Установки погружных центробежных насосов (УЭЦН)

1.1.4.Основные технические данные кабеля

Подвод электроэнергии к электродвигателю установки погружного насоса

осуществляется через кабельную линию, состоящую из питающего кабеля и муфты

кабельного ввода для сочленения с электродвигателем.

В зависимости от назначения в кабельную линию могут входить:

Кабель марок КПБК или КППБПС – в качестве основного кабеля.

Кабель марки КПБП (плоский)

Муфта кабельного ввода круглая или плоская.

Кабель КПБК состоит из медных однопроволочных или многопроволочных жил,

изолированных в два слоя полиэтиленом высокой прочности и скрученных между

собой, а также подушки и брони.

Кабели марок КПБП и КППБПС в общей шланговой оболочке состоят из медных

однопроволочных и многопроволочных жил, изолированных полиэтиленом высокой

плотности и уложенных в одной плоскости, а так же из общей шланговой

оболочке, подушки и брони.

Кабели марки КППБПС с отдельно отшлангованными жилами состоят из медных

одно-,многопроволочных жил, изолированных в два слоя полиэтилена высокого

давления и уложенных в одной плоскости.

Кабель марки КПБК имеет:

Рабочее напряжение В – 3300

Допустимое давление пластовой жидкости, МПа – 19,6

Допустимый газовый фактор, м/т – 180

Кабель марки КПБП имеет:

Рабочее напряжение, В - 2500

Допустимое давление пластовой жидкости, МПа – 19,6

Допустимый газовый фактор, м/т – 180

Кабель марки КПБК и КПБП имеет допустимые температуры окружающей среды от

60 до 45 С воздуха, 90 С – пластовой жидкости.

Температуры кабельных линий приведены в приложении 4.

1.2.Краткий обзор отечественных схем и установок.

1.2.1.Общие сведения

Установки погружных центробежных насосов предназначены для откачивания

нефтяных скважин, в том числе наклонных, пластовой жидкости, содержащей

нефть и газ, и механической примеси.

Установки выпускаются двух видов – модульные и немодульные; трех

исполнений: обычное, коррозионостойкое и повышенной износостойкости.

Перекачиваемая среда отечественных насосов должна иметь следующие

показатели:

- пластовая дикость – смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа;

- максимальная кинематическая вязкость пластовой жидкости 1 мм\с;

- водородный показатель попутной воды рН 6,0-8.3;

- содержание мехпримесей для обычного и коррозионостойкого не более 0,1

г\л, износостойкого не более 0.5 г\л;

- содержание сероводорода для обычного и износостойкого не более 0,01

г\л; корозионостойкого до 1.25 г\л;

- максимальное содержание полученной воды 99%;

- свободного газа на приеме до 25%, для установок с модулями –

сепараторами до 55%;

- максимальная температура добываемой продукции до 90С.

В зависимости от поперечных размеров применяемых в комплекте установок

погружных центробежных электронасосов, элетродвигателей и кабельных линий

установки условно делятся на 2 группы 5 и 5 а. С диаметрами обсадных колонн

121.7 мм; 130 мм; 144,3 мм соответственно.

Установка УЭЦ состоит из погружного насосного агрегата, кабеля в сборе,

наземного электрооборудования – трансформаторной комилентной подстанции.

Насосный агрегат состоит из погружного центробежного насоса и двигателя с

гидрозащитой, спускается в скважину на колонне НКТ. Насос погружной,

трехфазный, асинхронный, маслозаполненный с ротором.

Гидрозащита состоит из протектора и компенсатора. Кабель трехжильный с

полиэтиленовой изоляцией, бронированный.

Погружной насос, электродвигатель и гидрозащита соединяются между собой

фланцами и шпильками. Валы насоса, двигателя и протектора имеют на концах

шлицы и соединяются шлицевыми муфтами.

1.2.2. Погружной центробежный насос.

Погружной центробежный насос по принципу действия не отличается от

обычных центробежных насосов, применяемых для перекачки жидкости. Отличие в

том, что он многосекционный с малым диаметром рабочих ступеней – рабочих

колес и направляющих аппаратов. Рабочие колеса и направляющие аппараты

насосов обычного исполнения изготавливают из модифицированного серого

чугуна, насосов коррозионностойких – чугуна типа «нирезист», износостойких

колес – их полиамидных смол.

