Saya sudah lama bermimpi untuk menulis di atas kertas (mencetak di komputer) semua yang saya ketahui tentang ESP.
Saya akan mencoba memberi tahu Anda dalam bahasa yang sederhana dan mudah dipahami tentang Instalasi Pompa Sentrifugal Listrik - alat utama yang menghasilkan 80% dari seluruh minyak di Rusia.

Entah bagaimana ternyata saya telah terhubung dengan mereka sepanjang masa dewasa saya. Pada usia lima tahun ia mulai bepergian bersama ayahnya ke sumur. Pada usia sepuluh tahun dia dapat memperbaiki stasiun mana pun sendiri, pada usia dua puluh empat tahun dia menjadi insinyur di perusahaan tempat stasiun tersebut diperbaiki, pada usia tiga puluh dia menjadi wakil direktur jenderal di tempat pembuatannya. Ada banyak sekali pengetahuan mengenai hal ini - Saya tidak keberatan berbagi, terutama karena banyak sekali orang yang selalu bertanya kepada saya tentang ini atau itu terkait dengan pompa saya. Secara umum, agar tidak mengulangi hal yang sama berkali-kali dengan kata yang berbeda, saya akan menulisnya sekali, lalu saya akan mengikuti ujian;). Ya! Akan ada perosotan... tanpa perosotan tidak akan ada jalan.

Apa itu.
ESP merupakan instalasi pompa sentrifugal elektrik alias rodless pump alias ESP alias itu tongkat dan drum. ESP persis seperti itu (feminin)! Meski terdiri dari mereka (laki-laki). Ini adalah hal yang istimewa dengan bantuan para pekerja minyak yang gagah berani (atau lebih tepatnya pekerja jasa pekerja minyak) mengekstraksi cairan formasi dari bawah tanah - inilah yang kami sebut mulyaka, yang kemudian (setelah menjalani pemrosesan khusus) disebut dengan segala macam kata-kata menarik seperti URAL atau BRENT. Ini adalah peralatan yang sangat kompleks, untuk membuatnya Anda memerlukan pengetahuan ahli metalurgi, pekerja logam, mekanik, ahli listrik, insinyur elektronik, hidrolika, insinyur kabel, pekerja minyak, dan bahkan sedikit ginekolog dan proktologis. Hal ini cukup menarik dan tidak biasa, meskipun ditemukan bertahun-tahun yang lalu dan tidak banyak berubah sejak saat itu. Pada umumnya, ini adalah unit pemompaan biasa. Yang tidak biasa darinya adalah ia tipis (yang paling umum ditempatkan di sumur dengan diameter dalam 123 mm), panjang (ada instalasi yang panjangnya 70 meter) dan bekerja dalam kondisi kotor sehingga kurang lebih mekanisme yang rumit seharusnya tidak ada sama sekali.

Jadi, setiap ESP berisi komponen-komponen berikut:

ESP (pompa sentrifugal listrik) adalah unit utama - semua unit lainnya melindungi dan menyediakannya. Pompa mendapatkan hasil maksimal - tetapi ia melakukan pekerjaan utama - mengangkat cairan - begitulah umurnya. Pompa terdiri dari bagian-bagian, dan bagian-bagian tersebut terdiri dari tahapan. Semakin banyak tahapan, semakin besar tekanan yang dihasilkan pompa. Semakin besar stage itu sendiri, semakin besar pula laju alirannya (jumlah cairan yang dipompa per satuan waktu). Semakin besar laju aliran dan tekanan, semakin banyak energi yang dikonsumsi. Semuanya saling berhubungan. Selain laju aliran dan tekanan, pompa juga berbeda dalam ukuran dan desain - standar, tahan aus, tahan korosi, tahan korosi aus, sangat, sangat tahan korosi.

SEM (motor listrik submersible) Motor listrik merupakan unit utama kedua - memutar pompa - mengkonsumsi energi. Ini adalah motor listrik asinkron (elektrik) biasa - hanya saja tipis dan panjang. Mesin memiliki dua parameter utama - tenaga dan ukuran. Dan sekali lagi, ada versi yang berbeda: standar, tahan panas, tahan korosi, terutama tahan panas, dan umumnya tidak dapat dihancurkan (seolah-olah). Mesin diisi dengan oli khusus, yang selain melumasi, juga mendinginkan mesin dan sangat mengimbangi tekanan yang diberikan pada mesin dari luar.

Pelindung (juga disebut pelindung hidrolik) adalah sesuatu yang berdiri di antara pompa dan mesin - pertama, membagi rongga mesin yang berisi oli dari rongga pompa yang berisi cairan formasi, sekaligus mentransmisikan putaran, dan kedua, memecahkan masalah. masalah menyamakan tekanan di dalam mesin dan di luar ( Secara umum, ada hingga 400 atm, yaitu sekitar sepertiga dari kedalaman Palung Mariana). Mereka datang dalam berbagai ukuran dan, sekali lagi, berbagai macam desain bla bla bla.

Kabel sebenarnya adalah kabel. Tembaga, tiga kawat... Itu juga lapis baja. Bisakah Anda bayangkan? Kabel lapis baja! Tentu saja, ia tidak akan tahan terhadap tembakan bahkan dari Makarov, tetapi ia akan tahan terhadap lima atau enam kali turun ke dalam sumur dan akan bekerja di sana untuk waktu yang cukup lama.
Armornya agak berbeda, dirancang lebih untuk gesekan daripada pukulan tajam - tapi tetap saja. Kabel tersedia dalam berbagai bagian (diameter inti), berbeda dalam pelindung (galvanis biasa atau baja tahan karat), dan juga tahan suhu. Ada kabel untuk 90, 120, 150, 200 bahkan 230 derajat. Artinya, ia dapat beroperasi tanpa batas waktu pada suhu dua kali lebih tinggi dari titik didih air (perhatikan - kami mengekstraksi sesuatu seperti minyak, dan tidak terbakar dengan baik - tetapi Anda memerlukan kabel dengan ketahanan panas lebih dari 200 derajat - dan hampir di semua tempat).

Pemisah gas (atau pendispersi-pemisah gas, atau hanya pendispersi, atau pemisah gas ganda, atau bahkan pendispersi-pemisah gas ganda). Sesuatu yang memisahkan gas bebas dari cairan... atau lebih tepatnya cairan dari gas bebas... singkatnya, ini mengurangi jumlah gas bebas di saluran masuk ke pompa. Seringkali, sangat sering, jumlah gas bebas di saluran masuk pompa cukup untuk membuat pompa tidak bekerja - kemudian mereka memasang semacam alat penstabil gas (saya mencantumkan namanya di awal paragraf). Jika tidak perlu memasang pemisah gas, mereka memasang modul input, tetapi bagaimana cairan bisa masuk ke pompa? Di Sini. Bagaimanapun, mereka memasang sesuatu.. Entah modul atau mesin gas.

TMS adalah sejenis penyetelan. Siapa yang menguraikannya - sistem termomanometri, telemetri... siapa yang tahu caranya. Itu benar (ini adalah nama lama - dari tahun 80-an yang lusuh) - sistem termomanometri, kami akan menyebutnya demikian - sistem ini hampir sepenuhnya menjelaskan fungsi perangkat - mengukur suhu dan tekanan - di sana - tepat di bawah - praktis di neraka.

Ada juga perangkat pelindung. Ini adalah katup periksa (yang paling umum adalah KOSH - katup periksa bola) - agar cairan tidak mengalir dari pipa ketika pompa dihentikan (menaikkan kolom cairan melalui pipa standar bisa memakan waktu beberapa jam - sayang sekali untuk saat ini). Dan ketika Anda perlu menaikkan pompa, katup ini menghalangi - sesuatu terus-menerus keluar dari pipa, mencemari segala sesuatu di sekitarnya. Untuk keperluan ini, ada katup knock-down (atau drain) KS - lucunya - yang rusak setiap kali diangkat dari sumur.

Semua peralatan ini digantung pada pipa pompa dan kompresor (tabung - pagar sangat sering dibuat darinya di kota-kota minyak). Digantung dalam urutan berikut:
Sepanjang tubing (2-3 kilometer) ada kabel, di atas CS, lalu KOSH, lalu ESP, lalu pompa bahan bakar (atau modul input), lalu pelindung, lalu SEM, dan bahkan turunkan TMS. Kabel membentang di sepanjang ESP, throttle, dan pelindung hingga ke kepala mesin. Eka. Semuanya dipersingkat. Jadi - dari atas ESP ke bawah TMS bisa 70 meter. dan sebuah poros melewati 70 meter ini, dan semuanya berputar... dan disekitarnya terdapat suhu tinggi, tekanan yang sangat besar, banyak kotoran mekanis, lingkungan yang korosif.. Pompa yang buruk...

Semua bagian, bagian panjangnya tidak lebih dari 9-10 meter (kalau tidak bagaimana cara memasukkannya ke dalam sumur?) Pemasangannya dipasang langsung di sumur: PED, kabel, pelindung, gas, bagian pompa, katup, pipa terpasang padanya.. Ya! Jangan lupa untuk memasangkan kabel pada segala sesuatunya menggunakan klem (seperti sabuk baja khusus). Semua ini dicelupkan ke dalam sumur dan bekerja di sana untuk waktu yang lama (saya harap). Untuk memberi daya pada semua ini (dan entah bagaimana mengendalikannya), trafo step-up (TMPT) dan stasiun kendali dipasang di tanah.

Ini adalah sesuatu yang digunakan untuk mengekstraksi sesuatu yang kemudian diubah menjadi uang (bensin, solar, plastik, dan sampah lainnya).

Mari kita coba mencari tahu cara kerjanya, cara melakukannya, cara memilih, dan cara menggunakannya.

Pemasangan ESP adalah sistem teknis yang kompleks dan, meskipun prinsip pengoperasian pompa sentrifugal sudah diketahui, ini adalah seperangkat elemen yang desainnya asli. Diagram skematik ESP ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 - Diagram skema ESP

Instalasi terdiri dari dua bagian: permukaan dan submersible. Bagian permukaan mencakup autotransformator 1, stasiun kendali 2, kadang-kadang drum kabel 3 dan peralatan kepala sumur 4. Bagian submersible mencakup tali pipa 5, di mana unit submersible diturunkan ke dalam sumur, kabel listrik tiga inti lapis baja 6, yang melaluinya tegangan suplai disuplai ke motor listrik submersible dan dihubungkan ke tali pipa dengan klem khusus 7. Unit submersible terdiri dari pompa sentrifugal multi-tahap 8, dilengkapi dengan layar penerima 9 dan katup periksa 10 Seringkali, instalasi submersible dilengkapi dengan katup pembuangan (11), yang melaluinya cairan dialirkan dari pipa ketika instalasi diangkat. Di bagian bawah, pompa diartikulasikan dengan unit pelindung hidrolik (pelindung) 12, yang selanjutnya diartikulasikan dengan motor listrik submersible 13. Di bagian bawah, motor listrik 13 memiliki kompensator 14.

1) Pompa sentrifugal submersible (Gambar 1.2) secara struktural merupakan serangkaian tahapan berdiameter kecil, yang terdiri dari impeler dan baling-baling pemandu yang ditempatkan di badan pompa (pipa).

