Durante mucho tiempo soñé con escribir en papel (imprimir en una computadora) todo lo que sé sobre los ESP.
Intentaré hablar en un lenguaje simple y comprensible sobre la Unidad de bomba centrífuga eléctrica, la herramienta principal que produce el 80% de todo el petróleo en Rusia.

De alguna manera resultó que he estado conectado con ellos toda mi vida adulta. Desde los cinco años comenzó a viajar con su padre por los pozos. A los diez, él mismo podía reparar cualquier estación, a los veinticuatro se convirtió en ingeniero en la empresa donde se repararon, a los treinta, subdirector general, donde se fabrican. Conocimiento sobre el tema a granel: no es una pena compartirlo, especialmente porque mucha, mucha gente me pregunta constantemente sobre esto o aquello con respecto a mis bombas. En general, para no repetir muchas veces lo mismo con diferentes palabras, escribiré una vez y luego haré exámenes;). ¡Sí! Habrá toboganes... sin toboganes de ninguna manera.

Lo que es.
ESP: instalación de una bomba centrífuga eléctrica, también es una bomba sin varilla, también es ESP, también son esos palos y tambores. UETsN - ¡es ella (femenino)! Aunque se compone de ellos (género masculino). Esto es algo tan especial, con la ayuda de los valientes petroleros (o más bien, militares para petroleros) obtienen fluido del yacimiento del subsuelo; así es como llamamos a ese mulyak, que luego (después de someterse a un procesamiento especial) se llama todo tipo de interesante palabras como URALS o BRENT. Este es todo un complejo de equipos, que requeriría el conocimiento de un metalúrgico, metalúrgico, mecánico, electricista, ingeniero electrónico, hidráulico, cablero, petrolero e incluso un poco de ginecólogo y proctólogo. La cosa es bastante interesante e inusual, aunque se inventó hace muchos años y no ha cambiado mucho desde entonces. En general, esta es una unidad de bombeo ordinaria. Lo que tiene de raro es que es delgado (lo más habitual se coloca en un pozo de 123 mm de diámetro interior), largo (hay instalaciones de 70 metros de largo) y funciona en unas condiciones tan sucias en las que un proceso más o menos complejo mecanismo no debería existir en absoluto.

Entonces, como parte de cada ESP existen los siguientes nodos:

ESP (bomba centrífuga eléctrica) - la unidad principal - todo el resto lo protege y lo proporciona. La bomba aprovecha al máximo, pero él hace el trabajo principal: levantar el líquido, tiene esa vida. La bomba consta de secciones y secciones de pasos. Cuantos más pasos, mayor es la presión que desarrolla la bomba. Cuanto mayor sea la etapa en sí, mayor será el caudal (la cantidad de líquido bombeado por unidad de tiempo). Cuanto más débito y presión, más energía consume. Todo está interconectado. Las bombas, además del caudal y la presión, también difieren en tamaño y diseño: estándar, resistentes al desgaste, resistentes a la corrosión, resistentes al desgaste y a la corrosión, muy, muy resistentes al desgaste y a la corrosión.

SEM (motor eléctrico sumergible) El motor eléctrico es la segunda unidad principal - hace girar la bomba - consume energía. Este es un motor eléctrico asíncrono convencional (en términos eléctricos), solo que es delgado y largo. El motor tiene dos parámetros principales: potencia y tamaño. Y nuevamente, hay diferentes versiones de estándar, resistentes al calor, resistentes a la corrosión, especialmente resistentes al calor y, en general, no muertos (como si). El motor está lleno de aceite especial que, además de lubricar, también enfría el motor y compensa en gran medida la presión ejercida sobre el motor desde el exterior.

El protector (también llamado protección hidráulica) es algo que se encuentra entre la bomba y el motor; en primer lugar, divide la cavidad del motor llena de aceite de la cavidad de la bomba llena de fluido de formación, mientras transmite la rotación y, en segundo lugar, resuelve el problema. de igualar la presión dentro del motor y fuera (allí, en general, pasa hasta 400 atm, es como un tercio de la profundidad de la Fosa de las Marianas). Hay diferentes tamaños y, de nuevo, todo tipo de bla, bla, bla.

El cable es en realidad un cable. Cobre, tripolar.. También es blindado. ¿Puedes imaginar? ¡Cable blindado! Por supuesto, no resistirá un disparo ni siquiera de Makarov, pero por otro lado, resistirá cinco o seis descensos al pozo y trabajará allí, durante bastante tiempo.
Su armadura es algo diferente, diseñada más para la fricción que para un golpe fuerte, pero aún así. El cable puede ser de diferentes secciones (diámetros de núcleo), difiere en armadura (galvanizado simple o acero inoxidable) y también difiere en resistencia a la temperatura. Hay cable para 90, 120, 150, 200 e incluso 230 grados. Es decir, puede funcionar indefinidamente a una temperatura dos veces el punto de ebullición del agua (tenga en cuenta que extraemos algo como el aceite y ni siquiera se quema enfermizamente, pero necesita un cable con una resistencia al calor de más de 200 grados, y además , Casi en cualquier parte).

Un separador de gases (o un separador-dispersor de gases, o simplemente un dispersor, o un separador de gases doble, o incluso un separador-dispersor de gases doble). Algo que separa el gas libre del líquido... más bien líquido del gas libre... en resumen, reduce la cantidad de gas libre en la entrada de la bomba. A menudo, muy a menudo, la cantidad de gas libre en la entrada de la bomba es suficiente para que la bomba no funcione; luego colocan algún tipo de dispositivo estabilizador de gas (enumeré los nombres al comienzo del párrafo). Si no hay necesidad de instalar un separador de gases, instalan un módulo de entrada, pero ¿cómo debe llegar el líquido a la bomba? Aquí. Ponen algo en cualquier caso.. O un módulo o un jeep.

TMS es una especie de ajuste. Quién descifra cómo - sistema termomanométrico, telemetría.. quién cómo. Así es (este es el nombre antiguo, de 80 años peludos), un sistema termomanométrico, por lo que lo llamaremos nombres, explica casi por completo la función del dispositivo, mide la temperatura y la presión, allí, justo debajo, casi en el inframundo.

También hay dispositivos de protección. Esta es una válvula de retención (la más común es KOSH, una válvula de retención de bola), para que el líquido no se drene de las tuberías cuando la bomba está parada (puede llevar varias horas levantar una columna de líquido a través de una tubería estándar, es una pena esta vez). Y cuando necesita levantar la bomba, esta válvula interfiere, algo fluye constantemente de las tuberías y contamina todo a su alrededor. Para estos fines, hay una válvula de escape (o drenaje) KS, una cosa curiosa, que se rompe cada vez que se saca del pozo.

Toda esta economía depende de las tuberías de tubería (tuberías de tubería: las cercas se hacen muy a menudo en las ciudades ricas en petróleo). Se cuelga en la siguiente secuencia:
A lo largo de la tubería (2-3 kilómetros) - cable, desde arriba - KS, luego KOSH, luego ESP, luego gazik (o módulo de entrada), luego protector, luego SEM e incluso TMS más bajo. El cable pasa por el ESP, el gas y el protector hasta la cabeza del motor. Eka. Todo es una cabeza más corto. Entonces, desde la parte superior del ESP hasta la parte inferior del TMS puede haber 70 metros. y un eje pasa a través de estos 70 metros, y todo gira ... y alrededor: una temperatura alta, una presión enorme, muchas impurezas mecánicas, un ambiente corrosivo ... Bombas deficientes ...

Todas las piezas son seccionales, tramos de no más de 9-10 metros de largo (si no, ¿cómo se pueden meter al pozo?) La instalación va a ser directamente sobre el pozo: SEM, un cable, protector, gas, tramos de bomba, las válvulas, las tuberías están unidas a él ... ¡Sí! no olvide conectar el cable a todo con la ayuda de manchas (tales como cinturones de acero especiales). Todo esto se sumerge en el pozo y durante mucho tiempo (espero) funciona allí. Para alimentar todo esto (y de alguna manera gestionarlo), se instalan en tierra un transformador elevador (TMPN) y una estación de control.

Con tal cosa obtienen algo que luego se convierte en dinero (gasolina, gasóleo, plásticos y demás basura).

Intentemos resolverlo... cómo funciona todo, cómo se hace, cómo elegir y cómo usarlo.

La planta ESP es un sistema técnico complejo y, a pesar del conocido principio de funcionamiento de una bomba centrífuga, es una combinación de elementos que tienen un diseño original. diagrama de circuito El ESP se muestra en la Figura 1.1.

Figura 1.1 - Diagrama esquemático del ESP

La instalación consta de dos partes: terrestre y sumergible. La parte de tierra incluye un autotransformador 1, una estación de control 2, a veces un carrete de cable 3 y equipo de cabeza de pozo 4. La parte sumergible incluye una sarta de tubería 5, en la que se baja la unidad sumergible al pozo, un cable eléctrico blindado de tres núcleos 6, a través del cual se suministra la tensión de alimentación al motor eléctrico sumergible y que se fija a la sarta de tubería con abrazaderas especiales 7. La unidad sumergible consta de una bomba centrífuga multietapa 8 equipada con una rejilla receptora 9 y una válvula de retención 10 A menudo, un kit de instalación sumergible incluye una válvula de drenaje 11, a través de la cual se drena el líquido de la tubería cuando se levanta la instalación. En la parte inferior, la bomba está articulada con una unidad de protección hidráulica (protector) 12, que a su vez está articulada con un motor sumergible 13. En la parte inferior, el motor 13 tiene un compensador 14.

1) Una bomba centrífuga sumergible (Figura 1.2) es estructuralmente un conjunto de etapas de pequeño diámetro, que consta, a su vez, de impulsores y paletas guía colocadas en la carcasa de la bomba (tubería).

Figura 1.2 - Esquema de una electrobomba centrífuga

Los impulsores hechos de hierro fundido, bronce o materiales plásticos se montan en el eje de la bomba con un ajuste deslizante usando una chaveta especial. Parte superior El conjunto de impulsores (eje de la bomba) tiene un pie de apoyo (cojinete deslizante) fijado en la carcasa de la bomba. Cada impulsor descansa sobre la superficie final de la paleta guía. El extremo inferior de la bomba tiene un conjunto de cojinetes que consta de cojinetes de contacto angular. El conjunto de cojinetes está aislado del líquido bombeado y, en algunos diseños, el eje de la bomba está sellado con un prensaestopas especial. La bomba centrífuga sumergible se fabrica en forma de secciones separadas con una gran cantidad de etapas en cada sección (hasta 120), lo que permite ensamblar la bomba con la presión requerida. La industria nacional produce bombas de diseño convencional y resistente al desgaste. Las bombas resistentes al desgaste están diseñadas para bombear líquidos de pozos con una cierta cantidad de impurezas mecánicas (indicadas en el certificado de la bomba). Cada bomba centrífuga sumergible tiene su propio código, que refleja el diámetro de la columna, el caudal y la presión. Por ejemplo, la bomba ETSN6-500-750 es una electrobomba centrífuga para sartas de revestimiento de diámetro 6, con un suministro óptimo de 500 m 3 /día a una altura de 750 m.

