Dugo sam sanjao da napišem na papir (štampam na kompjuteru) sve što znam o ESP-ovima.
Pokušat ću vam jednostavnim i razumljivim jezikom ispričati o instalaciji električne centrifugalne pumpe - glavnom alatu koji proizvodi 80% sve nafte u Rusiji.

Nekako je ispalo da sam s njima povezan cijeli svoj odrasli život. Sa pet godina počeo je da putuje sa ocem na bunare. Sa deset je mogao sam da popravi bilo koju stanicu, sa dvadeset četiri je postao inženjer u preduzeću gde su popravljane, sa trideset je postao zamenik generalnog direktora u mestu gde se prave. Postoji gomila znanja o ovoj temi - nemam ništa protiv da dijelim, pogotovo jer me mnogi, mnogi ljudi stalno pitaju o ovome ili onom u vezi sa mojim pumpama. Uglavnom, da ne bih ponavljao istu stvar mnogo puta različitim riječima, jednom ću napisati, pa ću onda polagati ispite;). Da! Biće slajdova... bez slajdova neće biti načina.

Šta je to.
ESP je instalacija električne centrifugalne pumpe, tzv. pumpe bez šipke, zvane ESP, ili one štapove i bubnjevi. ESP je upravo to (ženstveno)! Iako se sastoji od njih (muškog roda). Ovo je posebna stvar uz pomoć koje hrabri naftaši (ili bolje rečeno serviseri za naftaše) izvlače formacijski fluid iz podzemlja - to je ono što mi zovemo mulyaka, koji se onda (nakon posebne obrade) naziva raznim vrstama zanimljive riječi kao što su URALS ili BRENT. Riječ je o čitavom kompleksu opreme, za izradu koje je potrebno znanje metalurga, metalurga, mehaničara, električara, elektroničara, hidrauličara, kablovskog inženjera, uljara, pa čak i malog ginekologa i proktologa. Stvar je prilično zanimljiva i neobična, iako je izmišljena prije mnogo godina i od tada se nije mnogo promijenila. Uglavnom, ovo je obična pumpna jedinica. Ono što je neobično kod njega je to što je tanak (najčešći se postavlja u bunar unutrašnjeg prečnika 123 mm), dugačak (postoje instalacije dužine 70 metara) i radi u tako prljavim uslovima u kojima je manje-više složeni mehanizam uopšte ne bi trebalo da postoji.

Dakle, svaki ESP sadrži sljedeće komponente:

ESP (električna centrifugalna pumpa) je glavna jedinica - svi ostali je štite i obezbjeđuju. Pumpa dobija najviše - ali radi glavni posao - diže tečnost - takav je njen životni vek. Pumpa se sastoji od sekcija, a sekcije se sastoje od stupnjeva. Što je više stupnjeva, to je veći pritisak koji pumpa razvija. Što je sam stepen veći, to je veći protok (količina pumpane tečnosti u jedinici vremena). Što je veći protok i pritisak, to više energije troši. Sve je međusobno povezano. Osim po protoku i pritisku, pumpe se razlikuju i po veličini i dizajnu - standardne, otporne na habanje, otporne na koroziju, otporne na habanje, vrlo, vrlo otporne na koroziju.

SEM (potopni elektromotor) Elektromotor je druga glavna jedinica - okreće pumpu - troši energiju. Ovo je običan (električni) asinhroni elektromotor - samo što je tanak i dugačak. Motor ima dva glavna parametra - snagu i veličinu. I opet, postoje različite verzije: standardne, otporne na toplinu, otporne na koroziju, posebno otporne na toplinu i općenito neuništive (kao da). Motor je napunjen posebnim uljem koje osim podmazivanja hladi motor i u velikoj mjeri kompenzira pritisak koji se na motor vrši izvana.

Zaštitnik (koji se naziva i hidraulična zaštita) je stvar koja stoji između pumpe i motora - on, prvo, dijeli šupljinu motora napunjenu uljem od šupljine pumpe ispunjene formacijskim fluidom, dok prenosi rotaciju, a drugo, rješava problem izjednačavanja pritiska unutar motora i spolja (Generalno, ima do 400 atm, što je oko trećine dubine Marijanskog rova). Dolaze u različitim veličinama i, opet, svih vrsta dizajna bla bla bla.

Kabl je zapravo kabl. Bakar, trožilni... Takođe je blindiran. Možete li zamisliti? Oklopni kabl! Naravno, neće izdržati ni pucanj iz Makarova, ali će izdržati pet-šest spuštanja u bunar i tamo će raditi prilično dugo.
Njegov oklop je nešto drugačiji, dizajniran više za trenje nego za oštar udarac - ali ipak. Kabl dolazi u različitim presjecima (prečnici jezgra), razlikuje se po oklopu (obični pocinčani ili nehrđajući čelik), a otporan je i na temperaturu. Postoji kabl za 90, 120, 150, 200 pa čak i za 230 stepeni. Odnosno, može raditi neograničeno na temperaturi dvostruko višoj od tačke ključanja vode (napomena - vadimo nešto kao ulje, i ne gori baš dobro - ali vam je potreban kabl otpornosti na toplotu od preko 200 stepeni – i to skoro svuda).

Gasni separator (ili separator-disperzant gasa, ili samo disperzant, ili dvostruki separator gasa, ili čak dvostruki separator-disperzant gasa). Stvar koja odvaja slobodni gas od tečnosti... ili bolje rečeno tečnost od slobodnog gasa... ukratko, smanjuje količinu slobodnog gasa na ulazu u pumpu. Često, vrlo često, količina slobodnog plina na ulazu u pumpu je sasvim dovoljna da pumpa ne radi - tada se ugrađuje nekakav uređaj za stabilizaciju plina (naveo sam nazive na početku pasusa). Ako nema potrebe za ugradnjom separatora plina, ugrađuju se ulazni modul, ali kako bi tekućina dospjela u pumpu? Evo. U svakom slucaju nesto ugrade.. Ili modul ili motor na gas.

TMS je vrsta podešavanja. Ko to dešifruje - termomanometrijski sistem, telemetrija... ko zna kako. Tako je (ovo je stari naziv - iz čupavih 80-ih) - termomanometrijski sistem, tako ćemo ga nazvati - gotovo u potpunosti objašnjava funkciju uređaja - mjeri temperaturu i pritisak - tamo - odmah ispod - praktično u podzemlje.

Postoje i zaštitni uređaji. Ovo je nepovratni ventil (najčešći je KOSH - kuglični nepovratni ventil) - tako da tekućina ne iscuri iz cijevi kada je pumpa zaustavljena (podizanje stupca tekućine kroz standardnu ​​cijev može potrajati nekoliko sati - šteta je za ovaj put). A kada treba da podignete pumpu, ovaj ventil stane na put - nešto stalno curi iz cijevi, zagađujući sve okolo. Za te svrhe postoji ventil za spuštanje (ili odvod) KS - smiješna stvar - koji se pokvari svaki put kada se podigne iz bunara.

Sva ova oprema visi na cijevima za pumpanje i kompresore (od njih se u naftnim gradovima vrlo često prave cijevi - ograde). Visi u sljedećem redoslijedu:
Duž cijevi (2-3 kilometra) je kabl, na vrhu - CS, pa KOSH, pa ESP, pa benzinska pumpa (ili ulazni modul), pa zaštitnik, pa SEM, pa još niže TMS. Kabel ide duž ESP-a, gasa i štitnika sve do glave motora. Eka. Sve je na kratko. Dakle - od vrha ESP-a do dna TMS-a može biti 70 metara. i kroz ovih 70 metara prolazi šaht, i sve se okreće...a okolo je visoka temperatura, enormni pritisak, puno mehaničkih nečistoća, korozivna sredina.. Jadne pumpe...

Sve stvari su sekcije, sekcije dužine ne više od 9-10 metara (inače kako ih staviti u bunar?) Instalacija se montira direktno na bunar: PED, kabl, štitnik, gas, sekcije pumpe, ventil, cijevi su pričvršćene za njega.. Da! Nemojte zaboraviti pričvrstiti kabel na sve pomoću stezaljki (kao što su specijalni čelični pojasevi). Sve je to uronjeno u bunar i tu radi dugo (nadam se). Da bi sve to napajali (i nekako kontrolirali), na tlu su instalirani pojačivači transformator (TMPT) i kontrolna stanica.

To je vrsta stvari kojom se izvlači nešto što se kasnije pretvara u novac (benzin, dizel gorivo, plastika i ostalo sranje).

Pokušajmo shvatiti kako sve to funkcionira, kako se radi, kako odabrati i kako ga koristiti.

Instalacija ESP-a je složen tehnički sistem i, uprkos dobro poznatom principu rada centrifugalne pumpe, to je skup elemenata koji su originalnog dizajna. Shematski dijagram ESP je prikazan na slici 1.1.

Slika 1.1 - Šematski dijagram ESP-a

Instalacija se sastoji od dva dijela: površinskog i potopljenog. Površinski dio uključuje autotransformator 1, kontrolnu stanicu 2, ponekad i bubanj za kablove 3 i opremu na ušću bušotine 4. Potopljeni dio uključuje cijev 5, na kojoj se potopna jedinica spušta u bunar, oklopni trožilni električni kabel 6, preko koje se naponski napon dovodi do potopljenog elektromotora i koji je posebnim stezaljkama 7 pričvršćen za cijev cijevi. Potopna jedinica se sastoji od višestepene centrifugalne pumpe 8, opremljene prijemnim zaslonom 9 i nepovratnim ventilom 10. Često potopljena instalacija uključuje odvodni ventil 11, kroz koji se tečnost odvodi iz cijevi prilikom podizanja instalacije. U donjem dijelu pumpa je spojena sa hidrauličkom zaštitnom jedinicom (protektorom) 12, koja je pak spojena sa potopljenim elektromotorom 13. U donjem dijelu elektromotor 13 ima kompenzator 14.

1) Potopna centrifugalna pumpa (Slika 1.2) je strukturno skup stepenica malog prečnika, koji se sastoje od impelera i vodećih lopatica postavljenih u telo pumpe (cev).