Gambar 1.2 - Skema pompa listrik sentrifugal

Impeler yang terbuat dari bahan besi tuang, perunggu atau plastik dipasang pada poros pompa dengan cara digeser menggunakan kunci khusus. Bagian atas Rakitan impeler (poros pompa) memiliki kaki penyangga (bantalan geser) yang dipasang di rumah pompa. Setiap impeler bertumpu pada permukaan ujung baling-baling pemandu. Ujung bawah pompa memiliki rakitan bantalan yang terdiri dari bantalan kontak sudut. Rakitan bantalan diisolasi dari cairan yang dipompa dan dalam beberapa desain poros pompa disegel dengan segel khusus. Pompa sentrifugal submersible dibuat dalam bentuk bagian-bagian terpisah dengan jumlah tahapan yang banyak di setiap bagian (hingga 120), sehingga memungkinkan pompa dirakit dengan tekanan yang diperlukan. Industri dalam negeri memproduksi pompa standar dan tahan aus. Pompa tahan aus dirancang untuk memompa cairan dengan sejumlah kotoran mekanis dari sumur (ditunjukkan dalam paspor pompa). Setiap pompa sentrifugal submersible memiliki kode tersendiri yang mencerminkan diameter kolom, aliran, dan tekanan. Misalnya pompa ESP6-500-750 merupakan pompa sentrifugal elektrik untuk casing string dengan diameter 6, dengan debit optimal 500 m 3 /hari pada head 750 m.

Prinsip pengoperasian pompa dapat direpresentasikan sebagai berikut: cairan yang dihisap melalui filter penerima memasuki bilah impeler yang berputar, di bawah pengaruhnya ia memperoleh kecepatan dan tekanan. Untuk mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan, cairan yang keluar dari impeller diarahkan ke saluran-saluran tetap dengan penampang variabel peralatan kerja yang dihubungkan ke badan pompa, kemudian cairan yang keluar dari peralatan kerja memasuki impeller tahap berikutnya dan siklus. diulangi. Pompa sentrifugal dirancang untuk kecepatan putaran poros yang tinggi.

Semua jenis ESP memiliki paspor karakteristik kinerja(Gambar 1.3) berupa kurva ketergantungan (tekanan, suplai), (efisiensi, suplai), (konsumsi listrik, suplai). Ketergantungan tekanan pada suplai merupakan ciri utama pompa.

Gambar 1.3 - Karakteristik khas pompa sentrifugal submersible

• 2) Motor listrik submersible (SEM) - motor dengan desain khusus dan merupakan motor AC dua kutub asinkron dengan rotor sangkar tupai. Mesin diisi dengan oli dengan viskositas rendah, yang berfungsi melumasi bantalan rotor dan menghilangkan panas ke dinding rumah mesin, dicuci oleh aliran produk sumur. Ujung atas poros motor listrik digantung pada tumit geser. Rotor motor berbentuk bagian; bagian-bagian tersebut dirakit pada poros motor, terbuat dari pelat besi transformator dan memiliki alur di mana batang aluminium dimasukkan, dihubung pendek di kedua sisi bagian dengan cincin konduktif. Di antara bagian-bagian tersebut, poros bertumpu pada bantalan. Sepanjang keseluruhannya, poros motor listrik mempunyai lubang untuk sirkulasi oli di dalam mesin, yang juga dialirkan melalui alur stator. Ada filter oli di bagian bawah mesin. Bagian stator dipisahkan oleh paket non-magnetik yang berisi bantalan radial pendukung. Ujung bawah poros juga dipasang pada bantalan. Panjang dan diameter mesin menentukan tenaganya. Kecepatan putaran poros motor tergantung pada frekuensi arus; pada frekuensi AC 50 Hz, kecepatan sinkronnya 3000 rpm. Motor listrik submersible diberi tanda yang menunjukkan daya (dalam kW) dan diameter luar rumahan (mm), misalnya PED 65-117 adalah motor listrik submersible dengan daya 65 kW dan diameter luar 117 mm. Daya motor listrik yang dibutuhkan bergantung pada aliran dan tekanan pompa sentrifugal submersible dan bisa mencapai ratusan kW.
• 3) Unit pelindung hidrolik terletak di antara pompa dan motor dan dirancang untuk melindungi motor listrik dari masuknya produk yang dipompa ke dalamnya dan untuk melumasi bantalan kontak sudut pompa (jika perlu). Volume utama unit proteksi hidrolik, yang dibentuk oleh kantong elastis, diisi dengan oli cair. Melalui katup periksa, permukaan luar kantong merasakan tekanan sumur produksi pada kedalaman penurunan unit submersible. Jadi, di dalam kantong elastis berisi minyak cair, tekanannya sama dengan tekanan pencelupan. Untuk menciptakan tekanan berlebih di dalam tas ini, terdapat turbin pada poros tapak. Minyak cair melalui sistem saluran di bawah tekanan berlebih memasuki rongga internal motor listrik, yang mencegah produk sumur masuk ke motor listrik.
• 4) Kompensator dirancang untuk mengkompensasi volume oli di dalam mesin ketika rezim suhu motor listrik berubah (pemanasan dan pendinginan) dan merupakan kantong elastis berisi oli cair dan terletak di dalam rumahan. Badan kompensator mempunyai lubang-lubang yang menghubungkan permukaan luar kantong dengan sumur. Rongga bagian dalam tas dihubungkan ke motor listrik, dan rongga luar dihubungkan ke sumur. Saat oli mendingin, volumenya berkurang, dan cairan sumur, melalui lubang di rumah kompensator, memasuki celah antara permukaan luar kantong dan dinding bagian dalam rumah kompensator, sehingga menciptakan kondisi untuk pengisian penuh rongga internal. motor listrik submersible dengan oli. Ketika oli di motor listrik memanas, volumenya meningkat dan oli mengalir ke rongga bagian dalam kantong kompensator; dalam hal ini, cairan sumur dari celah antara permukaan luar kantong dan permukaan bagian dalam wadah diperas melalui lubang-lubang ke dalam sumur. Semua rumah elemen unit submersible dihubungkan satu sama lain melalui flensa dengan kancing. Poros pompa submersible, unit pelindung hidraulik, dan motor listrik submersible dihubungkan satu sama lain melalui kopling splined. Dengan demikian, unit submersible ESP adalah seperangkat perangkat listrik, mekanik, dan hidrolik kompleks dengan keandalan tinggi, yang membutuhkan personel berkualifikasi tinggi.
• 5) Katup periksa terletak di kepala pompa dan dirancang untuk mencegah cairan mengalir melalui pompa dari rangkaian pipa ketika unit submersible dihentikan. Penghentian unit submersible terjadi karena berbagai alasan: pemadaman listrik karena kecelakaan pada saluran listrik; shutdown karena aktivasi proteksi motor; shutdown selama operasi berkala, dll. Ketika unit submersible dihentikan (tidak diberi energi), kolom cairan dari pipa mulai mengalir melalui pompa ke dalam sumur, memutar poros pompa (dan juga poros motor submersible) ke arah yang berlawanan. Jika pasokan listrik dipulihkan selama periode ini, motor mulai berputar ke arah depan, mengatasi gaya yang sangat besar. Arus start motor pada saat ini dapat melebihi batas yang diperbolehkan, dan jika proteksi tidak berfungsi maka motor listrik akan mati. Untuk mencegah fenomena ini dan mengurangi downtime sumur, pompa submersible dilengkapi dengan check valve. Di sisi lain, keberadaan check valve saat mengangkat unit submersible tidak memungkinkan cairan mengalir dari tali pipa. Instalasi diangkat ketika tali pipa diisi dengan produk sumur, yang dituangkan ke kepala sumur, menciptakan kondisi kerja yang sangat sulit bagi tim perbaikan bawah tanah dan melanggar semua kondisi untuk memastikan keselamatan jiwa, kebakaran dan perlindungan lingkungan, yang tidak dapat diterima. . Oleh karena itu, pompa submersible dilengkapi dengan katup pembuangan. peralatan tata ruang yang baik
• 6) Katup pembuangan ditempatkan dalam kopling khusus yang menghubungkan pipa-pipa pompa-kompresor dan, biasanya, berupa tabung perunggu, salah satu ujungnya disegel, dan ujung lainnya, ujung terbuka, dimasukkan ke dalam kopling dari di dalam. Katup pembuangan terletak secara horizontal dalam kaitannya dengan tali pipa vertikal. Jika instalasi perlu diangkat dari sumur, beban kecil dijatuhkan ke dalam tali pipa, yang memutuskan tabung perunggu dari katup pembuangan, dan cairan dari pipa dialirkan ke dalam annulus selama pengangkatan.
• 6) Kabel listrik dirancang untuk menyuplai daya ke terminal motor submersible. Kabelnya terdiri dari tiga inti, dengan insulasi inti karet atau polietilen dan dilapisi dengan pelindung logam di atasnya. Pelindung permukaan kabel dilakukan dengan pita berprofil baja galvanis, yang mencegah konduktor pembawa arus dari kerusakan mekanis selama penurunan dan pendakian instalasi. Tersedia kabel bulat dan datar. Kabel datar memiliki dimensi radial yang lebih kecil. Kabel dienkripsi sebagai berikut: KRBK, KRBP - kabel dengan insulasi karet, lapis baja, bulat; kabel dengan isolasi karet, lapis baja, datar. Konduktor tembaga, dengan bagian berbeda. Kabel dipasang pada tali pipa di dua tempat: di atas kopling dan di bawah kopling. Saat ini, kabel dengan insulasi polietilen banyak digunakan.
• 7) Autotransformator dirancang untuk meningkatkan tegangan yang disuplai ke terminal motor listrik submersible. Tegangan listrik adalah 380 V, dan tegangan operasi motor listrik, tergantung pada daya, bervariasi dari 400 V hingga 2000 V. Dengan menggunakan autotransformator, tegangan jaringan medan 380 V ditingkatkan menjadi tegangan operasi setiap listrik submersible tertentu. motor, dengan memperhitungkan rugi-rugi tegangan pada kabel suplai. Besar kecilnya autotransformator sesuai dengan kekuatan motor submersible yang digunakan.
• 8) Stasiun kendali dirancang untuk mengontrol pengoperasian dan melindungi ESP dan dapat beroperasi dalam mode manual dan otomatis. Stasiun ini dilengkapi dengan sistem kontrol dan pengukuran yang diperlukan, mesin otomatis, semua jenis relai (relai maksimum, minimum, menengah, relai waktu, dll.). Jika terjadi situasi darurat, sistem proteksi yang sesuai diaktifkan dan instalasi dimatikan. Stasiun kendali dibuat dalam kotak logam dan dapat dipasang di luar ruangan, tetapi sering kali ditempatkan di bilik khusus.

Tujuan dan data teknis ESP.

Instalasi pompa sentrifugal submersible dirancang untuk memompa keluar cairan reservoir yang mengandung minyak, air dan gas, serta kotoran mekanis dari sumur minyak, termasuk sumur miring. Tergantung pada jumlah komponen berbeda yang terkandung dalam cairan yang dipompa keluar, pompa instalasi memiliki desain standar dan versi dengan peningkatan ketahanan terhadap korosi dan aus. Saat mengoperasikan ESP, di mana konsentrasi padatan dalam cairan yang dipompa melebihi batas yang diizinkan 0,1 gram/liter, pompa menjadi tersumbat dan unit kerja menjadi sangat aus. Akibatnya getaran meningkat, air masuk ke motor melalui segel mekanis, dan mesin menjadi terlalu panas, yang menyebabkan kegagalan ESP.

Simbol instalasi:

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

Dimana U - instalasi, modifikasi 2 detik, E - digerakkan oleh motor listrik submersible, C - sentrifugal, N - pompa, K - peningkatan ketahanan korosi, I - peningkatan ketahanan aus, M - desain modular, 6 - kelompok pompa, 180, 350 - pasokan m/hari, 1200, 1100 – tekanan, m.w.st.

Tergantung pada diameter rangkaian produksi dan dimensi melintang maksimum unit submersible, ESP dari berbagai kelompok digunakan - 5,5, dan 6. Pemasangan grup 5 dengan diameter melintang minimal 121,7 mm. Instalasi kelompok 5a dengan dimensi melintang 124 mm - di sumur dengan diameter internal minimal 148,3 mm. Pompa juga dibagi menjadi tiga kelompok bersyarat - 5,5 a, 6. Diameter rumah kelompok 5 adalah 92 mm, kelompok 5 a - 103 mm, kelompok 6 - 114 mm. Spesifikasi pompa tipe ETsNM dan ETsNMK diberikan pada Lampiran 1.