El principio de funcionamiento de la bomba se puede representar de la siguiente manera: el líquido aspirado a través del filtro de entrada ingresa a las paletas de un impulsor giratorio, bajo cuya influencia adquiere velocidad y presión. Para convertir la energía cinética en energía de presión, el fluido que sale del impulsor se dirige a canales fijos de sección transversal variable del aparato de trabajo conectado a la carcasa de la bomba, luego el líquido, que sale del aparato de trabajo, ingresa al impulsor de la siguiente etapa y el el ciclo se repite. Las bombas centrífugas están diseñadas para altas velocidades del eje.

Todos los tipos de ESP tienen pasaporte característica de funcionamiento(Figura 1.3) en forma de curvas de dependencia (altura, caudal), (eficiencia, caudal), (consumo de potencia, caudal). La dependencia de la presión del caudal es la principal característica de la bomba.

Figura 1.3 - Características típicas de una bomba centrífuga sumergible

• 2) Motor eléctrico sumergible (SEM): un motor de diseño especial y es un motor de CA asíncrono de dos polos con un rotor de jaula de ardilla. El motor está lleno de aceite de baja viscosidad, que cumple la función de lubricar los cojinetes del rotor y eliminar el calor de las paredes de la carcasa del motor, que se lava con el flujo de productos del pozo. El extremo superior del eje del motor está suspendido en el talón deslizante. rotor de motor seccional; Las secciones están ensambladas en el eje del motor, están hechas de placas de hierro del transformador y tienen ranuras en las que se insertan varillas de aluminio, cortocircuitadas en ambos lados de la sección con anillos conductores. Entre las secciones, el eje descansa sobre cojinetes. En toda su longitud, el eje del motor tiene un orificio para la circulación de aceite en el interior del motor, que también se realiza a través de la ranura del estator. Hay un filtro de aceite en la parte inferior del motor. Las secciones del estator están separadas por paquetes no magnéticos, en los que se encuentran los cojinetes radiales de empuje. El extremo inferior del eje también se fija en el rodamiento. La longitud y el diámetro del motor determinan su potencia. La velocidad de rotación del eje SEM depende de la frecuencia de la corriente; a 50 Hz CA, la velocidad síncrona es de 3000 rpm. Los motores sumergibles están marcados con potencia (en kW) y diámetro exterior del cuerpo (mm), por ejemplo, PED 65-117, un motor sumergible con una potencia de 65 kW y un diámetro exterior de 117 mm. La potencia requerida del motor eléctrico depende del caudal y la presión de la bomba centrífuga sumergible y puede llegar a cientos de kW.
• 3) La unidad de protección hidráulica está ubicada entre la bomba y el motor y está diseñada para proteger el motor eléctrico de la entrada de productos bombeados y la lubricación del cojinete de contacto angular de la bomba (si es necesario). El volumen principal de la unidad de protección hidráulica, formado por una bolsa elástica, está lleno de aceite líquido. A través de la válvula de retención, la superficie exterior de la bolsa percibe la presión de producción del pozo a la profundidad de descenso de la unidad sumergible. Así, dentro de una bolsa elástica llena de aceite líquido, la presión es igual a la presión de inmersión. Para crear un exceso de presión dentro de esta bolsa, hay un impulsor en el eje de la banda de rodadura. El aceite líquido a través de un sistema de canales en exceso de presión ingresa a la cavidad interna del motor eléctrico, lo que evita la penetración de productos de pozo en el motor eléctrico.
• 4) El compensador está diseñado para compensar el volumen de aceite dentro del motor cuando cambia el régimen de temperatura del motor eléctrico (calefacción y refrigeración) y es una bolsa elástica llena de aceite líquido y ubicada en la carcasa. El cuerpo del compensador tiene orificios que comunican la superficie exterior de la bolsa con el pozo. La cavidad interna de la bolsa está conectada con el motor eléctrico y la externa, con el pozo. Cuando el petróleo se enfría, su volumen disminuye y el fluido del pozo a través de los orificios en el cuerpo del compensador ingresa al espacio entre la superficie exterior de la bolsa y la pared interna del cuerpo del compensador, creando así las condiciones para el llenado completo de la interna cavidad del motor sumergible con aceite. Cuando el aceite en el motor eléctrico se calienta, su volumen aumenta y el aceite fluye hacia la cavidad interna de la bolsa compensadora; en este caso, el fluido de fondo de pozo del espacio entre la superficie exterior de la bolsa y la superficie interior del cuerpo se exprime a través de los orificios hacia el pozo. Todas las carcasas de los elementos de la unidad sumergible están interconectadas por bridas con espárragos. Los ejes de la bomba sumergible, la unidad de protección hidráulica y el motor eléctrico sumergible están interconectados por acoplamientos estriados. Así, la unidad sumergible ESP es un complejo de dispositivos eléctricos, mecánicos e hidráulicos complejos de alta confiabilidad, que requiere personal altamente calificado.
• 5) La válvula de retención está ubicada en el cabezal de la bomba y está diseñada para evitar que el líquido se drene a través de la bomba desde la sarta de tubería cuando la unidad sumergible se detiene. Las paradas de la unidad sumergible ocurren por muchas razones: un corte de energía en caso de un accidente en la línea eléctrica; apagado por actuación de la protección SEM; apagado durante la operación periódica, etc. Cuando la unidad sumergible se detiene (se apaga), la columna de líquido de la tubería comienza a fluir a través de la bomba hacia el pozo, haciendo girar el eje de la bomba (y, por lo tanto, el eje del motor sumergible) en la dirección opuesta. Si se restablece la fuente de alimentación durante este período, el motor comienza a girar en la dirección de avance, superando la enorme fuerza. La corriente de arranque del SEM en este momento puede exceder los límites permisibles, y si la protección no funciona, el motor eléctrico falla. Para prevenir este fenómeno y reducir el tiempo de inactividad del pozo, la bomba sumergible está equipada con una válvula de retención. Por otro lado, la presencia de una válvula de retención al levantar la unidad sumergible no permite que se drene líquido de la sarta de tubería. La instalación se levanta cuando la sarta de tubería está llena de productos del pozo, que se derraman en la boca del pozo, creando condiciones de trabajo extremadamente difíciles para el equipo de reparación subterránea y violando todas las condiciones para garantizar la seguridad de la vida, la protección contra incendios y el medio ambiente, lo cual es inaceptable. Por lo tanto, la bomba sumergible está equipada con una válvula de drenaje. bien equipo espacial
• 6) La válvula de drenaje se coloca en un acoplamiento especial que conecta las tuberías y suele ser un tubo de bronce, uno de cuyos extremos está sellado y el otro, el extremo abierto, se enrosca en el acoplamiento desde el interior. La válvula de drenaje está ubicada horizontalmente con respecto a la sarta de tubería vertical. Si es necesario levantar la instalación del pozo, se deja caer una pequeña carga en la sarta de tubería, lo que rompe el tubo de bronce de la válvula de drenaje y el líquido de la tubería se drena en el espacio anular durante la elevación.
• 6) El cable eléctrico está diseñado para suministrar tensión a los terminales del motor sumergible. El cable es trifilar, con aislamiento de caucho o polietileno y está recubierto por una armadura metálica en la parte superior. El blindaje superficial del cable se realiza mediante una cinta perfilada de acero galvanizado, que evita daños mecánicos a los conductores conductores de corriente durante el descenso y ascenso de la instalación. Hay cables redondos y planos disponibles. El cable plano tiene dimensiones radiales más pequeñas. Los cables están encriptados de la siguiente manera: KRBK, KRBP - cable con aislamiento de goma, blindado, redondo; cable con aislamiento de goma, blindado, plano. Conductores de cobre, con diferentes secciones. El cable se une a la sarta de tubería en dos lugares: arriba y debajo de la manga. En la actualidad, se utilizan predominantemente cables con aislamiento de polietileno.
• 7) El autotransformador está diseñado para aumentar el voltaje aplicado a las terminales del motor sumergible. El voltaje de la red es de 380 V, y el voltaje de operación de los motores eléctricos, dependiendo de la potencia, varía de 400 V a 2000 V. Con la ayuda de un autotransformador, el voltaje de la red de campo de 380 V se aumenta al voltaje de operación de cada motor eléctrico sumergible específico, teniendo en cuenta las pérdidas de tensión en el cable de alimentación. El tamaño del autotransformador corresponde a la potencia del motor sumergible utilizado.
• 8) La estación de control está diseñada para controlar la operación y proteger el ESP y puede operar en modo manual y automático. La estación está equipada con los necesarios sistemas de control y medida, automatismos, todo tipo de relés (máxima, mínima, intermedia, temporizada, etc.). En caso de situaciones de emergencia, se activan los sistemas de protección correspondientes y se apaga la unidad. La estación de control está hecha en una caja de metal, se puede instalar al aire libre, pero a menudo se coloca en una cabina especial.

Finalidad y datos técnicos del ESP.

Las instalaciones de bombas centrífugas sumergibles están diseñadas para bombear pozos de petróleo, incluido el fluido del depósito inclinado que contiene petróleo, agua y gas, e impurezas mecánicas. Dependiendo del número de componentes diferentes contenidos en el líquido bombeado, las bombas de las instalaciones son de resistencia estándar y aumentada a la corrosión y al desgaste. Durante el funcionamiento del ESP, donde la concentración de impurezas mecánicas en el líquido bombeado supera los 0,1 gramos / litro permitidos, se produce la obstrucción de las bombas y el desgaste intensivo de las unidades de trabajo. Como resultado, la vibración aumenta, el agua ingresa al SEM a través de los sellos mecánicos, el motor se sobrecalienta, lo que provoca la falla del ESP.

Designación convencional de instalaciones:

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

Donde U - instalación, 2 - segunda modificación, E - impulsado por un motor eléctrico sumergible, C - centrífugo, N - bomba, K - mayor resistencia a la corrosión, I - mayor resistencia al desgaste, M - diseño modular, 6 - grupos de bombas, 180, 350 - caudal m/día, 1200, 1100 – altura, m.w.st.

Dependiendo del diámetro de la cadena de producción, se utilizan la dimensión transversal máxima de la unidad sumergible, los ESP de varios grupos: 5.5 y 6. Instalación del grupo 5 con un diámetro transversal de al menos 121.7 mm. Instalaciones del grupo 5 a con una dimensión transversal de 124 mm - en pozos con un diámetro interno de al menos 148,3 mm. Las bombas también se dividen en tres grupos condicionales: 5.5 a, 6. Los diámetros de las cajas del grupo 5 son 92 mm, los grupos 5 a son 103 mm, los grupos 6 son 114 mm. Especificaciones bombas de los tipos ETsNM y ETsNMK se dan en el Apéndice 1.