Slika 1.2 - Šema centrifugalne električne pumpe

Radno kolo, izrađeno od livenog gvožđa, bronze ili plastičnih materijala, montiraju se na osovinu pumpe kliznim spojem pomoću posebnog ključa. Gornji dio Sklop radnog kola (osovina pumpe) ima potpornu nogu (klizni ležaj) pričvršćenu u kućištu pumpe. Svaki impeler počiva na krajnjoj površini vodeće lopatice. Donji kraj pumpe ima sklop ležaja koji se sastoji od ugaonih kontaktnih ležajeva. Sklop ležaja je izoliran od dizane tekućine, a u nekim izvedbama vratilo pumpe je zapečaćeno posebnom zaptivkom. Potopna centrifugalna pumpa je napravljena u obliku odvojenih sekcija sa velikim brojem stupnjeva u svakoj sekciji (do 120), što omogućava montažu pumpe sa potrebnim pritiskom. Domaća industrija proizvodi standardne pumpe otporne na habanje. Pumpe otporne na habanje dizajnirane su za pumpanje tekućina s određenom količinom mehaničkih nečistoća iz bunara (navedeno u pasošu pumpe). Svaka potopna centrifugalna pumpa ima svoju šifru, koja odražava prečnik kolone, protok i pritisak. Na primjer, pumpa ESP6-500-750 je električna centrifugalna pumpa za obložnice prečnika 6, sa optimalnim protokom od 500 m 3 /dan na visini od 750 m.

Princip rada pumpe može se predstaviti na sljedeći način: tekućina usisana kroz prijemni filter ulazi u lopatice rotirajućeg impelera, pod čijim utjecajem poprima brzinu i pritisak. Da bi se kinetička energija pretvorila u energiju pritiska, tekućina koja izlazi iz radnog kola usmjerava se u fiksne kanale promjenjivog poprečnog presjeka radnog uređaja spojenog na tijelo pumpe, zatim tekućina koja napušta radni uređaj ulazi u propeler sljedeće faze i ciklusa. se ponavlja. Centrifugalne pumpe su dizajnirane za veliku brzinu rotacije vratila.

Sve vrste ESP-a imaju pasoš karakteristika performansi(Slika 1.3) u obliku krivulja zavisnosti (pritisak, snabdevanje), (efikasnost, snabdevanje), (potrošnja energije, snabdevanje). Zavisnost pritiska od napajanja je glavna karakteristika pumpe.

Slika 1.3 - Tipične karakteristike potopljene centrifugalne pumpe

• 2) Potopljeni elektromotor (SEM) - motor posebne izvedbe i predstavlja asinhroni dvopolni AC motor sa kaveznim rotorom. Motor je napunjen uljem niske viskoznosti, koje obavlja funkciju podmazivanja ležajeva rotora i odvođenja topline na zidove kućišta motora, opranih protokom bušotinskih proizvoda. Gornji kraj osovine elektromotora okačen je na kliznu petu. Rotor motora je sekcioni; sekcije su montirane na osovinu motora, izrađene od transformatorskih željeznih ploča i imaju žljebove u koje su umetnute aluminijske šipke, kratko spojene sa obje strane sekcije provodljivim prstenovima. Između sekcija osovina se oslanja na ležajeve. Po cijeloj dužini osovina elektromotora ima otvor za cirkulaciju ulja unutar motora, koja se također izvodi kroz žljeb statora. Na dnu motora nalazi se filter za ulje. Sekcije statora su odvojene nemagnetnim paketima u kojima se nalaze nosivi radijalni ležajevi. Donji kraj osovine je također fiksiran u ležaju. Dužina i prečnik motora određuju njegovu snagu. Brzina rotacije osovine motora ovisi o frekvenciji struje; pri AC frekvenciji od 50 Hz, sinhrona brzina je 3000 o/min. Potopljeni elektromotori imaju oznaku snage (u kW) i vanjskog promjera kućišta (mm), na primjer, PED 65-117 je potopljeni elektromotor snage 65 kW i vanjskog promjera 117 mm. Potrebna snaga elektromotora ovisi o protoku i pritisku potopljene centrifugalne pumpe i može doseći stotine kW.
• 3) Hidraulička zaštitna jedinica se nalazi između pumpe i motora i dizajnirana je za zaštitu elektromotora od ulaska pumpanog proizvoda u njega i za podmazivanje ugaonog kontaktnog ležaja pumpe (ako je potrebno). Glavni volumen hidrauličke zaštitne jedinice, formirane elastičnom vrećom, napunjen je tekućim uljem. Preko nepovratnog ventila, vanjska površina vreće percipira pritisak proizvodnje bušotine na dubini spuštanja potopljene jedinice. Dakle, unutar elastične vrećice napunjene tekućim uljem, pritisak je jednak pritisku uranjanja. Za stvaranje viška pritiska unutar ove vreće, na osovini gazećeg sloja nalazi se turbina. Tečno ulje kroz sistem kanala pod viškom pritiska ulazi u unutrašnju šupljinu elektromotora, što sprečava da proizvodi iz bušotine uđu u elektromotor.
• 4) Kompenzator je dizajniran da kompenzira zapreminu ulja unutar motora kada se promijeni temperaturni režim elektromotora (grijanje i hlađenje) i predstavlja elastičnu vreću napunjenu tekućim uljem i smještenu u kućištu. Tijelo kompenzatora ima rupe koje povezuju vanjsku površinu vreće sa bunarom. Unutrašnja šupljina vreće povezana je sa elektromotorom, a vanjska šupljina je spojena na bunar. Kako se ulje hladi, njegova zapremina se smanjuje, a tečnost bušotine kroz rupe u kućištu kompenzatora ulazi u otvor između vanjske površine vreće i unutrašnjeg zida kućišta kompenzatora, stvarajući tako uslove za potpuno punjenje unutrašnje šupljine. potopljenog elektromotora sa uljem. Kada se ulje u elektromotoru zagrije, njegov volumen se povećava i ulje teče u unutarnju šupljinu kompenzacijske vrećice; u ovom slučaju, tečnost bunara iz otvora između vanjske površine vreće i unutrašnje površine kućišta se istiskuje kroz rupe u bunar. Sva kućišta elemenata potopljene jedinice su međusobno povezana prirubnicama sa klinovima. Osovine potopljene pumpe, hidrauličke zaštitne jedinice i potopljenog elektromotora međusobno su spojene nazubljenim spojnicama. Dakle, ESP potopna jedinica je kompleks složenih električnih, mehaničkih i hidrauličnih uređaja visoke pouzdanosti, koji zahtijeva visoko kvalifikovano osoblje.
• 5) Povratni ventil se nalazi u glavi pumpe i dizajniran je da spreči ispuštanje tečnosti kroz pumpu iz cevovoda kada je potopljena jedinica zaustavljena. Zastoji podvodne jedinice nastaju iz više razloga: nestanak struje zbog nesreće na dalekovodu; isključenje zbog aktiviranja zaštite motora; gašenje tokom periodičnog rada itd. Kada je potopljena jedinica zaustavljena (isključena), kolona tekućine iz cijevi počinje teći kroz pumpu u bunar, okrećući osovinu pumpe (a samim tim i osovinu potopljenog motora) u suprotnom smjeru. Ako se napajanje ponovo uspostavi u tom periodu, motor počinje da se okreće u smjeru naprijed, savladavajući ogromnu silu. Startna struja motora u ovom trenutku može premašiti dozvoljene granice, a ako zaštita ne radi, elektromotor otkazuje. Kako bi se spriječila ova pojava i smanjilo vrijeme zastoja u bušotini, potopna pumpa je opremljena nepovratnim ventilom. S druge strane, prisustvo nepovratnog ventila prilikom podizanja potopljene jedinice ne dozvoljava tečnost da iscuri iz cevovoda. Instalacija se podiže kada se cevni niz napuni bušotinskim proizvodima, koji se izlivaju na ušće bušotine, stvarajući izuzetno teške uslove za rad ekipe podzemnih remonta i kršeći sve uslove za bezbednost života, požara i zaštite životne sredine, što je nedopustivo. Stoga je potopljena pumpa opremljena odvodnim ventilom. dobro prostorna oprema
• 6) Odvodni ventil se nalazi u posebnoj spojnici koja spaja cijevi pumpe-kompresora i po pravilu je bronzana cijev čiji je jedan kraj zapečaćen, a drugi, otvoreni kraj, uvučen u spojnicu iz unutra. Odvodni ventil se nalazi vodoravno u odnosu na vertikalnu cijev. Ako je potrebno podići instalaciju iz bunara, mali teret se spušta u cijevni niz, koji odlomi bronzanu cijev odvodnog ventila, a tekućina iz cijevi se odvodi u prsten za vrijeme podizanja.
• 6) Električni kabel je dizajniran za napajanje terminala potopljenog motora. Kabl je trožilni, sa gumenom ili polietilenskom izolacijom žila i odozgo prekriven metalnim oklopom. Površinsko armiranje kabla vrši se pocinkovanom čeličnom profilisanom trakom, koja sprečava mehanička oštećenja strujnih provodnika prilikom spuštanja i dizanja instalacije. Dostupni su okrugli i ravni kablovi. Ravni kabl ima manje radijalne dimenzije. Kablovi su šifrovani na sledeći način: KRBK, KRBP - kabl sa gumenom izolacijom, blindirani, okrugli; kabl sa gumenom izolacijom, blindiran, ravan. Bakarni provodnici, različitih presjeka. Kabl je pričvršćen za cijev na dva mjesta: iznad spojnice i ispod spojnice. Trenutno se uglavnom koriste kablovi sa polietilenskom izolacijom.
• 7) Autotransformator je dizajniran da poveća napon koji se dovodi do terminala potopljenog elektromotora. Mrežni napon je 380 V, a radni napon elektromotora, ovisno o snazi, varira od 400 V do 2000 V. Pomoću autotransformatora napon polja od 380 V se povećava na radni napon svakog pojedinog podvodnog elektromotora. motora, uzimajući u obzir gubitke napona u napojnom kablu. Veličina autotransformatora odgovara snazi ​​potopljenog motora koji se koristi.
• 8) Upravljačka stanica je dizajnirana za kontrolu rada i zaštitu ESP-a i može raditi u ručnom i automatskom načinu rada. Stanica je opremljena potrebnim upravljačko-mjernim sistemima, automatskim mašinama, svim vrstama releja (maksimalni, minimalni, srednji, vremenski releji itd.). Ako dođe do vanrednih situacija, aktiviraju se odgovarajući zaštitni sistemi i instalacija se isključuje. Upravljačka stanica je izrađena u metalnoj kutiji i može se instalirati na otvorenom, ali se često postavlja u posebnu kabinu.

Namjena i tehnički podaci ESP-a.

Potopne centrifugalne pumpne instalacije su dizajnirane za ispumpavanje rezervoarskog fluida koji sadrži naftu, vodu i gas i mehaničke nečistoće iz naftnih bušotina, uključujući i nagnute. Ovisno o broju različitih komponenti sadržanih u ispumpanoj tekućini, pumpe instalacija imaju standardni dizajn i verziju sa povećanom otpornošću na koroziju i habanje. Prilikom rada ESP-a, gdje koncentracija čvrstih tvari u ispumpanoj tekućini prelazi dozvoljenih 0,1 gram/litar, pumpe se začepljuju i radni agregati se intenzivno troše. Kao rezultat toga, vibracije se povećavaju, voda ulazi u motor kroz mehaničke brtve, a motor se pregrijava, što dovodi do kvara ESP-a.

