zavisnosti od glave, tj. tečne visine dizanja, koriste se pumpe sa različitim brojem stupnjeva. Iznad pumpe je ugrađen nepovratni i ispusni ventil. Nepovratni ventil se koristi za održavanje u cijevi, što olakšava pokretanje motora i kontrolu njegovog rada nakon pokretanja. Tokom rada, nepovratni ventil je u otvorenom položaju pod pritiskom odozdo. Odvodni ventil je instaliran iznad povratnog ventila i koristi se za ispuštanje tečnosti iz cijevi dok se diže na površinu.

Autotransformator

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

Transformatori su hlađeni uljem. Dizajnirani su za rad na otvorenom. Na visokoj strani namotaja transformatora napravljeno je pedeset odvodnika za napajanje elektromotora optimalnog napona, ovisno o dužini kabela, opterećenju elektromotora i naponu mreže.

Preklapanje slavina se vrši sa potpuno isključenim transformatorom.

Transformator se sastoji od magnetnog kola, visokonaponskih i niskonaponskih namotaja, rezervoara, poklopca sa ulazima i ekspandera sa sušačem vazduha.

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

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

Montiran na poklopac rezervoara:

HV pogon za izmjenjivanje slavina (jedan ili dva);

Živin termometar za mjerenje temperature gornjih slojeva ulja;

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

Ekspander sa mjeračem ulja i sušačem zraka;

Metalna kutija za zaštitu ulaza od prašine i vlage.

Sušač zraka s uljnom zaptivkom dizajniran je za uklanjanje vlage i čišćenje industrijskog zagađenja zraka iz zraka koji ulazi u transformator tijekom temperaturnih fluktuacija u nivou ulja.

Priključci za bušotinu

Priključci na glavi bunara su dizajnirani da preusmjere proizvode iz bušotine na protočnu liniju i zapečate annulus.

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

Priključci na ušću bunara, pored funkcija koje se obavljaju svim metodama proizvodnje, moraju osigurati nepropusnost klipnog poliranog štapa koji se kreće u njemu. Potonji je mehanička veza između tetive štapa i glave balansera SK.

Priključci na ušću bunara, razdjelnici i protočni vodovi, koji imaju složenu konfiguraciju, komplikuju hidrodinamiku toka. Oprema koja se nalazi na površini bušotine je relativno dostupna i relativno lako se čisti od naslaga, uglavnom termičkim metodama.

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

Podzemna ESP oprema

Podzemna oprema uključuje cijevi, pumpna jedinica i eklektičan oklopni kabl.

Centrifugalne pumpe za pumpanje tečnosti iz bunara se suštinski ne razlikuju od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tečnosti na površini zemlje. Međutim, male radijalne dimenzije zbog promjera kolona kućišta u koje se spuštaju centrifugalne pumpe, praktički neograničene aksijalne dimenzije, potreba za savladavanjem visokih napona i rad pumpe u potopljenom stanju doveli su do stvaranja centrifugalnih crpnih jedinica od specifičan dizajn. Izvana se ne razlikuju od cijevi, ali unutarnja šupljina takve cijevi sadrži veliki broj složenih dijelova koji zahtijevaju savršenu tehnologiju proizvodnje.

Potopljene centrifugalne električne pumpe (PTSEN) su višestepene centrifugalne pumpe sa do 120 stupnjeva u jednoj jedinici, koje pokreće potapajući elektromotor specijalnog dizajna (SEM). Elektromotor se napaja sa površine električnom energijom koja se napaja preko kabla iz pojačanog autotransformatora ili transformatora preko kontrolne stanice, u kojoj su koncentrisani svi instrumenti i automatizacija. PTSEN se spušta u bunar ispod izračunatog dinamičkog nivoa, obično za 150 - 300 m. Tečnost se dovodi kroz cev, do vani koji je pričvršćen posebnim pojasevima za električni kabel. U pumpnoj jedinici između same pumpe i elektromotora postoji srednja karika koja se zove zaštitnik ili hidraulična zaštita. PTSEN instalacija (slika 3) uključuje elektromotor punjen uljem SEM 1; hidraulička zaštitna karika ili štitnik 2; usisna rešetka pumpe za usis tečnosti 3; višestepena centrifugalna pumpa PCÉN 4; cijevi 5; blindirani trožilni električni kabel 6; kaiševi za pričvršćivanje kabla na cijev 7; armature na ušću bunara 8; bubanj za namotavanje kabla prilikom okidanja i skladištenje određene zalihe kabla 9; transformator ili autotransformator 10; kontrolna stanica sa automatikom 11 i kompenzatorom 12.

Pumpa, zaštitnik i elektromotor su zasebne jedinice povezane vijcima. Krajevi osovina imaju klinaste spojeve, koji se spajaju prilikom montaže cijele instalacije. Ako je potrebno dizati tečnost sa velikih dubina, PTSEN sekcije se međusobno povezuju tako da ukupan broj koraka dostigne 400. Tečnost koju usisava pumpa uzastopno prolazi sve korake i napušta pumpu sa pritiskom jednak spoljašnjem hidrauličnom otporu.

