Potopno asinhroni elektromotor služi za pogon električne centrifugalne pumpe, elektromotor okreće osovinu pumpe, na kojoj se nalaze stepenice.

Princip rada pumpe može se predstaviti na sljedeći način: tekućina usisana kroz usisni filter ulazi u lopatice rotirajućeg impelera, pod čijim utjecajem poprima brzinu i pritisak. Za pretvaranje kinetičke energije u energiju pritiska, fluid koji izlazi iz radnog kola usmerava se u fiksne kanale promenljivog poprečnog preseka radnog uređaja spojenog na kućište pumpe, zatim tečnost, napuštajući radni aparat, ulazi u propeler sledećeg stepena i ciklus se ponavlja. Centrifugalne pumpe su dizajnirane za velike brzine vratila.

Pumpa se obično pokreće sa zatvorenim ventilom na ispusnoj cijevi (u ovom slučaju pumpa troši najmanje energije). Nakon pokretanja pumpe, ventil se otvara.

Prilikom projektovanja potopljenih pumpi za proizvodnja nafte Za njihove stepenice postavljaju se posebni zahtjevi: uprkos ograničenim dimenzijama, moraju razvijati visoke pritiske, biti laki za montažu i imaju visoku pouzdanost.

U višestepenim potopljenim pumpama usvojena je konstrukcija stepena sa "plutajućim", slobodno pokretnim duž osovine, impelerom, pričvršćenim samo ključem za apsorpciju obrtnog momenta. Aksijalna sila koja se javlja u svakom impeleru prenosi se na odgovarajuću vodeću lopaticu i dalje je preuzima kućište pumpe. Ovaj stepenski dizajn omogućava vam da sastavite veliki broj impelera na vrlo tankoj osovini (17 - 22 mm.).

Da bi se smanjila sila trenja, vodeća lopatica je opremljena prstenastim prstenom perla potrebnu visinu i širinu, a impeler - sa potpornom podloškom (obično od tekstolita). Potonji, budući da je i vrsta brtve, pomaže u smanjenju protoka tekućine u stepenice. S obzirom da u nekim režimima rada pumpe (na primjer, prilikom pokretanja s otvorenim ventilom, sa Hst blizu nule), aksijalne sile mogu biti usmjerene prema gore i kotači mogu plivati, kako bi se smanjila sila trenja između gornjeg diska rotora i vodeće lopatice, srednja podloška od tekstolita, ali manje debljine.

Ovisno o uvjetima rada, za izradu stepenica koriste se različiti materijali. Obično se impeleri i vodeće lopatice potopljenih električnih pumpi izrađuju livenjem od specijalnog legiranog livenog gvožđa, a zatim mašinska obrada. Stanje površina i geometrija protočnih kanala impelera i vodilice značajno utiču na performanse stepena. Sa povećanjem hrapavosti, pritisak i efikasnost stupnja se značajno smanjuju, stoga je pri livenju radnih tijela ESP-a potrebno postići potreban kvalitet površine protočnih kanala.

Sažetak (ruski) Apstrakt (engleski) UVOD 1. ANALIZA POSTOJEĆIH ŠEMA I DIZAJNA. 1.1 Svrha i tehnički podaci ESP 1.1.1 Istorijska pozadina razvoja rudarske metode. 1.1.2 Sastav i kompletnost ESP-a. 1.1.3. Specifikacije PED. 1.1.4 Glavni tehnički podaci kabla. 1.2. Kratka recenzija kućne šeme i instalacije. 1.2.1 Opšte informacije. 1.2.2 Potopna centrifugalna pumpa. 1.2.3 Potopljeni motori. 1.2.4 Hidrozaštita elektromotora. 1.3 Kratak pregled stranih šema i instalacija. 1.4. Analiza rada ESP-a. 1.4.1 Analiza fonda bunara. 1.4.2 Analiza ESP fonda. 1.4.3 Nakon podnošenja. 1.4.4 Pritiskom. 1.5 Kratak opis bunara. 1.6 Analiza kvara ESP-a. 1.7.Analiza stope nezgoda ESP fonda.2.PATENTNA STUDIJA. 2.1 Patentna studija. 2.2 Opravdanje odabranog prototipa. 2.3 Suština modernizacije. 3. PRORAČUNSKI DIO. 3.1. Proračun ESP faze. 3.1.1. Proračun radnog kola. 3.1.2. Proračun aparata za vođenje. 3.2 Proračun verifikacije ključnog priključka. 3.3 Proračun verifikacije spline veze. 3.4 Proračun ESP osovine. 3.5 Proračun čvrstoće 3.5.1 Proračun čvrstoće kućišta pumpe. 3.5.2 Proračun čvrstoće vijaka sigurnosne spojke. 3.5.3 Proračun čvrstoće poluspojnice 4. EKONOMSKI EFEKAT OD 5. SIGURNOST I EKOLOŠKU SREDINU PROJEKTA. Dodatak 18. Dodatak 29. Dodatak 310. Dodatak 411. Dodatak 5.

UVOD

ESP su dizajnirani da pumpaju formacijski fluid iz naftnih bušotina i koriste se za povećanje povlačenja fluida. Jedinice pripadaju grupi proizvoda II, tip I prema GOST 27.003-83.

Klimatska verzija potopljene opreme - 5, zemaljska električna oprema - I GOST 15150-69.

Za pouzdan rad pumpe potrebno je ispravan izbor na ovaj bunar. Tokom rada bušotine konstantno se menjaju parametri ploče, zona formiranja dna, svojstva povučene tečnosti: sadržaj vode, količina pratećeg gasa, količina mehaničkih nečistoća, a kao rezultat toga dolazi do nema dodatnog povlačenja tečnosti ili pumpa radi u praznom hodu, što skraćuje period remonta pumpe. Na ovog trenutka akcenat je stavljen na pouzdaniju opremu kako bi se produžio period remonta, a kao rezultat toga se smanjuju troškovi podizanja tečnosti. To se može postići korištenjem centrifugalnih ESP umjesto SCH, budući da centrifugalne pumpe imaju dug period remonta.

