Комплектность установки УЭЦНМ

Установка состоит из насосного агрегата, электродвигателя, гидрозащиты и кабельной линии. К назем­ному оборудованию относится комплектная подстанция, трансформатор и станция управления.

ПРИМЕР: УЭЦНМК5А-250-1400

Буквы и цифры в обозначении установки означают:

У – установка (если перед буквой имеется цифра, то она означает порядковый номер модификации установки); Э – привод от погружного электродвигателя; Ц – центробежный; Н-насос; М – модульный; К – коррозионностойкого исполнения; 5 – группа установок для скважин с внутренним диаметром экспл.колонны не менее 121,7 мм; 5А – группа установок для скважин с внутренним диаметром экспл.колонны не менее 130 мм; Цифры после тире – номинальная подача в м³/сутки;

Далее после тире – напор установки в метрах.

Условия работы УЭЦН следующие:

- максимальная кинематическая вязкость откачиваемой однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и КПД - 1 мм²/с.

- водородный показатель попутной воды (рН) 6,0 - 8,5.

- максимальная массовая концентрация твёрдых частиц (мех.примеси) не более 100 м г/л (0,01%).

- микротвёрдость частиц не более 5 баллов по Моосу.

- максимальное содержание свободного газа (по объёму) на приёме насоса не более 25 %,

- для установок с модуль­ными насосными газосепараторами - до 55 %.

- максимальное содержание воды -100 %.

- максимальная концентрация сероводорода:

- для установок обычного исполнения - 10 мг/л, для установок коррозионностойкого исполнения - 1250 мг/л. Температура перекачиваемой жидкости в зоне работы погружного агрегата должна быть не более 90*С.

ЭЦН для нефтяных скважин включает:

- центробежный насос с 50-600 ступенями;

- асинхронный электродвигатель, заполненный специальным диэлектрическим маслом;

- протектор, предохраняющий полость электродвигателя от попадания пластовой среды;

- кабельную линию, соединяющую электродвигатель с трансформатором и станцией управления.

Центробежные электронасосы – это погружные, центробежные, секционные, многоступенчатые насосы. По принципу действия они не отличаются от обычных центробежных насосов, применяемых для перекачки жидкости.

Насос состоит из:

- входной модуль;

- модуль-секция (их может быть несколько в зависимости от напора);

- модуль-головка (служит для соединения насоса с лифтом);

- обратный и сбивной (спускной) клапан);

- модуль-газосепаратор.

Длина ЭЦН 25-30м. При длине центробежного насоса и электродвигателя св. 5-8 м (в зависимости от диаметра) они состоят из отд. секций для удобства транспортировки и монтажа, ЭЦН монтируется в вертикальном положении непосредственно в процессе спуска в скважину. Корпуса секций соединяют фланцами, валы - шлицевыми муфтами. Установка опускается на заданную глубину на насосно-компрессорных трубах, подвешенных к устьевой арматуре с герметичным вводом кабельной линии в скважину. Кабельная линия крепится к насосно-компрессорным трубам снаружи поясами. При работе ЭЦН продукция подается на поверхность по насосно-компрессорным трубам. Реже применяют ЭЦН без насосно-компрессорных труб с пакером, подвеской на кабель-канате и подачей продукции по обсадной колонне. Производительность ЭЦН для нефтяных скважин от 15-20 до 1400-2000 м³/сут, напор до 2500-3000м, мощность электродвигателя до 500 кВт, напряжение до 2000В, температура откачиваемой среды 180⁰ С, давление до 25 МПа.

ЭЦН для воды содержит заполненный водой электродвигатель и насос с 5-50 ступенями. Производительность его до 3000 м³/ сут, напор до 1500 м, мощность электродвигателя до 700 кВт, напряжение 3000В, температура воды до 40⁰ С.

