Schemat ESP

ESP – montaż elektrycznej pompy głębinowej, w wersji angielskiej – ESP (elektryczna pompa głębinowa). Pod względem liczby odwiertów, w których pracują takie pompy, ustępują one jednostkom SRP, ale pod względem ilości wydobywanej za ich pomocą ropy ESP są bezkonkurencyjne. Około 80% całej ropy naftowej w Rosji jest produkowane przy użyciu ESP.

Ogólnie rzecz biorąc, ESP to zwykła jednostka pompująca, tylko cienka i długa. I wie, jak pracować w środowisku charakteryzującym się agresywnością wobec występujących w nim mechanizmów. Składa się z głębinowego agregatu pompowego (silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym + pompa), linii kablowej, ciągu rurowego, wyposażenia głowicy odwiertu i wyposażenia powierzchniowego (transformator i stacja sterownicza).

Główne elementy ESP:

ESP (elektryczna pompa odśrodkowa)- kluczowy element instalacji, który faktycznie podnosi ciecz ze studni na powierzchnię. Składa się z sekcji, które z kolei składają się ze stopni (łopatek kierujących) oraz dużej liczby wirników zamontowanych na wale i zamkniętych w stalowej obudowie (rurze). Głównymi cechami ESP są natężenie przepływu i ciśnienie, dlatego nazwa każdej pompy zawiera te parametry. Przykładowo ESP-60-1200 pompuje 60 m 3 cieczy dziennie pod ciśnieniem 1200 metrów.

SEM (zanurzalny silnik elektryczny)– drugi najważniejszy element. Jest to asynchroniczny silnik elektryczny wypełniony specjalnym olejem.

Ochraniacz (lub hydroizolacja)– element znajdujący się pomiędzy silnikiem elektrycznym a pompą. Oddziela silnik elektryczny napełniony olejem od pompy wypełnionej płynem formacyjnym i jednocześnie przenosi obrót z silnika na pompę.

Kabel, za pomocą którego energia elektryczna jest dostarczana do silnika podwodnego. Kabel pancerny. Na powierzchni i do głębokości zanurzenia pompy ma przekrój okrągły (KRBK), natomiast w obszarze jednostki zanurzeniowej wzdłuż pompy i zabezpieczenia hydraulicznego jest płaski (KPBK).

Wyposażenie dodatkowe:

Separator gazu– służy do zmniejszenia ilości gazu na wlocie pompy. Jeśli nie ma potrzeby zmniejszania ilości gazu, stosuje się prosty moduł wejściowy, przez który płyn ze studni trafia do pompy.

TMS– układ termomanometryczny. Termometr i manometr w jednym. Daje nam dane na powierzchni o temperaturze i ciśnieniu otoczenia, w którym pracuje ESP obniżony do odwiertu.

Cała instalacja jest montowana bezpośrednio po opuszczeniu do studni. Montuje się go sekwencyjnie od dołu do góry, nie zapominając o kablu, który mocowany jest do samej instalacji oraz do rurki, na której to wszystko wisi, za pomocą specjalnych metalowych pasów. Na powierzchni kabel doprowadzany jest do transformatora podwyższającego napięcie (TMPT) i stacji sterującej zainstalowanej w pobliżu krzaka.

Oprócz wymienionych już komponentów, w rurociągu nad elektryczną pompą odśrodkową zamontowane są zawory zwrotne i spustowe.

Sprawdź zawór(KOSH – kulowy zawór zwrotny) służy do napełniania rur cieczą przed uruchomieniem pompy. Zapobiega również spływaniu cieczy w przypadku zatrzymania pompy. Gdy pompa pracuje, zawór zwrotny znajduje się w pozycji otwartej ze względu na ciśnienie z dołu.

Powyżej zawór zwrotny zamontowane zawór spustowy (KS), który służy do spuszczania płynu z rurki przed podniesieniem pompy ze studni.

Elektryczne odśrodkowe pompy głębinowe mają znaczną przewagę nad głębokimi pompy z prętem ssącym:

• Prostota wyposażenia naziemnego;
• Możliwość odbioru płynu ze studni do 15 000 m 3 /dobę;
• Możliwość wykorzystania ich w studniach o głębokości ponad 3000 metrów;
• Wysoka (od 500 dni do 2-3 lat lub więcej) żywotność ESP pomiędzy naprawami;
• Możliwość prowadzenia badań w studniach bez konieczności podnoszenia urządzeń pompujących;
• Mniej pracochłonne metody usuwania parafiny ze ścianek rur.

Elektryczne odśrodkowe pompy głębinowe mogą być stosowane w głębokich i nachylonych odwiertach naftowych (a nawet poziomych), w studniach silnie nawodnionych, w studniach z wodami jodowo-bromkowymi, o dużym zasoleniu wód złożowych, do podnoszenia roztworów soli i kwasów. Ponadto opracowano i wyprodukowano elektryczne pompy odśrodkowe do jednoczesnej i oddzielnej pracy kilku poziomów w jednym odwiercie z ciągami osłonowymi 146 mm i 168 mm. Czasami stosuje się również elektryczne pompy odśrodkowe do wtryskiwania zmineralizowanej wody z formacji do złoża ropy w celu utrzymania ciśnienia w złożu.

Instalacja ESP jest złożonym systemem technicznym i pomimo znanej zasady działania pompy odśrodkowej jest zestawem elementów charakteryzujących się oryginalnym designem. Schemat ESP pokazano na rys. 6.1. Instalacja składa się z dwóch części: powierzchniowej i zanurzalnej. Część naziemna zawiera autotransformator 1; stanowisko kontrolne 2; czasami bęben kablowy 3 i wyposażenie głowicy odwiertu 4. Część podwodna zawiera ciąg rur 5, na którym jednostka głębinowa jest opuszczana do studni; opancerzony trójżyłowy kabel elektryczny 6, poprzez który dostarczane jest napięcie zasilające do podwodnego silnika elektrycznego i który jest przymocowany do ciągu rurowego za pomocą specjalnych zacisków 7.

Jednostka zanurzeniowa składa się z wielostopniowej pompy odśrodkowej 8, wyposażonej w siatkę odbiorczą 9 i zawór zwrotny 10. Jednostka zanurzeniowa zawiera zawór spustowy 11, przez który ciecz jest spuszczana z rurki podczas podnoszenia jednostki. W dolnej części pompa jest połączona przegubowo z hydraulicznym zespołem zabezpieczającym (ochraniaczem) 12, który z kolei jest połączony przegubowo z zanurzalnym silnikiem elektrycznym 13. W dolnej części silnik elektryczny 13 ma kompensator 14.

Ciecz dostaje się do pompy przez siateczkę umieszczoną w jej dolnej części. Siatka zapewnia filtrację płynu formacyjnego. Pompa tłoczy płyn ze studni do rurki.

Instalacje ESP w Rosji przeznaczone są do studni z ciągami rurowymi o średnicach 127, 140, 146 i 168 mm. Dla rozmiarów obudowy 146 i 168 mm, jednostki podwodne są dostępne w dwóch rozmiarach. Jeden przeznaczony jest do studni o najmniejszej średnicy wewnętrznej (wg GOST) obudowy. W tym przypadku jednostka ESP ma również mniejszą średnicę, a co za tym idzie mniejszą charakterystykę pracy (ciśnienie, przepływ, wydajność).

Ryż. 6.1. Schemat ideowy ESP:

1 - autotransformator; 2 - stacja kontrolna; 3 - bęben kablowy; 4 - wyposażenie głowicy odwiertu; 5 - kolumna z rurkami; 6 - opancerzony kabel elektryczny; 7 - zaciski kablowe; 8 - zatapialna wielostopniowa pompa odśrodkowa; 9 - ekran wlotowy pompy; 10 - zawór zwrotny; 11 - zawór spustowy; 12 - hydrauliczny zespół zabezpieczający (ochraniacz); 13 - podwodny silnik elektryczny; 14 - kompensator

Każda instalacja ma swój kod, np. UETSN5A-500-800, w którym przyjmuje się następujące oznaczenia: liczba (lub cyfra i litera) po ESP oznacza najmniejszą dopuszczalną średnicę wewnętrzną obudowy, do której można go obniżyć, liczba „4” odpowiada średnicy 112 mm, liczba „5” odpowiada 122 mm, „5A” - 130 mm, „6” - 144 mm i „6A” - 148 mm; druga cyfra kodu wskazuje nominalny przepływ pompy (w m 3 / sUt), a trzecia - przybliżone ciśnienie w m. Wartości przepływu i ciśnienia podane są dla pracy na wodzie.

W ostatnie lata Wachlarz produkowanych zespołów pomp odśrodkowych znacznie się poszerzył, co znajduje odzwierciedlenie także w kodach produkowanych urządzeń. Zatem instalacje ESP produkowane przez ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) mają w kodzie wielką literę „A” po napisie „ESP”, a instalacje Zakładów Mechanicznych Lebedyansky (JSC Lemaz, Lebedyan, obwód kurski) mają wielką literę litera „L” przed napisem „ESP”. Instalacje pomp odśrodkowych o konstrukcji wirnika dwupodporowego, przeznaczone do doboru płynu złożowego o dużej zawartości zanieczyszczeń mechanicznych, mają w swoim kodzie cyfrę „2” po literze „L” i przed napisem ESP (dla pomp Lemaz) , litera „D” po napisie „ESP” (w przypadku pomp JSC „Borets”), litera „A” przed numerem wielkości montażowej (w przypadku pomp ANNAS). Odporna na korozję konstrukcja ESP jest oznaczona literą „K” na końcu kodu instalacji, a konstrukcja odporna na ciepło – literą „T”. Konstrukcja wirnika z dodatkowymi łopatkami wirowymi na tylnym dysku (Novomet, Perm) ma w kodzie pompy oznaczenie literowe VNNP.

6.3. Główne elementy instalacji ESP, ich przeznaczenie i charakterystyka

Odwiertowe pompy odśrodkowe

Odwiertowe pompy odśrodkowe są maszynami wielostopniowymi. Wynika to przede wszystkim z niskich wartości ciśnienia wytwarzanych przez jeden stopień (wirnik i łopatkę kierującą). Z kolei o małych wartościach ciśnienia jednego stopnia (od 3 do 6-7 m słupa wody) decydują małe wartości średnicy zewnętrznej wirnika, ograniczone średnicą wewnętrzną obudowy i wymiarami używanego sprzętu wiertniczego – kabel, silnik podwodny itp.

Konstrukcja odwiertowej pompy odśrodkowej może być konwencjonalna i odporna na zużycie, a także o zwiększonej odporności na korozję. Średnice i skład elementów pompy są w zasadzie takie same dla wszystkich wersji pomp.

Konwencjonalna pompa odśrodkowa odwiertowa przeznaczona jest do wydobywania cieczy ze studni o zawartości wody do 99%. Zanieczyszczenia mechaniczne w pompowanej cieczy nie powinny przekraczać 0,01% mas. (czyli 0,1 g/l), a twardość zanieczyszczeń mechanicznych nie powinna przekraczać 5 punktów Mohsa; siarkowodór - nie więcej niż 0,001%. Zgodnie z wymaganiami specyfikacji technicznych producentów zawartość wolnego gazu na wlocie pompy nie powinna przekraczać 25%.

Odporna na korozję pompa odśrodkowa przeznaczona jest do pracy, gdy pompowana ciecz złożowa zawiera siarkowodór w ilości do 0,125% (do 1,25 g/l). Odporna na zużycie konstrukcja pozwala na pompowanie cieczy zawierających zanieczyszczenia mechaniczne do 0,5 g/l.