Slika 3 - Opća shema Ugradnja opreme za bušotine potopljene centrifugalne pumpe

UTSEN karakteriše niska potrošnja metala, širok raspon karakteristike performansi, kako po visini tako iu pogledu protoka, dovoljno visoka efikasnost, mogućnost pumpanja velike količine tečnosti i dug period remonta. Treba podsjetiti da je prosječna zaliha tekućine za Rusiju jednog UPTsEN-a 114,7 t/dan, a USSSN-a - 14,1 t/dan.

Sve pumpe su podijeljene u dvije glavne grupe; konvencionalnog dizajna otpornog na habanje. Velika većina operativnog zaliha pumpi (oko 95%) je konvencionalnog dizajna.

Pumpe otporne na habanje dizajnirane su za rad u bušotinama, u čijoj proizvodnji postoji mala količina pijeska i drugih mehaničkih nečistoća (do 1% težine). Prema poprečnim dimenzijama, sve pumpe su podeljene u 3 uslovne grupe: 5; 5A i 6, što znači nominalni prečnik niz kućišta, (u inčima), u koji ova pumpa može da radi.

Grupa 5 ima vanjski prečnik kućišta 92 mm, grupa 5A - 103 mm i grupa b - 114 mm. Brzina osovine pumpe odgovara frekvenciji naizmjenične struje u mreži. U Rusiji je ova frekvencija 50 Hz, što daje sinhronu brzinu (za dvopolnu mašinu) od 3000 min-1. PTSEN šifra sadrži njihove glavne nominalne parametre, kao što su protok i pritisak pri radu u optimalnom režimu. Na primjer, ESP5-40-950 označava centrifugalnu električnu pumpu grupe 5 sa protokom od 40 m3/dan (vodom) i naponom od 950 m. ESP5A-360-600 znači pumpu grupe 5A sa protokom od 360 m3 /dan i visina 600 m.

Slika 4 - Tipične karakteristike potopljene centrifugalne pumpe

U kodu pumpi otpornih na habanje nalazi se slovo I, što znači otpornost na habanje. U njima su impeleri napravljeni ne od metala, već od poliamidne smole (P-68). U kućištu pumpe, otprilike svakih 20 stupnjeva, ugrađeni su srednji ležajevi za centriranje osovine od gume i metala, zbog čega pumpa otporna na habanje ima manje stupnjeva i, shodno tome, pritisak.

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

Svi tipovi pumpi imaju karakteristike pasoša u vidu krivulja zavisnosti H (Q) (pritisak, protok), h (Q) (efikasnost, protok), N (Q) (potrošnja energije, protok). Obično su ove zavisnosti date u opsegu radnih brzina protoka ili u nešto većem intervalu (slika 11.2).

Svaka centrifugalna pumpa, uključujući PTSEN, može raditi sa zatvorenim izlaznim ventilom (tačka A: Q = 0; H = Hmax) i bez protupritiska na izlazu (tačka B: Q = Qmax; H = 0). Zbog koristan rad pumpa je proporcionalna proizvodu dovoda do glave, tada će za ova dva ekstremna načina rada pumpe korisni rad biti jednak nuli, a samim tim i efikasnost će biti jednaka nuli. Pri određenom omjeru (Q i H), zbog minimalnih unutrašnjih gubitaka pumpe, efikasnost dostiže maksimalnu vrijednost od približno 0,5 - 0,6. Tipično, pumpe sa mala hrana i rotora malog prečnika, kao i sa veliki broj stepena imaju smanjenu efikasnost.Protok i pritisak koji odgovaraju maksimalnoj efikasnosti nazivaju se optimalnim režimom rada pumpe. Zavisnost z(Q) blizu svog maksimuma lagano se smanjuje, pa je rad PTSEN-a sasvim prihvatljiv u režimima koji se u jednom ili drugom smjeru razlikuju od optimalnog za neku vrijednost. Granice ovih odstupanja će zavisiti od specifičnih karakteristika PTSEN-a i treba da odgovaraju razumnom smanjenju efikasnosti pumpe (za 3 - 5%). Ovo određuje čitavo područje mogućih načina rada PTSEN-a, koje se naziva preporučeno područje (vidi sliku 11.2, šrafiranje).

Izbor pumpe za bunare u suštini se svodi na izbor takve standardne veličine PTSEN-a da bi, kada se spusti u bunar, radila u uslovima optimalnog ili preporučenog režima pri pumpanju date brzine protoka bunara sa date dubine .

Pumpe koje se trenutno proizvode su projektovane za nominalne protoke od 40 (ETsN5-40-950) do 500 m3/dan (ETsN6-500-750) i visine od 450 m (ETsN6-500-450) do 1500 m (ETsN6-100). - 1500). Osim toga, postoje pumpe za posebne namjene, na primjer, za pumpanje vode u rezervoare. Ove pumpe imaju protok do 3000 m3/dan i napone do 1200 m.