Насос состоит из секций, число которых зависит от основных параметров

насоса – напора, но не более четырех. Длина секции до 5500 метров. У

модульных насосов состоит из входного модуля, модуля – секции. Модуль –

головки, обратного и спускного клапанов. Соединение модулей между собой и

входного модуля с двигателем – фланцевое соединение (кроме входного модуля,

двигателем или сепаратором) уплотняются резиновыми манжетами. Соединение

валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом входного модуля,

вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляется шлицевыми

муфтами. Валы модулей-секций всех групп насосов имеющих одинаковые длины

корпусов унифицированы по длине.

Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и

направляющих аппаратов), верхнего и нижнего подшипников, верхней осевой

опоры, головки, основания, двух ребер и резиновых колец. Ребра

предназначены для защиты плоского кабеля с муфтой от механических

повреждений.

Входной модуль состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой

жидкости, подшипниковых втулок и сетки, вала с защитными втулками и

шлицевой муфтой, предназначенной для соединения вала модуля с валом

гидрозащиты.

Модуль-головка состоит из корпуса, с одной стороны которого имеется

внутренняя коническая резьба для подсоединения обратного клапана, с другой

стороны – фланец для подсоединения к модулю-секции, двух ребер и резинового

кольца.

В верхней части насоса имеется ловильная головка.

Отечественной промышленностью выпускаются насосы с подачей (м/сут):

Модульные – 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.

Немодульные – 40.80,130.160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Следующих напоров (м) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950,

1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1300.

1.2.3. Погружные электродвигатели

Погружные электродвигатели состоят из электродвигателя и гидрозащиты.

Двигатели трехфазные, ассинхронные, короткозамкнутые, двухполюсные,

погружные, унифицированной серии. ПЭД в нормальном и коррозионном

исполнениях, климатического исполнения В, категории размещения 5, работают

от сети переменного тока частотой 50 Гц и используются в качестве привода

погружных центробежных насосов.

Двигатели предназначены для работы в среде пластовой жидкости (смесь

нефти и попутной воды в любых пропорциях) с температурой до 110 С

содержащей:

- мехпримесей не более 0.5 г/л;

- свободного газа не более 50%;

- сероводорода для нормальных, не более 0.01 г/л, коррозионностойких до

1,25 г/л;

Гидрозащитное давление в зоне работы двигателя не более 20 МПа.

Электродвигатели заполняются маслом с пробивным напряжением не менее 30 КВ.

Предельная длительно допускаемая температура обмотки статора

электродвигателя (для двигателя с диаметром корпуса 103 мм) равна 170 С,

остальных электродвигателей 160 С.

Двигатель состоит из одного или нескольких электродвигателей (верхнего,

среднего и нижнего, мощностью от 63 до 630 КВт) и протектора.

Электродвигатель состоит из статора, ротора, головки с токовводом, корпуса.

1.2.4. Гидрозащита электродвигателя.

Гидрозащита предназначена для предотвращения проникновения пластовой

жидкости во внутреннюю полость электродвигателя, компенсации объема масла

во внутренней полости от температуры электродвигателя и передачи крутящего

момента от вала электродвигателя к валу насоса. Существует несколько

вариантов гидрозащиты: П, ПД, Г.

Гидрозащиту выпускают обычного и коррозионностойкого исполнений. Основным

типом гидрозащиты для комплектации ПЭД принята гидрозащита открытого типа.

Гидрозащита открытого типа требует применения специальной барьерной

жидкости плотностью до 21 г/см, обладающий физико-химическими свойствами с

пластовой жидкостью и маслом.

Гидрозащита состоит из двух камер сообщенных трубкой. Изменение объемов

жидкого диэлектрика в двигателе компенсируется перетоком барьерной жидкости

из одной камеры в другую. В гидрозащите закрытого

типа применяются резиновые диафрагмы. Их эластичность компенсирует

изменение объема масла.

1.3. Краткий обзор зарубежных схем и установок.

Наиболее крупными фирмами, выпускающими погружные центробежные насосные

установки являются «Реда ламп», «Оил дайнемикс».