Stopnie są umieszczone w otworze cylindrycznego korpusu każdej sekcji. Jedna sekcja pompowa może pomieścić od 39 do 200 stopni, w zależności od wysokości ich montażu. Maksymalna ilość stopni w pompach sięga 550 sztuk.

Ryż. 6.2. Schemat pompy odśrodkowej odwiertowej:

1 - pierścień z segmentami; 2,3- gładkie podkładki; 4,5- podkładki amortyzatorów; 6 - górne wsparcie; 7 - niższe wsparcie; 8 - pierścień sprężynujący wspornika wału; 9 - tuleja dystansowa; 10 -baza; 11 - sprzęgło wielowypustowe.

Modułowe ESP

Aby stworzyć wysokociśnieniowe pompy odśrodkowe odwiertowe, konieczne jest zainstalowanie w pompie wielu stopni (do 550). Nie można ich jednak umieścić w jednej obudowie, ponieważ długość takiej pompy (15-20 m) komplikuje transport, instalację w studni i produkcję obudowy.

Pompy wysokociśnieniowe składają się z kilku sekcji. Długość korpusu w każdej sekcji nie przekracza 6 m. Części korpusu poszczególnych sekcji łączone są kołnierzami za pomocą śrub lub kołków, a wały za pomocą złączek wielowypustowych. Każda sekcja pompy posiada górną osiową podporę wału, wał, promieniowe podpory wału i stopnie. Tylko dolna część posiada siatkę odbiorczą. Głowica wędkarska - tylko górna część pompy. Sekcje pomp wysokociśnieniowych mogą być krótsze niż 6 m (zwykle długości korpusów pomp wynoszą 3,4 i 5 m), w zależności od liczby stopni, które należy w nich umieścić.

Pompa składa się z modułu wlotowego (rys. 6.4), modułu sekcyjnego (moduły sekcyjne) (rys. 6.3), modułu głównego (rys. 6.3), zaworów zwrotnych i zaworów spustowych.

Istnieje możliwość odpowiednio zmniejszenia liczby sekcji modułowych w pompie, wyposażając jednostkę zanurzeniową w silnik o wymaganej mocy.

Połączenia pomiędzy modułami i modułem wejściowym do silnika są kołnierzowe. Połączenia (z wyjątkiem podłączenia modułu wejściowego do silnika i modułu wejściowego do oddzielacza gazu) uszczelnione są pierścieniami gumowymi. Połączenie wałów sekcji modułu ze sobą, sekcji modułu z wałem modułu wejściowego, wału modułu wejściowego z wałem zabezpieczenia hydraulicznego silnika odbywa się za pomocą sprzęgieł wielowypustowych.

Wały sekcji modułowych wszystkich grup pomp, które mają tę samą długość obudowy 3,4 i 5 m, są ujednolicone. Aby chronić kabel przed uszkodzeniem podczas operacji podnoszenia, na podstawach modułu sekcji i modułu głównego znajdują się zdejmowane stalowe żebra. Konstrukcja pompy umożliwia, bez dodatkowego demontażu, zastosowanie modułu separatora gazu pompy, który montowany jest pomiędzy modułem wejściowym a modułem sekcyjnym.

Charakterystyki techniczne niektórych standardowych rozmiarów elektrofiltrów do produkcji ropy naftowej, produkowanych przez firmy rosyjskie według specyfikacji technicznych, przedstawiono w tabeli 6.1 i na rys. 6.6.

Najpowszechniej stosowaną praktyką instalacyjną są elektryczne pompy odśrodkowe.

Instalacje zatapialnych pomp odśrodkowych przeznaczone są do wypompowywania

ESP obejmuje: urządzenia naziemne i podziemne.

Wyposażenie dołowe obejmuje: - montaż elektrycznego agregatu odśrodkowego; - kolumna rurowa pompująca i kabel.

Wyposażenie powierzchniowe składa się z wyposażenia głowicy odwiertu, stacji sterującej i transformatora.

Ryż. 1. 1 – silnik; 2 – kabel; 3 – ochrona wody; 4 – pompa ESP 5.6 – zawory zwrotno-spustowe; 7 – wyposażenie głowicy odwiertu; 8 – autotransformator; 9 – stacja dowodzenia; 10 – rurka; 11 – moduł ssący.

Zasada działania: Elektryczny zespół odśrodkowy jest opuszczany do studzienki na rurze. Składa się z trzech głównych części umieszczonych na jednym pionowym wale: wielostopniowej pompy odśrodkowej, silnika elektrycznego (SEM) oraz osłony zabezpieczającej silnik elektryczny przed wnikaniem cieczy oraz zapewniającej długotrwałe smarowanie pompy i silnika. Prąd do zasilania silnika elektrycznego dostarczany jest za pomocą trójżyłowego płaskiego kabla, który jest opuszczany wraz z ciągiem rurek i mocowany do nich cienkimi żelaznymi zaciskami (pasami).

Transformator ma za zadanie kompensować spadek napięcia w kablu zasilającym silnik. Korzystanie ze stanowiska sterującego, ręczne sterowanie silnikiem, automatyczne wyłączenie agregatu w przypadku zaniku dopływu cieczy, zabezpieczenie zerowe, zabezpieczenie przed przeciążeniem i wyłączenie agregatu w przypadku zwarcia. Podczas pracy urządzenia pompa odśrodkowa zasysa ciecz przez filtr zamontowany na wlocie pompy i tłoczy ją rurami pompy na powierzchnię. W zależności od ciśnienia, tj. wysokości podnoszenia cieczy, stosuje się pompy o różnej liczbie stopni.

28. Inne typy pomp beztłoczyskowych

Pompa śrubowa – pompa głębinowa napędzana silnikiem elektrycznym; Ciecz w pompie porusza się w wyniku obrotu śruby wirnika. Pompy tego typu są szczególnie skuteczne przy wydobywaniu ze odwiertów olejów o dużej lepkości.

Hydrotłok pompa to pompa głębinowa napędzana strumieniem cieczy dostarczanej do studni z powierzchni przez zespół pompujący. W tym przypadku do studni opuszczane są dwa rzędy koncentrycznych rur o średnicy 63 i 102 mm. Pompa jest opuszczana do studni wewnątrz rury o średnicy 63 mm i dociskana ciśnieniem cieczy do gniazda znajdującego się na końcu tej rury. Płyn wydobywający się z powierzchni porusza tłok silnika, a wraz z nim tłok pompy. Tłok pompy wypompowuje płyn ze studni i wraz z płynem roboczym tłoczy go przez przestrzeń międzyrurową na powierzchnię.

Pompa membranowa - pompa wolumetryczna, w której zmiana objętości komory pompy następuje na skutek odkształcenia jednej z jej ścianek, wykonanej w postaci elastycznej płyty - membrany. Ze względu na fakt, że ruchome części mechanizmu napędowego D. n. nie mają kontaktu z pompowanym medium, D. nr. stosowany również do wypompowywania cieczy zanieczyszczonych ściernymi substancjami mechanicznymi. zanieczyszczenia. Membrany wykonywane są z gumy (w tym gumy wzmocnionej) i innych materiałów elastycznych, a także stopów nierdzewnych. Przybierają postać (przeważnie) blachy falistej lub mieszka.

Instalacje zatapialnych pomp odśrodkowych przeznaczony do wypompowywania

odwierty naftowe, w tym zawierające płyn złóż pochyłych

olej, woda i gaz oraz zanieczyszczenia mechaniczne. W zależności od ilości

różne elementy zawarte w pompowanej cieczy, pompy

Instalacje charakteryzują się standardową konstrukcją oraz zwiększoną odpornością na korozję i zużycie.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wstęp

W Rosji wśród pomp beztłoczyskowych najczęstszą instalacją są elektryczne pompy odśrodkowe. Ponad 35% całkowitych zasobów odwiertów w kraju jest w nie wyposażonych. Instalacje elektrycznych pomp odśrodkowych (ESP) mają bardzo duży zakres przepływu (od 10 do 1000 m3/dzień i więcej) i są w stanie wytworzyć ciśnienie do 2000 m w obszarze dużych przepływów (ponad 80 m3/dzień). ), ESP mają najwyższy współczynnik przydatna akcja(wydajność) spośród wszystkich zmechanizowanych metod produkcji ropy. W zakresie dostaw od 50 do 300 mі/dzień. efektywność ESP przekracza 40%, ale w obszarze niskich przepływów wydajność jest ESP gwałtownie spada. Jeśli to możliwe, organizacje pilot stan, a także regulacja wydajności ESP jest znacznie lepsza niż w przypadku jednostek prętowych. Ponadto krzywizna odwiertu w mniejszym stopniu wpływa na wydajność ESP.

Wpływ krzywizny odwiertu na wydajność ESP wpływa głównie podczas operacji wyzwalania i podnoszenia ze względu na możliwość uszkodzenia liny i nie jest powiązany (do określonej wartości kąta nachylenia odwiertu i szybkości narastania w jego krzywiźnie), podobnie jak w przypadku SPU, z samym procesem eksploatacji. ESP nie sprawdzają się jednak dobrze w środowiskach korozyjnych, gdy przeprowadza się prace piaskowe, w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego współczynnika gazowego.

ESP są przeznaczone do pompowania płynu złóż z odwiertów naftowych i służą do wymuszenia wydobycia płynu.

Jest to wymagane do niezawodnej pracy pompy prawidłowy wybór do tej studni. W trakcie eksploatacji odwiertu parametry złoża, strefa denna złoża oraz właściwości wydobywanej cieczy ulegają ciągłym zmianom: zawartość wody, ilość towarzyszącego gazu, ilość zanieczyszczeń mechanicznych, a w efekcie , brakuje płynu lub pompa pracuje na biegu jałowym, co skraca okres remontu pompy. W tej chwili nacisk kładzie się na bardziej niezawodny sprzęt, aby wydłużyć czas realizacji, a w konsekwencji obniżyć koszty podnoszenia cieczy. Można to osiągnąć stosując odśrodkowe ESP zamiast SPU, ponieważ pompy odśrodkowe mają długi okres remontu.

Instalacja ESP może być stosowana przy wypompowywaniu cieczy zawierających gazy, piasek i pierwiastki korozyjne.

1 . Urządzenie i Specyfikacja techniczna ESP

1.1 Imięprzeznaczenie i dane techniczne ESP

Zatapialne jednostki odśrodkowe przeznaczone są do pompowania płynu złożowego z odwiertów naftowych. Zatapialne odśrodkowe pompy elektryczne do wydobywania ropy naftowej przeznaczone są do pracy w odwiertach naftowych, czasami mocno nawodnionych, o małej średnicy i dużej głębokości, zapewniają bezawaryjną i długotrwałą pracę w cieczach zawierających agresywne wody złożowe z rozpuszczonymi w nich różnymi solami, gazy (w tym siarkowodór), zanieczyszczenia mechaniczne w postaci piasku. Głębokość zanurzenia pompy sięga 2500 m lub więcej, a temperatura pompowanej cieczy osiąga czasami 100 0 C. Wymagania dotyczące płynu złożowego do pracy studni z elektrycznymi pompami głębinowymi podano w tabeli 1.1.

Tabela 1.1 – Dopuszczalne charakterystyki płynu złożowego dla eksploatacji odwiertu przy użyciu jednostek ESP

Studnie, w których eksploatowane są instalacje, muszą spełniać następujące warunki:

a) minimalną średnicę wewnętrzną studni dla każdego rozmiaru instalacji zgodnie z opisem technicznym pomp i silników;

b) maksymalna prędkość narastania krzywizny odwiertu wynosi 2° na 10 metrów, a na obszarze instalacji – 3 minuty na 10 metrów;

c) maksymalne ciśnienie hydrostatyczne w obszarze zawieszenia instalacji – 40 MPa;

d) w rejonie eksploatacji instalacji głębinowej odchylenie odwiertu od pionu nie powinno przekraczać 60 stopni.

