Elektrické vybavenie v závislosti od prúdového napájacieho obvodu zahŕňa buď kompletnú trafostanicu pre ponorné čerpadlá (KTPPS), alebo trafostanicu (TS), riadiacu stanicu a transformátor.

Elektrina z transformátora (alebo z KTPPN) do ponorného elektromotora je privádzaná káblovým vedením, ktoré pozostáva z kábla povrchového napájania a hlavného kábla s predlžovacou šnúrou. Pripojenie uzemňovacieho kábla k hlavnému káblu káblového vedenia sa vykonáva v svorkovnici, ktorá je inštalovaná vo vzdialenosti 3-5 metrov od ústia vrtu.

Miesto pre umiestnenie pozemných elektrických zariadení je chránené pred záplavami počas povodňových období a v zime očistené od snehu a musí mať vstupy, ktoré umožňujú voľnú inštaláciu a demontáž zariadení. Zodpovednosť za prevádzkový stav lokalít a vstupov do nich nesie CDNG.

Riadiaca stanica

Pomocou riadiacej stanice sa vykonáva ručné ovládanie motora, automatické vypnutie jednotky pri zastavení dodávky kvapaliny, nulová ochrana, ochrana proti preťaženiu a vypnutie jednotky v prípade skratu. Počas prevádzky jednotky nasáva odstredivé prúdové čerpadlo kvapalinu cez filter inštalovaný na vstupe čerpadla a vytláča ju cez potrubie čerpadla na povrch. V závislosti od tlaku, t.j. výšky zdvihu kvapaliny sa používajú čerpadlá s rôznym počtom stupňov. Nad čerpadlom je inštalovaný spätný ventil a vypúšťací ventil. Spätný ventil slúži na údržbu hadičky, čo uľahčuje štartovanie motora a kontrolu jeho chodu po naštartovaní. Počas prevádzky je spätný ventil držaný v otvorenej polohe tlakom zospodu. Vypúšťací ventil je inštalovaný nad spätným ventilom a používa sa na vypúšťanie tekutiny z hadíc pri ich zdvíhaní na povrch.

Autotransformátor

Transformátor (autotransformátor) sa používa na zvýšenie napätia z 380 (poľná sieť) na 400-2000 V.

Transformátory sú chladené olejom. Sú určené na vonkajšie použitie. Na vysokej strane vinutia transformátora je vytvorených päťdesiat odbočiek, ktoré dodávajú elektromotoru optimálne napätie v závislosti od dĺžky kábla, zaťaženia motora a sieťového napätia.

Prepínanie kohútikov sa vykonáva s úplne vypnutým transformátorom.

Transformátor pozostáva z magnetického jadra, vinutia vysokého a nízkeho napätia, nádrže, krytu so vstupmi a expandéra so sušičom vzduchu.

Nádrž transformátora je naplnená transformátorovým olejom s prierazným napätím najmenej 40 kW.

Na transformátoroch s výkonom 100 - 200 kW je nainštalovaný termosifónový filter na čistenie transformátorového oleja od produktov starnutia.

Namontované na kryte nádrže:

Pohon spínača vinutia vinutia VN (jeden alebo dva);

Ortuťový teplomer na meranie teploty horných vrstiev oleja;

Odnímateľné priechodky VN a NN umožňujúce výmenu izolátorov bez zdvíhania odnímateľnej časti;

Konzervátor s indikátorom oleja a sušičom vzduchu;

Kovový box na ochranu vstupov pred prachom a vlhkosťou.

Sušič vzduchu s olejovým tesnením je určený na odstraňovanie vlhkosti a čistenie priemyselných nečistôt zo vzduchu vstupujúceho do transformátora počas kolísania teploty v hladine oleja.

Kovanie studní

Armatúry ústia studne sú navrhnuté tak, aby odviedli produkciu z vrtu do prietokového potrubia a utesnili medzirúrkový priestor.

Armatúry ústia vrtu pripraveného na spustenie ESP sú vybavené tlakomerom, spätným ventilom na potrubí spájajúcom medzikruží s výtlakom, komorou škrtiacej klapky (ak je to technologicky možné) a potrubím pre výskum. Zodpovednosť za implementáciu tohto bodu nesie CDNG.

Armatúry ústia vrtu, okrem funkcií vykonávaných vo všetkých výrobných metódach, musia zabezpečiť tesnosť vratnej leštenej tyče, ktorá sa v nej pohybuje. Posledne menované je mechanické spojenie medzi tyčovým stĺpom a hlavou vyvažovačky SK.