Visina koju pumpa može savladati je direktno proporcionalna broju stupnjeva. Razvijen u jednom stepenu u optimalnom režimu rada, zavisi, posebno, od dimenzija radnog kola, koje zauzvrat zavise od radijalnih dimenzija pumpe. Sa spoljnim prečnikom kućišta pumpe od 92 mm, prosečna visina razvijena u jednom stepenu (kod rada na vodi) iznosi 3,86 m sa fluktuacijama od 3,69 do 4,2 m. Sa spoljnim prečnikom od 114 mm, prosečna visina je 5,76 m. sa fluktuacijama od 5,03 do 6,84 m.

Pumpna jedinica se sastoji od pumpe (Slika 4, a), hidrauličke zaštitne jedinice (Slika 4, 6), SEM potopljenog motora (Slika 4, c), kompenzatora (Slika 4, d) pričvršćenog na donji dio the SEM.

Pumpa se sastoji od sledećih delova: glave 1 sa kuglastim nepovratnim ventilom za sprečavanje ispuštanja tečnosti iz cevi za vreme isključenja; gornja noseća stopa klizača 2, koja djelimično percipira aksijalno opterećenje zbog razlike tlaka na ulazu i izlazu pumpe; gornji klizni ležaj 3 koji centrira gornji kraj vratila; kućište pumpe 4; vodeće lopatice 5, koje se naslanjaju jedna na drugu i drže se od rotacije zajedničkom spojnicom u kućištu 4; impelers 6; osovina pumpe 7, koja ima uzdužni ključ na koji su montirani impeleri sa kliznim spojem. Osovina također prolazi kroz uređaj za vođenje svakog stupnja i centrirana je u njemu pomoću čahure radnog kola, kao u ležaju; donji klizni ležaj 8; baza 9, zatvorena prihvatnom rešetkom i sa okruglim kosim otvorima u gornjem dijelu za dovod tekućine do donjeg radnog kola; krajnji klizni ležaj 10. Kod pumpi ranih konstrukcija koje su još u pogonu, uređaj donjeg dela je drugačiji. Po cijeloj dužini osnove 9 postavljena je žlijezda od olovno-grafitnih prstenova, koja razdvaja prijemni dio pumpe i unutrašnje šupljine motora i hidrauličke zaštite. Ispod kutije za punjenje je postavljen troredni ugaoni ležaj, podmazan gustim uljem, koje je pod određenim pritiskom (0,01 - 0,2 MPa) u odnosu na spoljašnji.

Slika 4 - Uređaj potopljene centrifugalne jedinice

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

AT modernog dizajna Nema viška tlaka u ESP-u u hidrauličnoj zaštitnoj jedinici, stoga je manje curenja tečnog transformatorskog ulja, kojim je SEM napunjen, a nestala je i potreba za olovno-grafitnom žlijezdom.

Šupljine motora i prijemnog dijela odvojene su jednostavnom mehaničkom zaptivkom, čiji su pritisci na obje strane isti. Dužina kućišta pumpe obično ne prelazi 5,5 m. Kada se potreban broj stepeni (kod pumpi koje razvijaju visoke pritiske) ne mogu postaviti u jedno kućište, oni se postavljaju u dva ili tri odvojena kućišta koja čine nezavisne sekcije jednog pumpe, koje se spajaju prilikom spuštanja pumpe u bunar

Hidrozaštitna jedinica - nezavisni čvor, pričvršćen na PTSEN vijčanim spojem (na slici 4, čvor je, kao i sam PTSEN, prikazan sa transportnim čepovima koji zatvaraju krajeve čvorova)

Gornji kraj osovine 1 spojen je nazubljenom spojnicom sa donjim krajem vratila pumpe. Lagana mehanička zaptivka 2 odvaja gornju šupljinu, koja može sadržavati bunarski fluid, od šupljine ispod zaptivke, koja je napunjena transformatorskim uljem, koje je, kao i tečnost bunara, pod pritiskom jednakim pritisku na dubini uranjanja pumpe. Ispod mehaničke brtve 2 nalazi se klizni tarni ležaj, a još niže - čvor 3 - noga ležaja koja percipira aksijalnu silu vratila pumpe. Klizna nožica 3 radi u tekućem transformatorskom ulju.

Ispod je druga mehanička brtva 4 za pouzdanije brtvljenje motora. Ne razlikuje se strukturno od prvog. Ispod nje se nalazi gumena vreća 5 u tijelu 6. Vreća hermetički razdvaja dvije šupljine: unutrašnju šupljinu vreće napunjenu transformatorskim uljem i šupljinu između tijela 6 i same vreće u koju ima pristup vanjskoj bušotini. kroz nepovratni ventil 7.

Fluid iz bušotine kroz ventil 7 prodire u šupljinu kućišta 6 i sabija gumenu vreću sa uljem do pritiska koji je jednak vanjskom. Tečno ulje prodire duž otvora duž osovine do mehaničkih zaptivača i dole do PED-a.

Razvijena su dva dizajna hidrauličnih zaštitnih uređaja. Hidrozaštita glavnog motora razlikuje se od opisane hidrozaštite G po prisutnosti male turbine na vratilu, koja stvara visok krvni pritisak tečno ulje u unutrašnjoj šupljini gumene vrećice 5.