Simbol instalacija:

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

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

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

Sastav i kompletnost ESP-a

ESP instalacija se sastoji od potopljene pumpne jedinice (elektromotor sa hidrauličkom zaštitom i pumpa), kablovskog voda (okrugli ravni kabl sa spojnicom za ulaz kabla), cevnog niza, opreme na vrhu bušotine i površinske električne opreme: transformatora i kontrolnu stanicu (kompletan uređaj) (vidi sliku 1.1.). Transformatorska podstanica pretvara mrežni napon polja u suboptimalnu vrijednost na terminalima elektromotora, uzimajući u obzir gubitke napona u kabelu. Upravljačka stanica omogućava kontrolu rada pumpnih jedinica i njihovu zaštitu u optimalnim uslovima.

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

Oprema na ušću bušotine omogućava kačenje cevovoda sa električnom pumpom i kablom na prirubnicu kućišta, zaptivanje cevi i kablova, kao i odvod proizvedenog fluida u izlazni cevovod.

Potopna, centrifugalna, sekciona, višestepena pumpa ne razlikuje se po principu rada od konvencionalnih centrifugalnih pumpi.

Njegova razlika je u tome što je sekcijski, višestupanjski, s malim promjerom radnih stupnjeva - impelera i vodećih lopatica. Potopljene pumpe proizvedene za naftnu industriju sadrže od 1300 do 415 stupnjeva.

Dijelovi pumpe, povezani prirubničkim priključcima, izrađeni su od metalnog kućišta. Izrađena od čelična cijev dužina 5500 mm. Dužina pumpe određena je brojem radnih faza, čiji je broj, pak, određen glavnim parametrima pumpe. - napajanje i pritisak. Protok i pritisak stepenica zavise od poprečnog preseka i dizajna protočnog dela (lopatica), kao i od brzine rotacije. Paket stepenica je umetnut u tijelo sekcija pumpe, što je sklop impelera i vodećih lopatica na osovini.

Propeleri su postavljeni na osovinu na perasti ključ uz pokretni spoj i mogu se pomicati u aksijalnom smjeru. Vodiće lopatice su osigurane od rotacije u kućištu bradavice, koje se nalazi u gornjem dijelu pumpe. Odozdo je u kućište pričvršćena baza pumpe s prihvatnim otvorima i filterom, kroz koje tečnost iz bunara teče do prvog stupnja pumpe.

Gornji kraj vratila pumpe rotira se u ležajevima uljne brtve i završava posebnom petom koja preuzima opterećenje na vratilu i njegovu težinu kroz opružni prsten. Radijalne sile u pumpi apsorbuju klizni ležajevi instalirani na dnu bradavice i na vratilu pumpe.

Na vrhu pumpe nalazi se ribarska glava u koju je ugrađen nepovratni ventil i na koju je pričvršćena cijev.

Potopni elektromotor, trofazni, asinhroni, punjen uljem sa kaveznim rotorom u konvencionalnoj verziji i verziji PEDU otpornom na koroziju (TU 16-652-029-86). Klimatska izmjena - B, kategorija smještaja - 5 prema GOST 15150 - 69. Na dnu elektromotora nalazi se ventil za pumpanje ulja i njegovo ispuštanje, kao i filter za čišćenje ulja od mehaničkih nečistoća.

Hidraulička zaštita motora motora sastoji se od zaštitnika i kompenzatora. Dizajniran je za zaštitu unutrašnje šupljine elektromotora od formacijske tekućine, kao i za kompenzaciju temperaturnih promjena u zapremini ulja i njegovoj potrošnji. (Pogledajte sliku 1.3.)

Zaštitnik je dvokomorni, sa gumenom membranom i mehaničkim zaptivkama vratila, te kompenzatorom sa gumenom membranom.

Trožilni kabl sa polietilenskom izolacijom, blindiran. Kablovski vod, tj. kabel namotan na bubanj, na čiju bazu je pričvršćen produžetak - plosnati kabel sa spojnicom za ulaz za kabel. Svaka žila kabla ima izolacioni sloj i omotač, jastuke od gumirane tkanine i oklop. Tri izolirana jezgra ravnog kabela položena su paralelno u nizu, a okrugli kabel je uvijen duž spiralne linije. Kablovski sklop ima objedinjenu spojnicu za ulaz kablova K 38, K 46 okruglog tipa. U metalnom kućištu, spojnice su hermetički zatvorene gumenom brtvom, a vrhovi su pričvršćeni na provodne provodnike.

Projektovanje ESP instalacija, ESPNM sa pumpom koja ima osovinu i stepenice od materijala otpornih na koroziju, i ESP sa pumpom sa plastičnim rotorima i gumeno-metalnim ležajevima, slična je projektovanju ESP instalacija.

Kada je faktor gasa visok, koriste se moduli pumpe - separatori gasa, dizajnirani da smanje zapreminski sadržaj slobodnog gasa na ulazu pumpe. Separatori gasa odgovaraju grupi proizvoda 5, tip 1 (popravljiv) prema RD 50-650-87, klimatska verzija - B, kategorija postavljanja - 5 prema GOST 15150-69.

Moduli se mogu isporučiti u dvije verzije:

Gasni separatori: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1 MNG6 – standardni dizajn;

Gasni separatori 1 MNGK5, MNG5a - povećana otpornost na koroziju.

Moduli za pumpanje su instalirani između ulaznog modula i modula sekcije potopljene pumpe.

Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i klinovima. Osovina pumpe, motora i zaštitne osovine imaju utore na krajevima i spojeni su nazubljenim spojnicama.

Pribor za liftove i oprema za ESP instalacije dat je u Dodatku 2.

Tehničke karakteristike motora

Pogon potopnih centrifugalnih pumpi je poseban uljem punjen potopni asinhroni trofazni elektromotor naizmjenične struje s vertikalnim kaveznim rotorom tipa PED. Elektromotori imaju prečnike kućišta od 103, 117, 123, 130, 138 mm. Budući da je prečnik elektromotora ograničen, pri velikim snagama motor je duži, au nekim slučajevima je napravljen u sekciji. Pošto elektromotor radi uronjen u tečnost i često pod visokim hidrostatskim pritiskom, glavni uslov za pouzdan rad je njegova nepropusnost (vidi sliku 1.3).

PED je punjen posebnim uljem niske viskoznosti, visoke dielektrične čvrstoće, koje služi i za hlađenje i za podmazivanje dijelova.

Potopljeni elektromotor se sastoji od statora, rotora, glave i baze. Kućište statora je izrađeno od čelične cijevi, čiji su krajevi navojni za spajanje glave i baze motora. Magnetni krug statora sastavljen je od aktivnih i nemagnetnih laminiranih listova koji imaju žljebove u kojima se nalaze namoti. Namotaj statora može biti jednoslojni, kontinuirani, zavojnički ili dvoslojni, štap, petlja. Faze namotaja su povezane.

Aktivni dio magnetskog kruga, zajedno sa namotom, stvara rotirajuće magnetsko polje u elektromotorima, a nemagnetski dio služi kao oslonac za međuležaje rotora. Na krajeve namotaja statora zalemljeni su krajevi izvoda od upletene žice. bakrene žice sa izolacijom, visoke električne i mehaničke čvrstoće. Na krajeve su zalemljene utičnice u koje se uklapaju kabelske papučice. Izlazni krajevi namota su spojeni na kabel kroz poseban utikač (spojnik) kabelskog ulaza. Strujni vod motora također može biti tipa noža. Rotor motora je kavezni, višestruki. Sastoji se od osovine, jezgra (rotorski paketi), radijalnih nosača (kliznih ležajeva). Osovina rotora je izrađena od šupljeg kalibriranog čelika, jezgra su od elektro čelika. Jezgra se montiraju na osovinu, naizmjenično sa radijalnim ležajevima, i spajaju se na osovinu pomoću ključeva. Zategnite set jezgara na osovini aksijalno maticama ili turbinom. Turbina služi za prinudnu cirkulaciju ulja radi izjednačavanja temperature motora po dužini statora. Da bi se osigurala cirkulacija ulja, na uronjenoj površini magnetskog kruga postoje uzdužni žljebovi. Ulje cirkulira kroz ove žljebove, filter na dnu motora gdje se čisti i kroz rupu na osovini. Glava motora sadrži petu i ležaj. Adapter na dnu motora koristi se za smještaj filtera, premosnog ventila i ventila za pumpanje ulja u motor. Sekcijski elektromotor se sastoji od gornjeg i donjeg dijela. Svaki odjeljak ima iste glavne komponente. Tehničke karakteristike SEM-a su date u Dodatku 3.

Osnovni tehnički podaci kabla

Snabdijevanje električnom energijom elektromotora potopne pumpne instalacije vrši se preko kabelskog voda koji se sastoji od napojnog kabela i priključne spojnice za spajanje na elektromotor.

Ovisno o namjeni, kabelska linija može uključivati:

Kablovi marke KPBK ili KPPBPS - kao glavni kabel.

Marka kabla KPBP (ravni)

Navlaka za ulaz kablova je okrugla ili ravna.

KPBK kabl se sastoji od jednožičnih ili višežičnih bakrenih jezgara, izolovanih u dva sloja polietilena visoke čvrstoće i upletenih zajedno, kao i jastuka i oklopa.

Kablovi marki KPBP i KPPBPS u zajedničkom omotaču crijeva sastoje se od jednožičnih i višežičnih bakrenih vodiča, izoliranih polietilenom visoke gustoće i položenih u istoj ravni, kao i zajedničkog omotača crijeva, jastuka i oklopa.

Kablovi marke KPPBPS sa odvojenim provodnicima sastoje se od jednožilnih i višežičnih bakrenih provodnika, izolovanih u dva sloja polietilena visokog pritiska i položen u istoj ravni.

Kabl marke KPBK ima:

Radni napon V – 3300

Kabl marke KPBP ima:

Radni napon, V - 2500

Dozvoljeni pritisak formacijskog fluida, MPa – 19,6

Dozvoljeni faktor gasa, m/t – 180

Kablovi marke KPBK i KBPP imaju dozvoljene temperature okoline od 60 do 45 C za vazduh, 90 C za formacijski fluid.

Temperature kablovskih vodova date su u Dodatku 4.