1.2 Zalety i wady ESP

Instalacje zatapialne pomp elektrycznych odśrodkowych są szeroko stosowane w naszym kraju. Średni przepływ odwiertu wyposażonego w taki zespół wynosi 120-140 ton/dobę, natomiast odwiertów wyposażonych w zespoły pompujące z żerdziami ssącymi wynosi zaledwie 15 ton/dobę. Dużą zaletą tych agregatów jest łatwość konserwacji, długi okres remontów – 1 rok. Nierzadko zdarza się, że instalacje na niektórych polach działają bez podnoszenia przez ponad 2-3 lata.

1.2.1 Zalety elektrycznych pomp odśrodkowych

Studnie wyposażone w elektryczne pompy głębinowe odśrodkowe wypadają korzystnie w porównaniu ze studniami wyposażonymi w pompy głębinowe.

Tutaj na powierzchni nie ma mechanizmów z ruchomymi częściami, nie ma ogromnych maszyn zużywających dużo metalu - krzeseł pompujących i masywnych fundamentów niezbędnych do ich montażu.

Zastosowanie takiego sprzętu pozwala na oddanie studni do eksploatacji zaraz po wierceniu, o każdej porze roku, nawet w najcięższych miesiącach zimowych, bez konieczności poświęcania dużej ilości czasu i pieniędzy na budowę fundamentów i montaż ciężkiego sprzętu. Podczas eksploatacji odwiertów ESP głowicę można łatwo uszczelnić, co pozwala na gromadzenie i usuwanie towarzyszącego gazu. Instalacje ESP charakteryzują się brakiem łącznika pośredniego prętów ssących, co zwiększa czas realizacji studni.

Rozszerza się zakres zastosowań produkcji pompowej ze studni głębinowych oraz wymuszonego poboru cieczy ze studni silnie nawodnionych, a także studni kierunkowych.

1.2.2 Wady elektrycznych pomp odśrodkowych

Do wad beztłoczkowych jednostek pompowych należą: skomplikowane naprawy studni w przypadku upadku rur, czasami prowadzące do braku rezultatów; skomplikowany sprzęt wymagający wysoko wykwalifikowanego elektryka.

Przy dużych prędkościach olej miesza się z wodą i potrzeba dużej ilości energii, aby oddzielić olej od wody. ESP można również stosować do wtryskiwania wody między zbiornikami oraz do utrzymywania ciśnienia złożowego w złożach ropy naftowej.

a) ciecze zawierają znaczną ilość piasku, co powoduje szybkie zużycie części roboczych pompy;

b) przy dużej ilości gazu, co zmniejsza wydajność pompy.

1.3 Część wyposażenia

W skład zestawu podwodnej instalacji do wydobywania ropy naftowej wchodzą: silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym, pompa, linia kablowa, naziemne urządzenia elektryczne oraz stanowisko automatycznego sterowania (rysunek 1.1).

Pompa napędzana jest silnikiem elektrycznym i dostarcza płyn formacyjny ze studni poprzez rurę na powierzchnię do rurociągu.

Linia kablowa zapewnia zasilanie silnika elektrycznego. Łączy się z silnikiem elektrycznym za pomocą złącza kablowego.

1 - silnik elektryczny; 2 - ochraniacz; 3 - filtr siatkowy pompy; 4 - zatapialna pompa odśrodkowa; 5 - specjalny kabel; 6 - rolka prowadząca; 7 - bęben kablowy; 8 - autotransformator; 9 - automatyczna stacja sterownicza; 10 - pasek do mocowania kabla

Rysunek 1.1 - Układ wyposażenia ESP

Kabel mocuje się do rur zabezpieczających hydraulicznie, pompy i sprężarki za pomocą metalowych pasów wchodzących w skład dostawy pompy.

Naziemne urządzenia elektryczne – kompletna podstacja transformatorowa lub stacja sterownicza z transformatorem przetwarza napięcie sieci polowej na wartość zapewniającą optymalne napięcie wyjściowe silnika elektrycznego, uwzględniając straty napięciowe w kablu, zapewnia kontrolę pracy instalacja podwodna i jej zabezpieczenie w warunkach nietypowych. Pompa elektryczna to jednostka składająca się ze specjalnego zatapialnego silnika elektrycznego prądu przemiennego, wypełnionego olejem, osłony zabezpieczającej silnik przed wnikaniem do niego otaczającej cieczy oraz wielostopniowej pompy odśrodkowej. Obudowy silnika elektrycznego, osłony i pompy połączone są ze sobą za pomocą kołnierzy. Wały mają połączenia wielowypustowe. W zmontowanej jednostce silnik elektryczny znajduje się na dole, nad nim znajduje się osłona, a nad osłoną pompa.

Pompę elektryczną opuszcza się do studni za pomocą rurki i zawiesza na podkładce zawieszającej bez dodatkowego mocowania w studni. Silnik zasilany jest energią elektryczną za pomocą specjalnego, olejoodpornego, okrągłego, trójżyłowego kabla marki KRBK w pancerzu z elastycznej taśmy, który przechodzi przez podkładkę zawieszenia i jest mocowany do rur pompy za pomocą metalowych pasów. Instalują jedynie stację kontrolną i autotransformator na powierzchni, a na głowicy odwiertu manometr i zawór. Aby zminimalizować wymiary średnicowe jednostki zanurzeniowej, ułożono wzdłuż niej specjalny płaski kabel KRBP w pancerzu z elastycznej taśmy, zabezpieczony przed uszkodzeniem żebrami przyspawanymi do pompy i osłonami ochronnymi.

Kompletna podstacja transformatorowa lub stacja kontrolna

a transformator jest zainstalowany i zamocowany na fundamencie lub cokole w odległości co najmniej 20 m od głowicy odwiertu. Wysokość fundamentów (cokółów) musi być taka, aby wykluczyć zalanie wodą i śniegiem zalegającym na zainstalowanym na nich sprzęcie. W odległości 15-20 m od głowicy odwiertu, Bęben z kablem należy umieścić na specjalnie przygotowanej płaskiej powierzchni, instalując go na zmechanizowanej nawijarce kabla lub na wspornikach, na których bęben będzie się obracał. Bęben należy ustawić tak, aby jego oś obrotu była prostopadła do wyimaginowanej linii poprowadzonej od głowicy do środka bębna. Wygodniej będzie obniżyć instalację, jeśli bęben zostanie ustawiony tak, aby kabel rozwijał się z jego górnej części.

Aby ułatwić wprowadzenie kabla do studni podczas jego opuszczania, stosuje się tzw. rolkę kablową, zawieszoną nad głowicą na niewielkiej wysokości.

Przygotować i umieścić na nich rury i złączki pompowo-kompresorowe na chodnikach lub podporach w taki sposób, aby złączki rurowe były skierowane w stronę głowicy odwiertu, tak aby rury znajdowały się w polu widzenia operatora agregatu przetłaczającego i nie przeszkadzały w pracy z kablem. Zewnętrzne i wewnętrzne wnęki rur muszą być czyste.

W przypadku eksploatacji studni z zatapialnymi, odśrodkowymi pompami elektrycznymi, głowicę odwiertu można łatwo uszczelnić, co pozwala na gromadzenie i usuwanie towarzyszącego gazu. Uziemić sprzęt elektryczny, ze względu na niewielkie wymiary, lekkość i dostępność osłony ochronne, w zależności od warunków klimatycznych, można zainstalować bezpośrednio na świeżym powietrzu lub w małej nieogrzewanej kabinie, ale tak, aby ani zaspy śnieżne, ani powodzie nie zakłócały normalnej, nieprzerwanej pracy studni.

Cechą charakterystyczną zatapialnych pomp odśrodkowych elektrycznych jest łatwość konserwacji, ekonomiczność i stosunkowo długi okres remontów. Czas pracy pomp pomiędzy wyniesieniem do naprawy w większości przypadków przekracza 200 dni; w wielu studniach pracują one bez podnoszenia przez 2-3 lata.

1,4 Oprzegląd instalacji zagranicznych

W USA pompy głębinowe produkowane są zarówno w wersji jednosekcyjnej, jak i dwu-, trzy- i czterosekcyjnej, w zależności od określonego ciśnienia.

Charakterystyczną cechą pomp Byron Jackson, która odróżnia je od innych konstrukcji pomp, jest brak obcasa na wale pompy zarówno w pompach jednosekcyjnych, jak i wielosekcyjnych. Siła osiowa działająca na koniec wału w wyniku ciśnienia wytwarzanego przez pompę i masy samego wału jest odbierana przez piątą, umieszczoną w części uszczelniającej (bieżnika). W pompach sekcyjnych wały są połączone, opierając się o siebie i tworząc jakby jeden długi wał. Umieszczenie osiowego wspornika pompy w odcinku uszczelniającym ma pewien sens, ponieważ... pięta w tym przypadku działa czysty olej. W związku z tym jego niezawodność powinna być większa niż w przypadku piętki pracującej bezpośrednio w płynie formacyjnym.

W pierwszych konstrukcjach pomp Reda osiowe podparcie wału wykonywano w postaci łożysk kulkowych skośnych typu „duplex”, umieszczonych w dolnej części w specjalnej komorze.

W pompach Byron Jackson długość wału z 3 - 4 sekcji może sięgać 25...30 m. Wały są połączone ze sobą oraz z wałem sekcji uszczelniającej za pomocą złączek wielowypustowych, których końce opierają się o siebie poprzez przelotkę. sworzeń lub podkładkę w złączu wielowypustowym.

Aby zapewnić stabilność wału podczas pracy, Byron Jackson zaproponował zastosowanie pośrednich łożysk gumowo-metalowych, umieszczając je w 6 etapach. W przeciwieństwie do konstrukcji krajowych, łożyska gumowo-metalowe Byron Jackson nie są instalowane zamiast odpowiednich stopni, ale są montowane w łopatkach prowadzących.

Pompy Reda Pump są inne projekt poszczególne części. Przede wszystkim należy zaznaczyć, że pompy Reda Pump patrząc z góry mają lewy kierunek obrotu wału.

Głowicę i podstawę wędki wykonano z odrębnych elementów konstrukcyjnych w taki sposób, że można je podłączyć zarówno do pompy jednosekcyjnej, jak i wielosekcyjnej. Przyczynia się to do ujednolicenia części i zespołów.

Większość modeli Reda Pump nie posiada obcasa w górnej części. Zamiast piętki część wirników (do 40%) mocowana jest ściśle w kierunku osiowym na wale za pomocą ograniczników zamocowanych w rowkach na wale pompy. W ten sposób górna część wirników, których tuleje opierają się o siebie, jest zabezpieczona przed ruchem osiowym.

W pompach głębinowych Byron Jackson siły osiowe pochodzące od pływających wirników stopni są odbierane przez łopatki kierujące jednocześnie na dwóch powierzchniach podpór, gdy siła jest skierowana w dół, oraz na jednej powierzchni w przypadku wirnika unoszącego się w górę. Ten typ konstrukcji stopnia nazywa się podwójnym wsparciem.

Stopnie podwójnego podparcia stosowane są również przez Reda Pump Co., Oil Dynamics i Oilline w przypadkach, gdy konieczne jest zmniejszenie obciążenia właściwego na podporze.

W odróżnieniu od konstrukcji stopnia jednopodporowego, stopień podwójny oprócz podpory głównej opartej na kołnierzu łopatki kierującej, posiada drugą podporę opartą na tulei łopatki kierującej. W ten sposób zwiększa się całkowita powierzchnia, zmniejsza się obciążenie właściwe podpory, zmniejsza się zużycie i zwiększa się trwałość.