ESP jedinica se može koristiti za ispumpavanje tekućina koje sadrže plin, pijesak i korozivne elemente.

1. ANALIZA POSTOJEĆIH ŠEMA I DIZAJNA.

1.1 Svrha i tehnički podaci ESP-a.

Instalacije potopljenih centrifugalnih pumpi su dizajnirane za ispumpavanje naftnih bušotina, uključujući nagnute rezervoare fluida koji sadrže naftu, vodu i gas i mehaničke nečistoće. U zavisnosti od broja različitih komponenti sadržanih u dizanoj tečnosti, pumpe instalacija su standardne i povećane otpornosti na koroziju i habanje. U toku rada ESP-a, gde koncentracija mehaničkih nečistoća u dizanoj tečnosti prelazi dozvoljenih 0,1 gram litara, dolazi do začepljenja pumpi, intenzivnog habanja radnih jedinica. Kao rezultat toga, vibracije se povećavaju, voda ulazi u SEM kroz mehaničke brtve, motor se pregrijava, što dovodi do kvara ESP-a.

Uobičajena oznaka instalacija:

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

Gde U - instalacija, 2 - druga modifikacija, E - pogon potopljenog elektromotora, C - centrifugalna, N - pumpa, K - povećana otpornost na koroziju, I - povećana otpornost na habanje, M - modularni dizajn, 6 - grupe pumpi, 180, 350 - opskrba msut, 1200, 1100 - glava, m.w.st.

U zavisnosti od prečnika proizvodne žice, maksimalne poprečne dimenzije potopljene jedinice, koriste se ESP različitih grupa - 5,5 i 6. Ugradnja grupe 5 sa poprečnim prečnikom od najmanje 121,7 mm. Instalacije grupe 5 a poprečne dimenzije 124 mm - u bunarima unutrašnjeg prečnika od najmanje 148,3 mm. Pumpe su takođe podeljene u tri uslovne grupe - 5,5 a, 6. Prečnici kućišta grupe 5 su 92 mm, grupe 5 a su 103 mm, grupe 6 su 114 mm. Tehničke karakteristike ETsNM i ETsNMK pumpi su date u Dodatku 1.

1.1.1.Istorijski podaci orazvoj metode ekstrakcije.

Razvoj pumpi bez šipke u našoj zemlji započeo je još prije revolucije. Kada je A.S. Artjunov zajedno sa V.K. Domov je razvio podzemnu jedinicu u kojoj je centrifugalnu pumpu pokretao potopljeni elektromotor. Sovjetski inženjeri, počevši od 1920-ih, predložili su razvoj klipnih pumpi s klipnim pneumatskim motorom. Jednu od prvih takvih pumpi razvio je M.I. Martsishevsky.

Razvoj pumpa za bunar s pneumatskim motorom nastavio je u Azinmašu V.I. Dokumentov. dubinske centrifugalne pumpe sa električnim pogonom razvili su u predratnom periodu A.A. Bogdanov, A.V. Krylov, L.I. Navigator. Industrijski uzorci centrifugalnih pumpi sa električnim pogonom razvijeni su u posebnom dizajnerskom uredu za pumpe bez šipke. Ova organizacija izvodi sve radove na pumpama bez šipke za bušotine, uključujući vijčane, membranske, itd.

Industriji nafte i plina s otkrićem novih polja potrebne su pumpe za odabir iz bušotine veliki broj tečnosti. Naravno, najracionalnija krilna pumpa, prilagođena za velike protoke. Od krilnih pumpi, pumpe sa centrifugalnim impelerima su postale rasprostranjene, jer su davale veliki napor za date protoke tečnosti i dimenzije pumpe. Široka upotreba centrifugalnih pumpi na električni pogon uzrokovana je mnogim faktorima. Sa velikim povlačenjem tečnosti iz bušotine, ESP jedinice su najekonomičnije i najmanje radno intenzivnije za održavanje, u poređenju sa proizvodnjom kompresora i podizanjem tečnosti drugim tipovima pumpi. Pri velikim protokima, energetski troškovi instalacije su relativno mali. Održavanje ESP jedinica je jednostavno, jer se na površini nalaze samo upravljačka stanica i transformator koji ne zahtijevaju stalno održavanje.

Instalacija ESP opreme je jednostavna, jer upravljačkoj stanici i transformatoru nisu potrebni temelji. Ove dvije jedinice ESP instalacije se obično postavljaju u rasvjetnu kabinu.

1.1.2 Sastav i kompletnost ESP-a

ESP jedinica se sastoji od potopljene pumpne jedinice (elektromotor sa hidrauličnom zaštitom i pumpa), kablovskog voda (okrugli ravni kabl sa navlakom za ulazak kabla), cevnog niza, opreme na vrhu bušotine i zemaljske električne opreme: transformatora i kontrolnu stanicu (kompletan uređaj) (vidi sliku 1.1.). Transformatorska podstanica pretvara napon poljske mreže suboptimalne vrijednosti na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu. Upravljačka stanica omogućava kontrolu rada pumpnih jedinica i njihovu zaštitu u optimalnim uslovima.

Potopna pumpna jedinica, koja se sastoji od pumpe i elektromotora sa hidrauličkom zaštitom i kompenzatorom, spušta se u bunar duž cijevi. Kablovska linija osigurava napajanje električnog motora. Kabl je pričvršćen za cijev metalnim kotačima. Kabl je ravan po dužini pumpe i štitnika, pričvršćen za njih metalnim točkovima i zaštićen od oštećenja kućištima i stezaljkama. Kontrolni i ispusni ventili su postavljeni iznad sekcija pumpe. Pumpa ispumpava fluid iz bunara i isporučuje ga na površinu kroz cijev (vidi sliku 1.2.)