Armatúry ústia studní, rozdeľovače a prietokové potrubia so zložitými konfiguráciami komplikujú hydrodynamiku prúdenia. Zariadenia v blízkosti vrtov umiestnené na povrchu sú pomerne prístupné a dajú sa pomerne ľahko očistiť od usadenín najmä tepelnými metódami.

Armatúry ústia studní, cez ktoré sa čerpá voda do formácie, sa podrobia hydraulickému testovaniu spôsobom stanoveným pre armatúry vianočných stromčekov.

Podzemné vybavenie ESP

Podzemné vybavenie zahŕňa potrubie, čerpaciu jednotku a eklektický pancierový kábel.

Odstredivé čerpadlá na čerpanie kvapaliny zo studne sa zásadne nelíšia od bežných odstredivých čerpadiel používaných na čerpanie kvapalín na povrchu zeme. Avšak malé radiálne rozmery spôsobené priemerom plášťa, do ktorého sa odstredivé čerpadlá spúšťajú, prakticky neobmedzené axiálne rozmery, nutnosť prekonávania vysokých tlakov a prevádzka čerpadla v ponorenom stave viedli k vytvoreniu odstredivého čerpania. jednotky špecifického dizajnu. Vonkajšie sa nelíšia od potrubia, ale vnútorná dutina takejto rúry obsahuje veľké množstvo zložitých častí, ktoré si vyžadujú pokročilú výrobnú technológiu.

Ponorné odstredivé elektrické čerpadlá (PTsEN) sú viacstupňové odstredivé čerpadlá s počtom stupňov v jednom bloku až 120, poháňané špeciálne navrhnutým ponorným elektromotorom (SEM). Elektromotor je napájaný z povrchu elektrinou dodávanou káblom zo stupňovitého autotransformátora alebo transformátora cez riadiacu stanicu, v ktorej je sústredená všetka prístrojová technika a automatizácia. PTsEN sa spúšťa do vrtu pod vypočítanú dynamickú hladinu, zvyčajne 150 - 300 m. Kvapalina je privádzaná potrubím, na vonkajšiu stranu ktorého je pomocou špeciálnych pásov pripevnený elektrický kábel. V jednotke čerpadla medzi samotným čerpadlom a elektromotorom je medzičlánok nazývaný chránič alebo hydraulická ochrana. Inštalácia PCEN (obrázok 3) obsahuje olejom naplnený elektromotor SEM 1; hydraulický ochranný článok alebo chránič 2; mriežka na zachytávanie čerpadla na zber kvapaliny 3; viacstupňové odstredivé čerpadlo PCEN 4; NKT 5; pancierový trojžilový elektrický kábel 6; pásy na pripevnenie kábla k hadici 7; armatúry ústia vrtu 8; bubon na navíjanie káblov počas zdvíhacích operácií a skladovanie určitej zásoby kábla 9; transformátor alebo autotransformátor 10; riadiaca stanica s automatizáciou 11 a kompenzátorom 12.

Čerpadlo, ochrana a motor sú samostatné jednotky spojené skrutkovými čapmi. Konce hriadeľov majú drážkované spoje, ktoré sa spájajú pri montáži celej inštalácie. Ak je potrebné zdvihnúť kvapalinu z veľkých hĺbok, sekcie PCEN sa navzájom spoja tak, aby celkový počet stupňov dosiahol 400. Kvapalina nasávaná čerpadlom postupne prechádza všetkými stupňami a opúšťa čerpadlo s tlakom rovným vonkajší hydraulický odpor.

Obrázok 3 - Všeobecná schéma zariadenia studne s inštaláciou ponorného odstredivého čerpadla

UPTsEN sa vyznačujú nízkou spotrebou kovu, širokým rozsahom prevádzkových charakteristík z hľadiska tlaku aj prietoku, pomerne vysokou účinnosťou, schopnosťou čerpať veľké množstvo kvapaliny a dlhou dobou obratu. Je potrebné pripomenúť, že priemerná dodávka kvapaliny v Rusku pre jeden UPTsEN je 114,7 t / deň a pre USHSN - 14,1 t / deň.

Všetky čerpadlá sú rozdelené do dvoch hlavných skupín; konvenčný dizajn odolný voči opotrebovaniu. Prevažná väčšina existujúcich čerpadiel (okolo 95 %) je konvenčnej konštrukcie.

Čerpadlá odolné voči opotrebovaniu sú určené na prevádzku v studniach, ktoré obsahujú malé množstvo piesku a iných mechanických nečistôt (do 1 % hmotnosti). Podľa priečnych rozmerov sú všetky čerpadlá rozdelené do 3 podmienených skupín: 5; 5A a 6, čo znamená menovitý priemer puzdra v palcoch, do ktorého môže byť čerpadlo nasadené.

Skupina 5 má vonkajší priemer puzdra 92 mm, skupina 5A - 103 mm a skupina b - 114 mm. Rýchlosť otáčania hriadeľa čerpadla zodpovedá frekvencii striedavého prúdu v elektrickej sieti. V Rusku je táto frekvencia 50 Hz, čo dáva synchrónnu rýchlosť (pre dvojpólový stroj) 3000 min-1. Kód PCEN obsahuje ich hlavné nominálne parametre, ako je prietok a tlak pri prevádzke v optimálnom režime. Napríklad ESP5-40-950 znamená odstredivé elektrické čerpadlo skupiny 5 s prietokom 40 m3/deň (vodou) a dopravnou výškou 950 m. ESP5A-360-600 znamená čerpadlo skupiny 5A s prietokom 360 m3/deň a spád 600 m.

Obrázok 4 - Typické charakteristiky ponorného odstredivého čerpadla

Kód pre čerpadlá odolné voči opotrebovaniu obsahuje písmeno I, čo znamená odolnosť proti opotrebovaniu. V nich nie sú obežné kolesá vyrobené z kovu, ale z polyamidovej živice (P-68). V skrini čerpadla sú približne každých 20 stupňov inštalované medziľahlé gumovo-kovové ložiská na centrovanie hriadeľa, v dôsledku čoho má čerpadlo odolné voči opotrebovaniu menej stupňov, a teda aj tlak.

Koncové podpery obežných kolies nie sú liatinové, ale vo forme lisovaných krúžkov z kalenej ocele 40X. Namiesto textolitových podporných podložiek sa medzi obežné kolesá a vodiace lopatky používajú podložky vyrobené z gumy odolnej voči olejom.

Všetky typy čerpadiel majú pasovú prevádzkovú charakteristiku vo forme kriviek závislosti Н(Q) (tlak, prietok), з(Q) (účinnosť, prietok), N(Q) (príkon, prietok). Typicky sa tieto závislosti udávajú v rozsahu prevádzkových prietokov alebo v trochu väčšom intervale (obr. 11.2).

Akékoľvek odstredivé čerpadlo, vrátane PCEN, môže pracovať so zatvoreným výtlačným ventilom (bod A: Q = 0; H = Hmax) a bez protitlaku na výtlaku (bod B: Q = Qmax; H = 0). Pretože užitočná práca čerpadla je úmerná súčinu dodávky a tlaku, potom pre tieto dva extrémne režimy prevádzky čerpadla bude užitočná práca rovná nule, a preto sa účinnosť bude rovnať nule. Pri určitom pomere (Q a H vďaka minimálnym vnútorným stratám čerpadla dosahuje účinnosť maximálnu hodnotu približne 0,5 - 0,6. Čerpadlá s malým prietokom a obežnými kolesami malého priemeru, ako aj s veľkým počtom stupňov majú znížená účinnosť Prietok a tlak zodpovedajúci maximálnej účinnosti sa nazývajú optimálny režim prevádzky čerpadla Závislosť s(Q) okolo jeho maxima plynule klesá, preto je celkom prijateľné prevádzkovať PTsEN v režimoch odlišných od optimálneho v jednom alebo druhom smere o určitú hodnotu. Hranice týchto odchýlok budú závisieť od špecifických vlastností PTsEN a musia zodpovedať primeranému zníženiu účinnosti čerpadla (o 3 - 5 %). rozsah možných prevádzkových režimov PTsEN, ktorý sa nazýva odporúčaná oblasť (pozri obr. 11.2, tieňovanie).

Výber čerpadla pre studne v podstate spočíva vo výbere štandardnej veľkosti PCEN tak, aby po spustení do studne fungovalo za optimálnych alebo odporúčaných podmienok pri čerpaní daného prietoku studne z danej hĺbky.

V súčasnosti vyrábané čerpadlá sú navrhnuté pre menovité prietoky od 40 (ETSN5-40-950) do 500 m3/deň (ETSN6-500-750) a tlaky od 450 m (ETSN6-500-450) do 1500 m (ETSN6-100- 1500). Okrem toho existujú čerpadlá na špeciálne účely, napríklad na čerpanie vody do útvarov. Tieto čerpadlá majú prietok až 3000 m3/deň a dopravnú výšku až 1200 m.