Stopień podwójnego podparcia umożliwia uruchamianie podpór pojedynczo, ze względu na grubość podkładek podporowych lub odpowiadające im wymiary osiowe kołnierzy.

Stopnie z otworami odciążającymi w wirniku są szeroko stosowane w pompach firm Reda Pump, Oilline i Oil Dynamics.

Taka konstrukcja zmniejsza siłę osiową nawet o 25% i dlatego nie wymaga drugiej podpory. Zmniejsza to jednak wydajność o 4...6%. W pompach głębinowych, których wydajność stopni jest już niska, w wirnikach nie wykonuje się otworów odciążających.

Firmy zagraniczne przywiązują dużą wagę do czystości kanałów przepływowych elementów roboczych pomp, ponieważ od tego zależy wydajność stopni. Na przykład Byron Jackson precyzyjnie odlewa wirniki i łopatki prowadzące, aby zapewnić czystą, gładką powierzchnię kanałów przepływowych.

Wirniki, precyzyjnie odlane, posiadają jednakową grubość tarcz, łopatek, tulei oraz ścisłą koncentryczność elementów, co zapewnia niezbędne wyważenie wszystkich wirników.

2 . Rozwój patentów

2.1 Możliwości rozwoju patentu

2.1.1 Patent 66417 Federacja Rosyjska,E21B43/38

Zatapialna jednostka pompująca do produkcji ropy naftowej, osadnik szlamowy i zawór bezpieczeństwa głębinowej jednostki pompującej. Govberg Artem Savelievich, Terpunow Wiaczesław Abelevich; zgłaszający i właściciel patentu „Centrum rozwoju sprzętu do produkcji ropy naftowej (OPE) (SC)”. - Nr 2007113036/22, zgłoszenie. 04.10.2007; pub. 09.10.2007.

Rozwiązania techniczne dotyczą urządzeń do oczyszczania płynu złożowego w odwiertach naftowych i mogą być stosowane w przemyśle naftowym do ochrony zatapialnych urządzeń pompowych przed działaniem zanieczyszczeń stałych zawartych w pompowanej cieczy, głównie po szczelinowaniu hydraulicznym, podczas zagospodarowania odwiertów, a także podczas oleju produkcyjnego z odwiertów piaskowych o stężeniu części stałych do 5 g/l, a także w celu zabezpieczenia urządzeń pompujących przed nieprawidłowymi warunkami pracy w przypadku zatkania urządzeń oddzielających. Zatapialna jednostka pompująca do wydobywania ropy naftowej, zapewniająca osiągnięcie powyższego wyniku technicznego, składa się z pompy głębinowej, silnika elektrycznego i osadnika. W tym przypadku zespół pompowy wyposażony jest w zawór bezpieczeństwa, którego zadaniem jest hydrauliczne połączenie wlotu pompy z pierścieniem za osadnikiem, pod warunkiem zatrzymania przepływu tłoczonej cieczy przez osadnik. Uzyskany efekt techniczny ma zapewnić skuteczną ochronę głębinowych urządzeń pompowych przed działaniem zanieczyszczeń stałych zawartych w pompowanej cieczy, bez zanieczyszczania strefy dennej studni, a także ochronę urządzeń pompujących przed nieprawidłowymi warunkami pracy w przypadku pracy osadnika. przepełniony i/lub separator jest zatkany cząstkami zanieczyszczeń stałych.

Zawór bezpieczeństwa składa się z korpusu z otworem obejściowym i tulei suwakowej z otworem obejściowym. Tuleja szpuli jest zaprojektowana tak, aby poruszać się pod wpływem przepływu cieczy pompowanej przez pompę głębinową. Pomiędzy tuleją szpuli a obudową utworzona jest wnęka różnicowa. Osiągnięty wynik techniczny polega na zwiększeniu czułości i szybkości reakcji zaworu bezpieczeństwa.

Znany zawór bezpieczeństwa do głębinowej jednostki pompującej do wydobywania ropy naftowej opisano w patencie US 5494109 A z 27.02.1996, który zawiera obudowę przystosowaną do podłączenia do rurociągu w celu dostarczania pompowanej cieczy do wlotu pompy. W bocznej ściance obudowy znajdują się otwory obejściowe. Zawór zawiera również tuleję suwakową z otworem obejściowym, umieszczoną w obudowie z możliwością ruchu osiowego w taki sposób, że w górnym położeniu tulei możliwe jest przepuszczenie pompowanej cieczy przez wspomniane otwory obejściowe obudowy oraz tuleję mieszczącą pompę, omijającą elementy filtrujące umieszczone na wlocie wspomnianego rurociągu. Chroni to pompę przed awarią zasilania, a silnik zanurzeniowy przed przegrzaniem, gdy elementy filtrujące zostaną zatkane cząsteczkami zanieczyszczeń mechanicznych. Przemieszczenie tulei suwakowej do górnego położenia następuje, gdy ciśnienie w pierścieniu wzrasta pod działaniem tłoka mechanizmu różnicowego, którego tłoczysko znajduje się w osiowym otworze korpusu zaworu.

Głównymi wadami prototypu są niewystarczająca czułość i szybkość reakcji zaworu, który reaguje na wzrost ciśnienia w pierścieniu spowodowany zaprzestaniem ruchu płynu przez filtr, a nie na sam brak ruchu pompowanego płynu .

Efektem technicznym osiągniętym poprzez wdrożenie wzoru użytkowego jest zwiększenie czułości i szybkości reakcji zaworu bezpieczeństwa.

Zawór bezpieczeństwa głębinowego zespołu pompowego do wydobywania ropy naftowej, zapewniający osiągnięcie powyższego wyniku technicznego, składa się z obudowy z otworem obejściowym, która jest przystosowana do podłączenia do rurociągu dostarczającego pompowaną ciecz do wlotu pompy, tuleja szpuli z otworem obejściowym umieszczona w obudowie z możliwością ruchu osiowego w taki sposób, że w jednym z położeń tulei możliwe jest przemieszczanie pompowanej cieczy przez wspomniane otwory obejściowe obudowy i tulei. W tym przypadku, w odróżnieniu od prototypu, tuleja szpuli wykonana jest z możliwością przemieszczania się pod wpływem przepływu cieczy pompowanej przez pompę głębinową do położenia, w którym możliwość przemieszczania się pompowanej cieczy przez otwory obejściowe pompy obudowa i tuleja są wyłączone. Pomiędzy tuleją suwaka a obudową utworzona jest wnęka różnicowa w taki sposób, że kierunek powstałej siły działającej na tuleję suwakową podczas umieszczania zaworu bezpieczeństwa w studni jest przeciwny do kierunku przepływu pompowanej cieczy działającego na suwak rękaw.

Otwory obejściowe wykonane są w bocznej ściance obudowy i tulei, a możliwość przepływu pompowanej cieczy przez otwory obejściowe obudowy i tulei zapewniona jest w najniższym położeniu tulei szpuli względem położenia roboczego zaworu w studni.

Tuleja szpuli wyposażona jest w kulowy zawór zwrotny, którego zadaniem jest zamknięcie centralnego otworu tulei, gdy ciecz przemieszcza się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu cieczy pompowanej przez pompę głębinową.

Tuleja suwaka jest obciążona sprężyną w kierunku, w którym przepływ cieczy pompowanej przez pompę głębinową oddziałuje na tuleję, a siła wytworzona przez sprężynę jest mniejsza od podanej powyżej siły wypadkowej w dowolnym położeniu tulei suwaka.

Zawór bezpieczeństwa zespołu pompowego przeznaczony jest do połączenia wlotu pompy z pierścieniem za osadnikiem w kierunku ruchu tłoczonej cieczy pod warunkiem zatrzymania przepływu tłoczonej cieczy przez osadnik.

Zawór bezpieczeństwa (rysunek 2.1) zawiera obudowę 23 z otworami obejściowymi 24 w ścianie bocznej, przeznaczoną do podłączenia do rury lub trzonu za separatorem hydrocyklonowym. Wewnątrz obudowy 24 znajduje się tuleja 25 szpuli z promieniowymi otworami obejściowymi 26 w ściance bocznej. Tuleja 25 jest instalowana z możliwością ruchu osiowego. W skrajnie dolnym położeniu tulei otwory obejściowe 24 i 26 są połączone i zapewniona jest możliwość przemieszczania pompowanej cieczy z pierścienia do wlotu pompy. Pomiędzy tuleją a korpusem uformowana jest wnęka różnicowa 27 w taki sposób, że kierunek powstałej siły działającej na tuleję suwakową (w obecności nadciśnienia we wnęce zaworu bezpieczeństwa, tj. podczas umieszczania zaworu bezpieczeństwa w studni ) jest przeciwny do kierunku oddziaływania na tuleję suwakową pompowanych cieczy przepływających. Tuleja szpuli 25 jest obciążona sprężyną w kierunku działania przepływu pompowanego medium, a siła wytwarzana przez sprężynę 16 jest mniejsza od wspomnianej siły wypadkowej w dowolnym położeniu tulei 25. Dodatkowo tuleja jest wyposażony w kulowy zawór zwrotny 22, przeznaczony do zamykania centralnego otworu tulei, gdy płyn przemieszcza się w dół po zatrzymaniu pompy.

Rysunek 2.1 – Zawór bezpieczeństwa

Gdy osadnik napełni się cząsteczkami zanieczyszczeń stałych, przepływ cieczy przez zawór bezpieczeństwa ustanie, w wyniku czego zawór kulowy 22 zamyka się, a tuleja suwakowa 25 pod wpływem różnicy ciśnień powstającej na skutek obecność wnęki różnicowej 27 opada i zajmuje najniższe położenie, ściskając sprężynę 16. Przez połączone otwory obejściowe 24 i 26 płyn roboczy dostaje się do wlotu pompy.

Zawór bezpieczeństwa głębinowego zespołu pompowego do wydobywania ropy naftowej, składający się z obudowy z otworem obejściowym, przystosowanej do podłączenia do rurociągu doprowadzającego pompowaną ciecz do wlotu pompy, tulei suwakowej z otworem obejściowym, umieszczonej w obudowa z możliwością ruchu osiowego tak, że w jednym z położeń tulei możliwe jest przemieszczanie pompowanej cieczy przez wspomniane otwory obejściowe obudowy i tulei, charakteryzująca się tym, że tuleja szpuli jest zaprojektowana tak, aby mogła poruszać się pod wpływ przepływu cieczy pompowanej przez pompę głębinową do położenia, w którym istnieje możliwość przemieszczania się pompowanej cieczy przez otwory obejściowe obudowy i tulei, przy czym pomiędzy tuleją szpuli a obudową tworzy się wnęka różnicowa w takim w taki sposób, aby kierunek powstałej siły działającej na tuleję suwakową podczas umieszczania zaworu bezpieczeństwa w studni był przeciwny do kierunku przepływu pompowanej cieczy działającej na tuleję suwakową.

2.1.2 Patent 2480630 Federacja Rosyjska, F04D15/02,F04 D13/10

Zawór obejściowy do elektrycznej pompy głębinowej odśrodkowej. Shramek V.B., Sablin A.Yu., Matveev D.F., Smirnov I.G.; zgłaszający i posiadacz patentu spółka z ograniczoną odpowiedzialnością „Russian Electrical Engineering Company”. - Nr 2011139811/06; aplikacja 29.09.2011; pub. 27.04.2013.