Oprema na ušću bušotine obezbeđuje kačenje na prirubnici cevovoda sa električnom pumpom i kablom, zaptivanje cevi i kabla, kao i odvođenje proizvedenog fluida u izlazni cevovod.

Potopljena, centrifugalna, sekciona, višestepena pumpa se u principu ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih pumpi.

Njegova razlika je u tome što je sekcijski, višestupanjski, s malim promjerom radnih koraka - impelera i vodećih lopatica. Proizvedeno za naftna industrija potopljene pumpe sadrže od 1300 do 415 stupnjeva.

Dijelovi pumpe spojeni prirubničkim priključcima su metalno kućište. Izrađena od čelična cijev 5500 mm dužine. Dužina pumpe određena je brojem radnih faza, čiji je broj, pak, određen glavnim parametrima pumpe. - isporuka i pritisak. Protok i pritisak stepenica zavise od presjek i dizajn putanje protoka (lopatica), kao i na brzinu rotacije. U kućište sekcija pumpe umetnut je paket stepenica, koji predstavlja sklop impelera i vodećih lopatica na osovini.

Propeleri su postavljeni na osovinu na ključu od pera u pokretnom stanju i mogu se pomicati u aksijalnom smjeru. Vodiće lopatice su osigurane od rotacije u kućištu bradavice koje se nalazi na vrhu pumpe. Odozdo je baza pumpe zašrafljena u kućište sa ulaznim otvorima i filterom kroz koji tečnost iz bunara ulazi u prvi stepen pumpe.

Gornji kraj osovine pumpe rotira se u ležajevima kutije za punjenje i završava posebnom petom koja preuzima opterećenje na osovinu i njegovu težinu kroz opružni prsten. Radijalne sile u pumpi se percipiraju pomoću kliznih ležajeva postavljenih na dnu bradavice i na vratilu pumpe.

Zemaljska oprema uključuje kontrolnu stanicu, autotransformator, bubanj sa električnim kablom i armaturu za bušotinu.

Električna oprema, ovisno o trenutnoj shemi napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku podstanicu 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 vrha bunara.

Lokacija za postavljanje zemaljske elektro opreme je zaštićena od poplava u periodu poplava i očišćena od snijega zimi, te mora imati ulaze koji omogućavaju nesmetanu montažu i demontažu opreme. 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. 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 pritiska, 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, koji 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 sa uljnom zaptivkom dizajniran je za uklanjanje vlage i pročišćavanje industrijskog zagađenja zraka iz zraka koji ulazi u transformator tokom temperaturnih fluktuacija nivoa ulja.

Priključci za glavu bunara

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

Oprema bušotine pripremljene za pokretanje ESP-a opremljena je manometarima, nepovratni ventil na liniji koja povezuje prstenasti prostor sa ispustom, prigušnom komorom (ako je to tehnološki izvodljivo) i mlaznicom za istraživanje. Odgovornost za implementaciju ovog stava je CDNG.

Armatura na ušću bunara, pored funkcija koje se obavljaju kod svih metoda proizvodnje, mora 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.

Ušna armatura bunara kroz koje se voda pumpa u formaciju podvrgava se hidrauličkom ispitivanju na način utvrđen za armaturu za božićno drvo.

Podzemna ESP oprema

Podzemna oprema uključuje cijevi, pumpnu jedinicu i eklektičan oklopni kabel.

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 prečnika kolona kućišta u koje se spuštaju centrifugalne pumpe, praktično neograničene aksijalne dimenzije, potreba za savladavanjem visokih napona i rad pumpe u potopljenom stanju doveli su do stvaranja centrifugalnih pumpnih 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 jednom bloku, koje pokreće potopni elektromotor specijalnog dizajna (SEM). Elektromotor se napaja sa površine električnom energijom koja se napaja putem 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, na čiju je spoljnu stranu specijalnim kaišem pričvršćen električni kabl. 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 pri montaži cijele instalacije. Ako je potrebno dizati tečnost sa velikih dubina, PTSEN sekcije se međusobno povezuju tako da ukupan broj stepenica dostiže 400. Tečnost koju pumpa usisava uzastopno prolazi kroz sve stepene i izlazi iz pumpe pod jednakim pritiskom. na vanjski hidraulični otpor.

Slika 3 - Opća shema opreme bunara sa instalacijom potopljene centrifugalne pumpe

UTSEN se odlikuju niskom potrošnjom metala, širokim spektrom performansi, kako u pogledu pritiska tako i protoka, dovoljno visokom efikasnošću, mogućnošću pumpanja velikih količina tečnosti i dugim periodom 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 je nominalni prečnik kućišta, u inčima, u koji se pumpa može ubaciti.

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 kada rade 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, ugrađuju se srednji ležajevi za centriranje osovine od gume i metala, zbog čega pumpa otporna na habanje ima manje stupnjeva i, shodno tome, glavu.

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.