Composición y exhaustividad del ESP

La unidad ESP consta de una unidad de bomba sumergible (un motor eléctrico con protección hidráulica y una bomba), una línea de cable (un cable plano redondo con un manguito de entrada de cable), una sarta de tubería, equipo de cabeza de pozo y equipo eléctrico de tierra: un transformador y una estación de control (dispositivo completo) (ver Figura 1.1). La subestación transformadora convierte la tensión de la red de campo de un valor subóptimo en los terminales del motor eléctrico, teniendo en cuenta las pérdidas de tensión en el cable. La estación de control proporciona el control del funcionamiento de las unidades de bombeo y su protección en condiciones óptimas.

Una unidad de bombeo sumergible, que consta de una bomba y un motor eléctrico con protección hidráulica y un compensador, se baja al pozo a lo largo de la tubería. La línea de cable proporciona suministro de energía al motor eléctrico. El cable está unido a la tubería con ruedas de metal. El cable es plano a lo largo de la bomba y el protector, unido a ellos por ruedas de metal y protegido contra daños por carcasas y abrazaderas. Las válvulas de retención y drenaje están instaladas sobre las secciones de la bomba. La bomba bombea fluido fuera del pozo y lo lleva a la superficie a través de la sarta de tubería (consulte la Figura 1.2).

El equipo de cabeza de pozo proporciona suspensión en la brida de la tubería de revestimiento con una bomba eléctrica y un cable, sellando tuberías y cables, así como drenando el fluido producido en la tubería de salida.

Una bomba sumergible, centrífuga, seccional, multietapas, no difiere en principio de las bombas centrífugas convencionales.

Su diferencia es que es seccional, de varias etapas, con un diámetro pequeño de pasos de trabajo: impulsores y paletas guía. Las bombas sumergibles producidas para la industria petrolera contienen de 1300 a 415 etapas.

Las secciones de la bomba conectadas por conexiones de brida son una carcasa de metal. Hecho de tubo de acero 5500 mm de largo. La longitud de la bomba está determinada por el número de etapas de funcionamiento, cuyo número, a su vez, está determinado por los parámetros principales de la bomba. - entrega y presión. El caudal y la cabeza de las etapas dependen de la sección transversal y el diseño de la trayectoria del flujo (álabes), así como de la velocidad de rotación. En la carcasa de las secciones de la bomba, se inserta un paquete de etapas, que es un conjunto de impulsores y paletas de guía en el eje.

Los impulsores están montados en un eje sobre una chaveta en un ajuste móvil y pueden moverse en dirección axial. Las paletas guía están aseguradas contra la rotación en la carcasa de la boquilla ubicada en la parte superior de la bomba. Desde abajo, la base de la bomba se atornilla en la carcasa con orificios de entrada y un filtro a través del cual el líquido del pozo ingresa a la primera etapa de la bomba.

El extremo superior del eje de la bomba gira en los cojinetes del prensaestopas y termina con un talón especial que lleva la carga sobre el eje y su peso a través del anillo de resorte. Las fuerzas radiales en la bomba se perciben mediante cojinetes lisos instalados en la base del niple y en el eje de la bomba.

En la parte superior de la bomba hay un cabezal de pesca, en el que se instala una válvula de retención ya la que se conecta la tubería.

Motor eléctrico sumergible, trifásico, asíncrono, en aceite con rotor en jaula de ardilla en la versión habitual y versiones resistentes a la corrosión de la PEDU (TU 16-652-029-86). Modificación climática - B, categoría de ubicación - 5 según GOST 15150 - 69. En la base del motor eléctrico hay una válvula para bombear aceite y drenarlo, así como un filtro para limpiar el aceite de impurezas mecánicas.

La hidroprotección del SEM consta de un protector y un compensador. Está diseñado para proteger la cavidad interna del motor eléctrico del ingreso del fluido de formación, así como para compensar los cambios de temperatura en los volúmenes de aceite y su consumo. (Ver figura 1.3.)

Protector de dos cámaras, con diafragma de goma y sellos mecánicos del eje, compensador con diafragma de goma.

Cable trifilar con aislamiento de polietileno, blindado. Línea de cable, es decir un cable enrollado en un tambor, a cuya base se adjunta una extensión: un cable plano con un manguito de entrada de cable. Cada núcleo de cable tiene una capa de aislamiento y cubierta, almohadillas de tejido de goma y armadura. Tres conductores aislados de un cable plano se colocan paralelos en una fila, y un cable redondo se retuerce a lo largo de una línea helicoidal. El conjunto de cables tiene un prensaestopas unificado K 38, tipo redondo K 46. En una caja de metal, los acoplamientos están herméticamente sellados con un sello de goma, las orejetas están unidas a los cables conductores.

El diseño de las unidades UETsNK, UETsNM con una bomba que tiene un eje y etapas hechas de materiales resistentes a la corrosión, y UETsNI con una bomba que tiene impulsores de plástico y cojinetes de caucho y metal es similar al diseño de las unidades UETsN.

Con un gran factor de gas, se utilizan módulos de bombeo: separadores de gas diseñados para reducir el contenido volumétrico de gas libre en la entrada de la bomba. Los separadores de gases corresponden al grupo de productos 5, tipo 1 (recuperable) según RD 50-650-87, diseño climático - B, categoría de colocación - 5 según GOST 15150-69.

Los módulos se pueden suministrar en dos versiones:

Separadores de gas: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1MNG6 - versión estándar;

Separadores de gas 1 MNGK5, MNG5a - mayor resistencia a la corrosión.

Los módulos de bomba se instalan entre el módulo de entrada y la sección del módulo de la bomba sumergible.

La bomba sumergible, el motor eléctrico y la protección hidráulica están interconectados por bridas y espárragos. Los ejes de la bomba, el motor y el protector tienen ranuras en los extremos y están conectados por acoplamientos ranurados.

Los componentes para polipastos y equipos para unidades ESP se dan en el Apéndice 2.

Características técnicas de SEM

Las bombas centrífugas sumergibles son accionadas por un especial motor eléctrico asíncrono sumergible lleno de aceite de corriente alterna trifásica con rotor vertical en jaula de ardilla tipo PED. Los motores eléctricos tienen diámetros de carcasa de 103, 117, 123, 130, 138 mm. Dado que el diámetro del motor eléctrico es limitado, a altas potencias el motor tiene una gran longitud, y en algunos casos es seccional. Dado que el motor eléctrico funciona sumergido en líquido y, a menudo, bajo una alta presión hidrostática, la condición principal para un funcionamiento fiable es su estanqueidad (ver figura 1.3).

El SEM está lleno de un aceite especial de baja viscosidad y alta rigidez dieléctrica, que sirve tanto para enfriar como para lubricar piezas.

El motor eléctrico sumergible consta de un estator, un rotor, una cabeza, una base. La carcasa del estator está hecha de un tubo de acero, en cuyos extremos hay una rosca para conectar la cabeza del motor y la base. El circuito magnético del estator se ensambla a partir de láminas laminadas activas y no magnéticas con ranuras en las que se encuentra el devanado. El devanado del estator puede ser de una sola capa, persistente, carrete o doble capa, varilla, bucle. Las fases del devanado están conectadas.

La parte activa del circuito magnético, junto con el devanado, crea un campo magnético giratorio en los motores eléctricos, y la parte no magnética sirve de soporte para los rodamientos intermedios del rotor. A los extremos del devanado del estator, los extremos de salida están soldados, hechos de trenzado alambre de cobre con aislamiento, de alta resistencia eléctrica y mecánica. Suelde los manguitos en los extremos, que incluyen terminales de cable. Los extremos de salida del devanado están conectados al cable a través de un bloque enchufable especial (manguito) del prensaestopas. El conductor de corriente del motor también puede ser del tipo cuchillo. El rotor del motor es de jaula de ardilla, de varias secciones. Consiste en un eje, núcleos (paquetes de rotor), cojinetes radiales (cojinetes deslizantes). El eje del rotor es de acero hueco calibrado, los núcleos son de chapa de acero eléctrico. Los núcleos están montados en el eje, alternando con rodamientos radiales, y están conectados al eje con chavetas. Apriete el juego de núcleos en el eje en la dirección axial con tuercas o una turbina. La turbina sirve para forzar la circulación de aceite para igualar la temperatura del motor a lo largo del estator. Para garantizar la circulación del aceite, existen ranuras longitudinales en la superficie sumergida del núcleo magnético. El aceite circula a través de estas ranuras, el filtro en la parte inferior del motor donde se limpia y a través de un orificio en el eje. El talón y el cojinete están ubicados en la cabeza del motor. El sub en la parte inferior del motor se usa para acomodar el filtro, la válvula de derivación y la válvula para bombear aceite al motor. El motor eléctrico en versión seccional consta de secciones superior e inferior. Cada sección tiene los mismos nodos básicos. Las características técnicas del SEM se dan en el Apéndice 3.

Datos técnicos básicos del cable

La alimentación eléctrica al motor eléctrico de la instalación de bomba sumergible se realiza a través de una línea de cables compuesta por un cable de alimentación y un manguito de entrada de cables para la articulación con el motor eléctrico.

Dependiendo del propósito, la línea de cable puede incluir:

Marcas de cable KPBK o KPPBPS - como cable principal.

Marca de cable KPBP (plano)

El manguito de entrada de cables es redondo o plano.

El cable KPBK consta de núcleos de cobre de un solo hilo o de varios hilos, aislados en dos capas con polietileno de alta resistencia y trenzados entre sí, así como almohadillas y armaduras.

Los cables de las marcas KPBP y KPPBPS en una funda de manguera común consisten en conductores de cobre de un solo hilo y de varios hilos aislados con polietileno de alta densidad y colocados en un plano, así como de una funda de manguera común, almohadilla y armadura.

Los cables de la marca KPPBPS con conductores con mangueras separadas consisten en conductores de cobre de uno o varios hilos aislados en dos capas de polietileno. alta presión y puesto en el mismo plano.

La marca de cable KPBK tiene:

Tensión de servicio V - 3300

La marca de cable KPBP tiene:

Voltaje de funcionamiento, V - 2500

Presión de fluido del depósito admisible, MPa - 19,6

GOR admisible, m/t – 180

El cable de los grados KPBK y KPBP tiene temperaturas ambiente admisibles de 60 a 45 C para aire, 90 C para fluido de depósito.

Las temperaturas de la línea de cable se dan en el Apéndice 4.

1.2 Breve reseña de los esquemas e instalaciones domésticos.

Las instalaciones de bombas centrífugas sumergibles están diseñadas para bombear pozos de petróleo, incluidos los inclinados, fluidos de yacimientos que contienen petróleo y gas e impurezas mecánicas.

Las unidades se producen en dos tipos: modulares y no modulares; tres versiones: convencional, resistente a la corrosión y mayor resistencia al desgaste. El medio bombeado de las bombas domésticas debe tener los siguientes indicadores:

· embalse salvaje - una mezcla de petróleo, agua asociada y gas de petróleo;

· viscosidad cinemática máxima del fluido de formación 1 mm/s;

· valor de pH del agua asociada pH 6,0-8,3;

· el contenido máximo del agua recibida 99 %;

gas libre en la toma hasta el 25%, para unidades con módulos separadores hasta el 55%;

· la temperatura máxima del producto extraído es de hasta 90C.

Dependiendo de las dimensiones transversales de las electrobombas centrífugas sumergibles, los motores eléctricos y las líneas de cable utilizadas en el conjunto de instalaciones, las instalaciones se dividen condicionalmente en 2 grupos 5 y 5 a. Con diámetros de sarta de revestimiento de 121,7 mm; 130 mm; 144,3 mm respectivamente.

La instalación de UEC consta de una unidad de bomba sumergible, un conjunto de cables, equipo eléctrico de tierra, una subestación de corriente paralela del transformador. El grupo de bombeo está compuesto por una bomba centrífuga sumergible y un motor con protección hidráulica, se baja al pozo sobre la sarta de tubería. La bomba es sumergible, trifásica, asíncrona, llena de aceite con rotor.

La hidroprotección consta de un protector y un compensador. Cable trifilar con aislamiento de polietileno, blindado.

La bomba sumergible, el motor eléctrico y la protección hidráulica están interconectados por bridas y espárragos. Los ejes de la bomba, el motor y el protector tienen ranuras en los extremos y están conectados por acoplamientos ranurados.

1.2.2. Bomba centrífuga sumergible.

Una bomba centrífuga sumergible no difiere en principio de las bombas centrífugas convencionales utilizadas para bombear líquidos. La diferencia es que es de varias secciones con un pequeño diámetro de pasos de trabajo: impulsores y paletas guía. Los impulsores y las paletas guía de las bombas convencionales están hechos de hierro fundido gris modificado, las bombas resistentes a la corrosión están hechas de hierro fundido niresist y las ruedas resistentes al desgaste están hechas de sus resinas de poliamida.

La bomba consta de secciones, cuyo número depende de los parámetros principales de la bomba: presión, pero no más de cuatro. Longitud de tramo hasta 5500 metros. Para bombas modulares, consta de un módulo de entrada, un módulo, una sección. Módulo - válvulas de cabeza, retención y drenaje. La conexión entre los módulos y el módulo de entrada con el motor - la conexión de brida (excepto el módulo de entrada, el motor o el separador) está sellada con manguitos de goma. Los ejes de las secciones de los módulos están conectados entre sí, las secciones de los módulos están conectadas al eje del módulo de entrada, el eje del módulo de entrada está conectado al eje de la protección hidráulica del motor mediante acoplamientos estriados. Los ejes de los módulos-secciones de todos los grupos de bombas con la misma longitud de carcasa están unificados en longitud.

El módulo-sección consta de un cuerpo, un eje, un paquete de escalones (impulsores y álabes guía), cojinetes superior e inferior, un cojinete axial superior, una cabeza, una base, dos nervaduras y anillos de goma. Las nervaduras están diseñadas para proteger el cable plano con un manguito contra daños mecánicos.

El módulo de entrada consta de una base con orificios para el paso del fluido de formación, casquillos y mallas de cojinetes, un eje con casquillos de protección y un acoplamiento estriado diseñado para conectar el eje del módulo con el eje de protección hidráulica.

El módulo de cabeza consta de un cuerpo, en un lado del cual hay una rosca cónica interna para conectar una válvula de retención, en el otro lado, una brida para conectarse al módulo de sección, dos nervaduras y un anillo de goma.

Hay una cabeza de pesca en la parte superior de la bomba.

La industria nacional produce bombas con un caudal (m/día):

Modulares - 50,80,125,200,160,250,400,500,320,800,1000,1250.

No modular - 40.80,130.160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Los siguientes cabezales (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 130 0 .

1.2.3. motores sumergibles

Los motores eléctricos sumergibles constan de un motor eléctrico y una protección hidráulica.

Motores trifásicos, asíncronos, jaula de ardilla, bipolares, sumergibles, serie unificada. Los SEM en versiones normal y corrosiva, versión climática B, categoría de colocación 5, funcionan con red de CA con una frecuencia de 50 Hz y se utilizan como accionamiento para bombas centrífugas sumergibles.

Los motores están diseñados para operar en fluido de formación (una mezcla de aceite y agua producida en cualquier proporción) con temperaturas de hasta 110 C que contiene:

· impurezas mecánicas no más de 0,5 g/l;

gas libre no más del 50%;

· sulfuro de hidrógeno para normal, no más de 0,01 g/l, resistente a la corrosión hasta 1,25 g/l;

La presión hidroprotectora en el área de operación del motor no es más de 20 MPa. Los motores eléctricos están llenos de aceite con un voltaje de ruptura de al menos 30 kV. La temperatura máxima permitida a largo plazo del devanado del estator del motor eléctrico (para un motor con un diámetro de carcasa de 103 mm) es de 170 C, para otros motores eléctricos de 160 C.

El motor consta de uno o más motores eléctricos (superior, medio e inferior, potencias de 63 a 630 kW) y un protector. El motor eléctrico consta de un estator, un rotor, un cabezal con un conductor de corriente y una carcasa.

1.2.4. Hidroprotección del motor eléctrico.

La protección hidráulica está diseñada para evitar la penetración del fluido del depósito en la cavidad interna del motor eléctrico, para compensar el volumen de aceite en la cavidad interna debido a la temperatura del motor eléctrico y para transferir el par del eje del motor eléctrico a la bomba. eje. Hay varias opciones para la impermeabilización: P, PD, G.

La hidroprotección se produce en versiones estándar y resistente a la corrosión. El principal tipo de protección hidráulica para el conjunto SEM es una protección hidráulica de tipo abierto. La protección hidráulica de tipo abierto requiere el uso de un fluido de barrera especial con una densidad de hasta 21 g/cm, que tiene propiedades físicas y químicas con el fluido de formación y el aceite.

La hidroprotección consta de dos cámaras conectadas por un tubo. El cambio en los volúmenes del líquido dieléctrico en el motor es compensado por el desbordamiento del líquido de barrera de una cámara a otra. En hidroprotección de tipo cerrado, se utilizan diafragmas de goma. Su elasticidad compensa el cambio en el volumen de aceite.

24. La condición de flujo del pozo, determinación de energía y consumo específico de gas durante la operación de un levantamiento gas-líquido.

Condiciones de flujo de pozos.

El flujo del pozo ocurre si la caída de presión entre la formación y el fondo del pozo es suficiente para superar la contrapresión de la columna de líquido y las pérdidas de presión por fricción, es decir, el flujo ocurre bajo la acción de la presión hidrostática del líquido o la energía del gas en expansión. La mayoría de los pozos fluyen debido a la energía del gas y la cabeza hidrostática al mismo tiempo.

El gas en el aceite tiene una fuerza de elevación, que se manifiesta en forma de presión sobre el aceite. Cuanto más gas se disuelva en el aceite, menos densa será la mezcla y mayor será el nivel del líquido. Habiendo llegado a la boca, el líquido se desborda y el pozo comienza a fluir. El requisito previo general para la operación de cualquier pozo que fluye será la siguiente igualdad básica:

PC \u003d Rg + Rtr + Ru; Dónde

Рс - presión de fondo de pozo, РР, Рtr, Ру - presión hidrostática de la columna de líquido en el pozo, calculada a lo largo de la vertical, pérdidas de presión debido a la fricción en la tubería y contrapresión en la cabeza del pozo, respectivamente.

Hay dos tipos de pozos que fluyen:

· Efusión de un líquido que no contiene burbujas de gas - efusión artesiana.

· El chorro de líquido que contiene burbujas de gas que facilita el chorro es el tipo más común de chorro.

El equipo de tierra incluye una estación de control, un autotransformador, un tambor con un cable eléctrico y accesorios de cabeza de pozo.

El equipo eléctrico, según el esquema de suministro actual, incluye una subestación transformadora completa para bombas sumergibles (KTPPN) o una subestación transformadora (TP), una estación de control y un transformador.

La electricidad del transformador (o de KTPPN) al motor sumergible se suministra a través de una línea de cable, que consiste en un cable de alimentación a tierra y un cable principal con una extensión. La conexión del cable de tierra con el cable principal de la línea de cable se realiza en una caja de terminales, que se instala a una distancia de 3 a 5 metros del cabezal del pozo.

El sitio para la colocación de equipos eléctricos de tierra está protegido contra inundaciones durante el período de inundaciones y despejado de nieve en el invierno, y debe tener entradas que le permitan montar y desmontar libremente los equipos. La responsabilidad por las condiciones de funcionamiento de los sitios y accesos a los mismos recae en el CDNG.

estación de control

Con la ayuda de la estación de control, se lleva a cabo el control manual del motor, apagado automático unidad cuando se interrumpe el suministro de líquido, protección cero, protección contra sobrecarga y apagado de la unidad en caso de cortocircuitos. Durante el funcionamiento de la unidad, la bomba de corriente centrífuga aspira líquido a través de un filtro instalado en la entrada de la bomba y lo bombea a través de las tuberías de la bomba hacia la superficie. Dependiendo de la presión, es decir, alturas de elevación de líquido, se utilizan bombas con un número diferente de etapas. Se instala una válvula de retención y drenaje encima de la bomba. La válvula de retención se utiliza para mantener la tubería, lo que facilita el arranque del motor y el control de su funcionamiento después del arranque. Durante el funcionamiento, la válvula de retención está en la posición abierta por presión desde abajo. Se instala una válvula de drenaje sobre la válvula de retorno y se usa para drenar el fluido de la tubería a medida que sube a la superficie.

autotransformador

Se utiliza un transformador (autotransformador) para aumentar el voltaje de 380 (red de campo) a 400-2000 V.

Los transformadores están refrigerados por aceite. Están diseñados para trabajar al aire libre. En la parte alta de los devanados de los transformadores se realizan cincuenta tomas para suministrar la tensión óptima al motor eléctrico, en función de la longitud del cable, la carga sobre el motor eléctrico y la tensión de red.

El cambio de tomas se realiza con el transformador completamente desconectado.

El transformador consta de un circuito magnético, devanados de alta y baja tensión, un tanque, una tapa con entradas y un expansor con secador de aire.

El tanque del transformador se llena con aceite de transformador que tiene un voltaje de ruptura de al menos 40kW.

En los transformadores con una potencia de 100 a 200 kW, se instala un filtro termosifón para limpiar el aceite del transformador de los productos envejecidos.

Montado en la tapa del tanque:

Accionamiento del cambiador de tomas de devanado HV (uno o dos);

Termómetro de mercurio para medir la temperatura de las capas superiores de aceite;

Entradas extraíbles de AT y BT, lo que permite la sustitución de aisladores sin levantar la parte a retirar;

Expansor con indicador de aceite y secador de aire;

Caja metálica para proteger los insumos del polvo y la humedad.

Un secador de aire con sello de aceite está diseñado para eliminar la humedad y limpiar la contaminación del aire industrial del aire que ingresa al transformador durante las fluctuaciones de temperatura en el nivel de aceite.

accesorios de boca de pozo

Los accesorios de cabeza de pozo están diseñados para desviar productos del pozo a la línea de flujo y sellar el espacio anular.

Los accesorios de boca de pozo del pozo preparado para el lanzamiento del ESP están equipados con manómetros, una válvula de retención en la línea que conecta el espacio anular con la descarga, una cámara de estrangulamiento (si es tecnológicamente factible) y un ramal para investigación. La responsabilidad de la implementación de este párrafo recae en el CDNG.