Погружные центробежные насосы применяются для добычи нефтепродуктов в

ряден стран.

Насосы имеют по 2 верхние и 2 нижние секции.

Рассчитаны на работу в скважинах:

- с температурой до 95С;

- содержание мехпримесей не более 0,5г\л;

- сероводорода до 1,25 г\л;

- свободного газа на приеме насоса до 35%.

После определения производительности скважины выбирается насос

соответствующего размера. Характеристиками рабочего колеса центробежного

насоса являются большое давление сверху вниз при низком уровне дебита.

Чтобы продлить срок службы насоса, фирма ОДИ рекомендует использовать

специальное оборудование, если предполагается значительное содержание песка

– гофрированный резиновый подшипник – используется для осевой поддержки

насоса. Резина обеспечивает прочную упругую поверхность осевого подшипника.

Такая поверхность позволяет частица песка перекатывается по поверхности

подшипника, не царапая ее. Канавки обеспечивают отвод для частиц песка,

которые затем вымываются из подшипника. Если насос теряет осевую

стабильность, вал начинает вращаться эксцентрично, что приводит к

увеличению боковой нагрузки и эксцентричному вращению опорных шайб и

сокращает срок службы насоса до нескольких часов.

Опорные модули с заполненными опорными колесами и подшипниками

обеспечивают осевую и радиальную поддержку насоса благодаря износостойким

материалам, намного тверже песка, устойчивым к воздействию агрессивных

газовых и химических сред.

Насосы фирмы ОДИ отличаются от других зарубежных образцов:

- две опорные ступени насоса;

- валы секций не имеют своей пяты и, упираясь, друг в друга образуют

вал, который передает осевую нагрузку на пяту расположенную в

протекторе;

- валы соединяются между собой с помощью зацепления;

- вал, общей длиной более 24 метров имеет только одну осевую опору в

нижней части и подвергается продольному изгибу;

- в каждой двенадцатой ступени размещены бронированные втулки.

Фирма выпускает насос двух габаритов: 139.7 мм и 177.8 мм (диаметры

обсадных колонн) следующих типов ( таблица 1.1)

Таблица 1.1.

|Тип |Наружный |Максимальная |Номинальная|Допустимое |

|насоса |Диаметр, |мощность на |подача, |давление на |

| |(мм) |валу насоса, |м/сут |пяту, |

| | |КВт | |м.в.ст. |

|R 3 | | |30-50 |3862 |

|RC 5 | | |50-73 | |

|RA 7 | | |90-125 | |

|R 9 | | |109-133 | |

|RC 12 |101,6 |200 |133-186 | |

|R 14 | | |150-212 | |

|RA 16 | | |186-239 | |

|RA 22 | | |239-311 | |

|R 32 | | |311-437 |2652 |

|R 38 | | |437-570 |1676 |

Двигатель фирмы отличается конструкцией – число пазов ротора и статора 18

и 23 соответственно, у других соответственно 18 и 16. Двигатели очень

чувствительны к температуре, имеют малый температурный запас. Очень важна

скорость обливающей их жидкости, фирма специально оговаривает диаметры

скважин, в которые ставят ее двигатели. Фирма ODI предусматривает

регуляторы частоты вращения двигателя и считается, что плавный пуск защитит

двигатель, хотя есть вероятность того, что высокий ток на отдельных фазах

может выбить пробки. В общем. Технические характеристики у двигателей фирмы

ODI ниже, чем у отечественных двигателей.

Фирма ODI скопировала советские протекторы ГД и 1Г51. Она использует к

гидрозащите вихревые газосепараторы KGV и RGV, если объем свободного газа

на приеме достигает 10%. Используются для определения влияния повышенного

содержания газа на работу насоса (рабочие характеристики вихревых

газосепараторов).

Фирма ODI не является лучшей фирмой, представляющей на мировом рынке

погружные центробежные насосы, но и не является плохой фирмой.

Более конкретно о технических данных насосов фирмы ODI представлено в

приложении.

При разработке конструкции ступеней насосов фирма уделяет особое

внимание проблеме защиты от абразии.

1.В ODI используется особая конструкция диффузора во всех ступенях

насосов 55 и 70 серий для того, чтобы исключить попадание песка в область

опорной втулки.