Sve vrste pumpi imaju pasoš radna karakteristika u obliku 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). Pošto je korisni rad pumpe proporcionalan umnošku dovoda na pritisak, tada će za ova dva ekstremna načina rada pumpe korisni rad biti jednak nuli, a samim tim i efikasnost će biti jednaka nula. Pri određenom omjeru (Q i H), zbog minimalnih unutrašnjih gubitaka pumpe, efikasnost dostiže maksimalnu vrijednost od približno 0,5 - 0,6 Tipično, pumpe sa malim protokom i malim prečnikom impelera, kao i sa velikim brojem stepena imaju smanjenu efikasnost.Protok i pritisak koji odgovaraju maksimalnoj efikasnosti nazivaju se optimalnim režimom rada pumpe.Zavisnost z(Q) u blizini svog maksimuma se glatko smanjuje, stoga je rad PTSEN-a sasvim prihvatljiv u režimima koje se razlikuju od optimalnih, granice ovih odstupanja će zavisiti od specifičnih karakteristika PTSEN-a i treba da odgovaraju razumnom smanjenju efikasnosti pumpe (za 3 - 5%) (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, posebno zavisi od dimenzija radnog kola, koje zavise od radijalnih dimenzija pumpe. Sa spoljnim prečnikom kućišta pumpe od 92 mm, prosečna visina razvijena u jednom stepenu (pri radu na vodi) iznosi 3,86 m sa kolebanjima 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; impeleri 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 nalazi se uljna brtva od olovno-grafitnih prstenova, koja odvaja prijemni dio pumpe i unutrašnje šupljine motora i hidrauličku zaštitu. Ispod kutije za punjenje je montiran 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

U modernim ESP dizajnima nema viška tlaka u hidrozaštitnoj 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 brtvom čiji su pritisci na obje strane isti. Dužina kućišta pumpe obično ne prelazi 5,5 m. Kada se potreban broj stupnjeva (kod pumpi koje razvijaju visoke pritiske) ne mogu smjestiti u jedno kućište, postavljaju se u dva ili tri odvojena kućišta koja čine samostalne dijelove jedne pumpe, koje se spajaju prilikom spuštanja pumpe u bunar

Hidraulička zaštitna jedinica je nezavisna jedinica pričvršćena na PTSEN vijčanim spojem (na slici 4, jedinica je, kao i sam PTSEN, prikazana sa transportnim čepovima koji zatvaraju krajeve jedinica)

Gornji kraj osovine 1 spojen je nazubljenom spojnicom sa donjim krajem osovine pumpe. Lagana mehanička zaptivka 2 odvaja gornju šupljinu, koja može sadržati bunarsku tečnost, 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 bušotinskoj tečnosti. 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 kroz otvore 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 osovini, koja stvara povećan pritisak tečnog ulja u unutrašnjoj šupljini gumene vreće 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 višak pritiska na ulje stvaran klipom s oprugom. Novi dizajn glavnog motora i glavnog motora pokazao se pouzdanijim i izdržljivijim. Promjene temperature zapremine ulja tokom njegovog zagrijavanja ili hlađenja kompenziraju se pričvršćivanjem gumene vrećice - kompenzatora na dno motora.

Za pogon PTSEN-a koriste se specijalni 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 kabl 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, odnosno uključen u grupu 5A.

Mali dozvoljeni promjeri i velika snaga (do 125 kW) čine neophodnim izradu motora velike dužine - do 8 m, a ponekad i više. Gornji dio PED-a je spojen na donji dio hidrauličkog zaštitnog sklopa 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 konektor za kabl. Ovo je jedno od najranjivijih mjesta 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 vratila 8 centriran je 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 delu 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 prijenos vanjskog pritiska fluida na elastični element 3. Kada se ulje ohladi, njegova zapremina se smanjuje i bušotina kroz otvore ulazi u prostor između vreće 3 i omotača 4. zagrijana, vreća 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 kabela, 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 okruženje- do 100 °S.

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

U proizvodnim uslovima dolazi do privremenog zamračenja linije sile zbog grmljavine, puknuća 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 i instalacija neće uspjeti. Kako se to ne bi dogodilo, u ispusni dio PTSEN-a ugrađen je kuglasti nepovratni ventil koji sprječava istjecanje tekućine iz cijevi.

Povratni ventil se obično nalazi u glavi pumpe. Prisustvo nepovratnog ventila otežava podizanje cijevi kada radovi na popravci ah, pošto 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 bočni zid u koju je horizontalno umetnuta kratka brončana cijev, zatvorena na unutrašnjem kraju. Prije podizanja, kratka metalna strelica se ubacuje u cijev. Udarac strelice odlomi bronzanu 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. Tu spadaju tzv. sufleri, koji omogućavaju mjerenje tlaka u prstenu na dubini spuštanja pumpe sa manometrom u bušotini spuštenim u cijev, te 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. Brzina ovog toka i kvalitet tečnosti utiču na temperaturni režim SEM. 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 čistog ulja, a njegovo 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 kontrolnoj stanici putem napajanja. električni kabl 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 pričvršćen za vanjsku površinu cijevi metalnim remenima, po dva za svaku cijev. Kabl radi u teškim uslovima. Njegov gornji dio je u plinovitom okruženju, ponekad pod značajnim pritiskom, donji dio je u ulju i podvrgnut je još većem pritisku. Prilikom spuštanja i podizanja pumpe, posebno u zakrivljenim bunarima, kabl je izložen jakim mehaničkim naprezanjima (stezaljke, trenje, zaglavljivanje između niza 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. Stoga se duž pumpe polaže ravni kabel, debljine oko 2 puta manje od promjera okruglog, s istim poprečnim presjekom provodnih 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 kodu: KRBK znači oklopni gumeni okrugli kabl ili KRBP - gumeni armirani 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 sa okruglog kabela na ravan kabel spaja se metodom vruća vulkanizacija u posebnim kalupima i u slučaju nekvalitetnog izvođenja takvog spoja, može poslužiti kao izvor kršenja 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 sa gumenom izolacijom predviđeni su za upotrebu pri nazivnom naponu električne struje koji ne prelazi 1100 V, pri temperaturama 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 su otporniji na gas i visok pritisak.

Svi kablovi su oklopljeni valovitom pocinkovanom čeličnom trakom radi čvrstoće.

Primarni namotaji trofaznih transformatora i autotransformatora su uvek projektovani za napon komercijalne elektroenergetske mreže, odnosno 380 V, na koji su priključeni 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 omogućavaju podešavanje napona na krajevima sekundarnog namota promjenom kratkospojnika. Promjenom kratkospojnika za jedan korak povećava se napon za 30 - 60 V, ovisno o vrsti transformatora.