Vanjska šupljina između kućišta 6 i vreće 5 ispunjena je gustim uljem, koje napaja kuglični ugaoni ležaj PTSEN prethodne izvedbe. Stoga je hidraulička zaštitna jedinica glavnog motora poboljšanog dizajna prikladna za korištenje u kombinaciji s PTSEN-om prethodnih tipova koji se široko koriste u poljima. Ranije se koristila hidraulička zaštita, takozvani štitnik klipnog tipa, u kojem je nadpritisak ulje je stvoreno klipom s oprugom. Novi dizajn glavnog motora i plinskog motora pokazali su se pouzdanijim i izdržljivijim. Temperaturne promjene u zapremini ulja tokom njegovog zagrijavanja ili hlađenja kompenziraju se pričvršćivanjem gumene vrećice - kompenzatora na dno PED-a.

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

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

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

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

Gornji kraj PED osovine je okačen na kliznu petu 1, koja radi u ulju. Ispod je sklop ulaza za kablove 2. Ovaj sklop je obično muški kablovski konektor. Ovo je jedan od većine ranjivosti u pumpi, zbog kršenja izolacije zbog čega instalacije pokvare i zahtijevaju podizanje; 3 - olovne žice namotaja statora; 4 - gornji radijalni klizni tarni ležaj; 5 - presjek krajnjih krajeva namotaja statora; 6 - dio statora, sastavljen od štancanih željeznih ploča transformatora sa žljebovima za povlačenje žica statora. Sekcije statora su međusobno odvojene nemagnetnim paketima, u kojima su ojačani radijalni ležajevi 7 osovine motora 8. Donji kraj osovine 8 je centriran donjim radijalnim kliznim tarnim ležajem 9. Rotor SEM takođe sastoji se od sekcija sastavljenih na osovini motora od štancanih ploča od transformatorskog željeza. Aluminijske šipke su umetnute u proreze rotora tipa vjeverica, kratko spojene provodljivim prstenovima, sa obje strane sekcije. Između sekcija osovina motora je centrirana u ležajevima 7. Kroz cijelu dužinu osovine motora prolazi rupa prečnika 6-8 mm za prolaz ulja iz donje šupljine u gornju. Duž cijelog statora postoji i žljeb kroz koji može cirkulirati ulje. Rotor se rotira u tečnom transformatorskom ulju sa visokim izolacionim svojstvima. U donjem dijelu PED-a nalazi se mrežasti filter za ulje 10. Glava 1 kompenzatora (vidi sliku 11.3, d) je pričvršćena za donji kraj PED-a; bajpas ventil 2 služi za punjenje sistema uljem. Zaštitno kućište 4 u donjem dijelu ima otvore za prenošenje vanjskog pritiska fluida na elastični element 3. Kada se ulje ohladi, njegova zapremina se smanjuje i bušotina tečnost kroz rupe ulazi u prostor između vreće 3 i omotača 4. zagrijana, vrećica se širi, a tekućina kroz iste rupe izlazi iz kućišta.

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

Za održavanje tlaka u rezervoaru koriste se specijalne potopljene pumpne jedinice, opremljene PED-ovima od 500 kW. Napon napajanja u SEM kreće se od 350 do 2000 V. Pri visokim naponima moguće je proporcionalno smanjiti struju pri prijenosu iste snage, a to vam omogućava da smanjite poprečni presjek provodnika kabla, a samim tim i poprečne dimenzije instalacije. Ovo je posebno važno za motore velike snage. SEM nominalno klizanje rotora - od 4 do 8,5%, efikasnost - od 73 do 84%, dozvoljene temperature okolina - do 100 °C.

Tokom rada PED-a stvara se mnogo topline, pa je hlađenje potrebno za normalan rad motora. Takvo hlađenje nastaje zbog kontinuiranog protoka formacijske tekućine kroz prstenasti zazor između kućišta motora i kolone omotača. Zbog toga su naslage voska u cijevima tijekom rada pumpe uvijek znatno manje nego kod drugih metoda rada.

U proizvodnim uslovima dolazi do privremenog zamračenja linije sile zbog grmljavine, pucanja žice, zbog njihovog zaleđivanja itd. Ovo uzrokuje zaustavljanje UTSEN-a. U tom slučaju, pod utjecajem stupca tekućine koji teče iz cijevi kroz pumpu, vratilo pumpe i stator počinju da se okreću u suprotnom smjeru. Ako se u ovom trenutku obnovi napajanje, SEM će se početi rotirati u smjeru naprijed, savladavajući silu inercije stupca tekućine i rotirajućih masa.

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

Povratni ventil se obično nalazi u glavi pumpe. Prisutnost nepovratnog ventila otežava podizanje cijevi tokom popravki, jer se u ovom slučaju cijevi podižu i odvrću tekućinom. Osim toga, opasan je u smislu požara. Da bi se spriječile takve pojave, odvodni ventil je napravljen u posebnoj spojnici iznad nepovratnog ventila. U principu, odvodni ventil je spojnica, u čiju je bočnu stijenku vodoravno umetnuta kratka brončana cijev, zatvorena s unutrašnjeg kraja. Prije podizanja, kratka metalna strelica se ubacuje u cijev. Udarac strelice odlomi brončanu cijev, uslijed čega se otvori bočna rupa u čahuri i tekućina iz cijevi iscuri.