Конструкция ступени фирмы ODI представлена на рис.1.4.

1 – балансная гидравлическая конструкция устраняет необходимость

балансных отверстий;

2 - пьедестальная конструкция позволяет плавный проток жидкости в рабочее

колесо;

3 – поскольку в нормальном режиме рабочее колесо давит на опору сверху,

такая конструкция препятствует попаданию песка в область между втулкой

рабочего о поры диффузора;

4 – две опоры с феноловыми шайбами уменьшают радиальную нагрузку и

увеличивают продолжительность службы шайб.

1.4.Аанализ работы ЭЦН..

1.4.1.Анализ фонда ЭЦН по АО “Сургутнефтегаз”

Таблица 1.1.

|состо|вс|Т И П О Б О Р У Д О В А Н И Я |

|яние |ег| |

| |о | |

| | |ЭЦ|ЭЦ|ЭЦ|ЭЦН5|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|ЭЦН|Цен|OD|ВН|ЦУ|про|

| | |Н5|Н5|Н5|-125|5М-|5-2|5А-|5А-|5А-|5А-|5А-|три|I |Н |НА|чие|

| | |-2|-3|-8| |50 |50 |250|400|500|16 |25 |лиф| | |Р | |

| | |0 |0 |0 | | | | | | | | |т | | | | |

|Спуще|77|30|27|15|843 |389|360|148|73 |33 |17 |6 |105|38|42|0 |0 |

|но в |69|2 | |35| |1 | | | | | | | |7 | | | |

|скваж| | | | | | | | | | | | | | | | | |

|ину | | | | | | | | | | | | | | | | | |

|В |68|22|25|13|768 |337|333|139|65 |31 |8 |2 |105|37|41|0 |0 |

|работ|57|1 | |72| |2 | | | | | | | |5 | | | |

|е | | | | | | | | | | | | | | | | | |

|В |91|81|2 |16|75 |519|27 |9 |8 |2 |9 |4 |0 |12|1 |0 |0 |

|прост|2 | | |3 | | | | | | | | | | | | | |

|ое | | | | | | | | | | | | | | | | | |

1.4.2 Анализ фонда скважин.

1.4.3. По подаче.

За последние годы было выпущено около 1042 насосов типа ЭЦН, из них :

2,5% - ЭЦН 20

38,9% - ЭЦН 50

15,0% - ЭЦН 80

12,1% - ЭЦН 125

1,7% - ЭЦН 160

7,6% - ЭЦН 200

7,3% - ЭЦН 250

2,5% - ЭЦН 360

11,3% - ЭЦН 500

Таблица 1.2.

|Типоразмер |Фонд |Типоразмер |Фонд |

| |на 1.01.97 | |на 1.01.97 |

|ЭЦН 30 |25 |ЭЦН 200 |76 |

|ЭЦН 50 |389 |ЭЦН 250 |73 |

|ЭЦН 80 |150 |ЭЦН 360 |25 |

|ЭЦН 125 |121 |ЭЦН 500 |113 |

|ЭЦН 160 |17 |Всего |989 |

Импортного производства:

Таблица 1.3.

|Типоразмер |Фонд |Типоразмер |Фонд |

| |на 1.01.97 | |на 1.01.97 |

|R – 3 |6 |RA – 16 |1 |

|RC – 5 |9 |RA – 22 |1 |

|RA – 7 |5 |R – 32 |2 |

|R – 9 |6 |R – 32 |10 |

|RC – 12 |7 |Всего ODI |53 |

|R - 14 |6 | | |

1.4.4.По напору.

По напору насосы распределились следующим образом:

35,7% - напор 1300 метров

17,8 – напор 1200 метров

напор 1400 метров

напор 1700 метров

напор 900 метров

напор 750 метров

напор 100 метров

В настоящее время растет необходимость в напоре 1300, 1700, 1800 метров с

подачей 30.50 кубических метров.

1.5. Краткая характеристика скважин

Скважины бурились на месторождениях кустовым способом, все наклонно-

направленные. Средняя глубина до 3000 метров. Угол наклона скважины до 45.

Глубина спуска насоса колеблется в пределах от 1200 до 1700 метров.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать