Характеристика оборудования для установки электроцентробежного насоса в нефтегазовой отрасли

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Погружные центробежные насосы применяют в скважинах для откачки пластовой жидкости, в том числе с сероводородом, а также механическими примесями. Установки погружных центробежных насосов УЭЦНМ и УЭЦНМК по сравнению с ранее выпускавшимися установками имеют преимущества:

· возможность более точного подбора оборудования к технологическим режимам скважины и последовательное обеспечение работы оборудования в режимах, близких к оптимальным;

· повышенные параметры надежности;

· снижение энергетических затрат за счет оптимального подбора уста- новки к конкретным параметрам скважин;

· расширение области применения по газосодержанию на приеме насоса за счёт использования насосного газосепаратора.

Установки предназначены для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин.

Установка состоит из погружного насосного агрегата, кабельной линии, спускаемых в скважину на насосно-компрессорных трубах, наземного электрооборудования (трансформаторной подстанции).

Погружной насосный агрегат включает в себя двигатель (электродвигатель с гидрозащитой) и насос, над которым устанавливается обратный и сливной клапаны.

Кабельная линия служит для подвода напряжения к двигателю, состоит из основного питающего кабеля и плоского удлинителя с муфтой. Кабель прикреплен к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами.

Оборудование устья скважины обеспечивает подвеску колонны насосно-компрессорных труб с насосным агрегатом и кабелем на фланце обсадной колонны, герметизацию затрубного пространства, отвод пластовой жидкости в трубопровод.

Трансформаторная подстанция (трансформатор и комплектное устройство) преобразует напряжение промысловой сети до оптимальной величины на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле и обеспечивает управление работой насосного агрегата установки и ее защиту при аномальных режимах.

В зависимости от максимального поперечного габарита погружного агрегата установки разделяют на три условные группы - 5, 5а и 6:

· установки группы 5 поперечным габаритом 112мм. Применяют в скважинах с колонной обсадных труб внутренним диаметром не менее 121,7мм;

· установки группы 5А поперечным габаритом 124мм - в скважинах внутренним диаметром не менее 130мм;

· установки группы 6 поперечным габаритом 140,5мм в скважинах внутренним диаметром не менее 148,3мм.

Насосы, также как и установки, подразделяются на три условные группы - 5, 5А и 6. Диаметры корпусов насосов группы 5 - 92мм, группы 5А - 103мм, группы 6-114мм.

Насосы изготовляют в двух исполнениях:

· обычное - для откачки жидкости с содержанием сероводорода до 0,01г/л (насосы типа ЭЦНМ);

· коррозионно-стойкое - для откачки жидкости с содержанием сероводорода до 1,25г/л (насосы типа ЭЦНМК).

Насос состоит из входного модуля, модуля-секции (таких модулей может быть до трех) и модуля-головки.

Соединение модулей между собой и входного модуля с двигателем -фланцевое. Уплотнение соединений осуществляется резиновыми кольцами.

Соединение валов всех модулей, а так же с валом входного модуля, вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляется при помощи шлицевых муфт.

Модуль-головка представляет собой корпус, с одной стороны которого имеется внутренняя коническая резьба для подсоединения обратного клапана, с другой - фланец для подсоединения к модулю-секции. Имеются два ребра, прикрепленные к корпусу модуля-головки, и резиновое кольцо для герметизации соединения модуля-головки с модулем-секцией.

Ребра предназначены для защиты плоского кабеля от механических повреждений о стенку обсадной колонны при спуске и подъеме насосного агрегата.

Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов), верхнего и нижнего подшипников, верхней осевой опоры, головки, основания, двух ребер и колец.

Входной модуль имеет основание с отверстиями для ;прохода пластовой жидкости, подшипниковыми втулками и сеткой, вал с защитными втулками и шлицевую муфту для соединения вала модуля с валом гидрозащиты. Верхний конец входного модуля присоединен к модулю-секции, нижний - к гидрозащите двигателя.

Двигатель - асинхронный, погружной, трехфазный, короткозамкнутый, двухполюсный, маслонаполненный; в обычном и коррозионно-стойком исполнениях унифицированной серии ПЭДУ и в обычном исполнении по модернизации Л ЭД 163.000 ТУ.

Климатическое исполнение - В, категория размещения - 5 по ГОСТ 15150-69. Электродвигатель содержит статор, ротор с тоководом, основание с фильтром. пластовый центробежный газосепаратор трансформаторный

Статор представляет собой цилиндрическую трубу, в которую запрессован магнитопровод. Обмотка - однослойная протяжная катушечная в виде провода с теплостойкой изоляцией. Ротор - короткозамкнутый многосекционный, состоит из пустотелого вала, на котором собраны магнитные сердечники, чередующиеся с подшипниками скольжения.

Токовод состоит из изоляционной колодки, к которой подведены выводные провода с наконечниками от обмотки.

В основании электродвигателя предусмотрены клапан для закачки масла в электродвигатель и его слива, а также фильтр для очистки масла от механических примесей.