1.2 Kratak pregled domaćih shema i instalacija.

Potopne centrifugalne pumpne instalacije su dizajnirane za pumpanje naftnih bušotina, uključujući i nagnute, formacijski fluid koji sadrži naftu i plin i mehaničke nečistoće.

Jedinice su dostupne u dva tipa – modularne i nemodularne; tri verzije: normalna, otporna na koroziju i povećana otpornost na habanje. Dizani medij kućnih pumpi mora imati sljedeće indikatore:

· akumulacijsko divlje – mješavina nafte, pripadajuće vode i naftnog plina;

· maksimalna kinematička viskoznost formacijskog fluida 1 mm/s;

· pH vrijednost proizvedene vode pH 6,0-8,3;

· maksimalni sadržaj dobijene vode 99%;

· slobodan gas na ulazu do 25%, za instalacije sa modulima - separatorima do 55%;

· maksimalna temperatura ekstrahovanih proizvoda do 90C.

U zavisnosti od poprečnih dimenzija potopnih centrifugalnih električnih pumpi, elektromotora i kablovskih vodova koji se koriste u setu instalacija, instalacije se konvencionalno dele u 2 grupe 5 i 5 a. Sa prečnikom kućišta od 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm respektivno.

Instalacija UEC-a se sastoji od potopljene pumpne jedinice, kablovskog sklopa, zemaljske električne opreme - transformatorske komutacione podstanice. Crpna jedinica se sastoji od potopljene centrifugalne pumpe i motora sa hidrauličkom zaštitom, a spušta se u bunar na cijevnom nizu. Potopna pumpa, trofazna, asinhrona, punjena uljem sa rotorom.

Hidraulička zaštita se sastoji od zaštitnika i kompenzatora. Trožilni kabl sa polietilenskom izolacijom, blindiran.

Potopna pumpa, elektromotor i hidraulička zaštita međusobno su povezani prirubnicama i vijcima. Osovina pumpe, motora i zaštitne osovine imaju utore na krajevima i spojeni su nazubljenim spojnicama.

1.2.2. Potopna centrifugalna pumpa.

Princip rada potopljene centrifugalne pumpe se ne razlikuje od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tekućina. Razlika je u tome što je višesječni s malim promjerom radnih stupnjeva - impelera i vodećih lopatica. Radno kolo i vodeće lopatice konvencionalnih pumpi su napravljene od modifikovanog sivog liva, pumpe otporne na koroziju su od niresist livenog gvožđa, a točkovi otporni na habanje od poliamidnih smola.

Pumpa se sastoji od sekcija, čiji broj zavisi od glavnih parametara pumpe - pritiska, ali ne više od četiri. Dužina dionice do 5500 metara. Za modularne pumpe sastoji se od ulaznog modula, modula - sekcije. Modul - glave, nepovratni ventili i odvodni ventili. Spoj modula međusobno i ulaznog modula na motor – prirubnički spoj (osim ulaznog modula, motora ili separatora) je zapečaćen gumenim manžetnama. Povezivanje osovina sekcija modula međusobno, modula sekcije sa vratilom ulaznog modula i vratila ulaznog modula sa hidrauličkom zaštitnom osovinom motora vrši se pomoću klinastih spojnica. Osovine sekcija modula svih grupa pumpi iste dužine karoserije su objedinjene po dužini.

Sekcija modula se sastoji od kućišta, osovine, paketa stepenica (propeleri i vodeće lopatice), gornjih i donjih ležajeva, gornjeg aksijalnog oslonca, glave, osnove, dva rebra i gumenih prstenova. Rebra su dizajnirana da zaštite ravni kabel sa spojnicom od mehaničkih oštećenja.

Ulazni modul se sastoji od postolja sa otvorima za prolaz formacijskog fluida, čaura ležaja i rešetke, osovine sa zaštitnim čaurama i navojne spojnice namijenjene za spajanje vratila modula sa hidrauličkom zaštitnom osovinom.

Modul glave sastoji se od tijela na čijoj se jednoj strani nalazi unutrašnji konusni navoj za spajanje nepovratnog ventila, na drugoj strani je prirubnica za spajanje na sekcijski modul, dva rebra i gumeni prsten.

Na vrhu pumpe nalazi se ribarska glava.

Domaća industrija proizvodi pumpe sa protokom (m/dan):

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

Nemodularni – 40,80,130,160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Sljedeće glave (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 170, 170, 170, 170 0.

1.2.3. Potopljeni motori

Potopljeni elektromotori se sastoje od elektromotora i hidrauličke zaštite.

Motori su trofazni, asinhroni, kavezni, dvopolni, potopni, objedinjene serije. SEM u normalnoj i korozivnoj verziji, klimatska verzija B, kategorija lokacije 5, rade od mreže naizmjenične struje frekvencije 50 Hz i koriste se kao pogon za potopne centrifugalne pumpe.

Motori su dizajnirani za rad u formacijskom fluidu (mješavina nafte i proizvedene vode u bilo kojem omjeru) s temperaturama do 110 C koji sadrži:

· mehaničke nečistoće ne više od 0,5 g/l;

· slobodan gas ne više od 50%;

· vodonik sulfid za normalan, ne više od 0,01 g/l, otporan na koroziju do 1,25 g/l;

Hidraulički pritisak u radnom području motora nije veći od 20 MPa. Elektromotori su napunjeni uljem s probojnim naponom od najmanje 30 kV. Maksimalna dugoročna dozvoljena temperatura namotaja statora elektromotora (za motor prečnika kućišta 103 mm) je 170 C, za ostale elektromotore 160 C.

Motor se sastoji od jednog ili više elektromotora (gornji, srednji i donji, snage od 63 do 630 kW) i štitnika. Elektromotor se sastoji od statora, rotora, glave sa ulazom struje i kućišta.

1.2.4. Hidraulička zaštita elektromotora.

Hidraulička zaštita je dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u unutarnju šupljinu elektromotora, kompenzirajući volumen ulja u unutrašnjoj šupljini od temperature elektromotora i prenoseći obrtni moment sa osovine elektromotora na osovinu pumpe. Postoji nekoliko opcija za zaštitu voda: P, PD, G.

Hidrozaštita je dostupna u standardnim verzijama i verzijama otpornim na koroziju. Glavni tip hidrauličke zaštite za SED konfiguraciju je hidraulička zaštita otvorenog tipa. Hidraulička zaštita otvorenog tipa zahteva upotrebu posebne zaštitne tečnosti gustine do 21 g/cm, koja ima fizička i hemijska svojstva sa formacijskim fluidom i naftom.

Hidraulička zaštita se sastoji od dvije komore povezane cijevi. Promjene u zapremini tekućeg dielektrika u motoru kompenziraju se protokom zaštitne tekućine iz jedne komore u drugu. U hidrauličnoj zaštiti zatvorenog tipa koriste se gumene membrane. Njihova elastičnost kompenzira promjene u zapremini ulja.

24. Uslovi za protok bušotine, određivanje potrošnje energije i specifične potrošnje gasa pri radu gasno-tečnog lifta.

Uslovi bušotine.

Protok bušotine nastaje ako je razlika pritisaka između rezervoara i donje rupe dovoljna da se savlada povratni pritisak stuba tečnosti i gubitak pritiska usled trenja, odnosno do strujanja dolazi pod uticajem hidrostatskog pritiska tečnosti ili energije ekspandirajući gas. Većina bušotina teče zbog energije gasa i hidrostatičkog pritiska istovremeno.

Plin sadržan u ulju ima silu podizanja koja se manifestira u obliku pritiska na ulje. Što je više gasa otopljeno u ulju, to je manja gustina mešavine i nivo tečnosti se više podiže. Kada dođe do usta, tečnost se prelije i bunar počinje da šiklja. Opći obavezni uvjet za rad bilo kojeg protočnog bunara bit će sljedeća osnovna jednakost:

Rs = Rg+Rtr+ Ru; Gdje

Rs - pritisak u dnu bušotine, RG, Rtr, Ru - hidrostatički pritisak kolone tečnosti u bušotini, izračunat vertikalno, gubitak pritiska usled trenja u cevi i protivpritisak na ušću bušotine, respektivno.

Postoje dvije vrste bunara:

· Izbijanje tečnosti koja ne sadrži mjehuriće plina - arteško šikljanje.

· Izbijanje tečnosti koja sadrži mjehuriće plina koji olakšavaju šikljanje je najčešći način šikljanja.

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

Električna oprema, ovisno o strujnom krugu napajanja, uključuje ili kompletnu transformatorsku podstanicu za potopljene pumpe (KTPPS), ili transformatorsku podstanicu (TS), kontrolnu stanicu i transformator.

Električna energija od transformatora (ili od KTPPN) do potopljenog elektromotora se dovodi preko kablovske linije koja se sastoji od površinskog strujnog kabla i glavnog kabla sa produžnim kablom. Spajanje kabla za uzemljenje sa glavnim kablom kablovske linije vrši se u priključnoj kutiji koja se postavlja na udaljenosti od 3-5 metara od glave bunara.

Lokacija za postavljanje zemaljske elektro opreme je zaštićena od poplava u periodu poplava, a zimi očišćena od snijega i mora imati ulaze koji omogućavaju slobodnu montažu i demontažu opreme. Odgovornost za radno stanje lokacija i ulaza u njih snosi CDNG.

Kontrolna stanica

Pomoću kontrolne stanice vrši se ručna kontrola motora, automatsko isključivanje jedinica kada je dovod tekućine zaustavljen, nulta zaštita, zaštita od preopterećenja i gašenje uređaja u slučaju kratkih spojeva. Tokom rada jedinice, pumpa centrifugalne struje usisava tečnost kroz filter instaliran na ulazu pumpe i potiskuje je kroz cevi pumpe na površinu. U zavisnosti od pritiska, tj. tečne visine dizanja, koriste se pumpe sa različitim brojem stupnjeva. Iznad pumpe su ugrađeni nepovratni i odvodni ventil. Povratni ventil se koristi za održavanje cijevi, što olakšava pokretanje motora i kontrolu njegovog rada nakon pokretanja. Tokom rada, nepovratni ventil se drži u otvorenom položaju pritiskom odozdo. Odvodni ventil se postavlja iznad povratnog ventila i služi za ispuštanje tečnosti iz cevi prilikom podizanja na površinu.

Autotransformator

Za povećanje napona sa 380 (poljska mreža) na 400-2000 V koristi se transformator (autotransformator).

Transformatori su hlađeni uljem. Dizajnirani su za upotrebu na otvorenom. Na visokoj strani namotaja transformatora napravljeno je pedeset odvoda za napajanje elektromotora optimalnog napona, ovisno o dužini kabela, opterećenju motora i naponu mreže.

