Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Установка погружного электроцентробежного насоса представляет собой комплексную систему механизированной добычи нефти, регламентированную требованиями ГОСТ Р 56830-2015. Основу установки составляют погружная и наземная части, соединенные кабельной линией.
Погружная часть включает многоступенчатый центробежный насос, погружной электродвигатель с гидрозащитой, приемный модуль или газосепаратор, обратный и спускной клапаны. Все узлы соединяются фланцевыми соединениями и монтируются на колонне насосно-компрессорных труб. Длина погружной части может достигать пятидесяти и более метров в собранном виде.
Наземное оборудование состоит из станции управления, трансформатора напряжения ТМПН, системы телеметрии и устьевого оборудования. Станция управления обеспечивает питание установки, контроль рабочих параметров и защиту от аномальных режимов. Современные станции оснащаются частотно-регулируемыми приводами для оптимизации энергопотребления.
УЭЦН эффективно работают в скважинах с дебитом от пятидесяти кубических метров в сутки. При меньших значениях коэффициент полезного действия резко снижается, что делает эксплуатацию нецелесообразной.
Электроцентробежный насос представляет многосекционную многоступенчатую конструкцию. Каждая секция содержит от пятидесяти до ста и более рабочих ступеней, заключенных в стальной корпус. Рабочая ступень состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, образующих единый гидравлический тракт.
Рабочее колесо вращается на валу насоса, передавая кинетическую энергию перекачиваемой жидкости. Центробежная сила отбрасывает жидкость на периферию колеса, откуда она поступает в направляющий аппарат. В направляющем аппарате происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию давления. Последовательное соединение ступеней обеспечивает суммирование создаваемого напора.
Согласно ГОСТ Р 56830-2015 различают следующие типы конструкций по виду рабочих ступеней: центробежная, центробежно-радиальная, центробежно-осевая, центробежно-вихревая, диагональная и роторно-вихревая. Выбор типа определяется условиями эксплуатации и требуемыми характеристиками.
Центробежные рабочие колеса применяются для откачки жидкостей с малым содержанием свободного газа. Центробежно-вихревые конструкции обеспечивают повышенную газоустойчивость за счет особой геометрии проточной части. Диагональные ступени характеризуются увеличенной производительностью при сохранении компактных габаритов.
По восприятию осевой нагрузки стандарт различает пакетную, компрессионную, плавающую и плавающую с осевым подшипником схемы сборки. Плавающая схема снижает трудоемкость сборки и повышает ресурс оборудования. Компрессионная схема упрощает регулировку вылета вала и позволяет использовать оборудование в скважинах с крупными механическими частицами.
При содержании свободного газа на приеме насоса более двадцати пяти процентов по объему необходимо применение газосепараторов или диспергаторов. Превышение этого значения приводит к срыву подачи и перегреву оборудования.
Погружной электродвигатель является трехфазным асинхронным двигателем переменного тока с короткозамкнутым ротором. Конструктивно двигатель состоит из статора, ротора, головки, основания и узла токоввода. Внутренняя полость двигателя заполнена маслом, выполняющим функции смазки подшипников и отвода тепла к стенкам корпуса.
Статор представляет собой стальную трубу с пакетами из листов электротехнической стали толщиной полмиллиметра. В пазах статора уложена трехфазная обмотка, сдвинутая на сто двадцать градусов. Ротор набран из аналогичных пластин с короткозамкнутой обмоткой из алюминиевых стержней.
Двигатели мощностью свыше ста киловатт изготавливаются в двух- или трехсекционном исполнении. Секции соединяются последовательно по электрической схеме, при этом напряжения складываются, а ток остается общим для всех секций. Такая конструкция позволяет увеличить мощность при сохранении приемлемого диаметра корпуса.
Между секциями статора расположены немагнитные пакеты с радиальными подшипниками скольжения. Верхний конец вала подвешен на упорном подшипнике скольжения, воспринимающем осевую нагрузку. При частоте переменного тока пятьдесят герц синхронная частота вращения составляет три тысячи оборотов в минуту, с учетом скольжения рабочая частота равна две тысячи девятьсот десять оборотов в минуту.
Тепло от обмоток статора передается через масло к стенкам корпуса, который омывается потоком скважинной продукции. Критическое значение температуры составляет сто тридцать пять градусов Цельсия, при достижении которого двигатель подлежит остановке на охлаждение.
Гидрозащита предназначена для предотвращения проникновения пластовой жидкости во внутреннюю полость маслозаполненного электродвигателя, компенсации утечек масла и тепловых изменений его объема, а также передачи крутящего момента от вала двигателя к валу насоса. Система гидрозащиты является критически важным элементом, определяющим надежность работы установки.
Протектор устанавливается между погружным электродвигателем и насосом. Основными элементами протектора являются система торцевых уплотнений, эластичные диафрагмы и осевая опора. Торцевые уплотнения выполнены из керамики или релита и представляют собой вращающуюся и неподвижную части, прижимаемые друг к другу пружиной через сильфон. Каждое торцевое уплотнение выдерживает перепад давления от трех до четырех атмосфер.
Протектор содержит две эластичные диафрагмы из термостойкой маслостойкой резины, расположенные в верхней и нижней частях. Диафрагмы компенсируют изменения объема масла при нагреве и охлаждении двигателя, обеспечивая выравнивание давления между внутренней полостью и окружающей средой. В протекторе также расположена гидропята, воспринимающая осевые нагрузки от валов насоса.