Razvijeni su i drugi uređaji za ispuštanje tečnosti, koji su ugrađeni iznad PTSEN nepovratnog ventila. To uključuje takozvane suflere, koji omogućavaju mjerenje tlaka u prstenu na dubini spuštanja pumpe sa manometrom u bušotini spuštenim u cijev i uspostavljanje komunikacije između prstenastog prostora i mjerne šupljine manometra.

Treba napomenuti da su motori osjetljivi na sistem hlađenja, koji nastaje protokom fluida između cijevi kućišta i tijela SEM. Na brzinu ovog toka i kvalitet tečnosti utiču temperaturni režim PED. Poznato je da voda ima toplotni kapacitet od 4,1868 kJ/kg-°C, dok je čisto ulje 1,675 kJ/kg-°C. Zbog toga su pri ispumpavanju vodene bušotine uslovi za hlađenje SEM-a bolji nego kod pumpanja čiste nafte, a njeno pregrijavanje dovodi do kvara izolacije i kvara motora. Stoga izolacijski kvaliteti korištenih materijala utječu na trajanje instalacije. Poznato je da je toplinska otpornost neke izolacije koja se koristi za namote motora već podignuta do 180 °C, a radne temperature do 150 °C. Za kontrolu temperature razvijeni su jednostavni električni temperaturni senzori koji prenose informacije o temperaturi SEM do kontrolne stanice preko strujnog električnog kabla bez upotrebe dodatnog jezgra. Dostupni su slični uređaji za prijenos konstantnih informacija o tlaku na ulazu pumpe na površinu. U slučaju nužde, kontrolna stanica automatski isključuje SEM.

SEM se napaja električnom energijom preko trožilnog kabla, koji se spušta u bunar paralelno sa cijevima. Kabl je priključen na vanjska površina Cijevi sa metalnim remenima, po dvije za svaku cijev. Kabl radi unutra teški uslovi. Gornji dio je unutra gasovito okruženje, ponekad pod značajnim pritiskom, donja je u ulju i podvrgnuta je još većem pritisku. Prilikom spuštanja i izvlačenja pumpe, posebno u zakrivljenim bunarima, kabl je izložen jakim udarima mehaničkim uticajima(stege, trenje, zaglavljivanje između strune i cijevi, itd.). Kabl prenosi električnu energiju na visokim naponima. Upotreba visokonaponskih motora omogućava smanjenje struje, a time i prečnika kabla. Međutim, kabel za napajanje visokonaponskog motora mora imati i pouzdaniju, a ponekad i deblju izolaciju. Svi kablovi koji se koriste za UPTsEN prekriveni su elastičnom pocinkovanom čeličnom trakom na vrhu radi zaštite od mehaničkih oštećenja. Potreba za postavljanjem kabla duž vanjske površine PTSEN-a smanjuje dimenzije potonjeg. Zbog toga se duž pumpe polaže ravni kabel, debljine oko 2 puta manje od promjera okruglog, s istim presjecima provodljivih jezgara.

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

Okrugli kabel je pričvršćen za cijev, a ravni kabel je pričvršćen samo za donje cijevi cijevnog niza i za pumpu. Prijelaz iz okruglog kabela u ravni kabel spaja se vrućom vulkanizacijom u posebnim kalupima, a ako je takvo spajanje nekvalitetno, može poslužiti kao izvor kvara i kvarova izolacije. U posljednje vrijeme prelaze samo na ravne kablove koji idu od SEM-a duž cijevnog niza do kontrolne stanice. Međutim, izrada takvih kablova je teža od okruglih (tabela 11.1).

Postoje neke druge vrste kablova izolovanih polietilenom koji nisu navedeni u tabeli. Kablovi sa polietilenskom izolacijom su 26 - 35% lakši od kablova sa gumenom izolacijom. Kablovi izolovani gumom su dizajnirani za upotrebu na nazivnom naponu električna struja ne više od 1100 V, na temperaturi okoline do 90 °C i pritisku do 1 MPa. Kablovi sa polietilenskom izolacijom mogu raditi na naponima do 2300 V, temperaturama do 120 °C i pritiscima do 2 MPa. Ovi kablovi imaju veća održivost protiv gasa i visokog pritiska.

Svi kablovi su oklopljeni valovitom pocinkovanom čeličnom trakom radi čvrstoće.

Primarni namotaji trofaznih transformatora i autotransformatora su uvek projektovani za napon komercijalnog napajanja, odnosno 380 V, na koji su povezani preko kontrolnih stanica. Sekundarni namotaji su projektovani za radni napon odgovarajućeg motora na koji su povezani kablom. Ovi radni naponi u različitim PED-ovima variraju od 350V (PED10-103) do 2000V (PED65-117; PED125-138). Da bi se kompenzirao pad napona u kabelu iz sekundarnog namota, napravljeno je 6 slavina (u jednom tipu transformatora ima 8 slavina), koji vam omogućuju podešavanje napona na krajevima sekundarnog namota promjenom kratkospojnika. Promjena kratkospojnika za jedan korak povećava napon za 30 - 60 V, ovisno o vrsti transformatora.