Wynalazek dotyczy sprzętu do wydobycia ropy naftowej i może być stosowany przy wydobywaniu płynu złożowego ze odwiertu, w szczególności do przepuszczania płynu z modułu wejściowego (filtra) lub separatora gazu do odbierającej głębinową odśrodkową pompę elektryczną (ESP) oraz do dostarczania płynu od pierścienia do pompy w przypadku zatkania elementów filtra cząstkami zanieczyszczeń mechanicznych.

Znany zawór bezpieczeństwa głębinowego zespołu pompowego (patent nr 66417, E21B 43/38, data publikacji 2007.09.10), wzięty za prototyp, zawierający obudowę z otworami obejściowymi w ścianie bocznej, która ma za zadanie

hydrauliczne połączenie wlotu pompy z pierścieniem za osadnikiem w kierunku ruchu tłoczonej cieczy, pod warunkiem zatrzymania przepływu tłoczonej cieczy przez osadnik, tuleja szpuli z promieniowymi otworami obejściowymi w ściance bocznej. Tuleja jest instalowana z możliwością ruchu osiowego. W najniższym położeniu tulei otwory obejściowe obudowy i tulei pokrywają się i możliwe jest przemieszczanie pompowanej cieczy z pierścienia do wlotu pompy. W szczególności tuleja jest obciążona sprężyną i wyposażona w kulowy zawór zwrotny, przystosowany do zamykania centralnego otworu tulei, gdy płyn przemieszcza się w przeciwnym kierunku po zatrzymaniu pompy.

Wadami znanego zaworu bezpieczeństwa dla głębinowej jednostki pompującej są:

Niska niezawodność działania zaworu na skutek zakleszczenia tulei suwaka, gdy cząstki zanieczyszczeń mechanicznych zawartych w cieczy przedostaną się do szczeliny pomiędzy korpusem a tuleją suwaka;

Małe prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy znanego zaworu związane jest z małą czułością zaworu ze względu na małą prędkość ruchu tulei suwakowej w przypadku zapełnienia osadnika lub zatkania separatora zanieczyszczeniami mechanicznymi. W takim przypadku zasilanie pompy może zostać przerwane, zanim tuleja suwakowa przesunie się do położenia, w którym otwory obejściowe tulei i obudowy zrównają się, w którym to momencie ciecz zacznie przepływać z pierścienia do wlotu pompy;

Niska konserwacja zaworu, ponieważ nie można wymienić części zaworu bezpieczeństwa bez uprzedniego demontażu go z rury separatora i grzyba uszczelniającego lub wydrążonego cylindrycznego trzpienia oraz demontażu korpusu zaworu w celu wymiany części;

Umieszczenie zaworu bezpieczeństwa pomiędzy silnikiem a osadnikiem za osadnikiem znacznie zwiększa długość całej instalacji elektrofiltru, co stwarza dodatkowe trudności podczas opuszczania i podnoszenia agregatu w studni, a także prowadzi do ewentualnego zniszczenia najbardziej obciążonych elementów, np. na przykład połączenie kołnierzowe silnika, z późniejszym spadkiem urządzeń znajdujących się za nim na dno studni. Wzrost masy i wymiarów instalacji prowadzi do zwiększonego zużycia części pompy i skrócenia czasu bezawaryjnej pracy jednostka pompująca podczas pracy w strefie zwiększonej krzywizny odwiertu.

Celem wynalazku jest wykonanie zaworu obejściowego, który umożliwi przepływ płynu złożowego do wlotu pompy w przypadku zatkania elementu filtrującego modułu wlotowego lub separatora gazu, eliminując jednocześnie wystąpienie sytuacji awaryjnej związanej z zakłóceniem. zasilania płynem złożowym przez pompę oraz awarię układu ESP i jego późniejsze wydobycie ze studni.

Wynik techniczny uzyskany w wyniku rozwiązania problemu polega na zwiększeniu niezawodności zaworu, łatwości konserwacji, łatwości obsługi i wydłużeniu czasu między awariami instalacji ESP.

Podany wynik techniczny osiąga się przez to, że zawór obejściowy do zanurzeniowej pompy elektrycznej odśrodkowej, zawierający obudowę z otworami obejściowymi, przeznaczony do podłączenia do rurociągu dostarczającego pompowaną ciecz do wlotu pompy, według wynalazku wyposażony jest w wał montowany w obudowie z możliwością obrotu i połączenia jednego końcowego wału z wałem modułu wejściowego lub separatora gazu, a drugiego końca wału z wałem pompy elektrycznej, natomiast obejście otwory znajdują się w schodkowej części obudowy pod kątem do osi środkowej zaworu w kierunku przepływu wytwarzanej cieczy, w każdym otworze obejściowym zamontowany jest zawór zwrotny wraz z gniazdem i zaworem odcinającym element montowany w korpusie zaworu zwrotnego z możliwością przesuwania.

Wykonanie otworów obejściowych pod kątem do osi środkowej zaworu w kierunku przepływu wytwarzanej cieczy pozwala na zmniejszenie oporów hydraulicznych przepływającej cieczy z pierścienia przez otwory obejściowe zaworu w przypadku zatkanie dolnego modułu wlotowego lub separatora gazu, co zwiększa ciśnienie pompy, jej wydajność, zwiększa niezawodność zaworu, zapobiegając awariom zasilania pompy, co zwiększa czas między awariami instalacji ESP.

Zainstalowanie zaworów zwrotnych w otworach obejściowych pozwala zwiększyć czułość reakcji zaworu na wzrost ciśnienia w pierścieniu, co zwiększa prędkość i niezawodność zaworu, zapobiegając awariom przepływu pompy.

Wykonanie prefabrykowanego korpusu zaworu, składającego się z dwóch części, poprawia warunki montażu/demontażu zaworu, co zwiększa łatwość konserwacji zaworu.

Zamontowanie wspornika wału w korpusie zaworu za pomocą połączenia rozłącznego, np. gwintowego, zwiększa łatwość konserwacji zaworu.

Zamontowanie zaworu zwrotnego w otworze obejściowym za pomocą połączenia rozłącznego, np. za pomocą gwintu, pozwala na szybką jego wymianę lub naprawę.

Wykonanie elementu odcinającego zaworu zwrotnego w postaci kuli zapewnia szczelność zaworu zwrotnego w pozycji zamkniętej, a także zapewnia samocentrowanie kuli we wnęce korpusu zaworu przy otwarciu zaworu. Punktowy kontakt kuli z korpusem podczas przesuwania kuli wzdłuż osi zaworu zwrotnego zapobiega jej zakleszczeniu w korpusie, co zwiększa niezawodność całego zaworu obejściowego.

Sprężynowanie kuli zaworu zwrotnego w przeciwnym kierunku

Kierunek oddziaływania strumienia płynu wychodzącego z pierścienia na kulę pozwala na zastosowanie zaworu zarówno w studniach poziomych, jak i nachylonych, co zwiększa funkcjonalność zaworu.

Wykonanie zaworu obejściowego w postaci samodzielnego produktu, posiadającego elementy łączące na korpusie i na obu końcach wału, np. złącza wielowypustowe do połączenia z wałem modułu wejściowego lub separatora gazu i pompy, zwiększa wygodę użytkowania i łatwość konserwacji zaworu.

Rysunek 2.2 przedstawia ogólny widok zaworu obejściowego zanurzalnej pompy elektrycznej odśrodkowej. Zawór obejściowy zawiera stopniowaną obudowę 1 z otworem do przepływu cieczy 2, wykonaną na przykład z prefabrykatów, zawierającą Górna część 3 i dolną część 4 obudowy. W obudowie 1 znajduje się wał 5, osadzony zwłaszcza we wsporniku łożyskowym 6, w którym osadzone są promieniowe łożyska ślizgowe 7. W wsporniku 6 znajdują się kanały 8 umożliwiające przepływ pompowanej cieczy. Wspornik łożyska 6 jest zamocowany w obudowie 1 za pomocą rozłącznego połączenia, na przykład gwintu. Na końcach wału 5 zamontowane są złącza wielowypustowe 9 i 10 w celu połączenia wału 5 odpowiednio z wałem modułu wejściowego lub separatora gazu i wałem pompy ESP (nie pokazano). W schodkowej części obudowy 1 znajdują się otwory obejściowe 11 usytuowane pod kątem do osi środkowej zaworu w kierunku przepływu wytwarzanej cieczy. Zawór zwrotny 12 jest zainstalowany w każdym otworze obejściowym 11. Zawór zwrotny 12 zawiera parę zaworów, w tym gniazdo 13 i element blokujący (kulę) 15, obciążony sprężyną sprężyny 14, zainstalowany w otworze 16 korpusu 17 zaworu zwrotnego 12 z możliwością poruszania się. Zawory zwrotne 12 są instalowane w otworach obejściowych 11 za pomocą na przykład połączenia gwintowego.

Rysunek 2.2 – Zawór obejściowy

Obudowa 1 zawiera kołnierz łączący 18 z otworami 19 na elementy mocujące, umożliwiające montaż zaworu obejściowego do modułu wlotowego (nie pokazano). Obudowa 1 wyposażona jest w łączniki (kołki) 20 służące do połączenia z obudową pompy ESP.

Po włączeniu agregatu pompującego płyn formacyjny pod ciśnieniem słupa cieczy w odwiercie przedostaje się z modułu wejściowego lub separatora gazu (nie pokazano), przez otwór 2 do zaworu obejściowego, przechodzi przez kanały 8 wspornik łożyska 6 i jest odbierany przez ESP. W tym przypadku kula 15 zaworu zwrotnego 12 jest dociskana do gniazda 13 za pomocą sprężyny 14, co eliminuje dopływ płynu formacyjnego z pierścienia przez otwory obejściowe 11 do zaworu obejściowego i odpowiednio do wlotu pompa ESP. Kiedy moduł wejściowy lub separator gazu (nie pokazano) jest częściowo lub całkowicie zatkany cząsteczkami zanieczyszczeń mechanicznych, wzrasta różnica ciśnień pomiędzy ciśnieniem cieczy na zewnątrz a ciśnieniem cieczy w wewnętrznej wnęce zaworu obejściowego. W tym przypadku otwiera się zawór zwrotny 12, w którym kula 15 przesuwa się z gniazda 13, ściskając sprężynę 14 zaworu zwrotnego 12. Płyn formacyjny przez otwór 16 zaworu zwrotnego 12 przepływa z pierścienia do korpusu 1 zaworu obejściowego i dalej, przechodząc przez kanały 8 wspornika łożyska 6, opuszcza zawór i wchodzi do pompy, dostarczając jej ciecz do dalszej pracy, co zapobiega przerwaniu pracy pompy.

2.2 Rozwój patentuzawór obejściowy

Celem badania patentowego jest udoskonalenie zaworu obejściowego do elektrycznej pompy głębinowej odśrodkowej (patent nr 2480630, F04D15/02, F04D13/10).

Jednym z głównych elementów zaworu obejściowego (rysunek 2.2) jest zawór zwrotny, który służy do przepuszczenia płynu z formacji, gdy moduł wlotowy lub separator gazu jest częściowo lub całkowicie zatkany cząstkami zanieczyszczeń mechanicznych. Wadą tej konstrukcji jest szybkie zatykanie zaworu zwrotnego na skutek przedostawania się dużych cząstek do otworu zaworu zwrotnego. Problem ten jest bardzo istotny w przypadku odpornych na zużycie elektrycznych pomp odśrodkowych. Rozwiązaniem jest zainstalowanie odbiorczej siatki filtracyjnej 13 (rys. 2.3) wzdłuż drogi ruchu płynu złożowego do zaworu zwrotnego 1, który służy do filtracji dużych cząstek mechanicznych. To konstruktywne wdrożenie wydłuży czas pracy zaworu obejściowego w trybie normalnym, a tym samym żywotność pompy.

Montaż zaworu obejściowego omawianej konstrukcji jest skomplikowany ze względu na brak rowka do montażu w zacisku montażowym windy. Rozwiązaniem jest wycięcie rowka w obszarze głowicy 5 zaworu obejściowego, co uprości proces montażu, zwiększy jego prędkość i upodobni do procesu montażu innych sekcji pompy.

Rysunek 2.3 - Zmodernizowany zawór obejściowy

Również w zmodernizowanej konstrukcji zaworu obejściowego znajdują się górne 9 i dolne 10 pokryw, które służą do ochrony wewnętrznej wnęki przed zanieczyszczeniem podczas przechowywania i transportu.

Wadą tej konstrukcji zmodernizowanej jednostki jest zwiększona całkowity rozmiar w kierunku osiowym w porównaniu z przedmiotowym patentem.

3 . Budowa i zasada działania pompy

Instalacja ESP składa się z zatapialnego agregatu pompowego (silnik elektryczny z zabezpieczeniem hydraulicznym i pompą), linii kablowej (kabel okrągły i płaski ze złączem wejściowym kabla), ciągu rurowego, wyposażenia głowicy odwiertu oraz naziemnego sprzętu elektrycznego: transformatora i stacja sterująca (lub złożone urządzenie).

Zatapialna jednostka pompująca, składająca się z pompy i silnika elektrycznego z zabezpieczeniem hydraulicznym, jest opuszczana do studni za pomocą rur rurowych. Linia kablowa zapewnia zasilanie silnika elektrycznego. Kabel jest przymocowany do rurki za pomocą metalowych pasów.

Kabel na całej długości pompy i osłony jest płaski, przymocowany do nich metalowymi paskami i zabezpieczony przed uszkodzeniem osłonami lub zaciskami.

Zawory zwrotne i spustowe są zainstalowane nad pompami. Pompa wypompowuje płyn ze studni i dostarcza go na powierzchnię za pomocą przewodu rurowego. Wyposażenie głowicy zapewnia podwieszenie ciągu rurowego z pompą elektryczną i kablem na kołnierzu obudowy, uszczelnienie rur i kabli oraz odprowadzenie cieczy do rurociągu.

Pompa głębinowa, odśrodkowa, sekcyjna, wielostopniowa. Zatapialny silnik elektryczny, trójfazowy, asynchroniczny, wypełniony olejem, z wirnikiem klatkowym. Zabezpieczenie hydrauliczne silnika elektrycznego składa się z osłony i kompensatora. Dwukomorowy ochraniacz z membraną gumową i mechanicznymi uszczelnieniami wału, kompensator z membraną gumową. Kabel trójżyłowy w izolacji polietylenowej.

Transformator dostarcza wymagane napięcie do elektrycznego silnika głębinowego; stanowisko sterujące ma za zadanie sterować pompą elektryczną zanurzeniową i wyłączać całą instalację po odłączeniu od normalnego trybu pracy.

Pompa głębinowa, silnik elektryczny i zabezpieczenie hydrauliczne są połączone ze sobą za pomocą kołnierzy i śrub dwustronnych. Wały pompy, silnika i osłon mają na końcach wypusty i są połączone za pomocą złączek wielowypustowych.

Zasada działania zatapialnej pompy odśrodkowej nie różni się od konwencjonalnych pomp odśrodkowych stosowanych do pompowania cieczy. Różnica polega na tym, że jest przekrojowy, wielostopniowy, z małą średnicą stopni roboczych - wirników i łopatek kierujących. Pompy głębinowe, przeznaczone głównie dla przemysłu naftowego, zawierają od 130 do 415 stopni.

Pompa odśrodkowa to prosta maszyna hydrauliczna przeznaczona do podnoszenia i transportu cieczy rurociągiem z jednego miejsca do drugiego. Pompa składa się głównie z wirnika z łopatkami, łopatki kierującej, wału i obudowy.

Zasadę działania pompy można w pewnym uproszczeniu przedstawić następująco: ciecz zasysana przez filtr i zawór ssący przepływa rurą na łopatki obracającego się koła, pod wpływem czego nabiera prędkości i ciśnienie. Pompa głębinowa ma wiele etapów i proces ten powtarza się na każdym etapie, uzyskując większą prędkość i ciśnienie. Energia kinetyczna płynu zamienia się w ciśnienie w spiralnym kanale. Na wylocie pompy przepływ płynu jest zbierany i kierowany do przewodu rurowego.

Główne parametry pompy to: przepływ, ciśnienie, wysokość ssania, pobór mocy i wydajność. Parametry pompy są wskazywane podczas pracy na wodzie.

3.1 Układ pompy

Zatapialne elektryczne pompy odśrodkowe są zaprojektowane zgodnie z zasadą przekroju i ogólnie składają się z modułu wlotowego (MV), sekcji środkowej (MC), części górnej (SV), zaworu zwrotnego (KO) i zaworów spustowych (KS) (rysunek 3.1, a). Jeśli zawartość gazu jest wysoka, pompa zawiera moduł pompy i separatora gazu (PGS) (rysunek 3.1, b). Konstrukcja zapewnia opcje wyposażenia pomp w dolną sekcję (LS), która ma siatkę odbiorczą, podczas gdy moduł wlotowy jest wyłączony z pompy (rysunek 3.1, c). W przypadku zastosowania sekcji dolnej, w pompie nie można umieścić separatora gazu. Jeżeli zawartość gazu jest wysoka, pompa może być wyposażona w separator gazu z kratką odbiorczą (MGN) (rysunek 3.1, d). Nie ma potrzeby stosowania modułu wejściowego.

Pompy w zależności od wymiarów poprzecznych produkowane są w trzech grupach: 5, 5A i 6. Grupa umownie określa minimalną średnicę wewnętrzną ciągu produkcyjnego, która wynosi dla grupy 5 - 123,7 mm, 5A - 130 mm, 6 - 148,3 mm. Średnica obudowy pompy wynosi odpowiednio 92, 103 i 114 mm.

Rysunek 3.1 – Układ ESP

3.2 Konstrukcja modułu i działanie pompy

Pompa głębinowa składa się z modułu wlotowego SN, modułu pompy MNG-separatora gazu, sekcji środkowej SS (jeden + cztery), sekcji górnej SV, które są połączone ze sobą kołnierzami za pomocą kołków i śrub.

Zawór zwrotny wkręca się w głowicę wędkarską części górnej, zawór spustowy wkręca się w zawór zwrotny. Pompa napędzana jest zatapialnym silnikiem elektrycznym. Pompowana ciecz dostaje się do separatora gazu poprzez moduł wejściowy, gdzie oddzielany jest związany z nim gaz, następnie do sekcji pompowej, gdzie wytwarzane jest wymagane ciśnienie. Przez zawór zwrotno-spustowy ciecz dostaje się do kolumny rurociągu ciśnieniowego. Zawory zwrotno-spustowe można zainstalować nad głowicą pompy za pomocą 6...7 rurek.

Moduł wejściowy służy do odbioru i wstępnego oczyszczenia pompowanej cieczy, do połączenia sekcji z silnikiem i przeniesienia momentu obrotowego z wału silnika na wały sekcji pompy. Moduł wejściowy pokazano na rysunku 3.2 i składa się z podstawy 1 z otworami do przepuszczania płynu formacyjnego, w którym wał 2 obraca się na łożyskach ślizgowych. Zewnętrzna strona podstawy jest pokryta siatką odbiorczą 3. Do podłączenia modułu wał z wałem osłony silnika, stosuje się sprzęgło wielowypustowe 4, śruby dwustronne 5, górny koniec modułu mocuje się do środkowej części pompy lub modułu pompa-separator gazu. Dolny kołnierz mocuje moduł wejściowy do ochraniacza za pomocą kołków i nakrętek. Na czas transportu i przechowywania moduł wejściowy zamykany jest pokrywami 6 i 7.

Moduł pompa-separator gazu (separator gazu) ma na celu zmniejszenie objętościowej zawartości wolnego gazu na wlocie do sekcji pompowych. Separator gazu MNG pokazany jest na rysunku 3.3 i składa się z korpusu rurowego 1 z głowicą 2, podstawy 3 na końcach oraz wału 4 z umieszczonymi w nim częściami. Obudowa zawiera nakrętkę 5, która zabezpiecza pakiet części roboczych poprzez ogranicznik 6, łożysko 7, tuleję dystansową 8, łopatki prowadzące 9, 10 i pierścień nośny 11. Na wale znajduje się 12 tulei łożysk promieniowych, sprzęgło wielowypustowe 19 , śrubę 13, wirnik 14, tuleje 15, kratkę 16 i separatory 17. W głowicę 2 wciskany jest sub 18, tworząc z głowicą sprzęgło o przepływie krzyżowym; perforowana rura 20 jest zamocowana na zewnątrz głowicy, pełniąc funkcję łącznika dodatkowa jednostka oddzielająca.

Na czas transportu i magazynowania oddzielacz gazu jest zamknięty pokrywami 21 i 22.

Podstawa separatora gazu mocowana jest za pomocą kołków i nakrętek do modułu wejściowego. Głowica oddzielacza gazu jest połączona kołnierzowo ze środkową częścią pompy i przymocowana do niej za pomocą kołków lub śrub. Wały łączone są za pomocą złączek wielowypustowych. Podstawa oddzielacza gazu występuje w wersji z siatką odbiorczą, w tym przypadku moduł wejściowy nie jest potrzebny, a oddzielacz gazu podłączany jest bezpośrednio do ochraniacza (wersja MNGN).

Rysunek 3.3 - Moduł pompa-separator gazu

Separator gazu działa w następujący sposób. Mieszanka gazowo-cieczowa wchodzi poprzez moduł wejściowy lub siatkę podstawy separatora gazu na ślimak i dalej do części roboczych. W wyniku uzyskania ciśnienia mieszanina gaz-ciecz trafia do obrotowej komory separatora wyposażonej w promieniowe żebra, gdzie pod wpływem sił odśrodkowych następuje oddzielenie gazu od cieczy. Następnie ciecz z obrzeża komory separatora przepływa przez rowki podstawy do wlotu pompy, a oddzielona mieszanina gaz-ciecz przedostaje się do wnęki perforowanej rury, gdzie następuje dodatkowe oddzielenie gazu od cieczy. Ciecz ta wypływa przez otwory rury, spływa na zewnątrz korpusu oddzielacza gazu i ponownie wpływa do wlotu. Zmniejsza to zawartość gazu w mieszaninie wchodzącej do separatora gazu przez moduł wejściowy. Gaz jest odprowadzany do pierścienia przez perforowaną rurę. Separatory gazów MNG(K)5, MNGN(K)5 stosowane są z pompami o wydajności do 250 m3/dobę, natomiast MNG(K)5A, MNGN(K)5A - z pompami o wydajności do 400 m3/dobę. m3/dzień.

Część środkowa pokazana jest na rysunku 3.4 i stanowi główną część pompy. Część środkowa składa się z obudowy 1, wału 2, pakietu stopni (wirniki 3 i łopatki kierujące 4), łożyska górnego 5, łożyska dolnego 6, łożysk pośrednich 17, górnego wspornika osiowego 7, głowicy 8, podstawa 9, dwa żebra 10, pierścienie gumowe 11, 13, sprzęgło wielowypustowe 14 oraz pokrywy 15 i 16. Wirniki i łopatki kierujące są montowane szeregowo. Łopatki kierujące w obudowie są dokręcone przez górne łożysko i podstawę i podczas pracy pozostają nieruchome. Wirniki montowane są za pomocą wpustu na wale, co powoduje ich obrót. Kiedy koła się obracają, pompowana ciecz otrzymuje wzrost ciśnienia ze stopnia na stopień.