Los accesorios de boca de pozo, además de las funciones realizadas con todos los métodos de producción, deben garantizar la estanqueidad de la varilla pulida alternativa que se mueve en ella. Este último es una conexión mecánica entre la sarta de varillas y la cabeza del equilibrador SK.

Los accesorios de cabeza de pozo, los colectores y las líneas de flujo, que tienen una configuración compleja, complican la hidrodinámica del flujo. El equipo de fondo de pozo ubicado en la superficie es relativamente accesible y relativamente fácil de limpiar de los depósitos, principalmente por métodos térmicos.

Los accesorios de cabeza de pozo de los pozos a través de los cuales se bombea agua hacia la formación se someten a pruebas hidráulicas de la manera establecida para los accesorios de árbol de Navidad.

Equipos ESP subterráneos

El equipo subterráneo incluye tubería, unidad de bombeo y cable blindado ecléctico.

Las bombas centrífugas para bombear líquido de un pozo no son fundamentalmente diferentes de las bombas centrífugas convencionales utilizadas para bombear líquidos en la superficie de la tierra. Sin embargo, las pequeñas dimensiones radiales, debido al diámetro de las sartas de revestimiento en las que se bajan las bombas centrífugas, las dimensiones axiales prácticamente ilimitadas, la necesidad de superar alturas elevadas y el funcionamiento de la bomba en estado sumergido llevaron a la creación de unidades de bombeo centrífugas. de un diseño específico. Exteriormente, no son diferentes de una tubería, pero la cavidad interna de dicha tubería contiene una gran cantidad de piezas complejas que requieren una tecnología de fabricación perfecta.

Las electrobombas centrífugas sumergibles (PTSEN) son bombas centrífugas multietapa con hasta 120 etapas en una unidad, impulsadas por un motor eléctrico sumergible de diseño especial (SEM). El motor eléctrico se alimenta desde la superficie con electricidad suministrada a través de un cable desde un autotransformador o transformador elevador a través de un puesto de control, en el que se concentran todos los equipos de control y medida y automatización. El PTSEN se baja al pozo por debajo del nivel dinámico calculado, generalmente de 150 a 300 m El fluido se suministra a través de la tubería, al lado exterior del cual se conecta un cable eléctrico con correas especiales. En el grupo motobomba entre la propia bomba y el motor eléctrico existe un eslabón intermedio denominado protector o protección hidráulica. La instalación PTSEN (Figura 3) incluye un motor eléctrico lleno de aceite SEM 1; enlace de protección hidráulica o protector 2; rejilla de aspiración de la bomba para aspiración de fluido 3; bomba centrífuga multietapa ПЦЭН 4; tubería 5; cable eléctrico blindado de tres hilos 6; correas para sujetar el cable a la tubería 7; accesorios de cabeza de pozo 8; un tambor para enrollar un cable durante el disparo y almacenar un cierto suministro de cable 9; transformador o autotransformador 10; puesto de control con automatización 11 y compensador 12.

La bomba, el protector y el motor eléctrico son unidades separadas conectadas por espárragos atornillados. Los extremos de los ejes tienen conexiones estriadas, que se unen al ensamblar toda la instalación. Si es necesario elevar líquido desde grandes profundidades, las secciones PTSEN se conectan entre sí de modo que el número total de etapas llegue a 400. El líquido aspirado por la bomba pasa secuencialmente por todas las etapas y sale de la bomba con una presión igual a la resistencia hidráulica externa.

Figura 3 - Esquema general de equipo de pozo con instalación de bomba centrífuga sumergible

Los UTSEN se distinguen por un bajo consumo de metal, una amplia gama de características de rendimiento, tanto en términos de presión como de caudal, una eficiencia suficientemente alta, la posibilidad de bombear grandes cantidades de líquido y un largo período de revisión. Cabe recordar que el suministro medio de líquido para Rusia de un UPTsEN es de 114,7 t/día y USSSN - 14,1 t/día.

Todas las bombas se dividen en dos grupos principales; Diseño convencional y resistente al desgaste. La gran mayoría del stock operativo de bombas (alrededor del 95%) es de diseño convencional.

Las bombas resistentes al desgaste están diseñadas para trabajar en pozos, en cuya producción hay una pequeña cantidad de arena y otras impurezas mecánicas (hasta un 1% en peso). Según las dimensiones transversales, todas las bombas se dividen en 3 grupos condicionales: 5; 5A y 6, que es el diámetro nominal de la carcasa, en pulgadas, en el que se puede hacer funcionar la bomba.

El grupo 5 tiene un diámetro de caja exterior de 92 mm, el grupo 5A - 103 mm y el grupo b - 114 mm. La velocidad del eje de la bomba corresponde a la frecuencia de la corriente alterna en la red. En Rusia, esta frecuencia es de 50 Hz, lo que da una velocidad síncrona (para una máquina bipolar) de 3000 min-1. El cifrado PTSEN contiene sus principales parámetros nominales, como el flujo y la presión cuando se opera en el modo óptimo. Por ejemplo, ESP5-40-950 significa una electrobomba centrífuga del grupo 5 con un caudal de 40 m3/día (por agua) y una altura de 950 m ESP5A-360-600 significa una bomba del grupo 5A con un caudal de 360 ​​m3 /día y un desnivel de 600 m.

Figura 4 - Características típicas de una bomba centrífuga sumergible

En el código de bombas resistentes al desgaste, existe la letra I, que significa resistencia al desgaste. En ellos, los impulsores no están hechos de metal, sino de resina de poliamida (P-68). En la carcasa de la bomba, aproximadamente cada 20 etapas, se instalan cojinetes intermedios de centrado del eje de caucho y metal, por lo que la bomba resistente al desgaste tiene menos etapas y, en consecuencia, menos presión.

Los cojinetes de los extremos de los impulsores no son de hierro fundido, sino en forma de anillos prensados ​​de acero templado 40X. En lugar de arandelas de soporte de textolita entre los impulsores y las paletas guía, se utilizan arandelas de caucho resistente al aceite.

Todos los tipos de bombas tienen una característica de rendimiento de pasaporte en forma de curvas de dependencia H (Q) (presión, flujo), h (Q) (eficiencia, flujo), N (Q) (consumo de energía, flujo). Por lo general, estas dependencias se dan en el rango de caudales operativos o en un intervalo ligeramente mayor (Fig. 11.2).

Cualquier bomba centrífuga, incluida la PTSEN, puede funcionar con válvula de salida cerrada (punto A: Q = 0; H = Hmax) y sin contrapresión en la salida (punto B: Q = Qmax; H = 0). Porque el trabajo útil bomba es proporcional al producto del suministro a la cabeza, entonces para estos dos modos extremos de funcionamiento de la bomba, el trabajo útil será igual a cero y, en consecuencia, la eficiencia será igual a cero. A una determinada relación (Q y H), debido a las mínimas pérdidas internas de la bomba, la eficiencia alcanza un valor máximo de aproximadamente 0,5 - 0,6. Suelen ser bombas con impulsores de bajo caudal y pequeño diámetro, así como con un gran número de etapas. tienen una eficiencia reducida. El flujo y la presión correspondientes a la máxima eficiencia se denominan el modo óptimo de operación de la bomba. La dependencia z(Q) cerca de su máximo disminuye suavemente, por lo tanto, la operación del PTSEN es bastante aceptable en modos que difieran del óptimo, los límites de estas desviaciones dependerán de las características específicas de la PTSEN y deberían corresponder a una disminución razonable de la eficiencia de la bomba (en un 3 - 5 %). el PTSEN, que se llama el recomendado (ver fig. 11.2, sombreado).

La selección de una bomba para pozos se reduce esencialmente a elegir un tamaño estándar de la PTSEN que, cuando se baje al pozo, funcione en las condiciones del modo óptimo o recomendado al bombear un caudal de pozo determinado desde una profundidad determinada. .

Las bombas que se fabrican actualmente están diseñadas para caudales nominales desde 40 (ETsN5-40-950) hasta 500 m3/día (ETsN6-500-750) y alturas desde 450 m (ETsN6-500-450) hasta 1500 m (ETsN6-100). - 1500). Además, hay bombas para fines especiales, por ejemplo, para bombear agua a depósitos. Estas bombas tienen caudales de hasta 3000 m3/día y alturas de hasta 1200 m.

La altura que puede superar una bomba es directamente proporcional al número de etapas. Desarrollado por una etapa en el modo de funcionamiento óptimo, depende, en particular, de las dimensiones del impulsor, que a su vez dependen de las dimensiones radiales de la bomba. Con un diámetro exterior de la carcasa de la bomba de 92 mm, la altura media desarrollada por una etapa (cuando se opera en el agua) es de 3,86 m con fluctuaciones de 3,69 a 4,2 m Con un diámetro exterior de 114 mm, la altura media es de 5,76 m con fluctuaciones de 5,03 a 6,84 m.

La unidad de bombeo consta de una bomba (Figura 4, a), una unidad de protección hidráulica (Figura 4, 6), un motor sumergible SEM (Figura 4, c), un compensador (Figura 4, d) conectado a la parte inferior de el SEM.

La bomba consta de las siguientes partes: un cabezal 1 con una válvula de retención de bola para evitar que el líquido se drene de la tubería durante las paradas; el pie de apoyo superior de la corredera 2, que percibe parcialmente la carga axial debida a la diferencia de presión en la entrada y salida de la bomba; cojinete liso superior 3 que centra el extremo superior del eje; carcasa de bomba 4; álabes de guía 5, que descansan uno sobre el otro y se mantienen en rotación mediante un acoplador común en la carcasa 4; impulsores 6; eje de la bomba 7, que tiene una chaveta longitudinal en la que se montan los impulsores con un ajuste deslizante. El eje también pasa por el aparato guía de cada etapa y está centrado en él por el buje del impulsor, como en un cojinete; cojinete deslizante inferior 8; base 9, cerrada con rejilla receptora y provista de orificios redondos inclinados en la parte superior para el suministro de líquido al impulsor inferior; cojinete liso final 10. En las bombas de diseños anteriores que aún están en funcionamiento, el dispositivo de la parte inferior es diferente. A lo largo de toda la longitud de la base 9 se coloca un prensaestopas de anillos de plomo-grafito, separando la parte receptora de la bomba y las cavidades internas del motor y protección hidráulica. Un rodamiento de bolas de contacto angular de tres filas está montado debajo de la caja de empaquetadura, lubricado con aceite espeso, que está bajo cierta presión (0,01 - 0,2 MPa) en relación con la externa.

Figura 4 - El dispositivo de la unidad centrífuga sumergible.

a - bomba centrífuga; b - unidad de protección hidráulica; c - motor eléctrico sumergible; g - compensador

En los diseños modernos de ESP, no hay exceso de presión en la unidad de hidroprotección, por lo tanto, hay menos fugas de aceite de transformador líquido, con el que se llena el SEM, y la necesidad de un prensaestopas de plomo-grafito ha desaparecido.