Prebacivanje slavina se vrši sa potpuno isključenim transformatorom.

Transformator se sastoji od magnetnog jezgra, namotaja visokog i niskog napona, rezervoara, poklopca sa ulazima i ekspandera sa sušačem vazduha.

Spremnik transformatora je napunjen transformatorskim uljem probojnog napona od najmanje 40 kW.

Na transformatorima snage 100 - 200 kW ugrađen je termosifonski filter za čišćenje transformatorskog ulja od proizvoda starenja.

Montira se na poklopac rezervoara:

VN namotajni prekidač prekidača (jedan ili dva);

Živin termometar za mjerenje temperature gornjih slojeva ulja;

Uklonjive VN i NN čaure, omogućavaju zamjenu izolatora bez podizanja uklonjivog dijela;

Konzervator sa indikatorom ulja i sušačem zraka;

Metalna kutija za zaštitu ulaza od prašine i vlage.

Sušač zraka s uljnom brtvom dizajniran je za uklanjanje vlage i čišćenje industrijskih zagađivača iz zraka koji ulazi u transformator tijekom temperaturnih fluktuacija u nivou ulja

Priključci za glavu bunara

Fitinzi na ušću bunara su dizajnirani da preusmjere proizvodnju sa bušotine na protočnu liniju i zapečate međucijevni prostor.

Priključci bušotine pripremljene za pokretanje ESP-a opremljeni su manometrima, nepovratnim ventilom na liniji koja povezuje prsten sa ispustom, prigušnom komorom (ako je to tehnološki izvodljivo) i cijevi za istraživanje. Odgovornost za implementaciju ove tačke leži na CDNG-u.

Priključci na ušću bunara, pored funkcija koje se obavljaju u svim proizvodnim metodama, moraju osigurati nepropusnost klipnog poliranog štapa koji se kreće u njemu. Potonji je mehanička veza između stupa šipke i glave SK balansera.

Priključci na ušću bunara, razdjelnici i protočni vodovi sa složenim konfiguracijama komplikuju hidrodinamiku protoka. Oprema u blizini bunara koja se nalazi na površini relativno je dostupna i može se relativno lako očistiti od naslaga, uglavnom termičkim metodama.

Ušne armature bunara kroz koje se pumpa voda u formaciju podvrgavaju se hidrauličkom ispitivanju na način utvrđen za armaturu za božićno drvce.

Podzemna oprema ESP

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

Centrifugalne pumpe za pumpanje tečnosti iz bunara se suštinski ne razlikuju od konvencionalnih centrifugalnih pumpi koje se koriste za pumpanje tečnosti na površini zemlje. Međutim, male radijalne dimenzije zbog prečnika kućišta u koje se spuštaju centrifugalne pumpe, praktično neograničene aksijalne dimenzije, potreba za savladavanjem visokih pritisaka i rad pumpe u potopljenom stanju doveli su do stvaranja centrifugalnih pumpi. jedinice specifičnog dizajna. Izvana se ne razlikuju od cijevi, ali unutarnja šupljina takve cijevi sadrži veliki broj složenih dijelova koji zahtijevaju naprednu tehnologiju proizvodnje.

Potopljene centrifugalne električne pumpe (PTsEN) su višestepene centrifugalne pumpe sa brojem stupnjeva u jednom bloku do 120, koje pokreće posebno dizajniran potopni elektromotor (SEM). Elektromotor se napaja sa površine električnom energijom koja se dovodi preko kabla iz pojačanog autotransformatora ili transformatora preko kontrolne stanice u kojoj su koncentrisani svi instrumenti i automatizacija. PTsEN se spušta u bunar ispod izračunatog dinamičkog nivoa, obično 150 - 300 m. Tečnost se dovodi preko cevi, na čiju je spoljnu stranu specijalnim remenima pričvršćen električni kabl. U pumpnoj jedinici, između same pumpe i elektromotora, postoji srednja karika koja se zove zaštitnik ili hidraulična zaštita. PCEN instalacija (slika 3) uključuje elektromotor punjen uljem SEM 1; hidraulička zaštitna karika ili štitnik 2; prihvatna rešetka pumpe za sakupljanje tečnosti 3; višestepena centrifugalna pumpa PCEN 4; NKT 5; blindirani trožilni električni kabel 6; kaiševi za pričvršćivanje kabla na cijev 7; armature na ušću bunara 8; bubanj za namotavanje kablova tokom dizanja i skladištenje određene zalihe kabla 9; transformator ili autotransformator 10; kontrolna stanica sa automatikom 11 i kompenzatorom 12.

Pumpa, zaštitnik i motor su zasebne jedinice povezane vijcima. Krajevi osovina imaju šiljaste spojeve, koji se spajaju prilikom montaže cijele instalacije. Ukoliko je potrebno dizati tečnost sa velikih dubina, PCEN sekcije se međusobno povezuju tako da ukupan broj stepenica dostiže 400. Tečnost koju pumpa usisava uzastopno prolazi kroz sve stepene i izlazi iz pumpe pod pritiskom jednakim vanjski hidraulički otpor.

Slika 3 - Opšti dijagram opreme bunara sa ugradnjom potopljene centrifugalne pumpe

UPTsEN se odlikuje niskom potrošnjom metala, širokim rasponom radnih karakteristika, kako u pogledu pritiska tako i protoka, prilično visokom efikasnošću, mogućnošću ispumpavanja velikih količina tečnosti i dugim periodom obrtaja. Treba podsjetiti da je prosječna zaliha tekućine u Rusiji za jedan UPTsEN 114,7 t/dan, a za USHSN - 14,1 t/dan.

Sve pumpe su podijeljene u dvije glavne grupe; konvencionalnog dizajna otpornog na habanje. Ogromna većina postojećeg pumpnog fonda (oko 95%) je konvencionalnog dizajna.

Pumpe otporne na habanje dizajnirane su za rad u bunarima koji sadrže male količine pijeska i drugih mehaničkih nečistoća (do 1% težine). Prema poprečnim dimenzijama, sve pumpe su podeljene u 3 uslovne grupe: 5; 5A i 6, što znači nazivni prečnik kućišta, u inčima, u koji se pumpa može ubaciti.

Grupa 5 ima vanjski prečnik kućišta od 92 mm, grupa 5A - 103 mm i grupa b - 114 mm. Brzina rotacije osovine pumpe odgovara frekvenciji naizmjenične struje u električnoj mreži. U Rusiji je ova frekvencija 50 Hz, što daje sinkronu brzinu (za dvopolnu mašinu) od 3000 min-1. PCEN kod sadrži njihove glavne nominalne parametre, kao što su protok i pritisak kada rade u optimalnom režimu. Na primjer, ESP5-40-950 označava centrifugalnu električnu pumpu grupe 5 sa protokom od 40 m3/dan (vodom) i naponom od 950 m. ESP5A-360-600 znači pumpu grupe 5A sa protokom od 360 m3/dan i pad od 600 m.

Slika 4 - Tipične karakteristike potopljene centrifugalne pumpe

Šifra za pumpe otporne na habanje sadrži slovo I, što znači otpornost na habanje. U njima su impeleri napravljeni ne od metala, već od poliamidne smole (P-68). U kućište pumpe, otprilike na svakih 20 stupnjeva, ugrađuju se srednji gumeno-metalni ležajevi za centriranje osovine, zbog čega pumpa otporna na habanje ima manje stupnjeva i, shodno tome, pritisak.

Krajnji oslonci impelera nisu od livenog gvožđa, već u obliku presovanih prstenova od kaljenog čelika 40X. Umjesto tekstolitnih potpornih podložaka, između impelera i vodilica koriste se podloške od gume otporne na ulje.

Svi tipovi pumpi imaju pasošku radnu karakteristiku u vidu krivulja zavisnosti N(Q) (pritisak, protok), z(Q) (efikasnost, protok), N(Q) (potrošnja snage, protok). Obično su ove zavisnosti date u opsegu radnih brzina protoka ili u nešto većem intervalu (slika 11.2).

Bilo koja centrifugalna pumpa, uključujući PCEN, može raditi sa zatvorenim ispusnim ventilom (tačka A: Q = 0; H = Hmax) i bez povratnog pritiska na ispustu (tačka B: Q = Qmax; H = 0). Zbog koristan rad pumpa je proporcionalna proizvodu napajanja i pritiska, tada će za ova dva ekstremna režima rada pumpe korisni rad biti jednak nuli, a samim tim i efikasnost će biti jednaka nuli. Pri određenom omjeru (Q i H, zbog minimalnih unutrašnjih gubitaka pumpe, efikasnost dostiže maksimalnu vrijednost od približno 0,5 - 0,6. Tipično, pumpe sa malim protokom i malim prečnikom radnih kola, kao i sa velikim brojem stupnjeva imaju smanjena efikasnost.Protok i pritisak koji odgovaraju maksimalnoj efikasnosti nazivaju se optimalnim režimom rada pumpe.Zavisnost s(Q) oko njenog maksimuma se glatko smanjuje, stoga je sasvim prihvatljivo raditi PTsEN u režimima drugačijim od optimalnog u jednom ili drugom smjeru za određenu količinu.Granice ovih odstupanja ovisit će o specifičnim karakteristikama PTsEN-a i moraju odgovarati razumnom smanjenju efikasnosti pumpe (za 3-5%).Ovo određuje cjelinu raspon mogućih načina rada PTsEN-a, koji se naziva preporučeno područje (vidi sliku 11.2, senčenje).

Odabir pumpe za bunare u suštini se svodi na odabir standardne veličine PCEN tako da, kada se spusti u bunar, radi pod optimalnim ili preporučenim uslovima pri pumpanju date brzine protoka bunara sa date dubine.

Trenutno proizvedene pumpe su projektovane za nominalne protoke od 40 (ETSN5-40-950) do 500 m3/dan (ETSN6-500-750) i pritiske od 450 m (ETSN6-500-450) do 1500 m (ETSN6-100- 1500). Osim toga, postoje pumpe za posebne namjene, na primjer, za pumpanje vode u formacije. Ove pumpe imaju protok do 3000 m3/dan i napone do 1200 m.

Pritisak koji pumpa može savladati je direktno proporcionalan broju stupnjeva. Razvijen u jednom stepenu pod optimalnim radnim uslovima, posebno zavisi od dimenzija radnog kola, koje zavise od radijalnih dimenzija pumpe. Sa spoljnim prečnikom kućišta pumpe od 92 mm, prosečni pritisak razvijen u jednom stepenu (pri radu na vodi) je 3,86 m sa fluktuacijama od 3,69 do 4,2 m. Sa spoljnim prečnikom od 114 mm, prosečni pritisak je 5,76 m sa fluktuacijama od 5,03 do 6,84 m.