Секции насоса, связанные фланцевыми соединениями, представляют собой металлический кор­пус, изготовленный из стальной трубы длиной до 5.5 м. В корпус секции вставляется пакет ступеней, представляющих собой собранные на валу рабочие колёса и направляющие аппараты. Рабочие ко­лёса устанавливаются на валу на продольной механической шпонке, они могут перемещаться в осе­вом направлении. Направляющие аппараты закреплены от поворота в корпусе гайкой - ниппеле, рас­положенным в верхней части корпуса. Число ступеней колеблется от 127 до 413. Снизу в корпус ввинчивают основание насоса с приёмными отверстиями и фильтром-сеткой, через которые жид­кость из скважины поступает в насос.

Верхний конец вала насоса вращается в подшипнике скольжения и заканчивается пятой, воспри­нимающей нагрузку на вал. Радиальные усилия в насосе воспринимаются подшипниками скольже­ния, устанавливаемыми в основании, ниппеле, и на валу насоса.

В верхней части насоса находится ловильная головка, в которой расположен обратный клапан и к которой крепятся НКТ. Обратный клапан служит для предотвращения обратного вращения (турбинный режим) ротора насоса под воздействием столба жидкости в колонне НКТ при остановках скважины и облегчения повторного пуска установки. Другими словами при остановке начинается слив жидкости из НКТ и раскручивает насос в обрат­ную сторону.

Детали отливаются из спец. чугуна, бронзы, коррозионно- и абразивостойких сплавов и полимерных материалов. Для уменьшения попадания в насос свободного газа перед ним устанавливается гравитационный, гидроциклонный или центробежный (центрифуга) газосепаратор.

В качестве привода насоса используется погружной, 3-х фазный, асинхронный с короткозамкнутым многосекционным ротором вертикального исполнения, маслонаполненный электродвигатель типа ПЭД. ПЭД состоит из статора, ротора, головки и основания. Корпус статора изготавливается из стальной трубы, на концах которой предусмотрена резьба для подсоединения головки и основания двигателя.

Магнитопровод статора собирается из активных и немагнитных шихтованных жестей, имеющих пазы, в которых располагается обмотка. Фазы обмотки соединены в звезду. К концам об­мотки статора припаивают специальные выводные концы, изготовленные из многожильного медного провода с изоляцией, имеющего высокую электрическую и техническую прочность.

Электродвигатель заполняется специальными, маловязкими, высокой диэлектрической прочности маслами, служащим как для охлаждения, так и для смазки. Дополнительную циркуляцию масла и смазку подшипников ротора обеспечивает турбинка. Фильтр очищает масло. В головке двигателя расположена пята и подпятник.

Гидрозащита предназначена для защиты двигателя от проникновения в его полости пластовой жидкости. Она состоит из протектора и компенсатора.

Протектор устанавливается между ЭЦН и ПЭД.

Он имеет две камеры, разделённые эластичной резиновой диафрагмой и заполненные маслом. Протектор обеспечивает смазку упорного подшипника, который воспринимает осевую нагрузку от ва­ла ЭЦН, и защищает ПЭД от проникновения в его полость скважинной жидкости. Выравнивание дав­ления в протекторе и скважине обеспечивается обратным клапаном, расположенным в нижней части протектора. Пробка обратного клапана выворачивается перед спуском погружного агрегата в скважи­ну.

Компенсатор присоединяется к основанию ПЭД. Он состоит из маслонаполненной камеры, об­разуемой эластичной резиновой диафрагмой и защищённой от повреждений стальным корпусом. Компенсатор защищает ПЭД от проникновения в его полость скважинной жидкости.

С поверхности до погружного агрегата подводят питающий, полиэтиленовый, бронированный круглый кабель, а в пределах погружного агрегата плоский кабель. Он имеет герметичный ввод в электродвигатель и соединяет последний через трансформатор со станцией управления. Станция осуществляет управление, контроль и электрическую защиту ЭЦН от короткого замыкания, перегрузки, срыва подачи напряжения, снижения сопротивления изоляции. Трансформатор преобразует напряжение сети в рабочее, имеет ступенчатую регулировку для подбора режима работы. Применяются также преобразователи частоты для бесступенчатой регулировки частоты вращения ЭЦН и датчики давления и температуры электродвигателя, передающие сигнал об отклонении этих параметров от безопасных значений по силовому кабелю или сигнальной жиле.