Svi transformatori i autotransformatori nisu punjeni uljem vazdušno hlađen zatvoren metalnim kućištem i predviđen za ugradnju u zaštićeno mjesto. Opremljeni su podzemnom instalacijom, tako da njihovi parametri odgovaraju ovom SEM-u.

U posljednje vrijeme transformatori se nalaze sve više široku upotrebu, jer vam to omogućava kontinuirano praćenje otpora sekundarnog namota transformatora, kabla i namotaj statora PED. 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 uzemljenje. Obje kontrolne stanice pružaju sljedeće opcije za praćenje i upravljanje radom UTSEN-a.

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

2. Automatsko uključivanje instalacije u režimu samopokretanja nakon obnove napajanja naponom u terenskoj mreži.

3. automatski rad instalacije u periodičnom režimu (ispumpavanje, akumulacija) po utvrđenom programu sa ukupnim vremenom od 24 sata.

4. Automatsko uključivanje i isključivanje uređaja u zavisnosti od pritiska u ispusnom razvodniku u slučaju automatizovanih sistema za sakupljanje 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 prelaska na beskontaktne, hermetički zatvorene upravljačke stanice sa poluvodičkim elementima, koje su, kako je iskustvo pokazalo, pouzdanije, ne podliježu prašini, vlazi i padavinama.

Kontrolne stanice su predviđene za ugradnju u prostorije tipa šupe ili pod nadstrešnicom (u južnim krajevima) na temperaturi okoline od -35 do +40 °C.

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

Tokom rada bunara, iz tehnoloških razloga, mora se mijenjati dubina suspenzije pumpe. Da se kabl ne bi sekao ili nagomilao takvim izmjenama ovjesa, dužina kabela se uzima prema maksimalnoj dubini ovjesa date pumpe, a 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 sa takvog bubnja, kabl se ravnomerno dovodi. Bubanj ima električni pogon sa rikvercom i trenjem kako bi se spriječile opasne napetosti. U poduzećima za proizvodnju nafte s 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 od 70 kN na užetu. 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.

UETsNM i UETsNMK jedinice na slici (2.1) se sastoje od

§ jedinica potopljene pumpe, kabelski sklop 6,

§ zemaljska električna oprema - transformatorska kompletna trafostanica (pojedinačna KTPPN ili klaster KTPPNKS) 5.

Umjesto trafostanice možete koristiti transformator i kompletan uređaj.

Crpna jedinica, koja se sastoji od potopljene centrifugalne pumpe 7 i motora 8 (elektromotor sa hidrauličnom zaštitom), spušta se u bunar na cijevnom nizu 4. Pumpna jedinica ispumpava formacijski fluid iz bušotine i isporučuje ga na površinu kroz cijev.

Kabl koji obezbeđuje napajanje električnom energijom elektromotora je pričvršćen za hidrauličku zaštitu, pumpu i cev sa metalnim remenima (cvetovima) 3, koji su deo pumpe.

kompletan transformatorska podstanica(transformator i kompletan uređaj) pretvara napon poljske mreže u vrijednost optimalnog napona na stezaljkama elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu i obezbjeđuje kontrolu rada pumpne jedinice instalacije. i njegovu zaštitu u nenormalnim režimima.

Rice. 2.1. Ugradnja potopljene centrifugalne električne pumpe.

Nepovratni ventil 1 je dizajniran da spreči obrnutu rotaciju (turbinski režim) rotora pumpe pod uticajem kolone tečnosti u cevovodu tokom zaustavljanja i na taj način olakša ponovno pokretanje pumpne jedinice. Nepovratni ventil je uvrnut u modul - glavu pumpe, a odvodni ventil - u tijelo nepovratnog ventila.

Drenažni ventil 2 se koristi za ispuštanje tečnosti iz cevovoda prilikom podizanja pumpne jedinice iz bunara.

Dozvoljena je ugradnja ventila iznad pumpe, u zavisnosti od sadržaja gasa na rešetki ulaznog modula pumpe. U tom slučaju ventili moraju biti smješteni ispod spoja glavnog kabela sa produžetkom, jer će u suprotnom poprečna dimenzija pumpne jedinice premašiti dozvoljenu.

Za ispumpavanje formacijskog fluida koji sadrži preko 25 - do 55% (po zapremini) slobodnog gasa na usisnoj mreži ulaznog modula, na pumpu je priključen pumpni modul - separator gasa.

Između ulaznog modula i modula sekcije ugrađen je separator plina.

Najpoznatija su dva dizajna gasnih separatora:

§ separatori gasa sa protivtokom;

§ centrifugalni ili rotacioni separatori gasa.

Za prvi tip, koji se koristi u nekim Reda pumpama, kada tečnost uđe u separator gasa, ona je prinuđena da naglo promeni smer. Neki mjehurići plina su već odvojeni na ulazu u pumpu. Drugi dio, ulazeći u separator plina, diže se unutar njega i napušta kućište.

U kućnim instalacijama, kao i pumpama Centrilifta i Reda, koriste se rotacioni separatori gasa koji rade slično kao i centrifuge. Lopatice centrifuge koje se rotiraju pri 3500 o/min istiskuju teže tečnosti na periferiju, i dalje kroz prelazni kanal gore u pumpu, dok lakša tečnost (para) ostaje blizu centra i izlazi kroz prelazni kanal i izlazne kanale nazad u bunar.

POROPNI MOTOR

Trofazni asinhroni dvopolni potopljeni motori s kaveznim kavezom objedinjene serije SEM u normalnoj i otpornoj na koroziju verzijama, klimatska verzija B, kategorija lokacije 5 rade od mreže naizmjenične struje frekvencije 50 Hz i koriste se kao pogon za potopljene centrifugalne pumpe u modularnom dizajnu za pumpanje formacijskih fluida iz naftnih bušotina.