Las cavidades del motor y la parte receptora están separadas por un simple sello mecánico, cuyas presiones en ambos lados son las mismas. La longitud de la carcasa de la bomba no suele exceder los 5,5 m. Cuando el número de etapas requerido (en bombas que desarrollan altas presiones) no se pueden colocar en una carcasa, se colocan en dos o tres carcasas separadas que forman secciones independientes de una bomba, que se acoplan juntas al bajar la bomba al pozo

La unidad de protección hidráulica es una unidad independiente unida al PTSEN mediante una conexión atornillada (en la Figura 4, la unidad, al igual que el propio PTSEN, se muestra con tapones de transporte que sellan los extremos de las unidades)

El extremo superior del eje 1 está conectado mediante un acoplamiento estriado al extremo inferior del eje de la bomba. Un sello mecánico ligero 2 separa la cavidad superior, que puede contener fluido de pozo, de la cavidad debajo del sello, que está llena de aceite de transformador, que, como el fluido de pozo, está bajo una presión igual a la presión a la profundidad de inmersión del bomba. Debajo del sello mecánico 2 hay un cojinete de fricción deslizante, e incluso más abajo, el nodo 3, un pie de cojinete que percibe la fuerza axial del eje de la bomba. El pie deslizante 3 funciona con aceite de transformador líquido.

A continuación se muestra el segundo sello mecánico 4 para un sellado más confiable del motor. No es estructuralmente diferente del primero. Debajo hay una bolsa de goma 5 en el cuerpo 6. La bolsa separa herméticamente dos cavidades: la cavidad interna de la bolsa llena de aceite de transformador y la cavidad entre el cuerpo 6 y la bolsa misma, a la que tiene acceso el fluido externo del pozo. a través de la válvula de retención 7.

El fluido de fondo de pozo a través de la válvula 7 penetra en la cavidad de la carcasa 6 y comprime la bolsa de caucho con aceite a una presión igual a la externa. El aceite líquido penetra a través de los espacios a lo largo del eje hacia los sellos mecánicos y desciende hasta el PED.

Se han desarrollado dos diseños de dispositivos de protección hidráulica. La hidroprotección del motor principal difiere de la hidroprotección descrita del G por la presencia de una pequeña turbina en el eje, que crea una mayor presión de aceite líquido en la cavidad interna de la bolsa de goma 5.

La cavidad exterior entre la carcasa 6 y la bolsa 5 está llena de aceite espeso, que alimenta el rodamiento de bolas de contacto angular PTSEN del diseño anterior. Por lo tanto, la unidad de protección hidráulica del motor principal de un diseño mejorado es adecuada para usar junto con el PTSEN de los tipos anteriores que se usan ampliamente en los campos. Anteriormente, se utilizaba una protección hidráulica, el llamado protector de tipo pistón, en el que un pistón cargado por resorte creaba un exceso de presión sobre el aceite. Los nuevos diseños del motor principal y el motor principal demostraron ser más confiables y duraderos. Los cambios de temperatura en el volumen de aceite durante su calentamiento o enfriamiento se compensan colocando una bolsa de goma - compensador en la parte inferior del PED.

Para accionar el PTSEN, se utilizan motores eléctricos bipolares (SEM) asíncronos verticales especiales llenos de aceite. Los motores de bomba se dividen en 3 grupos: 5; 5A y 6.

Dado que, a diferencia de la bomba, el cable eléctrico no pasa a lo largo de la carcasa del motor, las dimensiones diametrales de los SEM de estos grupos son algo mayores que las de las bombas, a saber: el grupo 5 tiene un diámetro máximo de 103 mm, el grupo 5A - 117 mm y grupo 6 - 123 mm.

El marcado del SEM incluye la potencia nominal (kW) y el diámetro; por ejemplo, PED65-117 significa: un motor eléctrico sumergible con una potencia de 65 kW con un diámetro de carcasa de 117 mm, es decir, incluido en el grupo 5A.

Los pequeños diámetros permitidos y la alta potencia (hasta 125 kW) hacen que sea necesario fabricar motores de gran longitud, hasta 8 my, a veces, más. La parte superior del PED está conectada a la parte inferior del conjunto de protección hidráulica mediante espárragos atornillados. Los ejes están unidos por acoplamientos estriados.

El extremo superior del eje PED está suspendido en el talón deslizante 1, que funciona en aceite. A continuación se muestra el conjunto de entrada de cables 2. Este conjunto suele ser un conector de cable macho. Este es uno de los lugares más vulnerables de la bomba, debido a la violación del aislamiento del cual fallan las instalaciones y requieren levantamiento; 3 - cables conductores del devanado del estator; 4 - cojinete de fricción de deslizamiento radial superior; 5 - sección de los extremos del devanado del estator; 6 - sección del estator, ensamblada a partir de placas de hierro de transformador estampadas con ranuras para tirar de los cables del estator. Las secciones del estator están separadas entre sí por paquetes no magnéticos, en los que se fortalecen los cojinetes radiales 7 del eje del motor 8. El extremo inferior del eje 8 está centrado por el cojinete de fricción deslizante radial inferior 9. El rotor SEM también consiste en secciones ensambladas en el eje del motor a partir de placas estampadas de hierro transformador. Las varillas de aluminio se insertan en las ranuras del rotor tipo rueda de ardilla, cortocircuitadas por anillos conductores, en ambos lados de la sección. Entre las secciones, el eje del motor está centrado en los cojinetes 7. Un orificio con un diámetro de 6 a 8 mm atraviesa toda la longitud del eje del motor para que el aceite pase de la cavidad inferior a la superior. A lo largo de todo el estator también hay una ranura por la que puede circular el aceite. El rotor gira en aceite de transformador líquido con altas propiedades aislantes. En la parte inferior del PED hay un filtro de aceite de malla 10. La cabeza 1 del compensador (ver Fig. 11.3, d) está unida al extremo inferior del PED; La válvula de derivación 2 sirve para llenar el sistema con aceite. La carcasa protectora 4 en la parte inferior tiene orificios para transferir la presión del fluido externo al elemento elástico 3. Cuando el aceite se enfría, su volumen disminuye y el fluido del pozo a través de los orificios ingresa al espacio entre la bolsa 3 y la carcasa 4. Cuando calentada, la bolsa se expande y el fluido a través de los mismos orificios sale de la carcasa.

Los PED utilizados para la operación de pozos petroleros suelen tener capacidades de 10 a 125 kW.

Para mantener la presión del yacimiento, se utilizan unidades de bombeo sumergibles especiales, equipadas con PED de 500 kW. La tensión de alimentación en el SEM oscila entre 350 y 2000 V. A tensiones elevadas es posible reducir proporcionalmente la corriente al transmitir la misma potencia, y esto permite reducir la sección de los conductores de los cables y, en consecuencia, las dimensiones transversales de la instalación. Esto es especialmente importante para los motores de alta potencia. Deslizamiento nominal del rotor SEM: del 4 al 8,5 %, eficiencia: del 73 al 84 %, temperaturas ambientales admisibles: hasta 100 °C.

Se genera mucho calor durante el funcionamiento del PED, por lo que se requiere refrigeración para el funcionamiento normal del motor. Tal enfriamiento se crea debido al flujo continuo de fluido de formación a través del espacio anular entre la carcasa del motor y la sarta de revestimiento. Por esta razón, los depósitos de cera en la tubería durante el funcionamiento de la bomba siempre son significativamente menores que durante otros métodos de funcionamiento.

En condiciones de producción, se produce un apagón temporal de las líneas eléctricas por tormenta eléctrica, rotura de cables, por formación de hielo, etc. Esto provoca la parada de la UTSEN. En este caso, bajo la influencia de la columna de líquido que fluye desde la tubería a través de la bomba, el eje de la bomba y el estator comienzan a girar en dirección opuesta. Si en este momento se restablece el suministro eléctrico, el SEM comenzará a girar hacia adelante, venciendo la fuerza de inercia de la columna de líquido y las masas giratorias.

Las corrientes de arranque en este caso pueden exceder los límites permitidos y la instalación fallará. Para evitar que esto suceda, se instala una válvula de retención de bola en la parte de descarga del PTSEN, que evita que el líquido se drene de la tubería.

La válvula de retención generalmente se encuentra en el cabezal de la bomba. La presencia de una válvula de retención complica el ascenso de la tubería cuando trabajo de reparación ah, ya que en este caso se levantan los caños y se desenroscan con liquido. Además, es peligroso en términos de fuego. Para evitar tales fenómenos, se hace una válvula de drenaje en un acoplamiento especial sobre la válvula de retención. En principio, la válvula de drenaje es un acoplamiento, en cuya pared lateral se inserta horizontalmente un tubo corto de bronce, sellado desde el extremo interior. Antes de levantar, se lanza un dardo de metal corto en el tubo. El golpe del dardo rompe el tubo de bronce, por lo que se abre el orificio lateral del manguito y se drena el líquido del tubo.

También se han desarrollado otros dispositivos para el drenaje del líquido, que se instalan encima de la válvula de retención PTSEN. Estos incluyen los llamados apuntadores, que permiten medir la presión anular en la profundidad de descenso de la bomba con un manómetro de fondo de pozo bajado en la tubería y establecer comunicación entre el espacio anular y la cavidad de medición del manómetro.

Cabe señalar que los motores son sensibles al sistema de enfriamiento, que se crea por el flujo de fluido entre la sarta de revestimiento y el cuerpo SEM. La velocidad de este flujo y la calidad del líquido afectan el régimen de temperatura del SEM. Se sabe que el agua tiene una capacidad calorífica de 4,1868 kJ/kg-°C, mientras que el aceite puro tiene 1,675 kJ/kg-°C. Por lo tanto, cuando se bombea la producción de pozos con agua, las condiciones para enfriar el SEM son mejores que cuando se bombea aceite limpio, y su sobrecalentamiento provoca fallas en el aislamiento y fallas en el motor. Por tanto, las cualidades aislantes de los materiales utilizados afectan a la duración de la instalación. Se sabe que la resistencia al calor de algunos aislamientos utilizados para los devanados de los motores ya se ha llevado hasta los 180 °C y las temperaturas de funcionamiento hasta los 150 °C. Para controlar la temperatura se han desarrollado sensores de temperatura eléctricos simples que transmiten información sobre la temperatura del SEM a la estación de control a través de un cable eléctrico de potencia sin el uso de un núcleo adicional. Hay dispositivos similares disponibles para transmitir información constante sobre la presión en la entrada de la bomba a la superficie. En caso de condiciones de emergencia, la estación de control apaga automáticamente el SEM.