Łożyska górne pośrednie 5 i dolne 6 są promieniowymi podporami wału, a górna podpora osiowa 7 przejmuje obciążenia działające wzdłuż osi wału. Pierścienie gumowe 11 uszczelniają wewnętrzną wnękę sekcji przed wyciekami modułu pompowanego i wejściowego.

Sprzęgło wielowypustowe 14 służy do połączenia z wałem sekcji dokowanej lub modułu wejściowego, separatora gazu lub osłony i przenosi obrót z jednego wału na drugi. Na czas transportu i przechowywania sekcja jest zamykana pokrywami.

Żebra 10 mają za zadanie chronić znajdujący się pomiędzy nimi kabel elektryczny przed uszkodzeniami mechanicznymi o ściankę rur osłonowych podczas opuszczania i podnoszenia pompy. Żebra mocuje się do podstawy sekcji za pomocą śruby i nakrętki.

Zawór zwrotny pokazany na rysunku 3.5 ma za zadanie zapobiegać odwrotnemu obrotowi wirników pompy pod wpływem słupa cieczy w rurociągu ciśnieniowym, gdy pompa jest zatrzymana i ułatwia jej ponowne uruchomienie; służy do późniejszej próby ciśnieniowej ciągu rurowego opuszczenie instalacji do studni.

Zawór zwrotny składa się z korpusu 1, po jednej stronie którego znajduje się wewnętrzny stożkowy gwint do podłączenia zaworu spustowego, a po drugiej stronie zewnętrzny stożkowy gwint do wkręcenia w główkę wędki górnej części. Wewnątrz obudowy znajduje się gumowane gniazdo 2, na którym opiera się płyta 3. Płyta ma możliwość ruchu osiowego w tulei prowadzącej 4. Pod wpływem przepływu pompowanej cieczy płyta unosi się, otwierając w ten sposób zawór. . Po zatrzymaniu pompy płyta pod wpływem słupa cieczy w rurociągu ciśnieniowym opada na gniazdo i zawór zamyka się.

Rysunek 3.5 – Zawór zwrotny

Zawór spustowy pokazany jest na rysunku 3.6 i służy do spuszczania cieczy z rurociągu ciśnieniowego (ciągu rur) podczas podnoszenia pompy ze studni. Zawór spustowy składa się z korpusu 1, po jednej stronie którego znajduje się wewnętrzny stożkowy gwint złączki do połączenia z rurką o średnicy nominalnej 73 mm, a po drugiej stronie zewnętrzny stożkowy gwint do wkręcenia zawór zwrotny.

Rysunek 3.6 – Zawór spustowy

Złączkę 2 wkręca się w obudowę, która jest uszczelniona gumowym pierścieniem 3. Przed podniesieniem pompy ze studni koniec złączki znajdujący się w wewnętrznej wnęce zaworu zostaje wytrącony (odłamuje się) Specjalne narzędzie, a ciecz z przewodu przepływa przez otwór w złączce do pierścienia. Na czas transportu i przechowywania zawór zwrotny jest zamknięty pokrywami 4 i 5. Zatapialne silniki elektryczne stosowane do napędu pomp odśrodkowych są asynchronicznymi z wirnikami klatkowymi, wypełnionymi olejem. Przy częstotliwości prądu 50 Hz synchroniczna prędkość obrotowa wału wynosi 3000 obr./min. Silniki, podobnie jak pompy, mają małe średnice, różne dla studni z rurami osłonowymi 140, 146 i 168 mm. Jednocześnie ich moc może osiągnąć 125 kW. Pod tym względem silniki są czasami produkowane dłużej niż 8 m.

Aby chronić silnik elektryczny przed przedostawaniem się płynu formacyjnego do jego wewnętrznej wnęki, aby kompensować zmiany objętości oleju w silniku podczas ogrzewania i chłodzenia, a także aby uniknąć wycieków oleju przez nieszczelności, stosuje się zabezpieczenie hydrauliczne (ochraniacz).

Zabezpieczenie hydrauliczne znajduje się pomiędzy silnikiem a pompą i wytwarzając nadciśnienie, jednocześnie dostarcza gęsty olej do uszczelnienia pompy odśrodkowej, zapobiegając wyciekowi wytworzonego płynu.

Energia elektryczna jest dostarczana do silnika podwodnego za pomocą specjalnego opancerzonego kabla. Główna część kabla ma przekrój kołowy. Wzdłuż jednostki zanurzeniowej (pompa, zabezpieczenie hydrauliczne, głowica silnika) ułożony jest płaski kabel odpowiadający wymaganym wymiarom średnicy urządzenia.

Podobne dokumenty

Cel i dane techniczne instalacji zatapialnych pomp odśrodkowych, ich rodzaje. Analiza funduszu awaryjnego dla NGDU „Lyantorneft”. Hydrauliczne zabezpieczenie silnika elektrycznego, mające na celu zapobieganie przedostawaniu się płynu formacyjnego do jego wewnętrznej wnęki.

teza, dodano 31.12.2015


Wskaźniki wydajności odwiertowego elektrycznego zespołu pompowego. Parametry charakteryzujące odwiert: statyczny i dynamiczny poziom cieczy, spadek poziomu cieczy, natężenie przepływu i jednostkowe natężenie przepływu odwiertu. Przygotowanie pompy elektrycznej do pracy.

praca na kursie, dodano 25.07.2014


Obliczenia hydrauliczne układu do wydobywania ropy ze studni za pomocą zanurzeniowej pompy odśrodkowej. Wykreślenie wykresu wymaganego ciśnienia i określenie punktu pracy. Wybór zanurzalnej elektrycznej pompy odśrodkowej, przekształcającej jej właściwości w lepką ciecz.

praca na kursie, dodano 13.02.2013


Charakterystyka pompy głębinowej zanurzonej poniżej poziomu pompowanej cieczy. Analiza prętowych pomp głębinowych i beztłoczkowych. Współczynnik doskonałości rozkładu systemu. Wprowadzenie do głównych typów pomp głębinowych.

praca na kursie, dodano 18.12.2011


Koncepcja złoża ropy naftowej. Źródła energii zbiornikowej. Przepływ płynu do perforowanej studzienki. Tryby zagospodarowania pól naftowych. Projekt wyposażenia dna studni. Kwasowanie zbiorników terygenicznych. Cóż, technologia perforacji.

prezentacja, dodano 24.10.2013


Zatapialna odśrodkowa pompa modułowa, jej cechy konstrukcyjne i cel, główne zalety i wady. Analiza przyczyn przedwczesnych awarii studni wyposażonych w elektrofiltry. Konserwacja i zasady obsługi pompy.

praca na kursie, dodano 26.02.2015


Eksploatacja odwiertów gazowych, metody i środki diagnozowania problemów wynikających z gromadzenia się płynów. Tworzenie się stożka wodnego; źródło płynu; pomiar ciśnienia wzdłuż odwiertu w celu określenia poziomu płynu w ciągu dźwigowym.

streszczenie, dodano 17.05.2013


Eksploatacja studni za pomocą odśrodkowych pomp głębinowych. Zatapialne pompy modułowe odśrodkowe typu ESPND. Instalacja PCEN-a specjalny cel i określenie głębokości jego zawieszenia. Elementy wyposażenia elektrycznego instalacji i zanurzalnego agregatu pompowego.

teza, dodana 27.02.2009


Historia rozwoju pola naftowego Priobskoje. Charakterystyka geologiczna: warstwy produkcyjne, kompleksy wodonośne. Dynamika wskaźników rozwoju i zasobów odwiertów. Dobór instalacji elektrycznej pompy odśrodkowej. Kalkulacja kosztów kapitału.

praca magisterska, dodana 26.02.2015


Opis techniczny, budowa i zasada działania pompy TsNSM 60-99. Procedura montażu i przygotowanie do pracy. Instrukcja obsługi i środki ostrożności. Typowe usterki i metody ich usuwania. Diagnostyka wibracyjna, osiowanie zespołu pompowego.

Obszar zastosowań ESP- są to studnie wysokowydajne, zalane wodą, głębokie i nachylone o przepływie 10 ¸ 1300 m 3 /dobę i wysokości wydobycia 500 ¸ 2000 m. Okres remontu ESP do 320 dni lub dłużej.

Instalacje zatapialnych pomp odśrodkowych w wykonaniu modułowym UECNM i UECNMK przeznaczone są do wypompowywania produktów z odwiertów naftowych zawierających ropę, wodę, gaz i zanieczyszczenia mechaniczne. Typ instalacji UECNM mają standardową konstrukcję, ale typ UETsNMK- odporny na korozję.

Instalacja (rys. 24) składa się z głębinowego agregatu pompowego, linii kablowej opuszczonej do studni na rurach pompy i sprężarki oraz naziemnego wyposażenia elektrycznego (podstacji transformatorowej).

Zatapialny zespół pompowy składa się z silnika (silnika elektrycznego z zabezpieczeniem hydraulicznym) i pompy, nad którymi zamontowany jest zawór zwrotny i zawór spustowy.

W zależności od maksymalnych wymiarów poprzecznych jednostki zanurzeniowej instalacje dzieli się na trzy grupy warunkowe - 5; 5A i 6:

— zespoły grupy 5 o wymiarze poprzecznym 112 mm stosowane są w studniach z ciągiem osłonowym o średnicy wewnętrznej co najmniej 121,7 mm;

— instalacje grupy 5A o wymiarze poprzecznym 124 mm — w studniach o średnicy wewnętrznej co najmniej 130 mm;

- instalacje grupy 6 o wymiarze poprzecznym 140,5 mm - w studniach o średnicy wewnętrznej co najmniej 148,3 mm.

Warunki stosowania ESP dla mediów pompowanych: ciecz zawierająca zanieczyszczenia mechaniczne w ilości nie większej niż 0,5 g/l, ilość wolnych gazów na wlocie pompy nie większa niż 25%; siarkowodór nie więcej niż 1,25 g/l; woda nie więcej niż 99%; Wartość pH wody formacyjnej mieści się w granicach 6¸8,5. Temperatura w pomieszczeniu, w którym znajduje się silnik elektryczny, nie przekracza +90°C (specjalna wersja żaroodporna do +140°C).

Przykład kodu ustawień - UETsNMK 5-125-1300 oznacza: UETsNMK— montaż elektrycznej pompy odśrodkowej o konstrukcji modułowej i odpornej na korozję; 5 - grupa pompowa; 125 — dostawa, m 3 / dzień; 1300 — rozwinięte ciśnienie, m wody. Sztuka.

Na ryc. Rysunek 24 przedstawia schemat instalacji zatapialnych pomp odśrodkowych o konstrukcji modułowej, reprezentującej nową generację tego typu urządzeń, co pozwala na indywidualny dobór optymalnego układu instalacji dla studni zgodnie z ich parametrami spośród niewielkiej liczby wymiennych moduły.

Instalacje (na ryc. 24 schemat NPO „Borets”, Moskwa) zapewniają optymalny wybór pompę do studni, co osiąga się poprzez posiadanie dla każdego zasilania duża ilość ciśnienie Skok ciśnień instalacji waha się od 50¸100 do 200¸250 m, w zależności od zasilania w przedziałach podanych w tabeli. 7 podstawowych danych ustawień.

Tabela 7

Produkowany masowo ESP mają długość od 15,5 do 39,2 m i masę od 626 do 2541 kg, w zależności od liczby modułów (sekcji) i ich parametrów.

