Co je ECN v ropném průmyslu. Konstrukce a technické vlastnosti modulů uetsn. Zkontrolujte a odvzdušněte ventily

Typ. Zařízení ESP se skládá z ponorné části, spouštěné do studny vertikálně na hadicové struně, a povrchové části vzájemně spojené ponorným napájecím kabelem.

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Instalace ESP (schéma ESP) část 1

✪ Spuštění jednotky ESP. Závěr k režimu. Část 2

✪ ESP. Spuštění, výstup do režimu

✪ Obsluha řídicí stanice ESP

✪ Posloupnost akcí při startování a uvedení do režimu dobře vybaveného ESP

titulky

Ponorné zařízení ESP

Ponornou částí zařízení ESP je čerpací jednotka svisle spouštěná do vrtu na potrubí potrubí, skládající se z SEM (ponorný elektromotor), hydraulické ochranné jednotky, modulu nasávání kapaliny, samotného ESP, zpětného ventilu, a vypouštěcí (vypouštěcí) ventil. Skříně všech jednotek ponorné části ESP jsou trubky s přírubovými spoji pro vzájemné kloubové spojení, s výjimkou zpětných a vypouštěcích ventilů, které jsou k potrubí přišroubovány závitem. délka ponorné části v sestavené podobě může dosáhnout více než 50 metrů. Součástí ponorného zařízení je i ponorný kabel (KPBP), což je plochý pancéřovaný třížilový kabel, jehož délka přímo závisí na hloubce sestupu ponorné části ESP.

ESP

Elektrické odstředivé čerpadlo pro výrobu oleje je vícestupňové a obecně vícesekční. Modulová část čerpadla se skládá z tělesa, hřídele, sady stupňů (oběžná kola a vodicí lopatky), horních a spodních radiálních ložisek, axiální podpěry, hlavy a základny. Sada jevů s hřídelí, radiálními ložisky a axiální podpěrou je umístěna v pouzdře a upnuta koncovkami. Verze čerpadel se liší materiály pracovních těles, částí tělesa, třecích párů, provedením a počtem radiálních ložisek.

Hlavní výrobci ESP

domácí výrobci

Zahraniční výrobci

V současné době jsou největšími výrobci ESP v zahraničí:

• REDA - USA
• Centrilift - USA
• ESP - USA

V minulé roky Velmi aktivní jsou i výrobci ESP z Čínské lidové republiky.

Struktura symbolu ESP

Dnes, s rozvojem nových ropných polí s komplikovanými podmínkami pro její těžbu a využíváním technologií zvyšujících těžbu ropy na již vytěžených polích, vede ke zkrácení doby generálních oprav provozu tradičních zařízení na těžbu ropy, včetně ESP. Tato skutečnost vyžaduje, aby výrobci přibývali modelová řada, jejich vybavení, které může splňovat podmínky konkrétních vrtů. V této souvislosti se vyrábí nové modely ESP, které mají Designové vlastnosti pracovních těles, technologie jejich tavení a materiál, ze kterého jsou vyrobeny, umístění axiálních a radiálních podpor a mnoho dalšího. Všechny tyto vlastnosti se odrážejí v symbolech modelu čerpadla, které si každý výrobce tvoří podle svých technických podmínek, ale všechny domácí výrobci použijte obecný formulář k označení velikosti zařízení v názvu modelu.

Příklad symbolu:

ESP 5-125-2150

• Elektrické odstředivé čerpadlo
• Velikost ESP (podmíněně udává minimální vnitřní průměr struny pláště v palcích)
• Produktivita - m³/den. (při provozu jednotky na frekvenci střídavého proudu 50 Hz, otáčky 2910 ot./min, s přihlédnutím ke skluzu)
• Hlava - m

Někteří výrobci používají následující označení ESP-5A-45-1800(3026), kde jsou v závorce uvedeny otáčky, při kterých musí ESP pracovat, aby bylo dosaženo udávaného výkonu a tlaku.

Výrobci ESP v USA používají pro své produkty jinou strukturu pojmenování, jako například:

TD-650 (242st) nebo DN-460 (366st)

• Písmeno D označuje řadu, která určuje velikost tělesa čerpadla.
• Další číslo udává výkon ESP měřený v bbl. / den při frekvenci střídavého proudu 60 Hz
• Počet pracovních stupňů v čerpadle je uveden v závorkách.

SED

Ve většině případů je tento motor speciální konstrukce a jedná se o asynchronní, třífázový, dvoupólový střídavý motor s rotorem nakrátko. Motor je naplněn nízkoviskózním olejem, který plní funkci mazání ložisek rotoru a odvádění tepla na stěny skříně motoru, které je omýváno proudem vrtných produktů. SEM jsou jednotky ESP, převádějící elektrická energie, který je přiváděn kabelem shora do závěsné zóny instalace, do mechanické energie otáčení čerpadel.

Hydroprotekce

Hydraulická ochrana je zařízení, které slouží k ochraně před vniknutím formovací kapaliny do dutiny elektromotoru, ke kompenzaci tepelné roztažnosti objemu oleje a k přenosu točivého momentu na hřídel odstředivého čerpadla. Spodní konec hřídele je připojen k hřídeli (rotoru) elektromotoru, horní konec - k hřídeli čerpadla při instalaci na studnu. Hydroprotekce plní následující funkce:

• vyrovnává tlak ve vnitřní dutině motoru s tlakem zásobní kapaliny ve studni;
• kompenzuje tepelnou změnu objemu oleje ve vnitřní dutině motoru (přebytečný olej je vypuzován přes ventily do mezikruží vrtu);
• chrání vnitřní dutinu motoru před vniknutím formovací kapaliny a úniku oleje (role ucpávky)
• přenáší točivý moment na hřídel odstředivého čerpadla.