Svi zračno hlađeni transformatori i autotransformatori koji nisu punjeni uljem su pokriveni metalnim kućištem i predviđeni su za ugradnju u zaštićeno mjesto. Opremljeni su podzemnom instalacijom, tako da njihovi parametri odgovaraju ovom SEM-u.

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

Kod autotransformatora koji imaju direktnu električnu vezu između primarnog i sekundarnog namotaja, takva kontrola izolacije se ne može izvršiti.

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

Radom UPTsEN-a upravlja kontrolna stanica PGH5071 ili PGH5072. Štaviše, kontrolna stanica PGH5071 se koristi za autotransformatorsko napajanje SEM-a, a PGH5072 - za transformator. Stanice PGH5071 omogućavaju trenutno gašenje instalacije kada su strujni elementi kratko spojeni na masu. Obje kontrolne stanice pružaju sljedeće mogućnosti za praćenje i kontrolu rada UTSEN-a.

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

2. Automatsko uključivanje instalacije u režimu samopokretanja nakon vraćanja napona napajanja u terensku mrežu.

3. Automatski rad instalacije u periodičnom režimu (ispumpavanje, akumulacija) prema instalirani program With ukupno vrijeme 24 sata

4. Automatsko uključivanje i isključivanje jedinice u zavisnosti od pritiska u ispusnom razvodniku kada automatizovani sistemi grupno prikupljanje nafte i gasa.

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

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

7. Kratkotrajno (20 s) isključenje u slučaju kvara u dovodu fluida do pumpe.

Vrata ormara kontrolne stanice su mehanički blokirana blokom prekidača. Postoji trend ka beskontaktnom, hermetički zatvorenom zatvorene stanice kontrole sa poluprovodničkim elementima, koji su, kako je iskustvo pokazalo, pouzdaniji, ne podležu prašini, vlazi i padavinama.

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

Masa stanice je oko 160 kg. Dimenzije 1300 x 850 x 400 mm. Komplet za isporuku UPTsEN uključuje bubanj sa kablom čiju dužinu određuje kupac.

Tokom rada bunara, iz tehnoloških razloga, dubina suspenzije pumpe se mora mijenjati. Da se kabl ne bi sekao ili nagomilao ovakvim izmenama ogibljenja, dužina kabla se uzima u skladu sa maksimalnom dubinom vešanja date pumpe i, na manjim dubinama, njen višak se ostavlja na bubnju. Isti bubanj se koristi za namotavanje kabla prilikom podizanja PTSEN-a iz bunara.

Uz konstantnu dubinu ovjesa i stabilne uslove pumpanja, kraj kabla je uvučen u razvodnu kutiju i nema potrebe za bubnjem. U takvim slučajevima, prilikom popravka, koristi se poseban bubanj na transportnim kolicima ili na metalnim sankama sa mehaničkim pogonom za stalno i ravnomjerno izvlačenje sajle izvučene iz bunara i namotavanje na bubanj. Kada se pumpa spusti iz takvog bubnja, kabel se ravnomjerno dovodi. Bubanj se pokreće električnim pogonom sa kvačilom za vožnju unazad i trenjem kako bi se spriječile opasne napetosti. U poduzećima za proizvodnju nafte sa velikim brojem ESP-ova, posebna transportna jedinica ATE-6 zasnovana na teretnom terenskom vozilu KaAZ-255B koristi se za transport kabelskog bubnja i druge električne opreme, uključujući transformator, pumpu, motor i hidrauliku zaštitna jedinica.

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

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

Slika 5 - Priključci na ušću bunara opremljeni PTSEN-om

Križ ima odvojivi umetak 2, koji preuzima opterećenje od cijevi. Na košuljicu je postavljena zaptivka od gume otporne na ulje 3, koja je pritisnuta razdvojenom prirubnicom 5. Prirubnica 5 je vijcima pritisnuta na prirubnicu krsta i zaptiva izlaz kabla 4.

Fitingi omogućavaju odvođenje prstenastog plina kroz cijev 6 i nepovratni ventil 7. Fitingi su sastavljeni od objedinjenih jedinica i zapornih slavina. Relativno je lako obnoviti opremu na ušću bušotine kada se radi sa pumpama za usisne šipke.

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

Nekako je ispalo da sam s njima povezan cijeli svoj odrasli život. Od svoje pete godine počeo je da putuje sa ocem po bunarima. Sa deset je mogao sam da popravi bilo koju stanicu, sa dvadeset četiri je postao inženjer u preduzeću gde su ih popravljali, sa trideset je postao zamenik CEO gde se prave. Znanje o ovoj temi na veliko - nije šteta podijeliti, pogotovo jer me mnogi, mnogi ljudi stalno pitaju za ovo ili ono u vezi mojih pumpi. Općenito, da se ne bi ponavljala ista stvar iznova različite reči- Napisaću jednom, pa ću polagati ispite;). Da! Biće slajdova ... bez slajdova na bilo koji način.