Komposisi dan kelengkapan ESP

Instalasi ESP terdiri dari unit pompa submersible (motor listrik dengan pelindung hidrolik dan pompa), saluran kabel (kabel pipih bundar dengan sambungan masuk kabel), rangkaian pipa, peralatan kepala sumur dan peralatan listrik permukaan: transformator dan stasiun kontrol (perangkat lengkap) (lihat Gambar 1.1 .). Gardu transformator mengubah tegangan jaringan medan menjadi nilai suboptimal di terminal motor listrik, dengan mempertimbangkan rugi-rugi tegangan pada kabel. Stasiun kendali menyediakan kendali atas pengoperasian unit pompa dan perlindungannya dalam kondisi optimal.

Unit pompa submersible, terdiri dari pompa dan motor listrik dengan pelindung hidrolik dan kompensator, diturunkan ke dalam sumur melalui pipa. Jalur kabel menyediakan catu daya ke motor listrik. Kabel dipasang pada pipa dengan roda logam. Sepanjang pompa dan pelindung, kabelnya rata, dipasang dengan roda logam dan dilindungi dari kerusakan dengan selubung dan klem. Katup periksa dan pembuangan dipasang di atas bagian pompa. Pompa memompa keluar cairan dari sumur dan menyalurkannya ke permukaan melalui tali pipa (lihat Gambar 1.2.)

Peralatan kepala sumur menyediakan suspensi tali pipa dengan pompa listrik dan kabel pada flensa selubung, penyegelan pipa dan kabel, serta drainase cairan yang dihasilkan ke dalam pipa saluran keluar.

Pompa submersible, sentrifugal, sectional, multistage prinsip pengoperasiannya tidak berbeda dengan pompa sentrifugal konvensional.

Perbedaannya adalah bahwa itu adalah bagian, multi-tahap, dengan tahap kerja berdiameter kecil - impeler dan baling-baling pemandu. Pompa submersible yang diproduksi untuk industri minyak mengandung 1.300 hingga 415 tahap.

Bagian pompa, dihubungkan dengan sambungan flensa, terbuat dari selubung logam. Terbuat dari pipa baja panjang 5500mm. Panjang pompa ditentukan oleh jumlah tahap operasi, yang jumlahnya ditentukan oleh parameter utama pompa. - umpan dan tekanan. Aliran dan tekanan tahapan bergantung pada penampang dan desain bagian aliran (bilah), serta kecepatan putaran. Paket tahapan dimasukkan ke dalam badan bagian pompa, yang merupakan rakitan impeler dan baling-baling pemandu pada suatu poros.

Impeler dipasang pada poros pada kunci bulu sepanjang running fit dan dapat bergerak ke arah aksial. Baling-baling pemandu diamankan dari putaran pada badan nipel, yang terletak di bagian atas pompa. Dari bawah, dasar pompa dengan lubang penerima dan filter disekrup ke dalam rumahan, di mana cairan dari sumur mengalir ke pompa tahap pertama.

Ujung atas poros pompa berputar pada bantalan segel oli dan diakhiri dengan tumit khusus yang mengambil beban pada poros dan beratnya melalui cincin pegas. Gaya radial pada pompa diserap oleh bantalan biasa yang dipasang di dasar nipel dan pada poros pompa.

Di bagian atas pompa terdapat kepala pancing di mana katup periksa dipasang dan pipa dipasang.

Motor listrik submersible, tiga fase, asinkron, berisi oli dengan rotor sangkar tupai dalam versi konvensional dan versi PEDU tahan korosi (TU 16-652-029-86). Modifikasi iklim - B, kategori penempatan - 5 menurut GOST 15150 - 69. Di dasar motor listrik terdapat katup untuk memompa dan mengalirkan oli, serta filter untuk membersihkan oli dari kotoran mekanis.

Perlindungan hidrolik motor motor terdiri dari pelindung dan kompensator. Ini dirancang untuk melindungi rongga internal motor listrik dari cairan formasi, serta untuk mengkompensasi perubahan suhu dalam volume oli dan konsumsinya. (Lihat Gambar 1.3.)

Pelindungnya berbentuk dua ruang, dengan diafragma karet dan segel poros mekanis, serta kompensator dengan diafragma karet.

Kabel tiga inti dengan insulasi polietilen, lapis baja. Jalur kabel, mis. kabel dililitkan pada drum, ke alasnya dipasang ekstensi - kabel datar dengan sambungan masuk kabel. Setiap inti kabel memiliki lapisan insulasi dan selubung, bantalan yang terbuat dari kain karet dan pelindung. Tiga inti kabel datar berinsulasi diletakkan sejajar dalam satu baris, dan kabel bundar dipelintir sepanjang garis heliks. Rakitan kabel memiliki kopling entri kabel terpadu K 38, K 46 tipe bulat. Dalam selubung logam, kopling ditutup rapat menggunakan segel karet, dan ujungnya dipasang ke konduktor konduktif.

Desain instalasi ESP, ESPNM dengan pompa yang poros dan tahapannya terbuat dari bahan tahan korosi, dan ESP dengan pompa yang memiliki impeler plastik dan bantalan karet-logam serupa dengan desain instalasi ESP.

Ketika faktor gas tinggi, modul pompa digunakan - pemisah gas, yang dirancang untuk mengurangi kandungan volumetrik gas bebas di saluran masuk pompa. Pemisah gas sesuai dengan grup produk 5, tipe 1 (dapat diperbaiki) menurut RD 50-650-87, versi iklim - B, kategori penempatan - 5 menurut Gost 15150-69.

Modul dapat diberikan dalam dua versi:

Pemisah gas: 1 MNG 5, 1 MNG5a, 1 MNG6 – desain standar;

Pemisah gas 1 MNGK5, MNG5a - meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Modul pemompaan dipasang di antara modul input dan modul bagian pompa submersible.

Pompa submersible, motor listrik, dan pelindung hidrolik dihubungkan satu sama lain melalui flensa dan stud. Poros pompa, motor, dan pelindung memiliki spline di ujungnya dan dihubungkan dengan kopling spline.

Perlengkapan lift dan perlengkapan instalasi ESP diberikan pada Lampiran 2.

Karakteristik teknis motor

Penggerak pompa sentrifugal submersible adalah motor listrik arus bolak-balik tiga fase asinkron submersible berisi oli khusus dengan rotor sangkar tupai vertikal tipe PED. Motor listrik memiliki diameter housing 103, 117, 123, 130, 138 mm. Karena diameter motor listrik terbatas, pada daya tinggi motor lebih panjang, dan dalam beberapa kasus dibuat penampang. Karena motor listrik beroperasi saat direndam dalam cairan dan seringkali di bawah tekanan hidrostatis yang tinggi, kondisi utama untuk pengoperasian yang andal adalah kekencangannya (lihat Gambar 1.3).

PED diisi dengan oli khusus dengan viskositas rendah dan kekuatan dielektrik tinggi, yang berfungsi untuk pendinginan dan pelumasan komponen.

Motor listrik submersible terdiri dari stator, rotor, kepala, dan alas. Rumah stator terbuat dari pipa baja yang ujungnya diulir untuk menghubungkan kepala dan alas motor. Sirkuit magnetik stator dirakit dari lembaran laminasi aktif dan non-magnetik yang memiliki alur di mana belitan berada. Belitan stator dapat berupa lapisan tunggal, kontinu, kumparan atau lapisan ganda, batang, lingkaran. Fase belitan terhubung.

Bagian aktif dari rangkaian magnet, bersama dengan belitan, menciptakan medan magnet berputar pada motor listrik, dan bagian non-magnetik berfungsi sebagai penopang bantalan rotor perantara. Ujung timah yang terbuat dari kawat pilin disolder ke ujung belitan stator. kawat tembaga dengan isolasi, memiliki kekuatan listrik dan mekanik yang tinggi. Selongsong steker disolder ke ujungnya, tempat lug kabel dipasang. Ujung keluaran belitan dihubungkan ke kabel melalui blok steker khusus (penggandeng) dari entri kabel. Kabel arus motor juga bisa berupa jenis pisau. Rotor motor berbentuk sangkar tupai, multi-bagian. Terdiri dari poros, inti (paket rotor), penyangga radial (bantalan geser). Poros rotor terbuat dari baja berongga yang dikalibrasi, inti terbuat dari baja listrik lembaran. Inti dirakit ke poros, bergantian dengan bantalan radial, dan dihubungkan ke poros dengan kunci. Kencangkan rangkaian inti pada poros secara aksial dengan mur atau turbin. Turbin berfungsi untuk sirkulasi paksa oli untuk menyamakan suhu mesin sepanjang stator. Untuk memastikan sirkulasi oli, terdapat alur memanjang pada permukaan terendam sirkuit magnet. Oli bersirkulasi melalui alur ini, filter di bagian bawah mesin tempat dibersihkan, dan melalui lubang di poros. Kepala mesin berisi tumit dan bantalan. Adaptor di bagian bawah mesin digunakan untuk menampung filter, katup bypass, dan katup untuk memompa oli ke mesin. Motor listrik sectional terdiri dari bagian atas dan bawah. Setiap bagian mempunyai komponen utama yang sama. Karakteristik teknis SEM diberikan pada Lampiran 3.

Data teknis dasar kabel

Penyaluran tenaga listrik pada motor listrik instalasi pompa submersible dilakukan melalui saluran kabel yang terdiri atas kabel listrik dan kopling masuk kabel untuk digandeng dengan motor listrik.

Tergantung pada tujuannya, jalur kabel dapat mencakup:

Kabel merk KPBK atau KPPBPS - sebagai kabel utama.

Kabel merk KPBP (datar)

Selongsong entri kabel berbentuk bulat atau datar.

Kabel KPBK terdiri dari inti tembaga kawat tunggal atau multi-kawat, diisolasi dalam dua lapisan polietilen berkekuatan tinggi dan dipilin menjadi satu, serta bantalan dan pelindung.

Kabel merk KPBP dan KPPBPS dalam selubung selang umum terdiri dari konduktor tembaga kawat tunggal dan multi kawat, diisolasi dengan polietilen densitas tinggi dan diletakkan pada bidang yang sama, serta selubung selang umum, bantalan dan pelindung.

Kabel merk KPPBPS dengan konduktor berselang terpisah terdiri dari konduktor tembaga kawat tunggal dan multi, diisolasi dalam dua lapisan polietilen tekanan tinggi dan diletakkan di pesawat yang sama.

Kabel merk KPBK mempunyai :

Tegangan pengoperasian V – 3300

Kabel merk KPBP mempunyai :

Tegangan operasi, V - 2500

Tekanan fluida formasi yang diijinkan, MPa – 19.6

Faktor gas yang diizinkan, m/t – 180

Kabel merek KPBK dan KBPP memiliki suhu lingkungan yang diizinkan antara 60 hingga 45 C untuk udara, 90 C untuk cairan formasi.

Suhu saluran kabel diberikan dalam Lampiran 4.

1.2 Tinjauan singkat skema dan instalasi domestik.

Instalasi pompa sentrifugal submersible dirancang untuk memompa sumur minyak, termasuk sumur miring, fluida formasi yang mengandung minyak dan gas, serta pengotor mekanis.

Unit tersedia dalam dua jenis – modular dan non-modular; tiga versi: normal, tahan korosi dan peningkatan ketahanan aus. Media pemompaan pompa rumah tangga harus memiliki indikator sebagai berikut:

· keliaran reservoir – campuran minyak, air ikutan dan gas minyak;

· viskositas kinematik maksimum fluida formasi 1 mm/s;

· Nilai pH air yang dihasilkan pH 6,0-8,3;

· Kadar air yang diperoleh maksimal 99%;

· gas bebas pada saluran masuk hingga 25%, untuk instalasi dengan modul - pemisah hingga 55%;

· suhu maksimum produk yang diekstraksi hingga 90C.

Tergantung pada dimensi melintang pompa listrik sentrifugal submersible, motor listrik dan saluran kabel yang digunakan dalam rangkaian instalasi, instalasi secara konvensional dibagi menjadi 2 kelompok 5 dan 5 a. Dengan diameter casing 121,7 mm; 130mm; masing-masing 144,3 mm.

Instalasi UEC terdiri dari unit pompa submersible, rakitan kabel, peralatan listrik ground - gardu pergantian transformator. Unit pemompaan terdiri dari pompa sentrifugal submersible dan motor dengan pelindung hidrolik, dan diturunkan ke dalam sumur melalui tali pipa. Pompa submersible, tiga fase, asinkron, berisi oli dengan rotor.

Proteksi hidrolik terdiri dari pelindung dan kompensator. Kabel tiga inti dengan insulasi polietilen, lapis baja.

Pompa submersible, motor listrik, dan pelindung hidraulik dihubungkan satu sama lain melalui flensa dan stud. Poros pompa, motor, dan pelindung memiliki spline di ujungnya dan dihubungkan dengan kopling spline.

1.2.2. Pompa sentrifugal submersible.

Prinsip pengoperasian pompa sentrifugal submersible tidak berbeda dengan pompa sentrifugal konvensional yang digunakan untuk memompa cairan. Perbedaannya adalah multi-bagian dengan tahap kerja berdiameter kecil - impeler dan baling-baling pemandu. Impeler dan baling-baling pemandu pompa konvensional terbuat dari besi cor kelabu yang dimodifikasi, pompa tahan korosi terbuat dari besi cor niresist, dan roda tahan aus terbuat dari resin poliamida.

Pompa terdiri dari beberapa bagian, yang jumlahnya tergantung pada parameter utama pompa - tekanan, tetapi tidak lebih dari empat. Panjang bagian hingga 5500 meter. Untuk pompa modular terdiri dari modul input, modul - bagian. Modul - kepala, katup periksa, dan katup pembuangan. Sambungan modul satu sama lain dan modul masukan ke motor - sambungan flensa (kecuali modul masukan, motor atau pemisah) ditutup dengan manset karet. Penyambungan poros-poros bagian modul satu sama lain, bagian modul dengan poros modul masukan, dan poros modul masukan dengan poros pelindung hidrolik mesin dilakukan dengan menggunakan kopling splined. Poros bagian modul dari semua kelompok pompa dengan panjang badan yang sama disatukan panjangnya.

Bagian modul terdiri dari rumahan, poros, paket tahapan (impeller dan baling-baling pemandu), bantalan atas dan bawah, penyangga aksial atas, kepala, alas, dua rusuk dan cincin karet. Tulang rusuk dirancang untuk melindungi kabel datar dengan kopling dari kerusakan mekanis.

Modul saluran masuk terdiri dari alas berlubang untuk mengalirkan fluida formasi, selongsong bantalan dan kisi-kisi, poros dengan selongsong pelindung dan kopling splined yang dirancang untuk menghubungkan poros modul dengan poros pelindung hidrolik.

Modul kepala terdiri dari badan, di satu sisi terdapat ulir kerucut internal untuk menyambung katup periksa, di sisi lain terdapat flensa untuk menyambung ke modul bagian, dua rusuk, dan cincin karet.

Terdapat kepala pancing di bagian atas pompa.

Industri dalam negeri memproduksi pompa dengan debit aliran (m/hari):

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

Non-modular – 40.80,130.160,100,200,250,360,350,500,700,1000.

Kepala berikut (m) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1 300 .

1.2.3. Motor selam

Motor listrik submersible terdiri dari motor listrik dan proteksi hidrolik.

Motor adalah seri tiga fase, asinkron, sangkar tupai, dua kutub, dapat tenggelam, dan terpadu. SEM dalam versi normal dan korosif, versi iklim B, kategori lokasi 5, beroperasi dari jaringan arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz dan digunakan sebagai penggerak pompa sentrifugal submersible.

Mesin dirancang untuk beroperasi dalam fluida formasi (campuran minyak dan air terproduksi dalam proporsi berapa pun) dengan suhu hingga 110 C yang mengandung:

· pengotor mekanis tidak lebih dari 0,5 g/l;

· gas bebas tidak lebih dari 50%;

· hidrogen sulfida untuk normal, tidak lebih dari 0,01 g/l, tahan korosi hingga 1,25 g/l;

Tekanan hidrolik di area pengoperasian mesin tidak lebih dari 20 MPa. Motor listrik diisi oli dengan tegangan tembus minimal 30 kV. Suhu maksimum jangka panjang yang diizinkan dari belitan stator motor listrik (untuk motor dengan diameter rumah 103 mm) adalah 170 C, untuk motor listrik lainnya adalah 160 C.

Mesinnya terdiri dari satu atau lebih motor listrik (atas, tengah dan bawah, dengan daya 63 hingga 630 kW) dan pelindung. Motor listrik terdiri dari stator, rotor, kepala dengan masukan arus, dan rumahan.

1.2.4. Perlindungan hidrolik motor listrik.

Perlindungan hidrolik dirancang untuk mencegah cairan formasi menembus ke dalam rongga internal motor listrik, mengkompensasi volume oli di rongga internal dari suhu motor listrik dan mentransmisikan torsi dari poros motor listrik ke poros pompa. Ada beberapa pilihan perlindungan air: P, PD, G.

Hydroprotection tersedia dalam versi standar dan tahan korosi. Jenis proteksi hidraulik utama untuk konfigurasi SED adalah proteksi hidraulik tipe terbuka. Perlindungan hidrolik tipe terbuka memerlukan penggunaan cairan penghalang khusus dengan kepadatan hingga 21 g/cm, yang memiliki sifat fisik dan kimia dengan cairan formasi dan minyak.

Perlindungan hidrolik terdiri dari dua ruang yang dihubungkan oleh sebuah tabung. Perubahan volume dielektrik cair dalam mesin dikompensasi oleh aliran cairan penghalang dari satu ruang ke ruang lainnya. Dalam proteksi hidrolik tipe tertutup, diafragma karet digunakan. Elastisitasnya mengkompensasi perubahan volume minyak.

24. Kondisi aliran sumur, penentuan energi dan konsumsi gas spesifik selama pengoperasian lift gas-cair.

Kondisi aliran sumur.

Pengaliran sumur terjadi jika perbedaan tekanan antara reservoir dan lubang dasar cukup untuk mengatasi tekanan balik kolom zat cair dan kehilangan tekanan akibat gesekan, yaitu pengaliran terjadi di bawah pengaruh tekanan hidrostatis zat cair atau energi. gas yang mengembang. Kebanyakan sumur mengalir karena energi gas dan tekanan hidrostatik secara bersamaan.

Gas yang terkandung dalam minyak mempunyai gaya angkat yang diwujudkan dalam bentuk tekanan pada minyak. Semakin banyak gas yang terlarut dalam minyak, semakin rendah densitas campurannya dan semakin tinggi kenaikan level cairan. Setelah mencapai mulut, cairan meluap dan sumur mulai menyembur. Kondisi wajib umum untuk pengoperasian setiap sumur yang mengalir adalah persamaan dasar berikut:

Рс = Рг+Рtr+ Ру; Di mana

Рс - tekanan lubang dasar, RG, Рtr, Ру - tekanan hidrostatik kolom cairan di dalam sumur, dihitung secara vertikal, masing-masing kehilangan tekanan akibat gesekan pada pipa dan tekanan balik di kepala sumur.

Ada dua jenis sumur yang mengalir:

· Asam urat berupa cairan yang tidak mengandung gelembung gas – artesis yang memancar.

· Asam urat berupa cairan yang mengandung gelembung gas yang memudahkan memancar adalah metode yang paling umum untuk memancar.

Peralatan darat meliputi stasiun kendali, autotransformator, drum dengan kabel listrik, dan peralatan kepala sumur.

Perlengkapan kelistrikan, tergantung pada rangkaian suplai arusnya, meliputi gardu trafo lengkap untuk pompa submersible (KTPPS), atau gardu trafo (TS), stasiun kendali dan trafo.

Listrik dari trafo (atau dari KTPPN) ke motor listrik submersible dialirkan melalui saluran kabel yang terdiri dari kabel listrik permukaan dan kabel utama dengan kabel ekstensi. Penyambungan kabel ground ke kabel utama jalur kabel dilakukan dalam kotak terminal yang dipasang pada jarak 3-5 meter dari kepala sumur.

Lokasi penempatan peralatan listrik di darat dilindungi dari banjir selama periode banjir dan dibersihkan dari salju di musim dingin dan harus memiliki pintu masuk yang memungkinkan pemasangan dan pembongkaran peralatan secara gratis. Tanggung jawab atas kondisi kerja lokasi dan pintu masuk berada di tangan CDNG.

Stasiun kendali

Menggunakan stasiun kontrol, kontrol manual terhadap mesin dilakukan, mati otomatis unit ketika pasokan cairan dihentikan, perlindungan nol, perlindungan terhadap kelebihan beban dan penutupan unit jika terjadi korsleting. Selama pengoperasian unit, pompa arus sentrifugal menyedot cairan melalui filter yang dipasang di saluran masuk pompa dan memaksanya melalui pipa pompa ke permukaan. Tergantung pada tekanannya, mis. ketinggian pengangkatan cairan, pompa dengan jumlah tahapan berbeda digunakan. Katup periksa dan katup pembuangan dipasang di atas pompa. Katup periksa digunakan untuk menjaga pipa, sehingga memudahkan menghidupkan mesin dan mengontrol pengoperasiannya setelah dihidupkan. Selama pengoperasian, katup periksa ditahan pada posisi terbuka karena tekanan dari bawah. Katup pembuangan dipasang di atas katup balik, dan digunakan untuk mengalirkan cairan dari pipa saat mengangkatnya ke permukaan.

Transformator otomatis

Trafo (autotransformer) digunakan untuk menaikkan tegangan dari 380 (jaringan medan) menjadi 400-2000 V.

Transformator berpendingin oli. Mereka dirancang untuk penggunaan di luar ruangan. Di sisi tinggi belitan trafo, dibuat lima puluh tap untuk mensuplai tegangan optimal ke motor listrik, tergantung pada panjang kabel, beban motor dan tegangan listrik.

Peralihan keran dilakukan dengan trafo dimatikan sepenuhnya.

Trafo terdiri dari inti magnet, belitan tegangan tinggi dan tegangan rendah, tangki, penutup dengan masukan dan ekspander dengan pengering udara.

Tangki trafo diisi dengan oli trafo yang mempunyai tegangan tembus minimal 40 kW.

Pada trafo dengan daya 100 - 200 kW dipasang filter termosifon untuk membersihkan oli trafo dari produk yang menua.

Dipasang pada penutup tangki:

Penggerak sakelar keran belitan HV (satu atau dua);

Termometer air raksa untuk mengukur suhu lapisan atas minyak;

Busing HV dan LV yang dapat dilepas, memungkinkan penggantian isolator tanpa mengangkat bagian yang dapat dilepas;

Konservator dengan indikator level oli dan pengering udara;

Kotak logam untuk melindungi masukan dari debu dan kelembapan.

Pengering udara dengan segel oli dirancang untuk menghilangkan kelembapan dan membersihkan kontaminan industri dari udara yang masuk ke transformator selama fluktuasi suhu level oli

Perlengkapan kepala sumur

Perlengkapan kepala sumur dirancang untuk mengalihkan produksi dari sumur ke jalur aliran dan menutup ruang antarpipa.

Perlengkapan kepala sumur dari sumur yang dipersiapkan untuk meluncurkan ESP dilengkapi dengan pengukur tekanan, katup periksa pada saluran yang menghubungkan anulus dengan pelepasan, ruang tersedak (jika memungkinkan secara teknologi) dan pipa untuk pengujian. Tanggung jawab pelaksanaan poin ini terletak pada CDNG.

Perlengkapan kepala sumur, selain fungsi yang dilakukan di semua metode produksi, harus memastikan kekencangan batang pemoles bolak-balik yang bergerak di dalamnya. Yang terakhir adalah sambungan mekanis antara kolom batang dan kepala penyeimbang SK.

Perlengkapan kepala sumur, manifold, dan garis aliran dengan konfigurasi yang rumit mempersulit hidrodinamika aliran. Peralatan dekat sumur yang terletak di permukaan relatif mudah diakses dan relatif mudah dibersihkan dari endapan, terutama dengan metode termal.

Perlengkapan kepala sumur di mana air dipompa ke dalam formasi harus diuji hidraulik dengan cara yang ditetapkan untuk perlengkapan pohon Natal.

Peralatan bawah tanah ESP

Peralatan bawah tanah meliputi pipa, unit pompa, dan kabel lapis baja eklektik.

Pompa sentrifugal untuk memompa cairan dari sumur pada dasarnya tidak berbeda dengan pompa sentrifugal konvensional yang digunakan untuk memompa cairan ke permukaan bumi. Namun, dimensi radial yang kecil karena diameter selubung tempat pompa sentrifugal diturunkan, dimensi aksial yang praktis tidak terbatas, kebutuhan untuk mengatasi tekanan tinggi dan pengoperasian pompa dalam keadaan terendam telah menyebabkan terciptanya pemompaan sentrifugal. unit desain tertentu. Secara eksternal, mereka tidak berbeda dengan pipa, tetapi rongga internal pipa tersebut berisi sejumlah besar bagian kompleks yang memerlukan teknologi manufaktur canggih.

Pompa Sentrifugal Listrik Submersible (PTsEN) merupakan pompa sentrifugal multi tahap dengan jumlah tahapan dalam satu blok mencapai 120, digerakkan oleh motor listrik submersible (SEM) yang dirancang khusus. Motor listrik ditenagai dari permukaan oleh listrik yang disuplai melalui kabel dari autotransformator atau transformator step-up melalui stasiun kontrol di mana semua instrumentasi dan otomasi terkonsentrasi. PTsEN diturunkan ke dalam sumur di bawah tingkat dinamis yang dihitung, biasanya 150 - 300 m Cairan disuplai melalui pipa, di sisi luarnya dipasang kabel listrik dengan sabuk khusus. Pada unit pompa, antara pompa itu sendiri dengan motor listrik, terdapat penghubung perantara yang disebut pelindung atau pelindung hidrolik. Instalasi PCEN (Gambar 3) meliputi motor listrik berisi oli SEM 1; tautan atau pelindung hidrolik 2; jaringan penerima pompa untuk mengumpulkan cairan 3; pompa sentrifugal bertingkat PCEN 4; NKT 5; kabel listrik tiga inti lapis baja 6; sabuk untuk memasang kabel ke pipa 7; perlengkapan kepala sumur 8; drum untuk menggulung kabel selama operasi pengangkatan dan menyimpan persediaan kabel tertentu 9; trafo atau autotransformator 10; stasiun kontrol dengan otomatisasi 11 dan kompensator 12.

Pompa, pelindung, dan motor merupakan unit terpisah yang dihubungkan dengan tiang yang dibaut. Ujung-ujung poros memiliki sambungan splined, yang disambung saat merakit seluruh instalasi. Jika perlu untuk mengangkat cairan dari kedalaman yang sangat dalam, bagian-bagian PCEN dihubungkan satu sama lain sehingga jumlah tahapan mencapai 400. Cairan yang dihisap oleh pompa secara berurutan melewati semua tahapan dan meninggalkan pompa dengan tekanan sama dengan hambatan hidrolik eksternal.

Gambar 3 - Diagram umum peralatan sumur dengan pemasangan pompa sentrifugal submersible

UPTsEN dibedakan berdasarkan konsumsi logam yang rendah, karakteristik operasi yang beragam, baik dari segi tekanan maupun aliran, efisiensi yang cukup tinggi, kemampuan memompa cairan dalam jumlah besar, dan periode penyelesaian yang lama. Perlu diingat bahwa rata-rata pasokan cairan di Rusia untuk satu UPTsEN adalah 114,7 t/hari, dan untuk USHSN - 14,1 t/hari.

Semua pompa dibagi menjadi dua kelompok utama; desain konvensional dan tahan aus. Mayoritas stok pompa yang ada (sekitar 95%) adalah desain konvensional.

Pompa tahan aus dirancang untuk beroperasi di sumur yang mengandung sedikit pasir dan kotoran mekanis lainnya (hingga 1% berat). Menurut dimensi melintang, semua pompa dibagi menjadi 3 kelompok bersyarat: 5; 5A dan 6, yang berarti diameter nominal casing, dalam inci, dimana pompa dapat dijalankan.

Grup 5 memiliki diameter casing luar 92 mm, grup 5A - 103 mm, dan grup b - 114 mm. Kecepatan putaran poros pompa sesuai dengan frekuensi arus bolak-balik dalam jaringan listrik. Di Rusia, frekuensi ini adalah 50 Hz, yang memberikan kecepatan sinkron (untuk mesin dua kutub) sebesar 3000 menit-1. Kode PCEN berisi parameter nominal utamanya, seperti aliran dan tekanan saat beroperasi dalam mode optimal. Misal ESP5-40-950 berarti pompa listrik sentrifugal golongan 5 dengan debit 40 m3/hari (melalui air) dan head 950 m. ESP5A-360-600 berarti pompa golongan 5A dengan debit sebesar 360 m3/hari dan ketinggian 600 m.

Gambar 4 - Karakteristik khas pompa sentrifugal submersible

Kode pompa tahan aus terdapat huruf I yang artinya ketahanan aus. Di dalamnya, impeler tidak terbuat dari logam, tetapi dari resin poliamida (P-68). Dalam selubung pompa, kira-kira setiap 20 tahap, bantalan pemusat poros karet-logam perantara dipasang, sehingga pompa tahan aus memiliki tahap yang lebih sedikit dan, karenanya, tekanan.

Penyangga ujung impeller bukan dari besi tuang, melainkan berupa cincin pres yang terbuat dari baja yang diperkeras 40X. Alih-alih ring penyangga textolite, ring yang terbuat dari karet tahan minyak digunakan di antara impeler dan baling-baling pemandu.

Semua jenis pompa memiliki karakteristik operasi paspor berupa kurva ketergantungan Н(Q) (tekanan, aliran), з(Q) (efisiensi, aliran), N(Q) (konsumsi daya, aliran). Biasanya, ketergantungan ini diberikan dalam kisaran laju aliran operasi atau dalam interval yang sedikit lebih besar (Gbr. 11.2).

Setiap pompa sentrifugal, termasuk PCEN, dapat beroperasi dengan katup pelepasan tertutup (titik A: Q = 0; H = Hmax) dan tanpa tekanan balik pada pelepasan (titik B: Q = Qmax; H = 0). Karena pekerjaan yang bermanfaat pompa sebanding dengan produk suplai dan tekanan, maka untuk dua mode operasi ekstrim pompa ini, kerja yang berguna akan sama dengan nol, dan akibatnya, efisiensinya akan sama dengan nol. Pada rasio tertentu (Q dan H, karena kehilangan internal pompa yang minimal, efisiensi mencapai nilai maksimum sekitar 0,5 - 0,6. Biasanya, pompa dengan aliran rendah dan impeler berdiameter kecil, serta dengan jumlah tahapan yang banyak memiliki efisiensi berkurang Aliran dan tekanan yang sesuai dengan efisiensi maksimum disebut mode operasi pompa yang optimal. Ketergantungan s(Q) di sekitar maksimumnya berkurang dengan lancar, oleh karena itu cukup dapat diterima untuk mengoperasikan PTsEN dalam mode yang berbeda dari mode optimal dalam satu arah atau yang lain dengan jumlah tertentu. Batasan penyimpangan ini akan bergantung pada karakteristik spesifik PTsEN dan harus sesuai dengan pengurangan efisiensi pompa yang wajar (sebesar 3 - 5%). Hal ini menentukan keseluruhan rentang kemungkinan mode operasi PTsEN, yang disebut area yang direkomendasikan (lihat Gambar 11.2, bayangan).

Pemilihan pompa untuk sumur pada dasarnya adalah memilih PCEN ukuran standar sehingga, ketika diturunkan ke dalam sumur, pompa tersebut beroperasi dalam kondisi optimal atau yang direkomendasikan ketika memompa laju aliran sumur tertentu dari kedalaman tertentu.

Pompa yang diproduksi saat ini dirancang untuk laju aliran nominal dari 40 (ETSN5-40-950) hingga 500 m3/hari (ETSN6-500-750) dan tekanan dari 450 m (ETSN6-500-450) hingga 1500 m (ETSN6-100- 1500). Selain itu, ada pompa untuk keperluan khusus, misalnya untuk memompa air ke formasi. Pompa ini memiliki laju aliran hingga 3000 m3/hari dan head hingga 1200 m.

Tekanan yang dapat diatasi oleh pompa berbanding lurus dengan jumlah tahapan. Dikembangkan dalam satu tahap dalam kondisi pengoperasian optimal, hal ini bergantung, khususnya, pada dimensi impeler, yang pada gilirannya bergantung pada dimensi radial pompa. Dengan diameter luar rumah pompa 92 mm, tekanan rata-rata yang dihasilkan oleh satu tahap (saat beroperasi di air) adalah 3,86 m dengan fluktuasi 3,69 hingga 4,2 m Dengan diameter luar 114 mm, tekanan rata-rata adalah 5,76 m dengan fluktuasi 5,03 hingga 6,84 m.

Unit pemompaan terdiri dari pompa (Gambar 4, a), unit pelindung hidrolik (Gambar 4, 6), motor listrik submersible (Gambar 4, c), kompensator (Gambar 4, d) yang dipasang di bagian bawah SED tersebut.

Pompa terdiri dari bagian-bagian berikut: kepala 1 dengan katup periksa bola untuk mencegah cairan terkuras dari pipa selama berhenti; tumit penyangga geser atas 2, yang menerima beban aksial parsial karena perbedaan tekanan pada saluran masuk dan saluran keluar pompa; bantalan geser atas 3, memusatkan ujung atas poros; rumah pompa 4; baling-baling pemandu 5, yang bertumpu satu sama lain dan ditahan agar tidak berputar dengan pengikat umum pada rumahan 4; impeler 6; poros pompa 7, yang memiliki kunci memanjang di mana impeler dengan ukuran geser dipasang. Poros juga melewati baling-baling pemandu pada setiap tahap dan dipusatkan di dalamnya oleh selongsong impeler, seperti pada bantalan; bantalan biasa bawah 8; alas 9, ditutupi dengan jaring penerima dan memiliki lubang bulat miring di bagian atas untuk memasok cairan ke impeler bawah; bantalan geser ujung 10. Pada pompa desain awal yang masih beroperasi, struktur bagian bawahnya berbeda. Di sepanjang dasar 9 terdapat segel oli yang terbuat dari cincin timah-grafit, memisahkan bagian penerima pompa dan rongga internal mesin serta pelindung hidrolik. Di bawah segel oli, bantalan bola kontak sudut tiga baris dipasang, dilumasi dengan oli kental di bawah tekanan berlebih relatif terhadap tekanan eksternal (0,01 - 0,2 MPa).

Gambar 4 - Desain unit sentrifugal submersible

a - pompa sentrifugal; b - unit proteksi hidrolik; c - motor listrik submersible; g - kompensator

Dalam desain ESP modern, tidak ada tekanan berlebih di unit pelindung hidraulik, sehingga kebocoran oli transformator cair yang digunakan untuk mengisi motor lebih sedikit, dan kebutuhan akan segel oli timbal-grafit telah hilang.