El SEM funciona con electricidad a través de un cable de tres hilos, que se baja al pozo en paralelo con la tubería. El cable se sujeta a la superficie exterior de la tubería con correas de metal, dos para cada tubería. El cable trabaja en condiciones difíciles. Su parte superior está en un ambiente gaseoso, a veces bajo una presión importante, la parte inferior está en aceite y está sujeta a una presión aún mayor. Al bajar y subir la bomba, especialmente en pozos desviados, el cable está sujeto a fuertes esfuerzos mecánicos (abrazaderas, rozamientos, atascos entre sarta y tubería, etc.). El cable transmite electricidad a altos voltajes. El uso de motores de alto voltaje permite reducir la corriente y por lo tanto el diámetro del cable. Sin embargo, el cable para alimentar un motor de alto voltaje también debe tener un aislamiento más confiable y, a veces, más grueso. Todos los cables utilizados para UPTsEN están cubiertos con una cinta elástica de acero galvanizado en la parte superior para protegerlos contra daños mecánicos. La necesidad de colocación de cables. Superficie exterior PTSEN reduce las dimensiones de este último. Por lo tanto, se coloca un cable plano a lo largo de la bomba, que tiene un grosor de aproximadamente 2 veces menos que el diámetro de uno redondo, con las mismas secciones de núcleos conductores.

Todos los cables utilizados para UTSEN se dividen en redondos y planos. Los cables redondos tienen caucho (caucho resistente al aceite) o aislamiento de polietileno, que se muestra en el cifrado: KRBK significa cable redondo de caucho blindado o KRBP - cable plano blindado de caucho. Cuando se usa aislamiento de polietileno en el cifrado, en lugar de la letra P, se escribe P: KPBK, para un cable redondo y KPBP, para uno plano.

El cable redondo se une a la tubería y el cable plano se une solo a los tubos inferiores de la sarta de tubería ya la bomba. La transición de un cable redondo a un cable plano se empalma mediante vulcanización en caliente en moldes especiales, y si dicho empalme es de mala calidad, puede servir como fuente de fallas y fallas en el aislamiento. Recientemente, están cambiando solo a cables planos que van desde el SEM a lo largo de la sarta de tubería hasta la estación de control. Sin embargo, la fabricación de tales cables es más difícil que la de los redondos (Tabla 11.1).

Hay algunos otros tipos de cables con aislamiento de polietileno que no se mencionan en la tabla. Los cables con aislamiento de polietileno son entre un 26 y un 35 % más ligeros que los cables con aislamiento de goma. Los cables con aislamiento de caucho están diseñados para uso a una tensión nominal de corriente eléctrica no superior a 1100 V, a temperaturas ambiente de hasta 90 °C y presión de hasta 1 MPa. Los cables con aislamiento de polietileno pueden operar a voltajes de hasta 2300 V, temperaturas de hasta 120 °C y presiones de hasta 2 MPa. Estos cables son más resistentes al gas ya la alta presión.

Todos los cables están blindados con cinta de acero galvanizado corrugado para mayor resistencia.

Los devanados primarios de los transformadores y autotransformadores trifásicos siempre están diseñados para la tensión de la red comercial, es decir, 380 V, a la que se conectan a través de las estaciones de control. Los devanados secundarios están diseñados para la tensión de funcionamiento del motor respectivo al que están conectados por cable. Estos voltajes operativos en varios PED varían de 350 V (PED10-103) a 2000 V (PED65-117; PED125-138). Para compensar la caída de voltaje en el cable del devanado secundario, se hacen 6 tomas (en un tipo de transformador hay 8 tomas), que le permiten ajustar el voltaje en los extremos del devanado secundario cambiando los puentes. Cambiar el puente en un paso aumenta el voltaje de 30 a 60 V, según el tipo de transformador.

Todos los transformadores y autotransformadores no llenos de aceite y enfriados por aire están cubiertos con una carcasa de metal y están diseñados para instalarse en un lugar protegido. Están equipados con una instalación subterránea, por lo que sus parámetros corresponden a este SEM.

Recientemente, los transformadores se han generalizado, ya que esto le permite controlar continuamente la resistencia del devanado secundario del transformador, el cable y el devanado del estator del SEM. Cuando la resistencia de aislamiento cae al valor establecido (30 kOhm), la unidad se apaga automáticamente.

Con autotransformadores que tienen una conexión eléctrica directa entre los devanados primario y secundario, dicho control de aislamiento no puede llevarse a cabo.

Los transformadores y autotransformadores tienen una eficiencia de alrededor del 98 - 98,5%. Su masa, según la potencia, va de 280 a 1240 kg, dimensiones de 1060 x 420 x 800 a 1550 x 690 x 1200 mm.

El funcionamiento de la UPTsEN es controlado por la estación de control PGH5071 o PGH5072. Además, la estación de control PGH5071 se utiliza para la fuente de alimentación del autotransformador del SEM, y PGH5072, para el transformador. Las estaciones PGH5071 proporcionan un apagado instantáneo de la instalación cuando los elementos portadores de corriente se cortocircuitan a tierra. Ambas estaciones de control brindan las siguientes posibilidades para monitorear y controlar el funcionamiento de la UTSEN.

1. Encendido y apagado manual y automático (remoto) de la unidad.

2. Encendido automático de la instalación en el modo de arranque automático después de la restauración del suministro de voltaje en la red de campo.

3. Operación automática instalaciones en modo periódico (bombeo, acumulación) según programa establecido con un tiempo total de 24 horas.

4. Encendido y apagado automático de la unidad dependiendo de la presión en el colector de descarga cuando sistemas automatizados recolección grupal de petróleo y gas.

5. Parada instantánea de la instalación en caso de cortocircuitos y sobrecargas en la intensidad de corriente superior en un 40% a la corriente normal de funcionamiento.

6. Apagado a corto plazo de hasta 20 s cuando el SEM está sobrecargado en un 20 % del valor nominal.

7. Parada de corta duración (20 s) en caso de fallo del suministro de fluido a la bomba.

Las puertas del gabinete de la estación de control están enclavadas mecánicamente con un bloque de interruptores. Existe una tendencia hacia el cambio a estaciones de control selladas herméticamente sin contacto con elementos semiconductores que, como ha demostrado la experiencia, son más confiables y no se ven afectadas por el polvo, la humedad y las precipitaciones.

Las estaciones de control están diseñadas para instalarse en habitaciones tipo cobertizo o debajo de un dosel (en las regiones del sur) a una temperatura ambiente de -35 a +40 °C.

La masa de la estación es de unos 160 kg. Dimensiones 1300 x 850 x 400 mm. El conjunto de entrega de UPTsEN incluye un tambor con un cable, cuya longitud la determina el cliente.

Durante la operación del pozo, por razones tecnológicas, se debe cambiar la profundidad de la suspensión de la bomba. Para no cortar o amontonar el cable con tales cambios de suspensión, la longitud del cable se toma de acuerdo con la profundidad máxima de suspensión de una bomba dada y, a profundidades menores, se deja el exceso en el tambor. El mismo tambor se usa para enrollar el cable cuando se levanta el PTSEN de los pozos.

Con una profundidad de suspensión constante y condiciones de bombeo estables, el extremo del cable se mete en la caja de conexiones y no se necesita un tambor. En tales casos, durante las reparaciones, se utiliza un tambor especial en un carro de transporte o en un trineo de metal con accionamiento mecánico para tirar constante y uniformemente del cable extraído del pozo y enrollarlo en el tambor. Cuando la bomba se baja de dicho tambor, el cable se alimenta uniformemente. El tambor es accionado eléctricamente con marcha atrás y fricción para evitar tensiones peligrosas. En las empresas productoras de petróleo con una gran cantidad de ESP, se utiliza una unidad de transporte especial ATE-6 basada en el vehículo todo terreno de carga KaAZ-255B para transportar un tambor de cable y otros equipos eléctricos, incluidos un transformador, una bomba, un motor y un sistema hidráulico. unidad de proteccion

Para cargar y descargar el tambor, la unidad está equipada con direcciones de plegado para hacer rodar el tambor sobre la plataforma y un cabrestante con una fuerza de tracción en la cuerda de 70 kN. La plataforma también cuenta con una grúa hidráulica con una capacidad de elevación de 7,5 kN con un alcance de 2,5 m.

Los accesorios de cabeza de pozo típicos equipados para la operación PTSEN (Figura 5) consisten en un travesaño 1, que se atornilla a la sarta de revestimiento.

Figura 5 - Accesorios de cabeza de pozo equipados con PTSEN

La cruz tiene un inserto desmontable 2, que toma la carga de la tubería. Se aplica un sello hecho de caucho resistente al aceite 3 al revestimiento, que se presiona con una brida dividida 5. La brida 5 se presiona mediante pernos contra la brida de la cruz y sella la salida del cable 4.

Los accesorios permiten la eliminación de gas anular a través de la tubería 6 y la válvula de retención 7. Los accesorios se ensamblan a partir de unidades unificadas y llaves de paso. Es relativamente fácil de reconstruir para equipos de cabeza de pozo cuando se opera con bombas de varillas de bombeo.

Área de aplicación ESP- son pozos inclinados, profundos e irrigados de alto caudal con un caudal de 10 ¸ 1300 m 3 /día y una altura de elevación de 500 ¸ 2000 m. período de revisión ESP hasta 320 días o más.

Unidades de bombas centrífugas sumergibles en tipos de diseño modular. UETsNM y UETsNMK están diseñados para bombear productos de pozos petroleros que contienen petróleo, agua, gas e impurezas mecánicas. Ajustes de tipo UETsNM tener la ejecución habitual, y el tipo UETsNMK- resistente a la corrosión.

La instalación (Fig. 24) consta de una unidad de bombeo sumergible, una línea de cable bajada al pozo en la tubería y equipo eléctrico de tierra (subestación transformadora).

La unidad de bombeo sumergible incluye un motor (un motor eléctrico con protección hidráulica) y una bomba, encima de la cual se instala una válvula de retención y drenaje.

Dependiendo de la dimensión transversal máxima de la unidad sumergible, las instalaciones se dividen en tres grupos condicionales: 5; 5A y 6:

- las instalaciones del grupo 5 con una dimensión transversal de 112 mm se utilizan en pozos con una sarta de revestimiento con un diámetro interno de al menos 121,7 mm;

- instalaciones del grupo 5A con una dimensión transversal de 124 mm - en pozos con un diámetro interno de al menos 130 mm;

- instalaciones del grupo 6 con una dimensión transversal de 140,5 mm - en pozos con un diámetro interno de al menos 148,3 mm.

Condiciones de aplicabilidad ESP para medios bombeados: líquido con un contenido de impurezas mecánicas no superior a 0,5 g/l, gas libre en la entrada de la bomba no superior al 25 %; sulfuro de hidrógeno no más de 1,25 g/l; agua no más del 99%; el valor de pH (pH) del agua de formación está dentro de 6¸8.5. La temperatura en la zona donde se encuentra el motor eléctrico no supera los +90°C (versión especial resistente al calor hasta +140°C).

Ejemplo de cifrado de instalación − UETsNMK 5-125-1300 significa: UETsNMK— instalación de una electrobomba centrífuga modular y resistente a la corrosión; 5 - grupo de bombas; 125 - suministro, m 3 / día; 1300 - presión desarrollada, m de agua. Arte.

En la fig. 24 muestra un diagrama de instalación de bombas centrífugas sumergibles en un diseño modular, que representa una nueva generación de equipos de este tipo, que le permite seleccionar individualmente el diseño óptimo de la instalación para pozos de acuerdo con sus parámetros de un pequeño número de módulos intercambiables.