Termomanometrijski sistem TMS-Z je dizajniran za kontrolu nekih tehnoloških parametara bunara opremljenih ESP-ima i zaštitu potopljenih jedinica od abnormalnih režima rada (pregrijavanje elektromotora ili smanjenje pritiska fluida na ulazu pumpe ispod dozvoljenog nivoa).

TMS-Z sistem se sastoji od niskog pretvarača koji pretvara pritisak i temperaturu u frekvencijski pomaknut električni signal i površinskog uređaja koji djeluje kao jedinica za napajanje, pojačavač signala i uređaj za kontrolu načina rada potopljenog električnog uređaja. pumpe u smislu pritiska i temperature.

Pretvornik tlaka i temperature u bušotini (PDT) izrađen je u obliku cilindričnog zatvorenog spremnika smještenog u donjem dijelu elektromotora i spojenog na nultu tačku namotaja njegovog statora.

Hidraulička zaštita je dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u unutrašnju šupljinu elektromotora, da nadoknadi promjene u zapremini ulja u unutrašnjoj šupljini zbog temperature elektromotora i da prenese obrtni moment sa osovine elektromotora. na osovinu pumpe.

Razvijene su dvije varijante dizajna hidraulične zaštite za motore objedinjene serije:

§ otvorenog tipa- P92; PC92; P114; PK114 i

§ zatvorenog tipa - P92D; PK92D; (sa dijafragmom) P114D; PK114D.

Hidrozaštita se oslobađa

§ uobičajeno i

§ verzije otporne na koroziju (slovo K - u oznaci).

U uobičajenoj verziji hidrozaštita je premazana prajmerom, u verziji otpornoj na koroziju hidrozaštita ima osovinu od K-monela i premazana je emajlom.

Glavni tip hidrauličke zaštite za SEM sklop je hidraulička zaštita otvorenog tipa. Hidraulička zaštita otvorenog tipa zahteva upotrebu posebne barijerne tečnosti gustine do 2 g/cm 3 koja ima fizička i hemijska svojstva koja isključuju njeno mešanje sa formacijskim fluidom bušotine i naftom u šupljini električne energije. motor.

UREĐAJI KOMPLETNE SERIJE ShGS 5805

Uređaji su dizajnirani za kontrolu i zaštitu električnih potopljenih pumpi za proizvodnju ulja sa motorima PED serije

Za opskrbu električnom energijom elektromotora potopne pumpne instalacije koristi se kabelski vod, koji se sastoji od glavnog dovodnog kabela i nastavka spojenog s njim kabelske čahure, čime se osigurava hermetički spoj kabelskog voda na električnu mrežu. motor.

Ovisno o namjeni, kabelska linija može uključivati:

kao glavni kabl - okrugli kablovi marki KPBK, KTEBK, KFSBK ili ravni kablovi marki KPBP, KTEB, KFSB;

kao produžetak - ravni kablovi marki KPBP ili KFSB;

okrugli tip kablovske uvodnice. Kablovi razreda KPBK i KPBP sa polietilenskom izolacijom su projektovani za rad na temperaturama okoline do +90 °S.

Područje primjene ESP- to su visokonavodnjavani, duboki i kosi bunari sa protokom od 10 ¸ 1300 m 3 / dan i visinom dizanja od 500 ¸ 2000 m. period remonta ESP do 320 dana ili više.

Jedinice potopnih centrifugalnih pumpi u modularnom dizajnu UETsNM i UETsNMK su dizajnirani za ispumpavanje naftnih derivata koji sadrže naftu, vodu, plin i mehaničke nečistoće. Unesite postavke UETsNM imaju uobičajeno izvođenje i tip UETsNMK- otporan na koroziju.

Instalacija (Sl. 24) se sastoji od potopljene pumpne jedinice, kablovskog voda spuštenog u bunar na cijevima i zemaljske električne opreme (transformatorske podstanice).

Potopna pumpna jedinica uključuje motor (elektromotor sa hidrauličnom zaštitom) i pumpu, iznad koje je ugrađen nepovratni i ispusni ventil.

U zavisnosti od maksimalne poprečne dimenzije potopne jedinice, instalacije se dele u tri uslovne grupe - 5; 5A i 6:

- instalacije grupe 5 poprečne dimenzije 112 mm koriste se u bunarima sa stupom obložne cijevi unutrašnji prečnik ne manji od 121,7 mm;

- instalacije grupe 5A poprečne dimenzije 124 mm - u bunarima unutrašnjeg prečnika od najmanje 130 mm;

- instalacije grupe 6 poprečne dimenzije 140,5 mm - u bunarima unutrašnjeg prečnika od najmanje 148,3 mm.

Uslovi primjenjivosti ESP za pumpane medije: tečnost sa sadržajem mehaničkih nečistoća ne većim od 0,5 g/l, slobodnim gasom na ulazu pumpe ne više od 25%; vodonik sulfid ne više od 1,25 g/l; voda ne više od 99%; pH vrijednost (pH) formacijske vode je unutar 6¸8,5. Temperatura u području gdje se nalazi elektromotor nije viša od +90°C (specijalna verzija otporna na toplinu do +140°C).

Primjer instalacijske šifre − UETsNMK 5-125-1300 znači: UETsNMK— ugradnja modularne centrifugalne pumpe otporne na koroziju; 5 - pumpna grupa; 125 - nabavka, m 3 / dan; 1300 - razvijeni pritisak, m vode. Art.

Na sl. 24 prikazuje dijagram ugradnje potopnih centrifugalnih pumpi u modularnom dizajnu, koji predstavlja novu generaciju opreme ovog tipa, koja vam omogućava da pojedinačno odaberete optimalni raspored instalacije za bunare u skladu s njihovim parametrima od malog broja izmjenjivi moduli.