Šta je to.
ESP - ugradnja električne centrifugalne pumpe, to je i pumpa bez šipke, takođe je ESP, to su i oni štapovi i bubnjevi. UETsN - to je ona ( ženstveno)! Iako se sastoji od muški). Ovo je tako posebna stvar, uz pomoć koje hrabri naftaši (ili bolje rečeno, serviseri za naftaše) dobijaju formacijski fluid iz podzemlja - tako zovemo taj mulyak, koji se tada (nakon posebne obrade) naziva svim vrstama zanimljive riječi tip URALS ili BREN. Riječ je o čitavom kompleksu opreme, za koju bi bilo potrebno znanje metalurga, metalca, mehaničara, električara, inženjera elektronike, hidraulike, kabelskog radnika, uljara, pa čak i malog ginekologa i proktologa. Stvar je prilično zanimljiva i neobična, iako je izmišljena prije mnogo godina, i od tada se nije mnogo promijenila. Uglavnom, ovo je obična pumpna jedinica. Ono što je neobično kod njega je da je tanak (najčešće se postavlja u bunar unutrašnjeg prečnika 123 mm), dugačak (postoje instalacije dužine 70 metara) i radi u tako prljavim uslovima u kojima je manje-više složen mehanizam uopšte ne bi trebalo da postoji.

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

ESP (električna centrifugalna pumpa) - glavni čvor- svi ostali to štite i obezbjeđuju. Pumpa dobija najviše - ali on radi glavni posao - diže tečnost - on ima takav život. Pumpa se sastoji od sekcija i sekcija stepenica. Što je više koraka, to je veći pritisak koji pumpa razvija. Što je sam stepen veći, veći je protok (količina pumpane tečnosti u jedinici vremena). Što je više zaduženja i pritiska - to više troši energiju. Sve je međusobno povezano. Osim po protoku i pritisku, pumpe se razlikuju i po veličini i dizajnu - standardne, otporne na habanje, otporne na koroziju, otporne na habanje, vrlo, vrlo otporne na habanje.

SEM (potopni elektromotor) Elektromotor je druga glavna jedinica - okreće pumpu - troši energiju. Ovo je uobičajeno (u električnom smislu) asinhroni elektromotor Samo je tanak i dugačak. Motor ima dva glavna parametra - snagu i veličinu. I opet postoji različite verzije standardno, otporno na toplinu, otporno na koroziju, posebno otporno na toplinu, i općenito - nije ubijeno (kao da). Motor je napunjen posebnim uljem, koje osim podmazivanja hladi i motor, te nagomilano kompenzira pritisak koji se na motor vrši izvana.

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

Kabl je zapravo kabl. Bakar, trojezgreni.. Takođe je blindiran. Možete li zamisliti? Oklopni kabl! Naravno, neće izdržati ni pucanj iz Makarova, ali s druge strane, izdržat će pet-šest spuštanja u bunar i tamo će raditi - prilično dugo.
Njegov oklop je nešto drugačiji, dizajniran više za trenje nego za oštar udarac - ali ipak. Kabl može biti različitih presjeka (promjera jezgre), razlikuje se po oklopu (obični pocinčani ili nehrđajući čelik), a razlikuje se i po otpornosti na temperaturu. Postoji kabl za 90, 120, 150, 200 pa čak i za 230 stepeni. Odnosno, može raditi neograničeno na temperaturi koja je dvostruko veća od tačke ključanja vode (imajte na umu da izvlačimo nešto poput ulja, a čak ni ne gori bolesno - ali vam je potreban kabel otpornosti na toplinu od preko 200 stepeni - i štaviše , skoro svuda).

Gasni separator (ili separator-disperzant plina, ili samo disperzator, ili dvostruki separator plina, ili čak dvostruki separator-disperzator plina). Stvar koja odvaja slobodni gas od tečnosti .. radije tečnost od slobodnog gasa ... ukratko, smanjuje količinu slobodnog gasa na ulazu u pumpu. Često, vrlo često, količina slobodnog plina na ulazu u pumpu je sasvim dovoljna da pumpa ne radi - tada se stavlja nekakav uređaj za stabilizaciju plina (naveo sam nazive na početku pasusa). Ako nema potrebe za ugradnjom separatora plina, ugrađuju se ulazni modul, ali kako bi tekućina dospjela u pumpu? Evo. Stavili su nesto u svakom slucaju.. Ili modul ili dzip.

TMS je vrsta podešavanja. Ko dešifruje kako - termomanometrijski sistem, telemetrija.. ko kako. Tako je (ovo je stari naziv - od 80 čupavih godina) - termomanometrijski sistem, tako ćemo ga nazvati - gotovo u potpunosti objašnjava funkciju uređaja - mjeri temperaturu i pritisak - tamo - odmah ispod - skoro u podzemlje.