Pumpna jedinica se sastoji od pumpe (Slika 4, a), hidrauličke zaštitne jedinice (Slika 4, 6), potopljenog elektromotora (Slika 4, c), kompenzatora (Slika 4, d) pričvršćenog na donji dio SED.

Pumpa se sastoji od sledećih delova: glava 1 sa kuglastim nepovratnim ventilom za sprečavanje ispuštanja tečnosti iz cevi tokom zaustavljanja; gornja klizna potporna peta 2, koja prima djelomično aksijalno opterećenje zbog razlike u tlaku na ulazu i izlazu pumpe; gornji klizni ležaj 3, centrira gornji kraj vratila; kućište pumpe 4; vodeće lopatice 5, koje se oslanjaju jedna na drugu i drže se od rotacije zajedničkom sponom u kućištu 4; impelers 6; osovina pumpe 7, koja ima uzdužni ključ na koji su montirani impeleri sa kliznim spojem. Osovina također prolazi kroz vodeću lopaticu svakog stupnja i centrirana je u njoj pomoću čahure radnog kola, kao u ležaju; donji klizni ležaj 8; postolje 9, prekriveno prihvatnom mrežom i ima okrugle nagnute rupe u gornjem dijelu za dovod tekućine do donjeg radnog kola; krajnji klizni ležaj 10. Kod pumpi ranih konstrukcija koje su još uvijek u pogonu struktura donjeg dijela je drugačija. Po cijeloj dužini baze 9 nalazi se uljna brtva od olovno-grafitnih prstenova, koja razdvaja prijemni dio pumpe i unutrašnje šupljine motora i hidrauličku zaštitu. Ispod uljne brtve je montiran troredni kuglični ležaj sa ugaonim kontaktom, podmazan gustim uljem pod određenim pritiskom u odnosu na vanjski (0,01 - 0,2 MPa).

Slika 4 - Dizajn potopljene centrifugalne jedinice

a - centrifugalna pumpa; b - hidraulička zaštitna jedinica; c - potopljeni elektromotor; g - kompenzator

U modernim ESP izvedbama nema viška tlaka u hidrauličnoj zaštitnoj jedinici, pa je manje curenja tečnog transformatorskog ulja kojim je napunjen motor, a nestala je i potreba za olovno-grafitnom uljnom brtvom.

Šupljine motora i prijemnog dijela odvojene su jednostavnom mehaničkom brtvom, čiji je pritisak na obje strane isti. Dužina kućišta pumpe obično ne prelazi 5,5 m. Kada se potreban broj stepeni (kod pumpi koje razvijaju visoke pritiske) ne mogu postaviti u jedno kućište, oni se postavljaju u dva ili tri odvojena kućišta, koja čine samostalne sekcije jedne pumpe, koji se spajaju pri spuštanju pumpe u bunar

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

Gornji kraj osovine 1 spojen je nazubljenom spojnicom sa donjim krajem vratila pumpe. Lagana mehanička zaptivka 2 odvaja gornju šupljinu, koja može sadržavati bunarski fluid, od šupljine ispod zaptivke, koja je napunjena transformatorskim uljem, koje je, kao i tečnost bunara, pod pritiskom jednakim pritisku na dubini uranjanja pumpe. Ispod mehaničke brtve 2 nalazi se klizni tarni ležaj, a još niže - jedinica 3 - potporna stopa, koja prima aksijalnu silu vratila pumpe. Klizna potporna stopa 3 radi u tekućem transformatorskom ulju.

Ispod je druga mehanička brtva 4 za pouzdanije brtvljenje motora. Strukturno se ne razlikuje od prvog. Ispod nje se nalazi gumena vreća 5 u kućištu 6. Vreća hermetički odvaja dvije šupljine: unutrašnju šupljinu vreće napunjenu transformatorskim uljem i šupljinu između kućišta 6 i same vreće u koju se slijeva eksterna bunarska tekućina. pristup kroz nepovratni ventil 7.

Bunarski fluid prodire kroz ventil 7 u šupljinu kućišta 6 i sabija gumenu vreću sa uljem do pritiska koji je jednak vanjskom. Tečno ulje prodire kroz otvore duž osovine do mehaničkih zaptivki i do motora.

Razvijena su dva dizajna vodozaštitnih uređaja. Hidraulička zaštita glavnog motora razlikuje se od opisane hidrauličke zaštite hidrauličkog motora prisustvom male turbine na osovini, koja stvara povećan pritisak tečnog ulja u unutrašnjoj šupljini gumene vreće 5.

Vanjska šupljina između kućišta 6 i vreće 5 ispunjena je gustim uljem koje napaja ugaoni kuglični ležaj PCEN prethodne izvedbe. Dakle, hidraulička zaštitna jedinica glavnog motora s poboljšanim dizajnom prikladna je za korištenje u kombinaciji s prethodnim tipovima PTsEN-a, koji se široko koriste u poljima. Ranije se koristila hidraulička zaštita, takozvani štitnik klipnog tipa, u kojem je višak pritiska na ulje stvaran klipom s oprugom. Pokazalo se da su novi dizajni GD i G pouzdaniji i izdržljiviji. Temperaturne promjene u zapremini ulja kada se zagrijava ili hladi kompenziraju se pričvršćivanjem gumene vrećice - kompenzatora - na dno motora.

PCEN pokreću specijalni vertikalni asinhroni dvopolni elektromotori (SEM) punjeni uljem. Elektromotori pumpi su podijeljeni u 3 grupe: 5; 5A i 6.

Budući da električni kabel ne prolazi duž tijela elektromotora, za razliku od pumpe, dijametralne dimenzije motora navedenih grupa su nešto veće od onih kod pumpi, odnosno: grupa 5 ima maksimalni prečnik 103 mm, grupa 5A - 117 mm i grupa 6 - 123 mm.

SED oznaka uključuje nazivnu snagu (kW) i prečnik; na primjer, PED65-117 znači: potopljeni elektromotor od 65 kW s prečnikom kućišta od 117 mm, tj. uključen u grupu 5A.

Mali dozvoljeni promjeri i velike snage (do 125 kW) tjeraju nas da proizvodimo motore velike dužine - do 8 m, a ponekad i više. Gornji dio motora je spojen na donji dio hidrauličke zaštitne jedinice pomoću vijcima. Osovine su spojene nazubljenim spojnicama.

Gornji kraj pogonske osovine motora je okačen na kliznu petu 1, koja radi u ulju. Ispod je jedinica za ulaz za kablove 2. Obično je ova jedinica konektor za utični kabl. Ovo je jedna od najranjivijih tačaka u pumpi, zbog kršenja izolacije zbog čega instalacije pokvare i zahtijevaju podizanje; 3 - izlazne žice namotaja statora; 4 - gornji radijalni klizni tarni ležaj; 5 - presjek krajnjih krajeva namotaja statora; 6 - dio statora, sastavljen od štancanih željeznih ploča transformatora sa žljebovima za povlačenje žica statora. Sekcije statora su međusobno odvojene nemagnetnim paketima u kojima su ojačani radijalni ležajevi 7 osovine elektromotora 8. Donji kraj vratila 8 je centriran donjim radijalnim kliznim tarnim ležajem 9. PED rotor takođe sastoji se od sekcija sastavljenih na osovini motora od štancanih ploča transformatora. Aluminijske šipke, kratko spojene provodljivim prstenovima, umetnute su u proreze rotora tipa vjeverica sa obje strane sekcije. Između sekcija osovina motora je centrirana u ležajevima 7. Kroz cijelu dužinu osovine motora prolazi rupa prečnika 6 - 8 mm kako bi ulje moglo proći iz donje šupljine u gornju. Duž cijelog statora postoji i žljeb kroz koji može cirkulirati ulje. Rotor se rotira u tečnom transformatorskom ulju sa visokim izolacionim svojstvima. Na dnu motora nalazi se mrežasti filter za ulje 10. Glava 1 kompenzatora (vidi sliku 11.3, d) je pričvršćena na donji kraj motora; bajpas ventil 2 služi za punjenje sistema uljem. Zaštitno kućište 4 u donjem dijelu ima otvore za prenošenje vanjskog pritiska tekućine na elastični element 3. Kada se ulje hladi, njegova zapremina se smanjuje i bunarski fluid kroz otvore ulazi u prostor između vreće 3 i kućišta 4. Kada se zagrije , vrećica se širi i tekućina kroz iste rupe izlazi iz kućišta.

PED-ovi koji se koriste za rad bušotina za proizvodnju nafte obično imaju snage od 10 do 125 kW.

Za održavanje tlaka u rezervoaru koriste se specijalne potopljene pumpne jedinice opremljene motorima od 500 kW. Napon napajanja u SED-ovima se kreće od 350 do 2000 V. Pri visokim naponima moguće je proporcionalno smanjiti struju pri prenosu iste snage, a to omogućava smanjenje poprečnog presjeka žila provodnog kabla, a samim tim i , poprečne dimenzije instalacije. Ovo je posebno važno kod velikih snaga elektromotora. Nominalno proklizavanje rotora motora je od 4 do 8,5%, efikasnost je od 73 do 84%, dozvoljene temperature okoline su do 100 °C.

Kada motor radi, stvara se mnogo topline, tako da je hlađenje potrebno za normalan rad motora. Ovo hlađenje nastaje zbog kontinuiranog protoka formacijske tekućine kroz prstenasti zazor između kućišta motora i kućišta. Iz tog razloga, naslage parafina u cijevima tijekom rada pumpe su uvijek znatno manje nego kod drugih metoda rada.

U proizvodnim uslovima dolazi do privremenog zamračenja dalekovoda zbog grmljavine, pokidanih žica, zbog zaleđivanja itd. To dovodi do zaustavljanja UPTsEN-a. U tom slučaju, pod utjecajem stupca tekućine koji teče iz cijevi kroz pumpu, osovina pumpe i stator počinju da se okreću u suprotnom smjeru. Ako se u ovom trenutku obnovi napajanje, motor će se početi rotirati u smjeru naprijed, savladavajući silu inercije stupca tekućine i rotirajućih masa.

U tom slučaju udarne struje mogu premašiti dozvoljene granice i instalacija neće uspjeti. Da se to ne dogodi, u ispusnom dijelu PTsEN-a ugrađen je kuglasti nepovratni ventil, koji sprječava istjecanje tekućine iz cijevi.