Modul nasávání kapalin

Formovací kapalina vstupuje do pracovních stupňů ESP přes sací otvory ve spodní části jednotky čerpadla, proto jsou u některých jednotek otvory ve spodní části spodní části ESP, ale ve většině případů všechny jednotky ESP jsou vybaveny samostatnou jednotkou nasávání tekutin, která se nazývá sací nebo vstupní modul. Hřídel přijímacího modulu je pomocí drážkových spojek připojen zespodu k hřídeli hydraulické ochrany a shora k hřídeli spodní části ESP, takže při provozu ESP je rotace hřídele rotoru motoru a hydraulické ochrany je přenášena přes tuto jednotku na čerpací sekce. Kromě přijímání formovací tekutiny a přenášení rotace může tato jednotka v závislosti na konstrukci filtrovat formační tekutinu od mechanických nečistot a hrát roli jednotky stabilizující plyn. V souladu s výše uvedenými funkcemi lze rozlišit následující skupiny jednotek příjmu tekutin:

Přijímací modul

Nejjednodušší jednotka z níže uvedených, jejími hlavními úkoly je přijímat kapalinu ze zásobníku do dutiny čerpadla a přenášet točivý moment z SEM do ESP. Skládá se ze základny (1) s otvory pro průchod formovací tekutiny a hřídele (2), otvory jsou uzavřeny přijímací mřížkou (3), která zabraňuje jejich ucpání. Délka přijímacího modulu zpravidla nepřesahuje 500 mm a průměr skříně odpovídá průměru skříně čerpacích sekcí a je stejně jako ESP klasifikován podle velikosti. Při instalaci ESP do studny se přijímací modul instaluje mezi hydraulický ochranný chránič a spodní část ESP nebo plynové stabilizační jednotky, pokud je vyrobena bez přijímacích otvorů, k tomu je ve spodní části základny umístěn příruba s průchozími otvory pro připojení k tělu chrániče a na horním konci jsou slepé závitové otvory, do kterých jsou zašroubovány svorníky pro spojení s přírubou sestavy namontované za přijímacím modulem.

ponorný filtr

Zařízení, které snižuje vliv mechanických nečistot na činnost ESP. Může být prezentován jako modul instalovaný mezi ochranným hydraulickým chráničem a spodní částí ESP, kde celá filtrační plocha zařízení je sací plocha rezervoárové kapaliny, v tomto případě ponorný filtr má ve své konstrukci šachtu, která přenáší rotaci rotoru motoru na sekce čerpadla a kromě filtrování kapaliny v nádrži vykonává stejné funkce jako a přijímací modul. Ponorným filtrem může být také modul zavěšený pod celou instalací. V tomto případě filtr není modul nasávání kapaliny, ale je doplňkovým závěsným zařízením.

odlučovač plynu

Zařízení pracující na sání čerpadla, které snižuje negativní vliv plynového faktoru oddělením plynné fáze od produkované formovací tekutiny. Zásobníková kapalina přes sací otvory vstupuje do rotujícího šneku, který urychluje jeho pohyb, poté prochází oběžným kolem, "protřepávajíc" kapalinu pro odplynění, do separačního bubnu, ve kterém se působením odstředivých sil vkládají těžší fáze (kapalina a mechanické nečistoty) jsou vyvrhovány na periferii, kde se kanál přes speciál přesune do stupně čerpadla a lehčí plynná fáze se konsoliduje ve středu bubnu a je vypouštěna speciálním kanálem do mezikruží vrtu. Odlučovač plynu v ESP je instalován na vstupním modulu a skládá se z:

• pouzdro (trubka stejného průměru jako pouzdro ESP, délka 0,5-1 m);
• hřídel (který přijímá rotaci rotoru motoru a přenáší rotaci na hřídele ESP),
• spodní základna s přírubou pro spojení s hlavou hydroprotektoru, třecím ložiskem a přijímacími otvory,
• horní základna s třecím ložiskem a vývody,
• šnek
• oběžné kolo,
• oddělovač.

Odlučovač plynu umožňuje stabilní provoz čerpadla při obsahu plynu ve vyráběné směsi na sání do 55 %.

rozptylovač plynu

Stejně jako odlučovač plynů je to zařízení, které snižuje špatný vliv plynový faktor pro provoz ESP, ale na rozdíl od odlučovače plynů se neodděluje na kapalnou a plynnou fázi, ale spíše promíchává uvolněný plyn z kapaliny do homogenní emulze, přičemž plyn není vypouštěn do mezikruží.

Navenek jsou si tyto jednotky podobné až na absenci otvorů pro výstup plynu u dispergátoru plynu a uvnitř má místo separátoru sadu pracovních těles, která šlehají extrakční směs.

schéma ESP

ESP - instalace elektrického odstředivého čerpadla, v anglická verze- ESP (elektrické ponorné čerpadlo). Pokud jde o počet vrtů, ve kterých taková čerpadla pracují, jsou horší než jednotky SRP, ale z hlediska objemu ropy vyrobené s jejich pomocí jsou ESP bezkonkurenční. Asi 80 % veškeré ropy v Rusku se vyrábí pomocí ESP.

Obecně je ESP obyčejná čerpací jednotka, jen tenká a dlouhá. A ví, jak pracovat v prostředí, které se vyznačuje agresivitou k mechanismům v něm přítomným. Skládá se z ponorného čerpacího agregátu (motor s hydraulickou ochranou + čerpadlo), kabelového vedení, potrubí, zařízení ústí vrtu a povrchového zařízení (transformátor a řídicí stanice).

Hlavní součásti ESP:

ESP (elektrické odstředivé čerpadlo)- klíčový prvek instalace, který vlastně zvedá kapalinu ze studny na povrch. Skládá se ze sekcí, které se zase skládají ze stupňů (vodidel) a velkého počtu oběžných kol sestavených na hřídeli a uzavřených v ocelovém plášti (trubce). Hlavní charakteristiky ESP jsou průtok a dopravní výška, takže tyto parametry jsou uvedeny v názvu každého čerpadla. Například ESP-60-1200 přečerpá 60 m 3 /den kapaliny s dopravní výškou 1200 metrů.

SEM (ponorný elektromotor) je druhým nejdůležitějším prvkem. Jedná se o asynchronní elektromotor plněný speciálním olejem.

Chránič (nebo hydroizolace)- prvek umístěný mezi elektromotorem a čerpadlem. Odděluje elektromotor naplněný olejem od čerpadla naplněného zásobní kapalinou a zároveň přenáší rotaci z motoru na čerpadlo.