Instalacije (na slici 24, šema NPO "Borets", Moskva) osiguravaju optimalan izbor pumpe za bunar, što se postiže prisustvom velikog broja pritisaka za svako napajanje. Korak pritiska instalacija je od 50¸100 do 200¸250 m, u zavisnosti od napajanja, u intervalima navedenim u tabeli. 7 osnovnih podataka o podešavanju.

Tabela 7

Naziv instalacija	Minimalni (unutrašnji) prečnik proizvodne žice, mm	Poprečna dimenzija instalacije, mm	Hrana m 3 / dan		Snaga motora, kW	Tip separatora gasa
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 ili 148.3	137 ili 140.5
UETsNM6-1000

Masovno proizvedeno ESP imaju dužinu od 15,5 do 39,2 m i težinu od 626 do 2541 kg, u zavisnosti od broja modula (sekcija) i njihovih parametara.

AT moderne instalacije može se uključiti od 2 do 4 modula-sekcije. Paket stepenica je umetnut u kućište sekcije, a to su impeleri i vodeće lopatice montirane na osovinu. Broj koraka se kreće od 152¸393. Ulazni modul predstavlja osnovu pumpe sa usisnim otvorima i mrežastim filterom kroz koji tečnost iz bunara ulazi u pumpu. Na vrhu pumpe je ribarska glava sa nepovratnim ventilom, na koju je pričvršćena cijev.

Pumpa ( ETsNM)— potopna centrifugalna modularna višestepena vertikalna konstrukcija.

Pumpe su također podijeljene u tri uslovne grupe - 5; 5A i 6. Prečnici kućišta grupe 5¸92 mm, grupe 5A - 103 mm, grupe 6 - 114 mm.

Modul-presek pumpe (slika 25) se sastoji od kućišta 1 , osovina 2 , paketi stepenica (propeleri - 3 i vodilice 4 ), gornji ležaj 5 , donji ležaj 6 , gornji aksijalni oslonac 7 , glave 8 , osnova 9 , dvije ivice 10 (služe za zaštitu kabla od mehaničkih oštećenja) i gumeni prstenovi 11 , 12 , 13 .

Propeleri se slobodno kreću duž osovine u aksijalnom smjeru i ograničeni su u kretanju donjom i gornjom vodećom lopaticom. Aksijalna sila sa radnog kola prenosi se na donji tekstolitni prsten, a zatim na rame vodeće lopatice. Djelomično se aksijalna sila prenosi na osovinu zbog trenja kotača o osovinu ili lijepljenja točka za osovinu zbog taloženja soli u zazoru ili korozije metala. Moment se prenosi sa osovine na kotače pomoću mesinganog ključa (L62), koji je uključen u žljeb radnog kola. Ključ se nalazi duž cijele dužine sklopa kotača i sastoji se od segmenata dužine 400-1000 mm.

Vodiće lopatice su međusobno zglobljene duž obodnih dijelova, u donjem dijelu kućišta sve se oslanjaju na donji ležaj 6 (Sl. 25) i bazu 9 , a odozgo kroz kućište gornjeg ležaja su stegnuti u kućište.

Radno kolo i vodeće lopatice standardnih pumpi su izrađene od modificiranog sivog lijeva i poliamida modificiranog zračenjem, a pumpe otporne na koroziju izrađene su od modificiranog lijevanog željeza TsN16D71KhSh tipa "niresist".

Osovine modula sekcija i ulaznih modula za konvencionalne pumpe izrađene su od kombinovanog čelika visoke čvrstoće otpornog na koroziju OZKh14N7V i na kraju imaju oznaku "NZh". "M".

Osovine modula-preseka svih grupa pumpi, iste dužine kućišta od 3, 4 i 5 m, su objedinjene.

Osovine sekcijskih modula su međusobno povezane, sekcijski modul sa vratilom ulaznog modula (ili osovinom separatora gasa), vratilo ulaznog modula sa osovinom hidrozaštite motora spojeno je pomoću klinastih spojnica.

Spoj modula međusobno i ulaznog modula sa motorom je prirubnički. Zaptivanje priključaka (osim spoja ulaznog modula sa motorom i ulaznog modula sa separatorom gasa) vrši se gumenim prstenovima.

Za ispumpavanje formacijskog fluida koji sadrži više od 25% (do 55%) slobodnog gasa na mreži ulaznog modula pumpe, na pumpu je priključen pumpni modul - separator gasa (Sl. 26).

Rice. 26. Gasni separator:

1 - glava; 2 - prevodilac; 3 - separator; 4 - okvir; 5 - osovina; 6 - rešetka; 7 - aparat za vođenje; 8 - Radni točak; 9 - svrdlo; 10 - ležaj; 11 ‑ baza

Između ulaznog modula i modula sekcije ugrađen je separator plina. Najefikasniji gasni separatori su centrifugalnog tipa, kod kojih se faze razdvajaju u polju centrifugalnih sila. U tom slučaju tečnost se koncentriše u perifernom delu, a gas se koncentriše u centralnom delu gasnog separatora i izbacuje se u prstenasti deo. Gasni separatori serije MNG imaju granični protok od 250¸500 m 3 /dan, faktor odvajanja od 90% i težinu od 26 do 42 kg.

Motor potopljene pumpne jedinice sastoji se od elektromotora i hidrauličke zaštite. Elektromotori (sl. 27) su potopljeni trofazni kratkospojni dvopolni uljem punjeni konvencionalne i otporne na koroziju verzije objedinjene serije PEDU iu uobičajenoj verziji PED serije modernizacije L. Hidrostatički pritisak u radna površina nije veća od 20 MPa. Nazivne snage od 16 do 360 kW, Nazivni napon 530¸2300 V, nazivna struja 26¸122,5 A.