Povratni ventil se obično nalazi u glavi pumpe. Prisustvo nepovratnog ventila otežava podizanje cijevi kada radovi na popravci ah, jer se u ovom slučaju cijevi podižu i odvrću tekućinom. Osim toga, opasan je u smislu požara. Da bi se spriječile takve pojave, odvodni ventil se postavlja iznad nepovratnog ventila u posebnoj spojnici. U principu, odvodni ventil je spojnica u čiju je bočnu stijenku vodoravno umetnuta kratka brončana cijev, zatvorena na unutrašnjem kraju. Prije podizanja, kratka metalna strelica se ubacuje u cijev. Udar strelice odlomi bronzanu cijev, uzrokujući otvaranje bočne rupe u spojnici i ispuštanje tekućine iz cijevi.

Iznad nepovratnog ventila PTsEN-a razvijeni su i ugrađeni i drugi uređaji za ispuštanje tečnosti. To uključuje takozvane suflere, koji omogućavaju mjerenje međucjevastog tlaka na dubini rada pumpe sa mjernim manometrom spuštenim u cijev, te uspostavljanje veze između međucijevnog prostora i mjerne šupljine. manometra.

Treba napomenuti da su motori osjetljivi na sistem hlađenja, koji nastaje protokom tekućine između kućišta i kućišta motora. Brzina ovog protoka i kvaliteta tekućine utječu na temperaturni režim motora. Poznato je da voda ima toplotni kapacitet od 4,1868 kJ/kg-°C, dok čisto ulje ima toplotni kapacitet od 1,675 kJ/kg-°C. Zbog toga su kod ispumpavanja zalivenih proizvoda iz bunara uslovi hlađenja motora bolji nego kod pumpanja čistog ulja, a njegovo pregrijavanje dovodi do kvara izolacije i kvara motora. Stoga izolacijski kvaliteti korištenih materijala utječu na radni vijek instalacije. Poznato je da je toplinska otpornost neke izolacije koja se koristi za namote motora već povećana na 180 °C, a radne temperature na 150 °C. Za kontrolu temperature razvijeni su jednostavni električni temperaturni senzori koji prenose informacije o temperaturi motora do kontrolne stanice preko strujnog električnog kabela bez upotrebe dodatnog jezgra. Dostupni su slični uređaji za prijenos na površinu konstantne informacije o tlaku na ulazu pumpe. U hitnim slučajevima, kontrolna stanica automatski isključuje motor.

SEM se napaja električnom energijom preko trožilnog kabla, spuštenog u bunar paralelno sa cijevima. Kabl je pričvršćen za vanjsku površinu cijevi metalnim trakama, po dvije za svaku cijev. Kabl radi u teškim uslovima. Njegov gornji dio je u plinovitom okruženju, ponekad pod značajnim pritiskom, donji dio je u ulju i podvrgnut je još većem pritisku. Prilikom spuštanja i podizanja pumpe, posebno u zakrivljenim bunarima, kabel je izložen jakom mehaničkom naprezanju (stezaljke, trenje, zaglavljivanje između niza i cijevi itd.). Kabl prenosi električnu energiju na visokim naponima. Upotreba visokonaponskih motora omogućava smanjenje struje, a time i promjera kabela. Međutim, kabel za napajanje visokonaponskog PED-a mora imati pouzdaniju, a ponekad i deblju izolaciju. Svi kablovi koji se koriste za UPTsEN prekriveni su elastičnom pocinkovanom čeličnom trakom na vrhu radi zaštite od mehaničkih oštećenja. Potreba za postavljanjem kabla vanjska površina PCEN smanjuje dimenzije potonjeg. Zbog toga je duž pumpe položen ravni kabel, njegova debljina je približno 2 puta manja od promjera okruglog, s istim poprečnim presjecima provodnika.

Svi kablovi koji se koriste za UPTsEN podijeljeni su na okrugle i ravne. Okrugli kablovi imaju gumenu (guma otporna na ulje) ili polietilensku izolaciju, što se ogleda u šifri: KRBK znači okrugli oklopni gumeni kabl ili KRBP - armirani gumeni ravni kabl. Kada se koristi polietilenska izolacija, umjesto slova P u kodu se upisuje P: KPBK - za okrugli kabel i KPBP - za ravni kabel.

Okrugli kabel je pričvršćen na cijev, a ravni kabel je pričvršćen samo na donje cijevi cijevnog niza i na pumpu. Prijelaz iz okruglog kabela u ravni kabel spaja se vrućom vulkanizacijom u posebnim kalupima, a ako se takvo spajanje izvede loše, može poslužiti kao izvor oštećenja i kvarova izolacije. U posljednje vrijeme prelaze samo na ravne kablove koji vode od motornog pogona duž cijevnog niza do kontrolne stanice. Međutim, proizvodnja takvih kablova je teža od okruglih (tablica 11.1).

Postoje neke druge vrste kablova izolovanih polietilenom koji nisu navedeni u tabeli. Kablovi sa polietilenskom izolacijom su 26 - 35% lakši od kablova sa gumenom izolacijom. Kablovi sa gumenom izolacijom predviđeni su za upotrebu na nazivnom električnom naponu ne većem od 1100 V, pri temperaturi okoline do 90 °C i pritisku do 1 MPa. Kablovi sa polietilenskom izolacijom mogu raditi na naponima do 2300 V, temperaturama do 120°C i pritiscima do 2 MPa. Ovi kablovi su otporniji na gas i visok pritisak.

Svi kablovi su oklopljeni valovitom pocinkovanom čeličnom trakom, što im daje potrebnu čvrstoću.

Primarni namotaji trofaznih transformatora i autotransformatora su uvek projektovani za napon poljske mreže, odnosno 380 V, na koji su priključeni preko upravljačkih stanica. Sekundarni namotaji su projektovani za radni napon odgovarajućeg motora na koji su povezani kablom. Ovi radni naponi u različitim SED-ovima variraju od 350V (SED10-103) do 2000V (SED65-117; SED125-138). Da bi se kompenzirao pad napona u kabelu iz sekundarnog namota, napravljeno je 6 slavina (jedan tip transformatora ima 8 slavina), što vam omogućava da regulišete napon na krajevima sekundarnog namota preuređivanjem kratkospojnika. Preuređivanje kratkospojnika za jedan korak povećava napon za 30 - 60 V, ovisno o vrsti transformatora.

Svi transformatori i autotransformatori koji nisu punjeni uljem, hlađeni zrakom i autotransformatori su pokriveni metalnim kućištem i predviđeni su za ugradnju u zaštićenu lokaciju. Opremljeni su podzemnom instalacijom, tako da njihovi parametri odgovaraju ovom PED-u.

U posljednje vrijeme transformatori su postali sve rasprostranjeniji, jer to omogućava kontinuirano praćenje otpora sekundarnog namota transformatora, kabela i namota statora motora. Kada otpor izolacije padne na zadatu vrijednost (30 kOhm), instalacija se automatski isključuje.

Kod autotransformatora koji imaju direktnu električnu vezu između primarnog i sekundarnog namotaja, takav nadzor izolacije se ne može provesti.

Transformatori i autotransformatori imaju efikasnost od oko 98 - 98,5%. Njihova težina, ovisno o snazi, kreće se od 280 do 1240 kg, dimenzije od 1060 x 420 x 800 do 1550 x 690 x 1200 mm.

Radom UPTsEN-a upravlja kontrolna stanica PGH5071 ili PGH5072. Štaviše, kontrolna stanica PGH5071 se koristi za autotransformatorsko napajanje motora, a PGH5072 - za napajanje transformatora. PGH5071 stanice omogućavaju trenutno gašenje instalacije kada su strujni elementi kratko spojeni na masu. Obje kontrolne stanice pružaju sljedeće mogućnosti za praćenje i kontrolu rada UPTsEN-a.

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

2. Automatsko uključivanje instalacije u režim samopokretanja nakon što se ponovo uspostavi napon u mreži.

3. Automatski rad instalacije u periodičnom režimu (pumpanje, akumulacija) prema utvrđenom programu sa ukupnim vremenom od 24 sata.

4. Automatsko uključivanje i isključivanje jedinice u zavisnosti od pritiska u razvodniku protoka kada automatizovani sistemi grupno prikupljanje nafte i gasa.

5. Trenutačno gašenje instalacije u slučaju kratkih spojeva i u slučaju strujnih preopterećenja od 40% iznad normalne radne struje.

6. Kratkotrajno isključenje do 20 s kada je motor preopterećen za 20% nominalne vrijednosti.

7. Kratkotrajno (20 s) isključenje kada se prekine dovod tečnosti do pumpe.

Vrata ormara kontrolne stanice su mehanički blokirana blokom prekidača. Postoji tendencija prelaska na beskontaktne, hermetički zatvorene kontrolne stanice sa poluvodičkim elementima, koji su, kako je iskustvo u svom radu pokazalo, pouzdaniji i nisu podložni prašini, vlazi i padavinama.

Upravljačke stanice su predviđene za ugradnju u prostorije tipa štale ili ispod nadstrešnice (u južnim krajevima) na temperaturi okoline od -35 do +40 °C.

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

Tokom rada bunara, iz tehnoloških razloga, dubina suspenzije pumpe se mora mijenjati. Da se kabl ne bi presekao ili produžio tokom ovakvih promena ogibljenja, dužina kabla se uzima prema maksimalnoj dubini vešanja date pumpe, a na manjim dubinama njen višak se ostavlja na bubnju. Isti bubanj se koristi za namotavanje kabla prilikom podizanja PTsEN-a iz bunara.

Uz konstantnu dubinu ovjesa i stabilne uslove rada pumpe, kraj kabla je uvučen u razvodnu kutiju i nema potrebe za bubnjem. U takvim slučajevima, prilikom popravki, koristi se poseban bubanj na transportnim kolicima ili na metalnim sankama sa mehaničkim pogonom za stalno i ravnomjerno povlačenje užeta uklonjenog iz bunara i namotavanje na bubanj. Kada se pumpa oslobodi iz takvog bubnja, kabl se uvlači ravnomerno. Bubanj se pokreće električnim pogonom s rikvercom i trenjem kako bi se spriječila opasna napetost. U poduzećima za proizvodnju nafte s velikim brojem ESP-ova koriste posebnu transportnu jedinicu ATE-6 zasnovanu na terenskom teretnom vozilu KaAZ-255B za transport kabelskog bubnja i druge električne opreme, uključujući transformator, pumpu, motor i hidrauliku zaštitna jedinica.

Za utovar i istovar bubnja jedinica je opremljena smjerovima preklapanja za kotrljanje bubnja na platformu i vitlom sa vučnom silom na užetu od 70 kN. Platforma ima i hidrauličnu dizalicu nosivosti 7,5 kN sa dometom strele od 2,5 m. Kabl spuštene pumpne jedinice se provlači kroz zaptivke čela bušotine i zatvara u njemu pomoću posebne odvojive zaptivne prirubnice u wellhead cross.