W nowoczesne instalacje Można uwzględnić od 2 do 4 sekcji modułowych. Do korpusu sekcji włożony jest pakiet stopni, który składa się z wirników i łopatek prowadzących zamontowanych na wale. Liczba stopni waha się od 152¸393. Moduł wlotowy stanowi podstawę pompy z otworami wlotowymi i filtrem siatkowym, przez który ciecz ze studni wpływa do pompy. W górnej części pompy znajduje się głowica wędkarska z zaworem zwrotnym, do której przymocowana jest rurka.

Pompa ( ECNM)— zatapialna, modułowa, wielostopniowa konstrukcja pionowa, odśrodkowa.

Pompy są również podzielone na trzy grupy warunkowe - 5; 5A i 6. Średnice kopert grupy 5¸92 mm, grupy 5A – 103 mm, grupy 6 – 114 mm.

Moduł sekcji pompowej (rys. 25) składa się z obudowy 1 , wał 2 , pakiety stopni (wirniki - 3 i kierownice - 4 ), łożysko górne 5 , dolne łożysko 6 , górna podpora osiowa 7 , głowy 8 , podstawy 9 , dwa żebra 10 (służą do ochrony kabla przed uszkodzenie mechaniczne) i gumowe pierścienie 11 , 12 , 13 .

Wirniki poruszają się swobodnie wzdłuż wału w kierunku osiowym, a ich ruch jest ograniczony przez dolne i górne łopatki kierujące. Siła osiowa z wirnika przenoszona jest na dolny pierścień tekstolitowy, a następnie na kołnierz łopatki kierującej. Częściowa siła osiowa przenoszona jest na wał w wyniku tarcia koła o wał lub przyklejania się koła do wału w wyniku osadzania się soli w szczelinie lub korozji metali. Moment obrotowy przenoszony jest z wału na koła za pomocą mosiężnego wpustu (L62), który pasuje do rowka wirnika. Wpust znajduje się na całej długości zespołu koła i składa się z segmentów o długości 400-1000 mm.

Łopatki kierujące są ze sobą połączone przegubowo na obwodzie, w dolnej części obudowy opierają się na dolnym łożysku 6 (Rys. 25) i podstawa 9 , a od góry przez górną obudowę łożyska są zaciśnięte w obudowie.

Wirniki i łopatki kierujące pomp standardowych wykonane są z modyfikowanego żeliwa szarego, a pompy odporne na korozję z żeliwa modyfikowanego TsN16D71KhSh typu „niresist”.

Wały modułów sekcyjnych i modułów wejściowych do pomp o konstrukcji standardowej wykonane są z łączonej stali odpornej na korozję o wysokiej wytrzymałości OZH14N7V i mają na końcu oznaczenie „NZh”; dla pomp o podwyższonej odporności na korozję - z prętów kalibrowanych wykonanych z N65D29YUT-ISH -K-Monel i są oznaczone na końcach literą „M”.

Wały sekcji modułowych wszystkich grup pomp, które mają te same długości korpusów 3, 4 i 5 m, są ujednolicone.

Połączenie wałów modułów sekcyjnych ze sobą, modułu sekcyjnego z wałem modułu wejściowego (lub wałem separatora gazu) oraz wału modułu wejściowego z wałem zabezpieczenia hydraulicznego silnika odbywa się za pomocą sprzęgieł wielowypustowych.

Połączenie pomiędzy modułami i modułem wejściowym do silnika jest kołnierzowe. Połączenia (z wyjątkiem podłączenia modułu wejściowego do silnika i modułu wejściowego do oddzielacza gazu) uszczelnione są pierścieniami gumowymi.

Aby wypompować płyn złożowy zawierający więcej niż 25% (do 55%) objętości wolnego gazu na siatce modułu wlotowego pompy, do pompy podłączony jest moduł pompująco-separator gazu (rys. 26).

Ryż. 26. Separator gazu:

1 - głowa; 2 – adapter; 3 – separator; 4 - rama; 5 – wał; 6 - ruszt; 7 - łopatka kierująca; 8 - Koło robocze; 9 – ślimak; 10 - łożysko; 11 ‑ baza

Separator gazu instaluje się pomiędzy modułem wejściowym a modułem sekcyjnym. Najbardziej efektywne są separatory gazów odśrodkowe, w których fazy rozdzielane są w polu sił odśrodkowych. W tym przypadku ciecz gromadzi się w części obwodowej, a gaz gromadzi się w środkowej części separatora gazu i jest uwalniany do pierścienia. Separatory gazów serii MNG charakteryzują się maksymalnym przepływem 250¸500 m 3 /dobę, współczynnikiem separacji 90% i wagą od 26 do 42 kg.

Silnik głębinowego agregatu pompowego składa się z silnika elektrycznego i zabezpieczenia hydraulicznego. Silniki elektryczne (ryc. 27) to zanurzalne trójfazowe, zwarte, dwubiegunowe, wypełnione olejem, konwencjonalne i odporne na korozję konstrukcje zunifikowanej serii PEDU oraz w konwencjonalnej konstrukcji serii modernizacyjnej PED L. Ciśnienie hydrostatyczne w obszarze operacyjnym nie przekracza 20 MPa. Moc znamionowa od 16 do 360 kW, napięcie znamionowe 530¸2300 V, prąd znamionowy 26¸122,5 A.

Ryż. 27. Silnik elektryczny serii PEDU:

1 - sprzęgło; 2 - pokrywa; 3 - głowa; 4 – pięta; 5 - łożysko oporowe; 6 - osłona wejścia kabla; 7 - korek; 8 – blok wprowadzenia kabla; 9 – wirnik; 10 – stojan; 11 – filtr; 12 - baza

Zabezpieczenie hydrauliczne (ryc. 28) silników SEM ma na celu zapobieganie przedostawaniu się płynu formacyjnego do wewnętrznej wnęki silnika elektrycznego, kompensując zmiany objętości oleju we wnęce wewnętrznej od temperatury silnika elektrycznego i przenosząc moment obrotowy z wał silnika elektrycznego z wałem pompy.

Ryż. 28. Ochrona wody:

A- Typ otwarty; B– typ zamknięty

A- Górna komora; B- w dół Cam;

1 - głowa; 2 - uszczelnienie mechaniczne; 3 – górny sutek; 4 - rama; 5 – sutek środkowy; 6 – wał; 7 – sutek dolny; 8 - baza; 9 - rurka łącząca; 10 – przysłona

Zabezpieczenie hydrauliczne składa się z jednego ochraniacza lub ochraniacza i kompensatora. Mogą istnieć trzy opcje zabezpieczenia hydraulicznego.

Pierwsza składa się z ochraniaczy P92, PK92 i P114 (typu otwartego) z dwóch komór. Górna komora wypełniona jest ciężką cieczą barierową (o gęstości do 2 g/cm 3 , niemieszającą się z cieczą formacyjną i olejem), dolna komora wypełniona jest olejem MA-PED, takim samym jak wnęka silnika elektrycznego. Kamery połączone są rurką. Zmiany objętości ciekłego dielektryka w silniku kompensowane są poprzez przenoszenie cieczy zaporowej w zabezpieczeniu hydraulicznym z jednej komory do drugiej.

Drugi składa się z ochraniaczy P92D, PK92D i P114D (typu zamkniętego), w których zastosowano gumowe membrany; ich elastyczność kompensuje zmiany objętości ciekłego dielektryka w silniku.

Trzecie - zabezpieczenie hydrauliczne 1G51M i 1G62 składa się z osłony umieszczonej nad silnikiem elektrycznym oraz kompensatora przymocowanego do dolnej części silnika elektrycznego. Układ uszczelnienia mechanicznego zapewnia ochronę przed przedostawaniem się płynu formacyjnego wzdłuż wału do silnika elektrycznego. Przenoszona moc zabezpieczenia hydraulicznego wynosi 125¸250 kW, masa 53¸59 kg.

Układ termomanometryczny TMS - 3 przeznaczony jest do automatycznej kontroli pracy zanurzalnej pompy odśrodkowej i zabezpieczenia jej przed nieprawidłowymi warunkami pracy (przy niskim ciśnieniu na wlocie pompy i podwyższonej temperaturze zanurzalnego silnika elektrycznego) podczas eksploatacji studni. Wyróżnia się część podziemną i naziemną. Kontrolowany zakres ciśnienia od 0 do 20 MPa. Zakres temperatury pracy od 25 do 105 o C.

Masa całkowita 10,2 kg (patrz ryc. 24).

Linia kablowa to zespół kabli nawinięty na bęben kablowy.

Zespół kablowy składa się z kabla głównego - okrągłego PKBK (kabel w izolacji polietylenowej, zbrojonego, okrągłego) lub kabla płaskiego - KBPP (rys. 29), połączonego z nim kablem płaskim ze złączem wejściowym kabla (przedłużacz z sprzęgło).

Ryż. 29. Kable:

A- okrągły; B- płaski; 1 - żył; 2 – izolacja; 3 - powłoka; 4 - poduszka; 5 - zbroja

Kabel składa się z trzech żył, z których każda ma warstwę izolacyjną i osłonę; poduszki wykonane z gumowanej tkaniny i pancerza. Trzy izolowane żyły kabla okrągłego są skręcone wzdłuż spirali, a żyły kabla płaskiego są ułożone równolegle w jednym rzędzie.

Kabel KFSB w izolacji z fluoroplastu przeznaczony jest do pracy w temperaturze otoczenia do +160 o C.

Zespół kablowy posiada ujednoliconą złączkę wejściową K38 (K46) typu okrągłego. Izolowane żyły kabla płaskiego są hermetycznie uszczelnione w metalowej obudowie złącza za pomocą gumowej uszczelki.

Do przewodów przewodzących przymocowane są końcówki wtykowe.

Kabel okrągły ma średnicę od 25 do 44 mm. Rozmiary kabli płaskich od 10,1 x 25,7 do 19,7 x 52,3 mm. Nominalna długość konstrukcyjna 850, 1000¸1800m.

Kompletne urządzenia typu ShGS5805 zapewniają załączanie i wyłączanie silników podwodnych, pilot z centrum sterowania i sterowanie programowe, praca w trybie ręcznym i automatycznym, wyłączenie w przypadku przeciążenia i odchylenia napięcia sieciowego powyżej 10% lub poniżej 15% regulacji nominalnej, prądowej i napięciowej, a także zewnętrzna sygnalizacja świetlna sytuacji awaryjnych wyłączenie (w tym wbudowany system termometryczny).

Zintegrowana podstacja transformatorowa do pomp głębinowych - KTPPN przeznaczona jest do zasilania w energię elektryczną i ochrony silników elektrycznych pomp głębinowych z pojedynczych studni o mocy 16-125 kW włącznie. Wysokie napięcie znamionowe 6 lub 10 kV, granice regulacji średniego napięcia od 1208 do 444 V (transformator TMPN100) i od 2406 do 1652 V (TMPN160). Waga z transformatorem 2705 kg.

Kompletna podstacja transformatorowa KTPPNKS przeznaczona jest do zasilania, sterowania i zabezpieczenia czterech odśrodkowych pomp elektrycznych z silnikami elektrycznymi o mocy 16¸125 kW do wydobywania ropy naftowej w pokładach szybowych, zasilania do czterech silników elektrycznych maszyn pompujących i przewoźnych odbieraków prądu podczas eksploatacji. prace naprawcze. KTPPNKS przeznaczony jest do stosowania w warunkach Dalekiej Północy i Zachodniej Syberii.

Pakiet instalacyjny obejmuje: pompę, zespół przewodów, silnik, transformator, kompletną podstację transformatorową, kompletne urządzenie, separator gazu i zestaw narzędzi.