Kabel, přes který je přiváděna elektřina do ponorného motoru. Kabel je pancéřovaný. Na povrchu a do hloubky sestupu čerpadla je kruhového průřezu (KRBK) a v oblasti ponorného agregátu podél čerpadla a hydraulické ochrany je plochý (KPBK).

Volitelná výbava:

odlučovač plynu- používá se ke snížení množství plynu na vstupu čerpadla. Pokud není potřeba snižovat množství plynu, pak se používá jednoduchý vstupní modul, přes který studniční kapalina vstupuje do čerpadla.

TMS- termomanometrický systém. Teploměr a manometr srolované do jednoho. Dává nám údaje o teplotě a tlaku média, ve kterém ESP stékající do vrtu funguje.

Celá tato instalace je sestavena přímo, když je spuštěna do studny. Montuje se postupně zdola nahoru, přičemž se nezapomíná na kabel, který je připevněn k samotné instalaci a k ​​trubce, na které to vše visí, pomocí speciálních kovových pásků. Na povrchu je kabel přiveden do zvyšovacího transformátoru (TMPN) a řídicí stanice instalované v blízkosti clusteru.

Kromě již uvedených jednotek jsou v potrubí nad elektrickým odstředivým čerpadlem instalovány zpětné a vypouštěcí ventily.

zpětný ventil(KOSH - zpětný kulový ventil) se používá k naplnění hadičky kapalinou před spuštěním čerpadla. Nedovolí, aby kapalina stékala dolů, když se čerpadlo zastaví. Během provozu čerpadla zpětný ventil je v otevřené poloze pod tlakem zdola.

Montuje se nad zpětný ventil vypouštěcí ventil (KS), který slouží k vypuštění tekutiny z potrubí před vytažením čerpadla ze studny.

Elektrická odstředivá ponorná čerpadla mají oproti čerpadlům s hlubokou tyčí významné výhody:

• Jednoduchost pozemního vybavení;
• Možnost odběru tekutiny z vrtů až do 15000 m 3 /den;
• Schopnost je používat ve vrtech s hloubkou více než 3000 metrů;
• Vysoká (od 500 dnů do 2-3 let nebo více) doba generální opravy provozu ESP;
• Možnost provádění výzkumu ve studních bez zdvihacího čerpacího zařízení;
• Méně časově náročné metody odstraňování vosku ze stěn potrubí.

Elektrická odstředivá ponorná čerpadla lze použít v hlubokých a šikmých ropných vrtech (i v horizontálních), ve studnách silně podmáčených, ve vrtech s jodobromovými vodami, s vysokou salinitou formačních vod, pro čerpání roztoků solí a kyselin. Kromě toho byla vyvinuta a jsou vyráběna elektrická odstředivá čerpadla pro simultánní-samostatný provoz několika horizontů v jednom vrtu s pažnicovými kolonami 146 mm a 168 mm. Někdy se také používají elektrická odstředivá čerpadla k čerpání vody z tvorby solného roztoku do ropné nádrže, aby se udržoval tlak v nádrži.

Ponorná odstředivá elektrická čerpadla na těžbu ropy jsou určena pro provoz ropných, někdy silně podmáčených, vrtů malého průměru a velké hloubky, musí zajistit bezproblémový a dlouhodobý provoz v kapalinách obsahujících agresivní formační vody s rozpuštěnými různými solemi , plyny (včetně sirovodíku), mechanické nečistoty, zejména ve formě písku.

Rýže 5 Kruhový diagram ESP

1 - autotransformátor; 2 - řídící stanice; 3- kabelový buben; 4 - vybavení ústí vrtu; 5 - hadicová šňůra; 6 - pancéřovaný elektrický kabel; 7 - kabelové svorky; 8 - ponorné vícestupňové odstředivé čerpadlo; 9 - přijímací mřížka čerpadla; 10 - zpětný ventil; 11 - vypouštěcí ventil; 12 - hydraulická ochranná jednotka (chránič); 13 - ponorný motor; 14 - kompenzátor.

Jednotka ESP se skládá z ponorné jednotky, zařízení ústí vrtu, elektrického zařízení a potrubí.

Ponorná jednotka obsahuje elektrické odstředivé čerpadlo, hydraulickou ochranu a elektromotor. Ta (jednotka) je spouštěna do vrtu na trubkové koloně, která je zavěšena zařízením ústí vrtu instalovaným na hlavě produkční kolony.

Elektřina z polní sítě je přes transformátor a řídicí stanici kabelem připevněným k vnějšímu povrchu potrubí pomocí upevňovacích pásů (svorek) přiváděna do elektromotoru, s jehož rotorem je spojen hřídel odstředivého elektrického čerpadla . ESP pumpuje tekutinu přes hadicový řetězec na povrch. Nad čerpadlem je instalován zpětný ventil, který usnadňuje spouštění jednotky po jeho odstávce a nad zpětným ventilem je vypouštěcí ventil pro vypouštění kapaliny z potrubí při jejich zvednutí.

Ponorné čerpadlo, elektromotor a hydraulická ochrana jsou vzájemně propojeny přírubami a svorníky. Hřídele čerpadla, motoru a hydraulické ochrany mají na koncích drážkování a jsou vzájemně propojeny drážkovanými spojkami.

Čerpadlo je ponořeno pod hladinu kapaliny v závislosti na množství volného plynu do hloubky 250-300 m, někdy až 600 m.

K pohonu ESP jsou použity asynchronní třífázové motory s rotory nakrátko v utěsněném provedení, plněné olejem.

K ochraně elektromotoru před vniknutím do jeho vnitřní dutiny formovací kapaliny a ke kompenzaci změn objemu oleje v motoru během zahřívání a chlazení, jakož i při úniku oleje netěsnostmi, se používá hydraulická ochrana. Hydroprotekce obsahuje chránič a kompenzátor.

Elektřina je do ponorného motoru přiváděna speciálním třížilovým kabelem. Průřez vodičů kabelu se volí v závislosti na výkonu ponorného motoru a hloubce jeho sestupu.

Autotransformátory a transformátory slouží k udržení požadovaného napětí na svorce ponorného motoru při změnách napěťových ztrát v kabelu a dalších prvcích napájecí sítě, jakož i k umožnění napájení motorů s různým jmenovitým napětím při standardních napětích polní sítě.

Řízení a ochrana ponorných motorů odstředivá čerpadla provádí pomocí komplexu zařízení namontovaného v řídicí stanici. Ovládací stanice pomocí speciálního spínače umožňuje nastavit tři režimy ovládání: manuální, automatický a programový.

Hlavní parametry odstředivých čerpadel jsou jeho přívod Q (v m 3 / den) a vyvíjený tlak H (v m). Hodnota dopravní výšky charakterizuje výšku, do které může být kapalina tímto čerpadlem zvednuta. Tlak čerpadla a jeho průtok jsou vzájemně závislé veličiny: čím vyšší je tlak, tím nižší je jeho průtok. Jmenovité údaje čerpadla obvykle udávají hodnoty dopravní výšky čerpadla a jeho průtoku při maximální účinnosti. instalace.

Účel a technické údaje ESP.

Instalace ponorných odstředivých čerpadel jsou určeny pro čerpání ropných vrtů, včetně nakloněných zásobníkových kapalin obsahujících ropu, vodu a plyn a mechanické nečistoty. V závislosti na počtu různých součástí obsažených v čerpané kapalině mají čerpadla zařízení standardní a zvýšenou odolnost proti korozi a opotřebení. Při provozu ESP, kde koncentrace mechanických nečistot v čerpané kapalině překračuje povolených 0,1 gramu / litr, dochází k ucpávání čerpadel, intenzivnímu opotřebení pracovních jednotek. V důsledku toho se zvyšují vibrace, voda se dostává do SEM přes mechanické těsnění, motor se přehřívá, což vede k selhání ESP.

Symbol nastavení:

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

Kde Y je instalace, 2 je druhá modifikace, E je poháněno ponorným elektromotorem, C je odstředivé, H je čerpadlo, K je zvýšená odolnost proti korozi, I je zvýšená odolnost proti opotřebení, M - stavebnicové provedení, 6 - skupiny čerpadel, 180, 350 - přívod m / den, 1200, 1100 - dopravní výška, m.w.st.

V závislosti na průměru výrobní šňůry, maximálním příčném rozměru ponorné jednotky se používají ESP různých skupin - 5,5 a 6. Instalace skupiny 5 s příčným průměrem minimálně 121,7 mm. Instalace skupiny 5 a s příčným rozměrem 124 mm - do jímek s vnitřním průměrem minimálně 148,3 mm. Čerpadla jsou také rozdělena do tří podmíněných skupin - 5,5 a, 6. Průměry pouzder skupiny 5 jsou 92 mm, skupiny 5 a jsou 103 mm, skupiny 6 jsou 114 mm. Technické charakteristiky čerpadel ETsNM a ETsNMK jsou uvedeny v příloze 1.

Složení a úplnost ESP

Jednotka ESP se skládá z ponorné čerpací jednotky (elektromotor s hydraulickou ochranou a čerpadlem), kabelového vedení (kulatý plochý kabel s kabelovou průchodkou), potrubí, zařízení ústí vrtu a zemního elektrického zařízení: transformátor a řídicí stanice (kompletní zařízení) (viz obrázek 1.1.). Trafostanice převádí napětí polní sítě suboptimální hodnoty na svorkách elektromotoru s přihlédnutím k napěťovým ztrátám v kabelu. Řídicí stanice zajišťuje řízení provozu čerpacích jednotek a její ochranu za optimálních podmínek.

Ponorné čerpadlo Hlavní jednotka sestávající z čerpadla a elektromotoru s hydraulickou ochranou a kompenzátorem je spuštěna do studny podél potrubí. Kabelové vedení zajišťuje napájení elektromotoru. Kabel je připevněn k hadici pomocí kovových koleček. Kabel je po celé délce čerpadla a chrániče plochý, je k nim připevněn kovovými kolečky a chráněn před poškozením pouzdry a svorkami. Kontrolní a vypouštěcí ventily jsou instalovány nad sekcemi čerpadla. Čerpadlo čerpá tekutinu ze studny a dodává ji na povrch potrubím (viz obrázek 1.2.)

Zařízení ústí vrtu zajišťuje zavěšení na přírubu pláště potrubí s elektrickým čerpadlem a kabelem, těsnění trubek a kabelů, jakož i odvod vyrobené kapaliny do výstupního potrubí.

Ponorné, odstředivé, sekční, vícestupňové čerpadlo se v zásadě neliší od běžných odstředivých čerpadel.

Jeho rozdíl je v tom, že je sekční, vícestupňová, s malým průměrem pracovních stupňů - oběžných kol a vodicích lopatek. Ponorná čerpadla vyráběná pro ropný průmysl obsahují od 1300 do 415 stupňů.

Sekce čerpadla spojené pomocí přírubových spojů jsou kovové pouzdro. Vyrobeno z ocelová trubka Délka 5500 mm. Délka čerpadla je dána počtem pracovních stupňů, jejichž počet je zase určen hlavními parametry čerpadla. - dodávka a tlak. Průtok a dopravní výška stupňů závisí na průřezu a konstrukci průtokové dráhy (lopatek) a také na rychlosti otáčení. V plášti čerpacích sekcí je vsazen balík stupňů, což je sestava oběžných kol a vodicích lopatek na hřídeli.

Oběžná kola jsou uložena na hřídeli na peru a mohou se pohybovat v axiálním směru. Vodicí lopatky jsou zajištěny proti otáčení v pouzdru vsuvky umístěné v horní části čerpadla. Zespodu je základna čerpadla našroubována do pouzdra se vstupními otvory a filtrem, kterým se kapalina ze studny dostává do prvního stupně čerpadla.

Horní konec hřídele čerpadla se otáčí v ložiskách ucpávky a je zakončen speciální patou, která přenáší zatížení hřídele a její hmotnost přes pružinový kroužek. Radiální síly v čerpadle jsou vnímány kluznými ložisky instalovanými na základně vsuvky a na hřídeli čerpadla.

V horní části čerpadla je rybářská hlava, ve které je instalován zpětný ventil a ke kterému je připojena hadička.

Ponorný elektromotor, třífázový, asynchronní, olejový plněný s rotorem nakrátko v obvyklém provedení a korozivzdorných verzích PEDU (TU 16-652-029-86). Klimatická modifikace - B, kategorie umístění - 5 dle GOST 15150 - 69. Na základně elektromotoru je ventil pro čerpání oleje a jeho vypouštění a také filtr pro čištění oleje od mechanických nečistot.

Hydroprotekce SEM se skládá z chrániče a kompenzátoru. Je navržen tak, aby chránil vnitřní dutinu elektromotoru před vniknutím formovací kapaliny a také kompenzoval změny teploty v objemech oleje a jeho spotřebě. (Viz obrázek 1.3.)

Dvoukomorový chránič, s pryžovou membránou a mechanickými hřídelovými ucpávkami, kompenzátor s pryžovou membránou.

Třížilový kabel s polyetylenovou izolací, pancéřovaný. Kabelové vedení, tzn. kabel navinutý na bubnu, k jehož základně je připevněn nástavec - plochý kabel s kabelovou průchodkou. Každé jádro kabelu má vrstvu izolace a pláště, podložky z pogumované tkaniny a pancéřování. Tři izolované vodiče plochého kabelu jsou položeny paralelně v řadě a kulatý kabel je stočen podél spirály. Kabelová sestava má unifikovanou kabelovou vývodku K 38, K 46 kruhového typu. V kovovém pouzdře jsou spojky hermeticky utěsněny pryžovým těsněním, na vodivých drátech jsou připevněna oka.

Konstrukce jednotek UETsNK, UETsNM s čerpadlem s hřídelí a stupni z korozivzdorných materiálů a UETsNI s čerpadlem s plastovými oběžnými koly a pryžokovovými ložisky je podobná konstrukci jednotek UETsN.

Při velkém faktoru plynu se používají čerpací moduly - odlučovače plynů určené ke snížení objemového obsahu volného plynu na sání čerpadla. Odlučovače plynů odpovídají skupině výrobků 5, typ 1 (obnovitelné) dle RD 50-650-87, klimatické provedení - B, kategorie umístění - 5 dle GOST 15150-69.

Moduly lze dodat ve dvou verzích:

Odlučovače plynů: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1MNG6 - standardní provedení;

Odlučovače plynů 1 MNGK5, MNG5a - zvýšené odolnost proti korozi.

Moduly čerpadel se instalují mezi vstupní modul a modulovou část ponorného čerpadla.

Ponorné čerpadlo, elektromotor a hydraulická ochrana jsou propojeny přírubami a svorníky. Hřídele čerpadla, motoru a chrániče mají na koncích drážky a jsou spojeny drážkovými spojkami.

Komponenty pro kladkostroje a vybavení pro jednotky ESP jsou uvedeny v příloze 2.

Technické vlastnosti SEM

Ponorná odstředivá čerpadla jsou poháněna speciálním olejem plněným ponorným třífázovým asynchronním elektromotorem. střídavý proud s rotorem nakrátko vertikálního provedení typu PED. Elektromotory mají průměr pouzdra 103, 117, 123, 130, 138 mm. Protože průměr elektromotoru je omezený, při vysokých výkonech má motor velkou délku a v některých případech je sekční. Protože elektromotor pracuje ponořený v kapalině a často pod vysokým hydrostatickým tlakem, je hlavní podmínkou spolehlivého provozu jeho těsnost (viz obrázek 1.3).

SEM je naplněn speciálním nízkoviskózním olejem s vysokou dielektrickou pevností, který slouží jak k chlazení, tak k mazání dílů.

Ponorný elektromotor se skládá ze statoru, rotoru, hlavy, základny. Skříň statoru je vyrobena z ocelové trubky, na jejíchž koncích je závit pro spojení hlavy motoru a základny. Magnetický obvod statoru je sestaven z aktivních a nemagnetických laminovaných plechů s drážkami, ve kterých je umístěno vinutí. Statorové vinutí může být jednovrstvé, vlečné, cívkové nebo dvouvrstvé, tyčové, smyčkové. Fáze vinutí jsou spojeny.

Aktivní část magnetického obvodu spolu s vinutím vytváří točivé magnetické pole v elektromotorech a nemagnetická část slouží jako podpěry pro mezilehlá ložiska rotoru. Ke koncům vinutí statoru jsou připájeny vývodové konce, vyrobené z lanka měděný drát izolovaný, s vysokým elektrickým a mechanická síla. Na konce připájejte objímky, které obsahují kabelová oka. Výstupní konce vinutí jsou připojeny ke kabelu přes speciální zásuvný blok (objímku) kabelové průchodky. Proudové vedení motoru může být také nožového typu. Rotor motoru je klecový, vícedílný. Skládá se z hřídele, jader (balení rotorů), radiálních ložisek (kluzných ložisek). Hřídel rotoru je vyrobena z duté kalibrované oceli, jádra jsou vyrobena z plechové elektrooceli. Jádra jsou uložena na hřídeli střídavě s radiálními ložisky a jsou s hřídelí spojena pery. Soupravu jader na hřídeli dotáhněte v axiálním směru maticemi nebo turbínou. Turbína se používá pro nucený oběh oleje pro vyrovnání teploty motoru po délce statoru. Pro zajištění cirkulace oleje jsou na ponořené ploše magnetického obvodu podélné drážky. Olej cirkuluje těmito štěrbinami, filtrem ve spodní části motoru, kde se čistí, a otvorem v hřídeli. Pata a ložisko jsou umístěny v hlavě motoru. Spodní část motoru se používá k umístění filtru, obtokového ventilu a ventilu pro čerpání oleje do motoru. Sekční elektromotor se skládá z horní a spodní části. Každá sekce má stejné základní uzly. Technické charakteristiky SEM jsou uvedeny v příloze 3.

Základní technické údaje kabelu

Elektřina je do elektromotoru instalace ponorného čerpadla přiváděna kabelovým vedením skládajícím se z přívodního kabelu a průchodky kabelu pro spojení s elektromotorem.

V závislosti na účelu může kabelové vedení zahrnovat:

Kabel značek KPBK nebo KPPBPS - jako hlavní kabel.

Značka kabelu KPBP (plochý)

Kabelová průchodka je kulatá nebo plochá.

Kabel KPBK se skládá z měděných jednovodičových nebo vícevodičových jader, izolovaných ve dvou vrstvách vysokopevnostním polyethylenem a stočených dohromady, stejně jako polštářů a pancíře.