Tipična armatura na ušću bušotine opremljena za rad PTsEN-a (slika 5) sastoji se od krsta 1, koji je zašrafljen na kućište.

Slika 5 - Priključci na ušću bunara opremljeni PTsEN-om

Prečnik ima odvojivu oblogu 2 koja preuzima opterećenje od cijevi. Na košuljicu je postavljena zaptivka od gume otporne na ulje 3, koja je pritisnuta razdelnom prirubnicom 5. Prirubnica 5 se vijcima pritišće na prirubnicu krsta i zaptiva izlaz kabla 4.

Fitingi omogućavaju odvođenje prstenastog plina kroz cijev 6 i nepovratni ventil 7. Fitingi su sastavljeni od standardiziranih jedinica i zapornih ventila. Može se relativno lako rekonstruisati za opremu na ušću bušotine kada radi sa pumpama za usisne šipke.

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

Instalacije potopnih centrifugalnih pumpi u modularnom dizajnu UECNM i UECNMK su dizajnirani za ispumpavanje naftnih derivata koji sadrže naftu, vodu, gas i mehaničke nečistoće. Vrsta instalacije UECNM imaju standardni dizajn, ali tip UETsNMK- otporan na koroziju.

Instalacija (Sl. 24) se sastoji od potopljene pumpne jedinice, kablovskog voda spuštenog u bunar na cijevima pumpe i kompresora i površinske električne opreme (transformatorska podstanica).

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

U zavisnosti od maksimalnih poprečnih dimenzija potopljene jedinice, instalacije se dele u tri uslovne grupe - 5; 5A i 6:

— Jedinice grupe 5 sa poprečnim dimenzijama 112 mm koriste se u bušotinama sa obložnim nizom unutrašnjeg prečnika od najmanje 121,7 mm;

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

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

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

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

Na sl. Na slici 24 prikazan je dijagram ugradnje potopnih centrifugalnih pumpi u modularnom dizajnu, koji predstavlja novu generaciju opreme ovog tipa, koja vam omogućava da individualno odaberete optimalni raspored instalacija za bunare u skladu sa njihovim parametrima od malog broja zamjenjivih moduli.

Instalacije (na slici 24 je dijagram NPO Borets, Moskva) omogućavaju optimalan izbor pumpe za bunar, što se postiže prisustvom velikog broja pritisaka za svako snabdevanje. Nagib instalacija se kreće od 50¸100 do 200¸250 m, u zavisnosti od napajanja u intervalima navedenim u tabeli. 7 osnovnih podataka o podešavanjima.

Tabela 7

Naziv instalacija	Minimalni (unutrašnji) prečnik eksploatacionog stuba, mm	Poprečne ugradne dimenzije, mm	Nabavka m3/dan		Snaga motora, kW	Tip separatora gasa
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144.3 ili 148.3	137 ili 140.5
UETsNM6-1000

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

U modernim instalacijama mogu se uključiti od 2 do 4 modula. Paket stepenica je umetnut u tijelo sekcije, koje se sastoji od impelera i vodećih lopatica sklopljenih na osovinu. Broj koraka se kreće od 152¸393. Ulazni modul predstavlja osnovu pumpe sa ulaznim otvorima i mrežastim filterom kroz koji tečnost iz bunara ulazi u pumpu. Na vrhu pumpe nalazi se ribarska glava sa nepovratnim ventilom na koju je pričvršćena cijev.

Pumpa ( ECNM)— potopni centrifugalni modularni višestepeni vertikalni dizajn.

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

Modul sekcije pumpe (Sl. 25) se sastoji od kućišta 1 , osovina 2 , stepenasti paketi (propeleri - 3 i vodilice - 4 ), gornji ležaj 5 , donji ležaj 6 , gornji aksijalni oslonac 7 , glave 8 , osnova 9 , dva rebra 10 (služe za zaštitu kabla od mehaničkih oštećenja) i gumenih prstenova 11 , 12 , 13 .

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

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

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

Osovine modula sekcija i ulaznih modula za pumpe standardnog dizajna izrađene su od kombinovanog čelika visoke čvrstoće otpornog na koroziju OZH14N7V i na kraju imaju oznaku "NZh", za pumpe sa povećanom otpornošću na koroziju - od kalibriranih šipki od N65D29YUT-ISH -K-Monel legura i označeni su na krajevima "M".

Osovine sekcija modula svih grupa pumpi, koje imaju iste dužine karoserije 3, 4 i 5 m, su objedinjene.

Povezivanje osovina sekcijskih modula međusobno, sekcijskih modula s vratilom ulaznog modula (ili osovine separatora plina), te vratila ulaznog modula sa hidrauličkom zaštitnom osovinom motora vrši se pomoću nazubljenih spojnica.

Veza između modula i ulaznog modula na motor je prirubnička. Priključci (osim priključka ulaznog modula na motor i ulaznog modula na separator gasa) su zapečaćeni gumenim prstenovima.

Za ispumpavanje formacijskog fluida koji sadrži više od 25% (do 55%) zapremine slobodnog gasa na mreži ulaznog modula pumpe, na pumpu je povezan modul separatora pumpnog gasa (Sl. 26).

Rice. 26. Gasni separator:

1 – glava; 2 – adapter; 3 – separator; 4 - okvir; 5 – osovina; 6 – rešetka; 7 - vodeća lopatica; 8 - Radni točak; 9 – svrdlo; 10 – ležaj; 11 ‑ baza

Između ulaznog modula i modula sekcije ugrađen je separator plina. Najefikasniji gasni separatori su centrifugalni tip, kod kojih se faze razdvajaju u polju centrifugalnih sila. U ovom slučaju, tečnost se koncentriše u perifernom delu, a gas se koncentriše u centralnom delu gasnog separatora i ispušta se u prsten. Gasni separatori serije MNG imaju maksimalan protok od 250¸500 m 3 /dan, koeficijent separacije od 90% i težinu od 26 do 42 kg.

Motor potopljene pumpne jedinice sastoji se od elektromotora i hidrauličke zaštite. Elektromotori (Sl. 27) su potopljeni trofazni, kratkospojni, dvopolni, uljni, konvencionalni i otporni na koroziju izvedbe unificirane serije PEDU i u konvencionalnom dizajnu PED modernizacijske serije L. Hidrostatički pritisak u radnom području nije više od 20 MPa. Nazivna snaga od 16 do 360 kW, nazivni napon 530¸2300 V, nazivna struja 26¸122,5 A.

Rice. 27. Elektromotor serije PEDU:

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

Hidraulička zaštita (Sl. 28) SEM motora je dizajnirana da spriječi prodiranje formacijske tekućine u unutrašnju šupljinu elektromotora, kompenzujući promjene u zapremini ulja u unutrašnjoj šupljini od temperature elektromotora i prenoseći obrtni moment od vratilo elektromotora na vratilo pumpe.

Rice. 28. Zaštita voda:

A– otvorenog tipa; b– zatvorenog tipa

A– gornja komora; B- dolje Cam;

1 – glava; 2 – mehanički zaptivač; 3 – gornja bradavica; 4 - okvir; 5 – srednja bradavica; 6 – osovina; 7 – donja bradavica; 8 – baza; 9 - spojna cijev; 10 – otvor blende

Hidraulička zaštita se sastoji od jednog štitnika ili štitnika i kompenzatora. Mogu postojati tri opcije za hidrauličku zaštitu.

Prvi se sastoji od protektora P92, PK92 i P114 (otvoreni tip) iz dvije komore. Gornja komora je ispunjena teškom zaštitnom tečnošću (gustine do 2 g/cm 3 , koja se ne meša sa formacijskim fluidom i uljem), donja komora je ispunjena MA-PED uljem, kao i šupljina elektromotora. Kamere su povezane cijevi. Promjene u volumenu tekućeg dielektrika u motoru kompenziraju se prijenosom zaštitne tekućine u hidrauličnoj zaštiti iz jedne komore u drugu.

Drugi se sastoji od zaštitnika P92D, PK92D i P114D (zatvorenog tipa), koji koriste gumene dijafragme; njihova elastičnost kompenzira promjene u volumenu tekućeg dielektrika u motoru.

Treća - hidraulička zaštita 1G51M i 1G62 sastoji se od štitnika koji se nalazi iznad elektromotora i kompenzatora pričvršćenog na donji dio elektromotora. Sistem mehaničkih zaptivača obezbeđuje zaštitu od prodiranja formacijske tečnosti duž osovine u elektromotor. Prenesena snaga hidrauličke zaštite je 125¸250 kW, težina 53¸59 kg.

Termomanometrijski sistem TMS - 3 je dizajniran za automatsku kontrolu rada potopljene centrifugalne pumpe i njenu zaštitu od abnormalnih uslova rada (pri niskom pritisku na ulazu pumpe i povišenoj temperaturi potopljenog elektromotora) tokom rada bušotine. Postoje podzemni i nadzemni dijelovi. Kontrolisani opseg pritiska od 0 do 20 MPa. Raspon radne temperature od 25 do 105 o C.

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

Kablovski vod je kabelski sklop namotan na kabelski bubanj.

Kablovski sklop se sastoji od glavnog kabla - okruglog PKBK (kabel, polietilenska izolacija, oklopni, okrugli) ili ravnog kabla - KBPP (Sl. 29), spojenog na njega ravnim kablom sa spojnicom za ulaz za kablove (produžni kabl sa spojnica).

Rice. 29. Kablovi:

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

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

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

Kablovski sklop ima objedinjenu spojnicu za ulaz kabla K38 (K46) okruglog tipa. Izolovani provodnici ravnog kabla su hermetički zatvoreni u metalnom kućištu spojnice pomoću gumene brtve.

Utičnice su pričvršćene na provodne provodnike.

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

Kompletni uređaji tipa ShGS5805 omogućavaju uključivanje i isključivanje potopljenih motora, daljinsko upravljanje iz kontrolnog centra i programsko upravljanje, rad u ručnom i automatskom režimu rada, gašenje u slučaju preopterećenja i odstupanja napona napajanja iznad 10% ili ispod 15% regulacije nazivne, strujne i naponske, kao i eksterni svjetlosni alarm za isključenje u nuždi (uključujući i sa ugrađenim termometričkim sistemom).

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

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

Instalacijski paket uključuje: pumpu, kabelski sklop, motor, transformator, kompletnu transformatorsku podstanicu, kompletan uređaj, separator plina i komplet alata.