Postoje i zaštitni uređaji. Ovo je nepovratni ventil (najčešći je KOSH - kuglični nepovratni ventil) - tako da tekućina ne istječe iz cijevi kada je pumpa zaustavljena (stup tečnosti se diže duž standardna cijev Može potrajati nekoliko sati - šteta za ovo vrijeme). A kada trebate podići pumpu - ovaj ventil ometa - nešto stalno teče iz cijevi, zagađujući sve okolo. Za te svrhe postoji ventil za izbacivanje (ili odvod) KS - smiješna stvar - koji se pokvari svaki put kada se podigne iz bunara.

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

Svi komadi su u presjeku, sekcije ne duže od 9-10 metara (inače kako se mogu ubaciti u bunar?) Instalacija će biti direktno na bunar: SEM, kabl, štitnik, gas, pumpne sekcije, ventili, cijevi su pričvršćene na njega.. Da! ne zaboravite da pričvrstite kabl za sve uz pomoć mrlja - (kao što su specijalni čelični remeni). Sve je to uronjeno u bunar i dugo (nadam se) tamo radi. Da bi se sve ovo napajalo (i nekako upravljalo), na tlu se postavljaju pojačivački transformator (TMPN) i kontrolna stanica.

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

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

Najviše se koristi u praksi ugradnje električnih centrifugalnih pumpi.

Instalacije potopljenih centrifugalnih pumpi su predviđene za ispumpavanje

ESP uključuje: zemaljsku i podzemnu opremu.

Podzemna oprema uključuje: - montažu električne centrifugalne jedinice; - pumpni niz i kabl.

Površinska oprema se sastoji od opreme na ušću bunara, kontrolne stanice i transformatora.

Rice. 1. 1 - motor; 2 - kabl; 3 - hidrozaštita; 4 - pumpa ESP 5.6 - kontrolni i ispusni ventili; 7 - oprema na ušću bušotine; 8 - autotransformator; 9 - kontrolna stanica; 10 - cijev; 11 - usisni modul.

Princip rada: Električna centrifugalna jedinica se spušta u bunar na cijevi. Sastoji se od tri glavna dijela smještena na jednom vertikalnom vratilu: višestepene centrifugalne pumpe, elektromotora (EM) i protektora koji štiti elektromotor od prodiranja tekućine i osigurava dugotrajno podmazivanje pumpe i motora. Struja za napajanje elektromotora napaja se preko trožilnog ravnog kabela, koji se spušta zajedno sa cijevnim nizom i na njih se pričvršćuje tankim željeznim stezaljkama (kaiševima).

Transformator je dizajniran da kompenzira pad napona u kablu koji dovodi struju do SEM. Uz pomoć kontrolne stanice vrši se ručna kontrola motora, automatsko gašenje jedinice kada je dovod tekućine prekinut, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i gašenje jedinice u slučaju kratkih spojeva. Tokom rada jedinice, pumpa centrifugalne struje uvlači tekućinu kroz filter instaliran na ulazu pumpe i pumpa je kroz cijevi pumpe na površinu. U zavisnosti od glave, tj. tečne visine dizanja, koriste se pumpe sa različitim brojem stupnjeva.

28. Druge vrste pumpi bez šipke

vijčana pumpa – potapajuća pumpa pogonjen električnim motorom; tečnost u pumpi se kreće usled rotacije vijka rotora. Pumpe ovog tipa su posebno efikasne pri vađenju ulja visokog viskoziteta iz bušotina.

Hydropiston pumpa je potopna pumpa koju pokreće protok fluida koji se dovodi u bunar sa površine pumpne jedinice. Istovremeno se u bunar spuštaju dva reda koncentričnih cijevi promjera 63 i 102 mm. Pumpa se spušta u bunar unutar cijevi prečnika 63 mm i pritiskom tečnosti pritisne na sedlo za sletanje koje se nalazi na kraju ove cijevi. Tečnost koja dolazi sa površine pokreće klip motora, a sa njim i klip pumpe. Klip pumpe ispumpava tečnost iz bušotine i zajedno sa radnom tečnošću isporučuje je kroz prsten na površinu.

membranska pumpa - pumpa pozitivnog pomaka, u kojoj se promjena volumena pumpne komore javlja zbog deformacije jednog od njenih zidova, izrađene u obliku elastične ploče - dijafragme. Zbog činjenice da su pokretni dijelovi pogonskog mehanizma D. n. nemaju kontakt sa dizanim medijem, D. n. također se koristi za pumpanje tekućina kontaminiranih abrazivnim mehaničkim sredstvom nečistoće. Dijafragme se izrađuju od gume (uključujući i ojačane) i drugih elastičnih materijala, kao i od nehrđajućih legura. Oni su u obliku (uglavnom) valovite ploče ili mijeha.

Instalacije potopljenih centrifugalnih pumpi dizajniran za ispumpavanje

naftne bušotine, uključujući nagnute rezervoare koji sadrže tečnost

ulje, vodu i gas i mehaničke nečistoće. U zavisnosti od količine

razne komponente sadržane u dizanoj tečnosti, pumpe

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