Kabely značek KPBP a KPPBPS ve společném hadicovém plášti se skládají z měděných jednožilových a vícežilových vodičů izolovaných vysokohustotním polyethylenem a uložených v jedné rovině, dále ze společného hadicového pláště, polštáře a pancíře.

Kabely značky KPPBPS s odděleně hadicovými vodiči se skládají z měděných jedno- a vícevodičových vodičů izolovaných ve dvou vrstvách polyetylenu vysoký tlak a položené ve stejné rovině.

Značka kabelu KPBK má:

Provozní napětí V - 3300

Značka kabelu KPBP má:

Provozní napětí, V - 2500

Přípustný tlak kapaliny v zásobníku, MPa - 19,6

Přípustné GOR, m/t – 180

Kabel značky KPBK a KPBP má přípustné teploty životní prostředí od 60 do 45 С vzduch, 90 С - formovací kapalina.

Teploty kabelové vedení jsou uvedeny v příloze 4.

1.2 Stručný přehled domácích systémů a zařízení.

Instalace ponorných odstředivých čerpadel jsou určeny pro čerpání ropných vrtů včetně šikmých, zásobní kapaliny obsahující ropu a plyn a mechanické nečistoty.

Jednotky jsou vyráběny ve dvou typech - modulární a nemodulární; tři verze: konvenční, odolná proti korozi a zvýšená odolnost proti opotřebení. Čerpané médium domácích čerpadel musí mít následující indikátory:

· rezervoárová divokost - směs ropy, související vody a ropného plynu;

· maximální kinematická viskozita formovací kapaliny 1 mm/s;

· Hodnota pH související vody pH 6,0-8,3;

· maximální obsah přijímané vody 99 %;

volný plyn na sání až 25 %, u jednotek s moduly separátoru až 55 %;

· maximální teplota extrahovaného produktu je do 90C.

V závislosti na příčných rozměrech ponorných odstředivých elektrických čerpadel, elektromotorů a kabelových vedení použitých v sestavě instalací jsou instalace podmíněně rozděleny do 2 skupin 5 a 5a. S průměrem struny pláště 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm resp.

Instalace UEC se skládá z jednotky ponorného čerpadla, kabelového svazku, zemního elektrického zařízení - transformátorové souproudé rozvodny. Čerpací agregát se skládá z ponorného odstředivého čerpadla a motoru s hydraulickou ochranou, spouští se do studny na potrubí. Čerpadlo je ponorné, třífázové, asynchronní, olejové plněné s rotorem.

Hydroprotekce se skládá z chrániče a kompenzátoru. Třížilový kabel s polyetylenovou izolací, pancéřovaný.

Ponorné čerpadlo, elektromotor a hydraulická ochrana jsou vzájemně propojeny přírubami a svorníky. Hřídele čerpadla, motoru a chrániče mají na koncích drážky a jsou spojeny drážkovými spojkami.

1.2.2. Ponorné odstředivé čerpadlo.

Ponorné odstředivé čerpadlo se v principu neliší od běžných odstředivých čerpadel používaných pro čerpání kapalin. Rozdíl je v tom, že je vícesekční s malým průměrem pracovních stupňů - oběžných kol a vodicích lopatek. Oběžná kola a vodicí lopatky běžných čerpadel jsou vyrobeny z modifikované šedé litiny, čerpadla odolná proti korozi jsou vyrobena z niresistové litiny a kola odolná proti opotřebení jsou vyrobena z jejich polyamidových pryskyřic.

Čerpadlo se skládá ze sekcí, jejichž počet závisí na hlavních parametrech čerpadla - tlaku, ale ne více než čtyři. Délka úseku až 5500 metrů. U modulárních čerpadel se skládá ze vstupního modulu, modulu - sekce. Modul - hlavové, kontrolní a vypouštěcí ventily. Spojení mezi moduly a vstupním modulem s připojením motor - příruba (kromě vstupního modulu, motoru nebo separátoru) je utěsněno pryžovými manžetami. Hřídele modulů-sekcí jsou vzájemně spojeny, modul-sekce jsou spojeny s hřídelí vstupního modulu, hřídel vstupního modulu je spojena s hřídelí hydraulické ochrany motoru drážkovými spojkami. Hřídele modulů-sekcí všech skupin čerpadel se stejnou délkou pouzder jsou délkově sjednoceny.

Modul-sekce se skládá z těla, hřídele, sady stupňů (oběžná kola a vodicí lopatky), horního a spodního ložiska, horního axiálního ložiska, hlavy, základny, dvou žeber a pryžových kroužků. Žebra jsou určena k ochraně plochého kabelu s objímkou ​​před mechanickým poškozením.

Vstupní modul se skládá ze základny s otvory pro průchod formovací tekutiny, ložiskových pouzder a pletiva, hřídele s ochrannými pouzdry a drážkované spojky určené ke spojení hřídele modulu s hřídelí hydraulické ochrany.

Hlavový modul se skládá z pouzdra, na jehož jedné straně je vnitřní kuželový závit pro připojení zpětného ventilu, na druhé straně - příruba pro připojení k sekci modulu, dvě žebra a pryžový kroužek.

V horní části pumpy je rybářská hlava.

Domácí průmysl vyrábí čerpadla s průtokem (m / den):

Modulární - 50,80,125,200,160,250,400,500,320,800,1000,1250.

Nemodulární - 40,80,130,160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Následující hlavy (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1850, 00, 1850, 00 .

1.2.3. Ponorné motory

Ponorné elektromotory se skládají z elektromotoru a hydraulické ochrany.

Třífázové, asynchronní, klecové, dvoupólové, ponorné, unifikované sériové motory. SEM v normálním a korozním provedení, klimatická verze B, kategorie umístění 5, pracují se střídavým proudem 50 Hz a používají se jako pohon pro ponorná odstředivá čerpadla.

Motory jsou konstruovány pro provoz ve formovací kapalině (směs oleje a vyrobené vody v libovolném poměru) s teplotami do 110 C obsahující:

· mechanické nečistoty ne více než 0,5 g/l;

volný plyn ne více než 50 %;

· sirovodík pro normální, ne více než 0,01 g/l, odolný proti korozi do 1,25 g/l;

Hydroprotektivní tlak v oblasti provozu motoru není větší než 20 MPa. Elektromotory jsou plněny olejem s průrazným napětím minimálně 30 kV. Maximální dlouhodobě přípustná teplota vinutí statoru elektromotoru (pro motor s průměrem pouzdra 103 mm) je 170 C, pro ostatní elektromotory 160 C.

Motor se skládá z jednoho nebo více elektromotorů (horní, střední a spodní, výkon od 63 do 630 kW) a chrániče. Elektromotor se skládá ze statoru, rotoru, hlavy s proudovým vedením a skříně.

1.2.4. Hydroochrana elektromotoru.

Hydraulická ochrana je navržena tak, aby zabránila pronikání kapaliny z nádrže do vnitřní dutiny elektromotoru, aby kompenzovala objem oleje ve vnitřní dutině od teploty elektromotoru a přenesla točivý moment z hřídele elektromotoru na čerpadlo hřídel. Existuje několik možností hydroizolace: P, PD, G.

Hydroprotekce se vyrábí ve standardním i korozivzdorném provedení. Hlavním typem hydraulické ochrany pro sestavu SEM je hydraulická ochrana otevřeného typu. Hydraulická ochrana otevřeného typu vyžaduje použití speciální bariérové ​​kapaliny s hustotou až 21 g/cm, která má fyzikální a chemické vlastnosti s formovací kapalinou a olejem.

Hydroochrana se skládá ze dvou komor spojených trubkou. Změna objemů kapalného dielektrika v motoru je kompenzována přetékáním bariérové ​​kapaliny z jedné komory do druhé. V hydroprotekci uzavřený typ používají se pryžové membrány. Jejich elasticita kompenzuje změnu objemu oleje.

24. Stav tekoucích vrtů, stanovení energie a měrná spotřeba plyn při provozu plynokapalinového výtahu.

Dobře tekoucí podmínky.

K dobrému proudění dochází, pokud pokles tlaku mezi formací a spodním otvorem je dostatečný k překonání protitlaku sloupce kapaliny a ztrát třením tlaku, to znamená, že proudění nastává působením hydrostatického tlaku kapaliny nebo energie kapaliny. expandující plyn. Většina vrtů proudí díky energii plynu a hydrostatické výšce současně.

Plyn v oleji má zvedací sílu, která se projevuje v podobě tlaku na olej. Čím více plynu je rozpuštěno v oleji, tím méně bude směs hustá a tím výše bude stoupat hladina kapaliny. Po dosažení úst kapalina přeteče a studna začne proudit. Obecným předpokladem pro provoz jakéhokoli tekoucího vrtu bude následující základní rovnost:

Pc \u003d Rg + Rtr + Ru; Kde

Рс - tlak ve dně, РР, Рtr, Ру - hydrostatický tlak sloupce kapaliny ve vrtu, vypočtený podél vertikály, tlakové ztráty v důsledku tření v potrubí a protitlak v ústí vrtu, resp.

Existují dva typy dobře tekoucích:

· Tryskání kapaliny, která neobsahuje bublinky plynu - artéský tryskání.

· Nejběžnějším typem chrlení je chrlení kapaliny obsahující bublinky plynu, které usnadňuje chrlení.

Zařízení ESP je komplexní technický systém a i přes známý princip fungování odstředivého čerpadla je kombinací prvků, které jsou designově originální. Schematický diagram ESP je znázorněn na Obr. 6.1. Instalace se skládá ze dvou částí: pozemní a ponorné. Zemnící část obsahuje autotransformátor 1; řídící stanice 2; někdy kabelový buben 3 a vybavení ústí vrtu 4. Ponorná část obsahuje hadicovou šňůru 5, na kterou se ponorná jednotka spouští do vrtu; pancéřovaný třížilový elektrický kabel 6, kterým je přiváděno napájecí napětí do ponorného elektromotoru a který je pomocí speciálních svorek 7 uchycen ke struně potrubí.

Ponorná jednotka sestává z vícestupňového odstředivého čerpadla 8, vybaveného sacím sítem 9 a zpětným ventilem 10. Ponorná jednotka obsahuje vypouštěcí ventil 11, kterým je při zvednutí jednotky vypouštěna kapalina z potrubí. Ve spodní části je čerpadlo kloubově spojeno s hydraulickou ochrannou jednotkou (ochranou) 12, která je zase kloubově spojena s ponorným motorem 13. Ve spodní části má motor 13 kompenzátor 14.

Kapalina vstupuje do čerpadla přes síťovinu umístěnou v jeho spodní části. Síťka zajišťuje filtraci formovací tekutiny. Čerpadlo dodává kapalinu ze studny do potrubí.

Jednotky ESP v Rusku jsou určeny pro studny s pažnicovými strunami o průměru 127, 140, 146 a 168 mm. Dvě velikosti ponorných jednotek jsou k dispozici pro 146 a 168 mm struny pláště. Jedna je určena pro jímky s nejmenším vnitřním průměrem (podle GOST) pažnicové kolony. Jednotka ESP má v tomto případě také menší průměr a tím i nižší mezní hodnoty provozní charakteristiky (tlak, průtok, účinnost).

Rýže. 6.1. Schematické schéma ESP:

1 - autotransformátor; 2 - řídící stanice; 3 - kabelový buben; 4 - vybavení ústí vrtu; 5 - hadicová šňůra; 6 - pancéřovaný elektrický kabel; 7 - kabelové svorky; 8 - ponorné vícestupňové odstředivé čerpadlo; 9 - přijímací mřížka čerpadla; 10 - zpětný ventil; 11 - vypouštěcí ventil; 12 - hydraulická ochranná jednotka (chránič); 13 - ponorný motor; 14 - kompenzátor

Každá instalace má svůj vlastní kód, například UETsN5A-500-800, ve kterém jsou akceptována tato označení: číslo (nebo číslo a písmeno) za ESP označuje nejmenší přípustný vnitřní průměr pouzdra, do kterého se lze snížit, číslo "4" odpovídá průměru 112 mm, číslo "5" odpovídá 122 mm, "5A" - 130 mm, "6" - 144 mm a "6A" - 148 mm; druhé číslo kódu udává jmenovitý průtok čerpadla (v m 3 / sU t) a třetí - přibližnou dopravní výšku v m. Hodnoty průtoku a dopravní výšky jsou uvedeny pro provoz na vodu.

V posledních letech se sortiment vyráběných instalací odstředivých čerpadel výrazně rozšířil, což se odráží v kódech vyráběných zařízení. Jednotky ESP vyráběné společností ALNAS (Almetěvsk, Tatarstán) mají v šifře za nápisem „ESP“ velké písmeno „A“ a jednotky Lebedjanského mechanického závodu (JSC Lemaz, Lebedyan, Kursk Region) mají velké písmeno písmeno "L" před nápisem "UESP". Instalace odstředivých čerpadel s dvouložiskovou konstrukcí oběžného kola, určená k odběru formovací kapaliny z velké množství mechanické nečistoty mají ve své šifře „2“ za písmenem „L“ a před nápisem ESP (pro čerpadla Lemaz), písmeno „D“ za nápisem „UESP“ (pro čerpadla JSC Borets), písmeno „A“ v přední část obrázku instalačních rozměrů (pro čerpadla ALNAS). Korozivzdorná verze ESP je označena písmenem „K“ na konci instalačního kódu, žáruvzdorná verze je označena písmenem „T“. Konstrukce oběžného kola s přídavnými vířivými lopatkami na zadním disku (Novomet, Perm) má v kódu čerpadla písmeno VNNP.

6.3. Hlavní součásti instalace ESP, jejich účel a vlastnosti

Spádová odstředivá čerpadla

Vrtná odstředivá čerpadla jsou vícestupňové stroje. To je způsobeno především nízkými hodnotami tlaku vytvářenými jedním stupněm (oběžné kolo a vodicí lopatka). Malé hodnoty tlaku jednoho stupně (od 3 do 6-7 m vodního sloupce) jsou zase určeny malými hodnotami vnějšího průměru oběžného kola, omezeným vnitřním průměrem kolony pláště a rozměry použitého spádového zařízení - kabel, ponorný motor atd.

Konstrukce vrtného odstředivého čerpadla může být konvenční a odolná proti opotřebení, stejně jako zvýšená odolnost proti korozi. Průměry a složení čerpacích jednotek jsou v zásadě stejné pro všechny verze čerpadel.

Spádové odstředivé čerpadlo běžné konstrukce je určeno k odsávání kapaliny ze studny s obsahem vody až 99 %. Mechanické nečistoty v čerpané kapalině by neměly být větší než 0,01 % hm. (nebo 0,1 g / l), přičemž tvrdost mechanických nečistot by neměla překročit 5 bodů podle Mohse; sirovodík - ne více než 0,001%. Podle požadavků technických podmínek výrobců by obsah volného plynu na sání čerpadla neměl překročit 25 %.

Odstředivé čerpadlo odolné proti korozi je navrženo tak, aby fungovalo, když je obsah sirovodíku v čerpané formační kapalině do 0,125 % (až 1,25 g/l). Konstrukce odolná proti opotřebení umožňuje čerpání kapalin s mechanickými nečistotami do 0,5 g/l.

Stupně jsou umístěny ve vývrtu válcového tělesa každé sekce. Jedna sekce čerpadla pojme 39 až 200 schodů v závislosti na jejich montážní výšce. Maximální počet stupňů v čerpadlech dosahuje 550 kusů.

Rýže. 6.2. Schéma vrtného odstředivého čerpadla:

1 - prsten se segmenty; 2,3- hladké podložky; 4,5- podložky tlumičů; 6 - horní podpora; 7 - nižší podpora; 8 - pružinový kroužek podpěry hřídele; 9 - vzdálená průchodka; 10 -základna; 11 - drážková spojka.

Modulární ESP

Pro vytvoření vysokotlakých vrtných odstředivých čerpadel musí být v čerpadle instalováno mnoho stupňů (až 550). Zároveň je nelze umístit do jednoho pouzdra, protože délka takového čerpadla (15–20 m) znesnadňuje přepravu, instalaci na studnu a výrobu pouzdra.

Vysokotlaká čerpadla se skládají z několika sekcí. Délka trupu v každé sekci není větší než 6 m. jednotlivé sekce jsou spojeny přírubami se šrouby nebo svorníky a hřídele jsou drážkové spojky. Každá sekce čerpadla má horní axiální hřídelové ložisko, hřídel, radiální hřídelová ložiska, stupně. Pouze spodní část má přijímací mřížku. Rybářská hlava - pouze horní část čerpadla. Sekce vysokotlakého čerpadla mohou být kratší než 6 m (obvykle 3,4 a 5 m délky tělesa čerpadla) v závislosti na počtu stupňů, které v nich mají být umístěny.

Čerpadlo se skládá ze vstupního modulu (obr. 6.4), sekčního modulu (moduly-sekce) (obr. 6.3), hlavového modulu (obr. 6.3), zpětného ventilu a odvzdušňovacího ventilu.

Je povoleno snížit počet modulů-sekcí v čerpadle, respektive doplnit ponornou jednotku motorem o požadovaném výkonu.

Spojení modulů mezi sebou a vstupním modulem s motorem jsou přírubové. Přípojky (kromě spojení vstupního modulu s motorem a vstupního modulu s odlučovačem plynů) jsou utěsněny pryžovými kroužky. Hřídele modulů-sekcí jsou vzájemně spojeny, modul-sekce s hřídelí vstupního modulu, hřídel vstupního modulu s hřídelí hydraulické ochrany motoru se provádí pomocí drážkových spojek.

Hřídele modulů-sekcí všech skupin čerpadel se stejnými délkami pláště 3,4 a 5 m jsou sjednoceny. Pro ochranu kabelu před poškozením během okružních operací jsou na základnách modulové sekce a modulové hlavy umístěny odnímatelné ocelové žebra. Konstrukce čerpadla umožňuje použití modulu odlučovače plynů čerpadla, který se instaluje mezi vstupní modul a modul sekce, bez dodatečné demontáže.

Technické vlastnosti některých standardních velikostí ESP pro výrobu ropy, vyráběných ruskými společnostmi podle Specifikace jsou uvedeny v tabulce 6.1 a Obr. 6.6.