Компенсатор устанавливается в нижней части погружного электродвигателя и представляет собой эластичный резиновый мешок, сообщающийся с внутренней полостью двигателя. При включении двигателя масло нагревается, расширяется и перетекает в полость компенсатора. При остановке и охлаждении диафрагма компенсатора под воздействием пластового давления возвращает масло обратно в двигатель.
В двухкорпусной гидрозащите типа Г компенсатор располагается в отдельном корпусе ниже электродвигателя, протектор устанавливается между двигателем и насосом. Такая конфигурация обеспечивает максимальную надежность защиты электродвигателя от попадания пластовой жидкости и является стандартной для большинства применений.
Кабельная линия состоит из основного круглого или плоского кабеля и удлинителя плоского сечения на участке от ПЭД до насоса. Кабели марок КПБК и КПБП с полиэтиленовой изоляцией работают при температурах до девяноста градусов Цельсия. Кабели КТЭБК и КТЭБ с термопластовой изоляцией выдерживают температуру до ста десяти градусов. Для высокотемпературных скважин применяются кабели КФСБК и КФСБ с фторопластовой изоляцией, рассчитанные на температуру до ста шестидесяти градусов.
Кабель крепится к колонне насосно-компрессорных труб металлическими поясами с определенным шагом. Соединение основного кабеля с удлинителем выполняется через герметичную муфту, ввод в двигатель осуществляется через муфту кабельного ввода. Длина кабеля определяется глубиной подвески установки и может достигать трех тысяч метров.
Трансформатор маслонаполненный для погружных насосов обеспечивает повышение напряжения от промышленных трехсот восьмидесяти или шестисот шестидесяти вольт до требуемого погружным двигателем значения от восьмисот до четырех тысяч вольт. Трансформаторы мощностью от шестидесяти трех до двухсот киловатт имеют алюминиевые отводы низкого напряжения. Начиная с мощности четыреста киловатт применяются медные провода.
Современные станции управления оснащаются частотно-регулируемыми приводами, позволяющими плавно изменять частоту тока и регулировать производительность установки. Станция обеспечивает защиту от перегрузки по току, недогрузки, перегрева, асимметрии фаз, просадок и скачков напряжения. Встроенная система телеметрии контролирует температуру обмоток двигателя, давление и температуру на приеме насоса, вибрацию, сопротивление изоляции.
Подбор установки электроцентробежного насоса основывается на характеристиках скважины и планируемом дебите. Основными параметрами являются производительность насоса и развиваемый напор, которые должны соответствовать притоку из пласта и гидравлическим потерям в системе.
Производительность насоса выбирается исходя из планируемого или оптимального дебита скважины. При этом необходимо учитывать обводненность продукции, газовый фактор, вязкость и плотность пластовой жидкости. Рабочая точка насоса должна находиться в оптимальной зоне его характеристической кривой, где достигается максимальный коэффициент полезного действия.
Потребный напор определяется как сумма динамического уровня жидкости в скважине, устьевого давления, потерь на трение в колонне насосно-компрессорных труб и выкидной линии. При расчете учитывается средняя плотность газожидкостной смеси на участках от забоя до приема насоса и от насоса до устья скважины.
Глубина подвески насоса определяется исходя из динамического уровня с обеспечением необходимого погружения под уровень жидкости. Минимальное погружение рассчитывается таким образом, чтобы содержание свободного газа на приеме насоса не превышало двадцати пяти процентов по объему. При высоком газовом факторе требуется установка газосепаратора.
Габарит установки определяется внутренним диаметром обсадной колонны скважины. Диаметр описывающей окружности погружной части регламентирован ГОСТ Р 56830-2015 и составляет значения от пятидесяти пяти до ста сорока пяти миллиметров. Необходимо обеспечить минимальный зазор между оборудованием и стенкой обсадной колонны для свободного прохождения установки и циркуляции пластовой жидкости.
После подбора установки по рабочим параметрам необходима проверка возможности использования выбранного оборудования для освоения скважины. Расчет проводится для условий откачки тяжелой жидкости глушения с учетом измененных плотности, вязкости и теплоотвода.
При содержании свободного газа в продукции от пяти до пятидесяти пяти процентов применяются газосепараторы или диспергаторы. Газосепаратор устанавливается между гидрозащитой и нижней секцией насоса, обеспечивая центробежное отделение газа и сброс его в затрубное пространство. Диспергатор измельчает крупные пузырьки газа, создавая мелкодисперсную газожидкостную эмульсию, способную проходить через насос без срыва подачи.
Приемный модуль обеспечивает прием пластовой жидкости и передачу вращения от гидрозащиты к насосу. Для фильтрации механических примесей применяются проволочные щелевые фильтры. Современные конструкции используют проволочно-проницаемые материалы с высокими регенеративными свойствами и устойчивостью к ударным нагрузкам.
Над насосом устанавливается обратный клапан, предотвращающий обратное течение жидкости при остановке установки. Выше обратного клапана монтируется спускной клапан, через который производится слив жидкости из колонны насосно-компрессорных труб перед подъемом оборудования. Электрохимический протектор из сплавов алюминия, цинка и магния обеспечивает защиту металлических частей от электрокоррозии.
Датчики погружной телеметрии устанавливаются на основание погружного электродвигателя и передают на поверхность данные о температуре обмоток, давлении и температуре на приеме насоса, вибрации, сопротивлении изоляции. Эта информация используется станцией управления для автоматической регулировки режима работы и защиты оборудования.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.