Rice. 27. Elektromotor serije PEDU:

1 - spojnica; 2 - poklopac; 3 - glava; 4 - peta; 5 - potisni ležaj; 6 - poklopac ulaza za kablove; 7 - pluta; 8 – blok za uvođenje kablova; 9 - rotor; 10 - stator; 11 – filter; 12 - baza

Hidrozaštita (Sl. 28) SEM motora je dizajnirana da spreči prodiranje formacijske tečnosti u unutrašnju šupljinu elektromotora, da nadoknadi promene zapremine ulja u unutrašnjoj šupljini usled temperature elektromotora i da prijenos obrtnog momenta sa osovine elektromotora na vratilo pumpe.

Rice. 28. Hidroizolacija:

a- otvorenog tipa; b- zatvorenog tipa

ALI– gornja komora; B- dolje Cam;

1 - glava; 2 – krajnja brtva; 3 – gornja bradavica; 4 - okvir; 5 - srednja bradavica; 6 - osovina; 7 - donja bradavica; 8 - baza; 9 - spojna cijev; 10 - dijafragma

Hidrozaštita se sastoji ili od jednog štitnika, ili od štitnika i kompenzatora. Postoje tri verzije hidrozaštite.

Prvi se sastoji od protektora P92, PK92 i P114 (otvoreni tip) iz dvije komore. Gornja komora je ispunjena teškom zaštitnom tečnošću (gustine do 2 g/cm3, ne meša se sa formacijskim fluidom i uljem), donja komora je ispunjena MA-PED uljem, što je isto kao i šupljina elektromotora. . Komore su povezane cijevi. Promjene u zapremini tekućeg dielektrika u motoru kompenziraju se prijenosom zaštitne tekućine u hidrauličnoj zaštiti iz jedne komore u drugu.

Drugi se sastoji od zaštitnika P92D, PK92D i P114D (zatvorenog tipa), u kojima se koriste gumene dijafragme, čija elastičnost kompenzira promjenu volumena tekućeg dielektrika u motoru.

Treća - hidraulična zaštita 1G51M i 1G62 sastoji se od štitnika postavljenog iznad elektromotora i kompenzatora pričvršćenog na dnu elektromotora. Sistem mehaničkog zaptivanja obezbeđuje zaštitu od prodiranja formacijske tečnosti duž osovine u elektromotor. Prenesena snaga hidraulične zaštite je 125¸250 kW, težina 53¸59 kg.

Termomanometrijski sistem TMS-3 je dizajniran da automatski kontroliše rad potopljene centrifugalne pumpe i štiti je od abnormalnih režima rada (pri smanjenom pritisku na ulazu pumpe i povišenoj temperaturi potopljenog motora) tokom rada bušotine. Postoje podzemni i prizemni dijelovi. Kontrolisani opseg pritiska od 0 do 20 MPa. Raspon radne temperature je od 25 do 105°C.

Ukupna težina je 10,2 kg (vidi sliku 24).

Kablovski vod je kabelski sklop namotan na kabelski bubanj.

Kablovski sklop se sastoji od glavnog kabla - okruglog PKBK (kabl, polietilenska izolacija, blindirani, okrugli) ili ravnog - KPBP (Sl. 29), ravnog kabla koji je pričvršćen na njega čahurom za uvođenje kablova (produžni kabl sa navlakom).

Rice. 29. Kablovi:

a– okrugli; b- stan; 1 - živio; 2 - izolacija; 3 - školjka; 4 - jastuk; 5 - oklop

Kabl se sastoji od tri jezgre, od kojih svaka ima izolacijski sloj i omotač; jastuci od gumirane tkanine i oklopa. Tri izolirana jezgra okruglog kabela su uvijena duž spiralne linije, a žile ravnog kabela položene su paralelno u jednom redu.

KFSB kabl sa fluoroplastičnom izolacijom je dizajniran za rad na temperaturama okoline do +160°C.

Kablovski sklop ima objedinjenu kablovsku uvodnicu K38 (K46) okruglog tipa. U metalnom kućištu spojnice, izolirane žile ravnog kabela su hermetički zatvorene gumenom brtvom.

Utičnice su pričvršćene na provodne žice.

Okrugli kabl ima prečnik od 25 do 44 mm. Veličina ravnog kabla je od 10,1x25,7 do 19,7x52,3 mm. Nominalna dužina objekta 850, 1000¸1800m.

Kompletni uređaji tipa ShGS5805 omogućavaju uključivanje i isključivanje potopljenih motora, daljinski upravljač iz kontrolne sobe i softversko upravljanje, rad u ručnom i automatskom režimu rada, gašenje u slučaju preopterećenja i odstupanja mrežnog napona iznad 10% ili ispod 15% od nominalnog, regulacija struje i napona, kao i eksterna svjetlosna signalizacija hitnih slučajeva isključenje (uključujući ugrađeni termometrijski sistem).

Integrisana transformatorska podstanica za potopljene pumpe - KTPPN je projektovana za snabdevanje električnom energijom i zaštitu elektromotora potopljenih pumpi iz pojedinačnih bunara kapaciteta 16¸125 kW uključujući. Ocjenjen visokog napona 6 ili 10 kV, srednjenaponske granice regulacije od 1208 do 444 V (TMPN100 transformator) i od 2406 do 1652 V (TMPN160). Težina sa transformatorom 2705 kg.

Kompletna transformatorska podstanica KTPPNKS je projektovana za napajanje, upravljanje i zaštitu četiri centrifugalne elektro pumpe sa elektromotorima 16¸125 kW za proizvodnju nafte u bunarima, napajanje do četiri elektromotora crpnih agregata i mobilnih pantografa tokom remontnih radova. KTPPNKS je dizajniran za upotrebu u uslovima krajnjeg severa i zapadnog Sibira.

Isporuka instalacije uključuje: pumpu, kabelski sklop, motor, transformator, kompletnu transformatorsku stanicu, kompletan uređaj, separator plina i set alata.