Гидрозащита предназначена для предохранения внутренней полости электродвигателя от попадания пластовой жидкости, а также компенсации температурных изменений объема масла и его расхода. Гидрозащита представляет собой протектор, установленный между электродвигателем и насосом. Гидрозащита может быть изготовлена в трех конструктивных исполнениях:

· протектор П92, ПК92 и П114 (рис 3.1.7) состоит из двух камер. Верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, нижняя - маслом МА-ПЭД, что и полость электродвигателя;

· протектор П92Д, ПК92Д и П114Д (рис 3.1.8) состоит из двух камер, образованных эластичными элементами (резиновыми диафрагмами) и заполненных жидкостью электродвигателя.

· гидрозащита 1Г51м состоит из протектора (рис 3.1.9), размещенного над электродвигателем, и компенсатора (рис 3.1.10), присоединяемого к нижней части электродвигателя.

Система торцовых уплотнений обеспечивает защиту от попадания пластовой жидкости по валу внутрь электродвигателя.

Кабельная линия - кабель в сборе, намотанный на кабельный барабан.

Кабель в сборе состоит из основного кабеля (круглого или плоского типа) и присоединенного к нему плоского кабеля с муфтой кабельного ввода (удлинитель с муфтой).

Кабель состоит из трех жил, каждая из которых имеет слой изоляции и оболочку, подушки из прорезиненной ткани и брони. Три изолированные жилы кабеля круглого типа скручены по винтовой линии, а плоского типа уложены параллельно в один ряд.

Кабель в сборе имеет унифицированную муфту кабельного ввода КЗ 8 (К46) круглого типа. Муфта представляет собой металлический корпус, в котором герметично заделаны изолированные жилы плоского кабеля с помощью резинового уплотнителя.

К токопроводящим жилам прикреплены штепсельные наконечники.

Модули насосные - газосепараторы (МНГ) предназначены для уменьшения объемного содержания свободного газа на приеме насоса.

Газосепараторы устанавливают между входным модулем и модулем-секцией.

Газожидкостная смесь через сетку и отверстия входного модуля поступает в полость шнека и рабочих органов. Под напором газожидкостная смесь поступает во вращающуюся камеру сепаратора, снабженную радиальными ребрами, где под действием центробежных сил газ отделяется от жидкости. Далее жидкость с периферии камеры сепаратора поступает по пазам переводника на прием насоса, а газ через наклонные отверстия отводится в затрубное пространство.

Трансформаторы обеспечивают питание погружных двигателей от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 6000В, работают на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом.

Трансформатор ТМПН состоит из магнитопровода стержневого типа, обмоток высокого и низкого напряжения, бака, заполняемого трнсформаторным маслом, крышки с вводами и приводами, переключателей, расширителя с маслоуказателями и воздухоосушителем и переключателем ответвлений обмоток высокого напряжения. Для герметизации разъемных частей трансформатора применяют уплотнения из маслостойкой резины.

Комплектные устройства обеспечивают включение и выключение погружных двигателей, дистанционное управление, работу в ручном и автоматическом режимах, отключение при перегрузке и отклонении напряжения питающей сети выше 10% или ниже 15% от номинального, контроль тока и напряжения, а также наружную световую сигнализацию об аварийном отключении.

Комплектное устройство ШГС5805-49АЗУ1 размещено в металлическом шкафу двустороннего обслуживания. Комплектное устройство КУПНА 83-29А2У1 состоит из высоковольтного шкафа управления двустороннего обслуживания с передними дверьми и задним заграждением и низковольтного ящика управления. Комплектное устройство КУПНА 700 представляет собой утепленную кабину контейнерного типа, в которую встроено не холодостойкое электрооборудование, состоящее из высоковольтного отсека и коридора обслуживания.

Комплектная трансформаторная подстанция КТППН-82 - двухшкафная конструкция на салазках, включает в себя: двадцатиступенчатый трансформатор, преобразующий напряжение 6 или 10 кВ в напряжение, необходимое для погружного двигателя; высоковольтную часть в виде разъединителя, предохранителей, вакуумного контактора, трансформаторов тока и напряжения; низковольтное, комплектное устройство для управления электронасосом и его защиты. Комплектная трансформаторная подстанция КТППНКС представляет собой кабину с встроенными шкафами высокого и низкого напряжения, шкафами ввода и управления, четырьмя силовыми шкафами. Пять силовых трансформаторов установлены рядом с кабиной.

На основании сделанного анализа можно сделать вывод, что нефтяная промышленность располагает достаточно широким ассортиментом узлов и комплектаций насосных установок, обеспечивающих широкий диапазон эксплуатационных характеристик скважин.

Вместе с тем имеется целый ряд причин, снижающих эффективность использования установок электроцентробежных насосов в работы в скважинах. Среди таких причин можно выделить следующие:

· отсутствие достаточно совершенных и универсальных методик подбора УЭЦН.

· отсутствие надежных аппаратных методов контроля за работой, как узлов, так и установки в целом в процессе ее эксплуатации в скважине.

Размещено на Allbest.ru