Las instalaciones (en la Fig. 24, el esquema de NPO "Borets", Moscú) aseguran la selección óptima de la bomba para el pozo, lo que se logra mediante la presencia de una gran cantidad de presiones para cada suministro. El paso de presión de las instalaciones es de 50¸100 a 200¸250 m, según el suministro, en los intervalos indicados en la Tabla. 7 datos básicos de configuración.

Tabla 7

Nombre de las instalaciones	Diámetro mínimo (interno) de la cadena de producción, mm	Dimensión transversal de la instalación, mm	Alimentación m 3 / día		Potencia del motor, kW	Tipo de separador de gases
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETSNM5A-160
UETSNM5A-250
UETsNMK5-250
UETSNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144,3 o 148,3	137 o 140,5
UETsNM6-1000

Producido en masa ESP tienen una longitud de 15,5 a 39,2 my un peso de 626 a 2541 kg, dependiendo del número de módulos (secciones) y sus parámetros.

En instalaciones modernas se pueden incluir de 2 a 4 módulos-secciones. Se inserta un paquete de pasos en la carcasa de la sección, que son impulsores y paletas guía ensambladas en el eje. El número de pasos va desde 152¸393. El módulo de entrada representa la base de la bomba con orificios de entrada y un filtro de malla a través del cual el fluido del pozo ingresa a la bomba. En la parte superior de la bomba hay un cabezal de pesca con una válvula de retención, a la que se conecta la tubería.

Bomba ( ETsNM)— Diseño vertical multietapa modular centrífugo sumergible.

Las bombas también se dividen en tres grupos condicionales: 5; 5A y 6. Diámetros de caja del grupo 5¸92 mm, grupo 5A - 103 mm, grupo 6 - 114 mm.

La sección modular de la bomba (Fig. 25) consta de una carcasa 1 , eje 2 , paquetes de pasos (impulsores - 3 y paletas guía 4 ), cojinete superior 5 , cojinete inferior 6 , soporte axial superior 7 , cabezas 8 , motivos 9 , dos bordes 10 (sirven para proteger el cable de daños mecánicos) y anillos de goma 11 , 12 , 13 .

Los impulsores se mueven libremente a lo largo del eje en dirección axial y su movimiento está limitado por las paletas de guía inferior y superior. La fuerza axial del impulsor se transmite al anillo de textolita inferior y luego al hombro de la paleta guía. Parcialmente, la fuerza axial se transfiere al eje debido a la fricción de la rueda sobre el eje o la adherencia de la rueda al eje debido a la deposición de sales en el hueco o la corrosión de los metales. El par se transmite del eje a las ruedas mediante una chaveta de latón (L62), que se incluye en la ranura del impulsor. La llave está ubicada a lo largo de todo el conjunto de la rueda y consta de segmentos de 400-1000 mm de largo.

Los álabes guía están articulados entre sí a lo largo de las piezas periféricas, en la parte inferior de la carcasa descansan todos sobre el cojinete inferior 6 (Fig. 25) y base 9 , y desde arriba a través de la carcasa del cojinete superior se sujetan en la carcasa.

Los impulsores y las paletas guía de las bombas estándar están hechos de fundición gris modificada y poliamida modificada por radiación, las bombas resistentes a la corrosión están hechas de fundición TsN16D71KhSh modificada del tipo "niresist".

Los ejes de los módulos de sección y los módulos de entrada para bombas convencionales están hechos de acero combinado de alta resistencia resistente a la corrosión OZKh14N7V y están marcados con "NZh" al final "M".

Se unifican los ejes de las secciones modulares de todos los grupos de bombas, que tienen las mismas longitudes de carcasa de 3, 4 y 5 m.

Los ejes de los módulos de sección están interconectados, un módulo de sección está conectado al eje del módulo de entrada (o un eje del separador de gases), el eje del módulo de entrada está conectado al eje de hidroprotección del motor por medio de acoplamientos estriados.

La conexión de los módulos entre sí y del módulo de entrada con el motor está embridada. El sellado de las conexiones (excepto la conexión del módulo de entrada con el motor y el módulo de entrada con el separador de gases) se realiza con anillos de goma.

Para bombear fluido de formación que contenga más del 25% (hasta el 55%) de gas libre en la rejilla del módulo de entrada de la bomba, se conecta un módulo de bombeo - separador de gas a la bomba (Fig. 26).

Arroz. 26. Separador de gases:

1 - cabeza; 2 - traductor; 3 - separador; 4 - marco; 5 - eje; 6 - celosía; 7 - aparato de guía; 8 - Rueda de trabajo; 9 - barrena; 10 - cojinete; 11 ‑ base

El separador de gases se instala entre el módulo de entrada y el módulo de sección. Los separadores de gases más eficientes son los de tipo centrífugo, en los que las fases se separan en el campo de las fuerzas centrífugas. En este caso, el líquido se concentra en la parte periférica y el gas se concentra en la parte central del separador de gases y se expulsa al anular. Los separadores de gases de la serie MNG tienen un caudal límite de 250¸500 m 3 /día, un factor de separación del 90% y un peso de 26 a 42 kg.

El motor de la unidad de bombeo sumergible consta de un motor eléctrico y una protección hidráulica. Los motores eléctricos (Fig. 27) son versiones convencionales y resistentes a la corrosión sumergibles trifásicos de dos polos con cortocircuito en aceite de la serie unificada de PEDU y en la versión habitual de la serie PED de modernización L. Presión hidrostática en el área de operación no es más de 20 MPa. Potencia nominal de 16 a 360 kW, tensión nominal 530¸2300 V, corriente nominal 26¸122,5 A.

Arroz. 27. Motor eléctrico serie PEDU:

1 - acoplamiento; 2 - tapa; 3 - cabeza; 4 - talón; 5 - cojinete de empuje; 6 - tapa de entrada de cables; 7 - corcho; 8 – bloque de entrada de cables; 9 - rotor; 10 - estator; 11 – filtro; 12 - base

La hidroprotección (Fig. 28) de los motores SEM está diseñada para evitar la penetración del fluido de formación en la cavidad interna del motor eléctrico, para compensar los cambios en el volumen de aceite en la cavidad interna debido a la temperatura del motor eléctrico y para transferir par desde el eje del motor eléctrico al eje de la bomba.

Arroz. 28. Impermeabilización:

A- de tipo abierto; b- tipo cerrado

A- cámara superior; B- leva abajo;

1 - cabeza; 2 – sello final; 3 – pezón superior; 4 - marco; 5 - pezón medio; 6 - eje; 7 - pezón inferior; 8 - base; 9 - tubo de conexión; 10 - diafragma

La hidroprotección consta de un protector o de un protector y un compensador. Hay tres versiones de la hidroprotección.

El primero consta de protectores P92, PK92 y P114 (tipo abierto) de dos cámaras. La cámara superior se llena con un líquido de barrera pesado (densidad de hasta 2 g/cm 3 , inmiscible con el fluido de formación y el aceite), la cámara inferior se llena con aceite MA-PED, que es el mismo que la cavidad del motor eléctrico. . Las cámaras están comunicadas por un tubo. Los cambios en los volúmenes del líquido dieléctrico en el motor son compensados ​​por la transferencia del líquido de barrera en la protección hidráulica de una cámara a otra.

El segundo consta de protectores P92D, PK92D y P114D (tipo cerrado), en los que se utilizan diafragmas de goma, cuya elasticidad compensa el cambio en el volumen del líquido dieléctrico en el motor.

La tercera - protección hidráulica 1G51M y 1G62 consta de un protector colocado encima del motor eléctrico y un compensador fijado en la parte inferior del motor eléctrico. El sistema de sello mecánico brinda protección contra el ingreso de fluido de formación a lo largo del eje hacia el motor eléctrico. La potencia transmitida de la protección hidráulica es de 125¸250 kW, el peso es de 53¸59 kg.

El sistema termomanométrico TMS - 3 está diseñado para controlar automáticamente el funcionamiento de una bomba centrífuga sumergible y protegerla de modos de operación anormales (a presión reducida en la entrada de la bomba y temperatura elevada del motor sumergible) durante la operación del pozo. Hay partes subterráneas y terrestres. Rango de presión controlada de 0 a 20 MPa. El rango de temperatura de funcionamiento es de 25 a 105 °C.

Peso total 10,2 kg (ver Fig. 24).

La línea de cable es un conjunto de cable enrollado en un tambor de cable.

El conjunto de cables consta del cable principal - PKBK redondo (cable, aislamiento de polietileno, blindado, redondo) o plano - KPBP (Fig. 29), un cable plano unido a él con un manguito de entrada de cable (cable de extensión con manguito).

Arroz. 29. Cables:

A- redondo; b- departamento; 1 - vivido; 2 - aislamiento; 3 - caparazón; 4 - almohada; 5 - armadura

El cable consta de tres núcleos, cada uno de los cuales tiene una capa de aislamiento y una cubierta; cojines de tela engomado y armadura. Tres núcleos aislados de un cable redondo se retuercen a lo largo de una línea helicoidal, y los núcleos de un cable plano se colocan en paralelo en una fila.

El cable KFSB con aislamiento de fluoroplástico está diseñado para funcionar a temperaturas ambiente de hasta +160 °C.

El conjunto de cables tiene un prensaestopas unificado K38 (K46) de tipo redondo. En la carcasa metálica del acoplamiento, los núcleos aislados del cable plano están sellados herméticamente con un sello de goma.

Las orejetas enchufables están unidas a los cables conductores.

El cable redondo tiene un diámetro de 25 a 44 mm. El tamaño del cable plano es de 10,1x25,7 a 19,7x52,3 mm. Longitud nominal del edificio 850, 1000¸1800m.

Los dispositivos completos del tipo ShGS5805 proporcionan encendido y apagado de motores sumergibles, control remoto desde la sala de control y control de programa, operación en modo manual y automático, apagado en caso de sobrecarga y desviación de la tensión de red por encima del 10 % o por debajo del 15 %. del control nominal, de corriente y de tensión, así como una señalización luminosa exterior de parada de emergencia (incluso con sistema termométrico incorporado).

Subestación transformadora integrada para bombas sumergibles - KTPPN está diseñada para suministrar electricidad y proteger los motores eléctricos de bombas sumergibles de pozos individuales con una capacidad de 16¸125 kW inclusive. Calificado Alto voltaje 6 o 10 kV, límites de regulación de media tensión de 1208 a 444 V (transformador TMPN100) y de 2406 a 1652 V (TMPN160). Peso con transformador 2705 kg.

La subestación de transformación completa KTPPNKS está diseñada para el suministro de energía, control y protección de cuatro electrobombas centrífugas con motores eléctricos de 16¸125 kW para la producción de petróleo en grupos de pozos, suministro de energía para hasta cuatro motores eléctricos de unidades de bombeo y pantógrafos móviles durante los trabajos de reparación. KTPPNKS está diseñado para su uso en las condiciones del Extremo Norte y Siberia Occidental.

El set de entrega de la instalación incluye: una bomba, un conjunto de cables, un motor, un transformador, una subestación transformadora completa, un dispositivo completo, un separador de gases y un juego de herramientas.