Rongga mesin dan bagian penerima dipisahkan oleh segel mekanis sederhana, yang tekanannya sama di kedua sisi. Panjang selubung pompa biasanya tidak melebihi 5,5 m Bila jumlah tahapan yang diperlukan (dalam pompa yang mengembangkan tekanan tinggi) tidak dapat ditempatkan dalam satu selubung, maka tahapan tersebut ditempatkan dalam dua atau tiga selubung terpisah, yang merupakan bagian independen dari satu pompa, yang digandeng bersamaan saat menurunkan pompa ke dalam sumur

Unit proteksi hidrolik adalah unit independen yang dipasang pada PTsEN dengan sambungan baut (pada Gambar 4, unit, seperti PTsEN itu sendiri, ditunjukkan dengan sumbat pengapalan yang menutup ujung unit)

Ujung atas poros 1 dihubungkan dengan kopling spline ke ujung bawah poros pompa. Segel mekanis ringan 2 memisahkan rongga atas, yang mungkin berisi cairan sumur, dari rongga di bawah segel, yang diisi dengan minyak transformator, yang, seperti cairan sumur, berada di bawah tekanan yang sama dengan tekanan pada kedalaman perendaman pompa. Di bawah segel mekanis 2 terdapat bantalan gesekan geser, dan bahkan lebih rendah lagi - unit 3 - kaki penyangga, yang menerima gaya aksial poros pompa. Kaki penyangga geser 3 beroperasi pada minyak transformator cair.

Di bawah ini adalah segel mekanis kedua 4 untuk penyegelan mesin yang lebih andal. Secara struktural tidak ada bedanya dengan yang pertama. Di bawahnya terdapat kantong karet 5 pada wadah 6. Kantong tersebut secara hermetis memisahkan dua rongga: rongga bagian dalam kantong berisi minyak trafo, dan rongga antara wadah 6 dan kantong itu sendiri, tempat cairan sumur eksternal berada. akses melalui katup periksa 7.

Cairan sumur menembus katup 7 ke dalam rongga rumahan 6 dan menekan kantong karet berisi minyak hingga tekanan yang sama dengan tekanan luar. Oli cair menembus celah sepanjang poros ke sil mekanis dan turun ke motor.

Dua desain perangkat perlindungan air telah dikembangkan. Perlindungan hidrolik motor utama berbeda dari perlindungan hidrolik motor hidrolik yang dijelaskan dengan adanya turbin kecil pada poros, yang menciptakan peningkatan tekanan oli cair di rongga internal kantong karet 5.

Rongga luar antara rumahan 6 dan kantong 5 diisi dengan oli kental yang mengumpankan bantalan bola kontak sudut PCEN dari desain sebelumnya. Dengan demikian, unit proteksi hidrolik mesin induk dengan desain yang lebih baik cocok digunakan bersama dengan PTsEN tipe sebelumnya yang banyak digunakan di lapangan. Sebelumnya, pelindung hidrolik digunakan, yang disebut pelindung tipe piston, di mana tekanan berlebih pada oli dihasilkan oleh piston pegas. Desain baru GD dan G ternyata lebih andal dan tahan lama. Perubahan suhu volume oli saat dipanaskan atau didinginkan dikompensasi dengan memasang kantong karet - kompensator - ke bagian bawah motor.

PCEN digerakkan oleh motor listrik dua kutub (SEM) asinkron vertikal berisi oli khusus. Motor listrik pompa dibagi menjadi 3 kelompok: 5; 5A dan 6.

Karena kabel listrik tidak melewati badan motor listrik, berbeda dengan pompa, maka dimensi diametris motor golongan tersebut sedikit lebih besar dibandingkan dengan pompa, yaitu: golongan 5 mempunyai diameter maksimum 103 mm, grup 5A - 117 mm dan grup 6 - 123 mm.

Penandaan SED mencakup daya pengenal (kW) dan diameter; misalnya PED65-117 berarti: motor listrik submersible 65 kW dengan diameter housing 117 mm, yaitu termasuk dalam grup 5A.

Diameter kecil yang diizinkan dan daya tinggi (hingga 125 kW) memaksa kami membuat mesin dengan panjang yang besar - hingga 8 m, dan terkadang lebih. Bagian atas motor dihubungkan ke bagian bawah unit pelindung hidrolik menggunakan stud yang dibaut. Poros disambung dengan kopling splined.

Ujung atas poros penggerak motor digantung pada tumit geser 1, yang dijalankan dengan oli. Di bawah ini adalah unit pemasukan kabel 2. Biasanya unit ini merupakan konektor kabel colokan. Ini adalah salah satu titik paling rentan dalam pompa, karena pelanggaran isolasi yang menyebabkan instalasi gagal dan memerlukan pengangkatan; 3 - kabel keluaran belitan stator; 4 - bantalan gesekan geser radial atas; 5 - bagian ujung belitan stator; 6 - bagian stator, dirakit dari pelat besi trafo yang dicap dengan alur untuk menarik kabel stator. Bagian stator dipisahkan satu sama lain dengan paket non-magnetik di mana bantalan radial 7 dari poros motor listrik 8 diperkuat.Ujung bawah poros 8 dipusatkan oleh bantalan gesekan geser radial bawah 9. Rotor PED juga terdiri dari bagian-bagian yang dirangkai pada poros motor dari pelat besi trafo yang dicap. Batang aluminium, dihubung pendek dengan cincin konduktif, dimasukkan ke dalam slot rotor tipe roda tupai di kedua sisi bagian. Di antara bagian-bagian tersebut, poros motor dipusatkan pada bantalan 7. Sebuah lubang dengan diameter 6 - 8 mm melewati seluruh panjang poros motor untuk memungkinkan oli mengalir dari rongga bawah ke rongga atas. Ada juga alur di sepanjang stator tempat oli dapat bersirkulasi. Rotor berputar dalam minyak transformator cair dengan sifat isolasi tinggi. Di bagian bawah motor terdapat saringan oli mesh 10. Kepala 1 kompensator (lihat Gambar 11.3, d) dipasang ke ujung bawah motor; bypass valve 2 berfungsi untuk mengisi sistem dengan oli. Selubung pelindung 4 di bagian bawah memiliki lubang untuk menyalurkan tekanan cairan luar ke elemen elastis 3. Ketika oli mendingin, volumenya mengecil dan fluida sumur memasuki ruang antara kantung 3 dan selubung 4 melalui lubang-lubang tersebut. , kantong mengembang dan cairan keluar dari wadah melalui lubang yang sama.

PED yang digunakan untuk pengoperasian sumur produksi minyak biasanya memiliki daya 10 hingga 125 kW.

Untuk menjaga tekanan reservoir, digunakan unit pompa submersible khusus yang dilengkapi motor 500 kW. Tegangan suplai dalam SED berkisar antara 350 hingga 2000 V. Pada tegangan tinggi, arus dapat dikurangi secara proporsional ketika daya yang sama ditransmisikan, dan ini memungkinkan untuk mengurangi penampang inti kabel konduktif, dan, akibatnya , dimensi melintang instalasi. Hal ini terutama penting dengan tenaga motor listrik yang tinggi. Slip rotor nominal motor adalah dari 4 hingga 8,5%, efisiensi dari 73 hingga 84%, suhu lingkungan yang diizinkan hingga 100 °C.

Saat motor beroperasi, banyak panas yang dihasilkan, sehingga diperlukan pendinginan untuk pengoperasian normal motor. Pendinginan ini tercipta karena aliran fluida formasi yang terus menerus melalui celah melingkar antara rumah motor dan casing. Oleh karena itu, endapan parafin dalam pipa selama pengoperasian pompa selalu jauh lebih sedikit dibandingkan dengan metode pengoperasian lainnya.

Pada kondisi produksi terjadi pemadaman sementara saluran listrik akibat badai petir, putusnya kabel, akibat lapisan es, dan lain-lain. Hal ini menyebabkan UPTsEN terhenti. Dalam hal ini, di bawah pengaruh kolom cairan yang mengalir dari pipa melalui pompa, poros pompa dan stator mulai berputar ke arah yang berlawanan. Jika pada saat ini catu daya dipulihkan, motor akan mulai berputar ke arah depan, mengatasi gaya inersia kolom cairan dan massa yang berputar.

Dalam hal ini, arus masuk mungkin melebihi batas yang diizinkan, dan pemasangan akan gagal. Untuk mencegah hal ini terjadi, dipasang ball check valve di bagian pelepasan PTsEN, yang mencegah cairan mengalir dari pipa.

Katup periksa biasanya terletak di kepala pompa. Kehadiran katup periksa mempersulit pengangkatan pipa ketika pekerjaan perbaikan ah, karena dalam hal ini pipa diangkat dan dibuka dengan cairan. Selain itu, berbahaya dalam hal kebakaran. Untuk mencegah fenomena seperti itu, katup pembuangan dipasang di atas katup periksa dalam kopling khusus. Pada prinsipnya, katup pembuangan adalah sambungan ke dinding samping tempat tabung perunggu pendek dimasukkan secara horizontal, disegel di ujung bagian dalam. Sebelum diangkat, anak panah logam pendek dilemparkan ke dalam tabung. Pukulan anak panah tersebut mematahkan tabung perunggu, menyebabkan lubang samping pada kopling terbuka dan mengalirkan cairan dari tabung.

Perangkat lain untuk mengalirkan cairan juga telah dikembangkan dan dipasang di atas check valve PTsEN. Ini termasuk apa yang disebut prompter, yang memungkinkan untuk mengukur tekanan antar-tubular pada kedalaman pengoperasian pompa dengan pengukur tekanan lubang bawah yang diturunkan ke dalam pipa, dan membuat hubungan antara ruang antar-tubular dan rongga pengukur. dari pengukur tekanan.

Perlu dicatat bahwa mesin sensitif terhadap sistem pendingin, yang dihasilkan oleh aliran fluida antara casing dan rumah motor. Kecepatan aliran ini dan kualitas cairan mempengaruhi suhu motor. Diketahui air mempunyai kapasitas kalor sebesar 4,1868 kJ/kg-°C, sedangkan minyak murni mempunyai kapasitas kalor sebesar 1,675 kJ/kg-°C. Oleh karena itu, saat memompa produk sumur yang disiram, kondisi pendinginan motor lebih baik daripada saat memompa oli murni, dan panas berlebih menyebabkan kegagalan insulasi dan kegagalan mesin. Oleh karena itu, kualitas isolasi bahan yang digunakan mempengaruhi umur pengoperasian instalasi. Diketahui bahwa ketahanan panas beberapa insulasi yang digunakan untuk belitan motor telah ditingkatkan hingga 180 °C, dan suhu pengoperasian hingga 150 °C. Untuk mengontrol suhu, sensor suhu listrik sederhana telah dikembangkan yang mengirimkan informasi tentang suhu motor ke stasiun kontrol melalui kabel listrik tanpa menggunakan inti tambahan. Perangkat serupa tersedia untuk mengirimkan informasi konstan ke permukaan tentang tekanan pada saluran masuk pompa. Dalam kondisi darurat, stasiun kendali mematikan motor secara otomatis.

SEM ditenagai oleh listrik melalui kabel tiga inti, diturunkan ke dalam sumur secara paralel dengan pipa. Kabel dipasang pada permukaan luar pipa dengan pita logam, dua untuk setiap pipa. Kabel beroperasi dalam kondisi sulit. Bagian atasnya berada dalam lingkungan gas, kadang-kadang berada di bawah tekanan yang signifikan, bagian bawahnya berada dalam minyak dan mengalami tekanan yang lebih besar. Saat menurunkan dan mengangkat pompa, terutama di sumur melengkung, kabel mengalami tekanan mekanis yang kuat (penjepit, gesekan, kemacetan antara tali dan pipa, dll.). Kabel mentransmisikan listrik pada tegangan tinggi. Penggunaan motor tegangan tinggi memungkinkan untuk mengurangi arus dan diameter kabel. Namun, kabel untuk memberi daya pada PED tegangan tinggi harus memiliki insulasi yang lebih andal dan terkadang lebih tebal. Semua kabel yang digunakan untuk UPTsEN dilapisi dengan pita baja galvanis elastis di atasnya untuk melindungi dari kerusakan mekanis. Kebutuhan untuk menempatkan kabel permukaan luar PCEN mengurangi dimensi yang terakhir. Oleh karena itu, kabel datar dipasang di sepanjang pompa, ketebalannya kira-kira 2 kali lebih kecil dari diameter yang bulat, dengan penampang konduktor yang sama.

Semua kabel yang digunakan untuk UPTsEN dibagi menjadi bulat dan datar. Kabel bundar memiliki insulasi karet (karet tahan minyak) atau polietilen, yang tercermin dalam kode: KRBK artinya kabel karet lapis baja bulat atau KRBP - kabel pipih karet lapis baja. Bila menggunakan insulasi polietilen, kode P ditulis bukan huruf P: KPBK - untuk kabel bulat dan KPBP - untuk kabel datar.

Kabel bundar dipasang pada pipa, dan kabel datar dipasang hanya pada pipa bagian bawah dari tali pipa dan ke pompa. Peralihan dari kabel bundar ke kabel datar disambung dengan vulkanisasi panas dalam cetakan khusus, dan jika penyambungan tersebut dilakukan dengan buruk, hal ini dapat menjadi sumber kerusakan dan kegagalan insulasi. Baru-baru ini, mereka hanya beralih ke kabel datar yang berjalan dari penggerak motor sepanjang rangkaian pipa ke stasiun kendali. Namun pembuatan kabel semacam itu lebih sulit dibandingkan kabel bulat (Tabel 11.1).

Ada beberapa jenis kabel berisolasi polietilen lain yang tidak disebutkan dalam tabel. Kabel dengan insulasi polietilen 26 - 35% lebih ringan dibandingkan kabel dengan insulasi karet. Kabel dengan insulasi karet dimaksudkan untuk digunakan pada tegangan listrik pengenal tidak lebih dari 1100 V, pada suhu sekitar hingga 90°C dan tekanan hingga 1 MPa. Kabel dengan insulasi polietilen dapat beroperasi pada tegangan hingga 2300 V, suhu hingga 120°C, dan tekanan hingga 2 MPa. Kabel ini lebih tahan terhadap gas dan tekanan tinggi.

Semua kabel dilapisi dengan pita baja galvanis bergelombang, yang memberikan kekuatan yang dibutuhkan.

Gulungan primer transformator tiga fasa dan autotransformator selalu dirancang untuk tegangan jaringan catu daya lapangan, yaitu 380 V, yang dihubungkan melalui stasiun kendali. Gulungan sekunder dirancang untuk tegangan operasi motor yang sesuai yang dihubungkan dengan kabel. Tegangan pengoperasian di berbagai SED bervariasi dari 350V (SED10-103) hingga 2000V (SED65-117; SED125-138). Untuk mengkompensasi penurunan tegangan kabel dari belitan sekunder, dibuat 6 tap (satu jenis trafo memiliki 8 tap), memungkinkan Anda untuk mengatur tegangan di ujung belitan sekunder dengan mengatur ulang jumper. Menata ulang jumper sebanyak satu langkah akan meningkatkan tegangan sebesar 30 - 60 V, tergantung pada jenis trafo.

Semua trafo dan trafo otomatis yang tidak berisi oli dan berpendingin udara ditutupi dengan selubung logam dan dirancang untuk dipasang di lokasi terlindung. Mereka dilengkapi dengan instalasi bawah tanah, sehingga parameternya sesuai dengan PED ini.

Baru-baru ini, trafo menjadi lebih luas, karena hal ini memungkinkan pemantauan terus menerus terhadap resistansi belitan sekunder transformator, kabel dan belitan stator motor. Ketika resistansi isolasi turun ke nilai yang ditetapkan (30 kOhm), instalasi otomatis mati.

Dengan autotransformator yang mempunyai sambungan listrik langsung antara belitan primer dan sekunder, pemantauan insulasi seperti itu tidak dapat dilakukan.

Transformator dan autotransformator mempunyai efisiensi sekitar 98 – 98,5%. Bobotnya, tergantung tenaga, berkisar antara 280 hingga 1240 kg, dimensi dari 1060 x 420 x 800 hingga 1550 x 690 x 1200 mm.

Pengoperasian UPTsEN dikendalikan oleh stasiun kendali PGH5071 atau PGH5072. Selain itu, stasiun kontrol PGH5071 digunakan untuk catu daya autotransformator motor, dan PGH5072 - untuk catu daya transformator. Stasiun PGH5071 menyediakan penghentian instalasi seketika ketika elemen pembawa arus mengalami korsleting ke ground. Kedua stasiun kendali memberikan kemampuan berikut untuk memantau dan mengendalikan pengoperasian UPTsEN.

1. Menghidupkan dan mematikan instalasi secara manual dan otomatis (jarak jauh).

2. Pengaktifan otomatis instalasi dalam mode self-starting setelah suplai tegangan di jaringan lapangan dipulihkan.

3. Operasi otomatis instalasi secara periodik (pemompaan, akumulasi) sesuai program yang telah ditetapkan dengan total waktu 24 jam.

4. Menghidupkan dan mematikan unit secara otomatis tergantung pada tekanan di manifold aliran kapan sistem otomatis pengumpulan kelompok minyak dan gas.

5. Mematikan instalasi secara instan jika terjadi korsleting dan jika terjadi kelebihan arus sebesar 40% melebihi arus operasi normal.

6. Shutdown jangka pendek hingga 20 detik ketika motor kelebihan beban sebesar 20% dari nilai nominal.

7. Shutdown jangka pendek (20 detik) ketika suplai cairan ke pompa terganggu.

Pintu kabinet stasiun kendali saling bertautan secara mekanis dengan blok sakelar. Ada kecenderungan untuk beralih ke stasiun kontrol non-kontak yang tertutup rapat dengan elemen semikonduktor, yang, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman pengoperasiannya, lebih andal dan tidak rentan terhadap debu, kelembapan, dan curah hujan.

Stasiun kontrol dirancang untuk pemasangan di bangunan tipe gudang atau di bawah kanopi (di wilayah selatan) pada suhu sekitar -35 hingga +40 °C.

Massa stasiun ini sekitar 160 kg. Dimensi 1300 x 850 x 400 mm. Set pengiriman UPTsEN dilengkapi dengan drum dengan kabel, yang panjangnya ditentukan oleh pelanggan.

Selama pengoperasian sumur, karena alasan teknologi, kedalaman suspensi pompa harus diubah. Agar tidak memotong atau memanjangkan kabel pada saat penggantian suspensi tersebut, panjang kabel diambil sesuai dengan kedalaman suspensi maksimum pompa tertentu dan pada kedalaman yang lebih dangkal kelebihannya dibiarkan pada drum. Drum yang sama digunakan untuk menggulung kabel saat mengangkat PTsEN dari sumur.

Dengan kedalaman suspensi yang konstan dan kondisi pengoperasian pompa yang stabil, ujung kabel dimasukkan ke dalam kotak sambungan, dan tidak diperlukan drum. Dalam kasus seperti itu, selama perbaikan, drum khusus digunakan pada troli pengangkut atau pada kereta luncur logam dengan penggerak mekanis untuk menarik kabel yang dikeluarkan dari sumur secara konstan dan seragam dan melilitkannya ke drum. Ketika pompa dilepaskan dari drum tersebut, kabel diumpankan secara merata. Drum digerakkan oleh penggerak listrik dengan gerakan mundur dan gesekan untuk mencegah ketegangan yang berbahaya. Di perusahaan penghasil minyak dengan sejumlah besar ESP, mereka menggunakan unit transportasi khusus ATE-6 berdasarkan kendaraan kargo segala medan KaAZ-255B untuk mengangkut drum kabel dan peralatan listrik lainnya, termasuk trafo, pompa, mesin dan hidrolik. satuan perlindungan.

Untuk bongkar muat drum, unit ini dilengkapi dengan petunjuk arah lipat untuk menggelindingkan drum ke platform dan winch dengan gaya traksi pada tali sebesar 70 kN. Platform ini juga memiliki derek hidrolik dengan kapasitas angkat 7,5 kN dengan jangkauan boom 2,5 m Kabel unit pompa yang diturunkan dilewatkan melalui segel kelenjar kepala sumur dan disegel di dalamnya menggunakan flensa penyegel khusus yang dapat dilepas di salib kepala sumur.

Perlengkapan kepala sumur tipikal yang dilengkapi untuk pengoperasian PTsEN (Gambar 5) terdiri dari salib 1, yang disekrup ke selubung.

Gambar 5 - Perlengkapan kepala sumur yang dilengkapi dengan PTsEN

Potongan melintang memiliki lapisan 2 yang dapat dilepas yang mengambil beban dari pipa. Segel yang terbuat dari karet tahan minyak 3 dipasang pada selongsong, yang ditekan dengan flensa terpisah 5. Flensa 5 ditekan dengan baut ke flensa salib dan menutup saluran keluar kabel 4.

Perlengkapan tersebut menyediakan pembuangan gas annular melalui pipa 6 dan katup periksa 7. Perlengkapan tersebut dirakit dari unit standar dan katup penutup. Ini dapat dengan mudah dibangun kembali untuk peralatan kepala sumur ketika beroperasi dengan pompa batang pengisap.

Daerah aplikasi khususnya- ini adalah sumur hasil tinggi, tergenang air, dalam dan miring dengan laju aliran 10 ¸ 1300 m 3 / hari dan ketinggian angkat 500 ¸ 2000 m. Periode perombakan khususnya hingga 320 hari atau lebih.

Pemasangan pompa sentrifugal submersible tipe desain modular UCNM dan UECNMK dirancang untuk memompa keluar produk sumur minyak yang mengandung minyak, air, gas, dan kotoran mekanis. Jenis instalasi UCNM memiliki desain standar, tetapi tipe UETsNMK- tahan korosi.

Instalasi (Gbr. 24) terdiri dari unit pompa submersible, saluran kabel diturunkan ke dalam sumur melalui pipa pompa dan kompresor, dan peralatan listrik permukaan (gardu trafo).

Unit pompa submersible mencakup motor (motor listrik dengan perlindungan hidrolik) dan pompa, di atasnya dipasang katup periksa dan katup pembuangan.

Tergantung pada dimensi melintang maksimum unit submersible, instalasi dibagi menjadi tiga kelompok bersyarat - 5; 5A dan 6:

— Unit Grup 5 dengan dimensi melintang 112 mm digunakan pada sumur dengan rangkaian selubung dengan diameter dalam paling sedikit 121,7 mm;

— instalasi grup 5A dengan dimensi melintang 124 mm — di sumur dengan diameter dalam minimal 130 mm;

- instalasi grup 6 dengan dimensi melintang 140,5 mm - di sumur dengan diameter internal minimal 148,3 mm.

Kondisi penerapan khususnya untuk media yang dipompa: cairan yang mengandung pengotor mekanis tidak lebih dari 0,5 g/l, gas bebas pada saluran masuk pompa tidak lebih dari 25%; hidrogen sulfida tidak lebih dari 1,25 g/l; air tidak lebih dari 99%; Nilai pH air formasi berada pada kisaran 6¸8.5. Suhu di area tempat motor listrik berada tidak lebih dari +90°C (versi tahan panas khusus hingga +140°C).

Contoh kode pengaturan - UETsNMK 5-125-1300 artinya: UETsNMK— pemasangan pompa sentrifugal listrik dengan desain modular dan tahan korosi; 5 - grup pompa; 125 — persediaan, m 3 / hari; 1300 — tekanan berkembang, m air. Seni.

Pada Gambar. Gambar 24 menunjukkan diagram pemasangan pompa sentrifugal submersible dalam desain modular, mewakili peralatan generasi baru jenis ini, yang memungkinkan Anda memilih secara individual tata letak pemasangan sumur yang optimal sesuai dengan parameternya dari sejumlah kecil yang dapat dipertukarkan. modul.

Instalasi (pada Gambar 24 ada diagram NPO Borets, Moskow) memberikan pemilihan pompa yang optimal ke sumur, yang dicapai dengan adanya sejumlah besar tekanan untuk setiap pasokan. Ketinggian tekanan instalasi berkisar antara 50¸100 hingga 200¸250 m, tergantung pada suplai dalam interval yang ditentukan dalam tabel. 7 data pengaturan dasar.

Tabel 7

Nama instalasi	Diameter minimum (internal) kolom eksploitasi, mm	Dimensi pemasangan melintang, mm	Persediaan m3/hari		Tenaga mesin, kW	Jenis pemisah gas
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144,3 atau 148,3	137 atau 140,5
UETsNM6-1000

Diproduksi secara massal khususnya memiliki panjang 15,5 hingga 39,2 m dan berat 626 hingga 2541 kg, tergantung pada jumlah modul (bagian) dan parameternya.

Dalam instalasi modern, 2 hingga 4 bagian modul dapat disertakan. Paket anak tangga dimasukkan ke dalam badan bagian, yang terdiri dari impeler dan baling-baling pemandu yang dirangkai pada sebuah poros. Jumlah langkah berkisar antara 152¸393. Modul saluran masuk mewakili dasar pompa dengan lubang saluran masuk dan saringan jaring tempat cairan dari sumur masuk ke pompa. Di bagian atas pompa terdapat kepala pancing dengan katup periksa, yang dipasangi pipa.

Pompa ( ECNM)— desain vertikal multistage modular sentrifugal submersible.

Pompa juga dibagi menjadi tiga kelompok bersyarat - 5; 5A dan 6. Diameter badan grup 5¸92 mm, grup 5A - 103 mm, grup 6 - 114 mm.

Modul bagian pompa (Gbr. 25) terdiri dari rumahan 1 , batang 2 , paket panggung (impeller - 3 dan baling-baling pemandu - 4 ), bantalan atas 5 , bantalan bawah 6 , dukungan aksial atas 7 , kepala 8 , alasan 9 , dua tulang rusuk 10 (berfungsi untuk melindungi kabel dari kerusakan mekanis) dan ring karet 11 , 12 , 13 .

Impeler bergerak bebas sepanjang poros dalam arah aksial dan pergerakannya dibatasi oleh baling-baling pemandu bawah dan atas. Gaya aksial dari impeler ditransmisikan ke cincin textolite bawah dan kemudian ke bahu baling-baling pemandu. Gaya aksial parsial ditransfer ke poros karena gesekan roda pada poros atau menempelnya roda ke poros karena pengendapan garam pada celah atau korosi pada logam. Torsi disalurkan dari poros ke roda melalui kunci kuningan (L62) yang dipasang pada alur impeler. Kuncinya terletak di sepanjang rakitan roda dan terdiri dari segmen dengan panjang 400-1000 mm.

Baling-baling pemandu diartikulasikan satu sama lain di sepanjang bagian sekelilingnya; di bagian bawah rumahan, semuanya bertumpu pada bantalan bawah. 6 (Gbr. 25) dan alas 9 , dan dari atas melalui rumah bantalan atas dijepit di dalam rumahan.

Impeler dan baling-baling pemandu pompa standar terbuat dari besi cor kelabu yang dimodifikasi dan poliamida yang dimodifikasi radiasi; pompa tahan korosi terbuat dari besi cor yang dimodifikasi TsN16D71KhSh dari tipe "niresist".

Poros modul bagian dan modul input untuk pompa dengan desain standar terbuat dari gabungan baja berkekuatan tinggi tahan korosi OZH14N7V dan diberi tanda "NZh" di ujungnya; untuk pompa dengan peningkatan ketahanan terhadap korosi - dari batang terkalibrasi yang terbuat dari N65D29YUT-ISH -Paduan K-Monel dan diberi tanda di ujungnya "M".

Poros bagian modul semua kelompok pompa yang mempunyai panjang badan yang sama yaitu 3, 4 dan 5 m disatukan.

Sambungan poros modul bagian satu sama lain, modul bagian dengan poros modul masukan (atau poros pemisah gas), dan poros modul masukan dengan poros pelindung hidrolik mesin dilakukan dengan menggunakan kopling splined.

Sambungan antara modul dan modul input ke motor berbentuk flensa. Sambungan (kecuali sambungan modul masukan ke mesin dan modul masukan ke pemisah gas) ditutup dengan cincin karet.

Untuk memompa keluar fluida formasi yang mengandung lebih dari 25% (hingga 55%) volume gas bebas pada kisi modul saluran masuk pompa, modul pemisah pemompaan gas dihubungkan ke pompa (Gbr. 26).

Beras. 26. Pemisah gas:

1 - kepala; 2 – adaptor; 3 – pemisah; 4 - bingkai; 5 - batang; 6 – memarut; 7 - baling-baling pemandu; 8 - Roda kerja; 9 – auger; 10 – bantalan; 11 ‑ basis

Pemisah gas dipasang antara modul input dan modul bagian. Pemisah gas yang paling efektif adalah tipe sentrifugal, yang fase-fasenya dipisahkan dalam medan gaya sentrifugal. Dalam hal ini, cairan terkonsentrasi di bagian perifer, dan gas terkonsentrasi di bagian tengah pemisah gas dan dilepaskan ke dalam annulus. Pemisah gas seri MNG memiliki laju aliran maksimum 250¸500 m 3 /hari, koefisien pemisahan 90%, dan berat 26 hingga 42 kg.

Mesin unit pompa submersible terdiri dari motor listrik dan pelindung hidrolik. Motor listrik (Gbr. 27) adalah desain tiga fase, hubung pendek, dua kutub, berisi oli, konvensional, dan tahan korosi yang dapat ditenggelamkan dari seri PEDU terpadu dan dalam desain konvensional dari seri modernisasi PED L. Tekanan hidrostatis di wilayah operasi tidak lebih dari 20 MPa. Nilai daya dari 16 hingga 360 kW, tegangan pengenal 530¸2300 V, arus pengenal 26¸122,5 A.

Beras. 27. Motor listrik seri PEDU :

1 - kopel; 2 - penutup; 3 - kepala; 4 – tumit; 5 – bantalan dorong; 6 - penutup entri kabel; 7 - sumbat; 8 – blok entri kabel; 9 – rotor; 10 – stator; 11 - Saring; 12 - basis

Perlindungan hidrolik (Gbr. 28) motor SEM dirancang untuk mencegah cairan formasi menembus ke dalam rongga internal motor listrik, mengkompensasi perubahan volume oli di rongga internal dari suhu motor listrik dan mentransmisikan torsi dari poros motor listrik ke poros pompa.

Beras. 28. Perlindungan air:

A– tipe terbuka; B– tipe tertutup

A– ruang atas; B- kamera bawah;

1 - kepala; 2 – segel mekanis; 3 – puting atas; 4 - bingkai; 5 – puting tengah; 6 - batang; 7 – puting bagian bawah; 8 - basis; 9 - tabung penghubung; 10 – bukaan

Proteksi hidrolik terdiri dari satu pelindung atau pelindung dan kompensator. Mungkin ada tiga opsi untuk perlindungan hidrolik.

Yang pertama terdiri dari pelindung P92, PK92 dan P114 (tipe terbuka) dari dua ruang. Ruang atas diisi dengan cairan penghalang berat (densitas hingga 2 g/cm 3 , tidak dapat bercampur dengan fluida formasi dan oli), ruang bawah diisi dengan oli MA-PED, sama seperti rongga motor listrik. Kamera dihubungkan dengan sebuah tabung. Perubahan volume dielektrik cair di mesin dikompensasi dengan memindahkan cairan penghalang dalam pelindung hidrolik dari satu ruang ke ruang lainnya.

Yang kedua terdiri dari pelindung P92D, PK92D dan P114D (tipe tertutup), yang menggunakan diafragma karet; elastisitasnya mengkompensasi perubahan volume dielektrik cair di mesin.

Yang ketiga - proteksi hidrolik 1G51M dan 1G62 terdiri dari pelindung yang terletak di atas motor listrik dan kompensator yang dipasang di bagian bawah motor listrik. Sistem segel mekanis memberikan perlindungan terhadap masuknya cairan formasi sepanjang poros ke dalam motor listrik. Daya transmisi proteksi hidrolik adalah 125¸250 kW, berat 53¸59 kg.

Sistem termonometri TMS - 3 dirancang untuk kontrol otomatis pengoperasian pompa sentrifugal submersible dan perlindungannya dari kondisi pengoperasian abnormal (pada tekanan rendah pada saluran masuk pompa dan suhu tinggi motor listrik submersible) selama pengoperasian sumur. Ada bagian bawah tanah dan di atas tanah. Tekanan terkontrol berkisar dari 0 hingga 20 MPa. Suhu pengoperasian berkisar antara 25 hingga 105 o C.

Berat total 10,2 kg (lihat Gambar 24).

Jalur kabel merupakan rangkaian kabel yang dililitkan pada drum kabel.

Rakitan kabel terdiri dari kabel utama - PKBK bulat (kabel, insulasi polietilen, lapis baja, bulat) atau kabel datar - KPBP (Gbr. 29), dihubungkan dengan kabel datar dengan kopling masuk kabel (kabel ekstensi dengan sebuah kopling).

Beras. 29. Kabel:

A- bulat; B- datar; 1 - hidup; 2 – isolasi; 3 - kerang; 4 - bantal; 5 - baju zirah

Kabel terdiri dari tiga inti, yang masing-masing memiliki lapisan insulasi dan selubung; bantal yang terbuat dari kain karet dan pelindung. Tiga inti kabel bundar yang berinsulasi dipelintir sepanjang garis heliks, dan inti kabel datar diletakkan sejajar dalam satu baris.

Kabel KFSB dengan insulasi fluoroplastik dirancang untuk pengoperasian pada suhu sekitar hingga +160 o C.

Rakitan kabel memiliki konektor entri kabel terpadu K38 (K46) tipe bulat. Konduktor berinsulasi dari kabel datar disegel rapat di rumah logam kopling menggunakan segel karet.

Lug steker terpasang ke konduktor konduktif.

Kabel bundar memiliki diameter 25 hingga 44 mm. Ukuran kabel datar dari 10.1x25.7 hingga 19.7x52.3 mm. Panjang konstruksi nominal 850, 1000¸1800m.

Perangkat lengkap tipe ShGS5805 menyediakan pengaktifan dan penonaktifan motor submersible, kendali jarak jauh dari pusat kendali dan kendali program, pengoperasian dalam mode manual dan otomatis, penghentian jika terjadi kelebihan beban dan penyimpangan tegangan suplai di atas 10% atau di bawah 15% kontrol nominal, arus dan tegangan, serta alarm lampu eksternal untuk pemadaman darurat (termasuk dengan sistem termometri internal).

Gardu trafo terintegrasi untuk pompa submersible - KTPPN dirancang untuk menyuplai listrik dan melindungi motor listrik pompa submersible dari sumur tunggal dengan daya inklusif 16-125 kW. Nominal tegangan tinggi 6 atau 10 kV, batas pengaturan tegangan menengah dari 1208 hingga 444 V (transformator TMPN100) dan dari 2406 hingga 1652 V (TMPN160). Berat dengan trafo 2705 kg.

Gardu trafo lengkap KTPPNKS dirancang untuk memasok listrik, mengontrol dan melindungi empat pompa listrik sentrifugal dengan motor listrik 16¸125 kW untuk produksi minyak di bantalan sumur, memberi daya pada hingga empat motor listrik mesin pompa dan pantograf bergerak saat melakukan pekerjaan perbaikan. KTPPNKS dirancang untuk digunakan di kondisi Far North dan Siberia Barat.

Paket instalasi meliputi: pompa, rakitan kabel, motor, trafo, gardu trafo lengkap, perangkat lengkap, pemisah gas dan tool kit.