Tlak, ktorý môže čerpadlo prekonať, je priamo úmerný počtu stupňov. Vyvinuté v jednom stupni za optimálnych prevádzkových podmienok, závisí najmä od rozmerov obežného kolesa, ktoré zase závisia od radiálnych rozmerov čerpadla. Pri vonkajšom priemere telesa čerpadla 92 mm je priemerný tlak vyvíjaný jedným stupňom (pri prevádzke na vode) 3,86 m s kolísaním od 3,69 do 4,2 m. Pri vonkajšom priemere 114 mm je priemerný tlak 5,76 m s kolísaním od 5,03 do 6,84 m.

Čerpacia jednotka pozostáva z čerpadla (obrázok 4, a), hydraulickej ochrannej jednotky (obrázok 4, 6), ponorného elektromotora (obrázok 4, c), kompenzátora (obrázok 4, d) pripevneného k spodnej časti SED.

Čerpadlo sa skladá z nasledujúcich častí: hlava 1 s guľovým spätným ventilom na zabránenie odtoku tekutiny z hadičky počas zastavenia; horná posuvná oporná pätka 2, na ktorú pôsobí čiastočné axiálne zaťaženie v dôsledku rozdielu tlaku na vstupe a výstupe čerpadla; horné klzné ložisko 3, centrujúce horný koniec hriadeľa; teleso čerpadla 4; vodiace lopatky 5, ktoré dosadajú na seba a sú bránené proti otáčaniu spoločným spojom v skrini 4; obežné kolesá 6; hriadeľ čerpadla 7, ktorý má pozdĺžne pero, na ktorom sú namontované obežné kolesá s posuvným uložením. Hriadeľ tiež prechádza vodiacou lopatkou každého stupňa a je v ňom vycentrovaný puzdrom obežného kolesa, ako v ložisku; spodné klzné ložisko 8; základňa 9, pokrytá prijímacou sieťkou a majúca okrúhle šikmé otvory v hornej časti na privádzanie kvapaliny do spodného obežného kolesa; koncové klzné ložisko 10. U čerpadiel skorých konštrukcií, ktoré sú stále v prevádzke, je štruktúra spodnej časti odlišná. Po celej dĺžke základne 9 sa nachádza olejové tesnenie z olovených grafitových krúžkov, oddeľujúce prijímaciu časť čerpadla a vnútorné dutiny motora a hydraulickú ochranu. Pod olejovým tesnením je namontované trojradové guľkové ložisko s kosouhlým stykom, mazané hustým olejom pod určitým pretlakom vzhľadom na vonkajší tlak (0,01 - 0,2 MPa).

Obrázok 4 - Návrh ponornej odstredivej jednotky

a - odstredivé čerpadlo; b - hydraulická ochranná jednotka; c - ponorný elektromotor; g - kompenzátor

V moderných konštrukciách ESP nedochádza k pretlaku v hydraulickej ochrannej jednotke, takže dochádza k menšiemu úniku tekutého transformátorového oleja, ktorým je motor naplnený, a odpadá potreba tesnenia s oloveným grafitom.

Dutiny motora a prijímacej časti sú oddelené jednoduchou mechanickou upchávkou, ktorej tlak na oboch stranách je rovnaký. Dĺžka telesa čerpadla zvyčajne nepresahuje 5,5 m. Ak nie je možné umiestniť požadovaný počet stupňov (u čerpadiel vyvíjajúcich vysoké tlaky) do jedného puzdra, umiestňujú sa do dvoch alebo troch samostatných puzdier, ktoré tvoria samostatné časti jedného čerpadla, ktoré sú spojené spolu pri spúšťaní čerpadla do studne

Hydraulická ochranná jednotka je nezávislá jednotka pripevnená k PTsEN pomocou skrutkového spojenia (na obrázku 4 je jednotka, rovnako ako samotná PTsEN, znázornená s prepravnými zátkami, ktoré utesňujú konce jednotiek)

Horný koniec hriadeľa 1 je spojený drážkovanou spojkou so spodným koncom hriadeľa čerpadla. Ľahká mechanická upchávka 2 oddeľuje hornú dutinu, ktorá môže obsahovať vrtnú kvapalinu, od dutiny pod upchávkou, ktorá je naplnená transformátorovým olejom, ktorý je podobne ako studňová kvapalina pod tlakom rovným tlaku v hĺbke ponorenia čerpadla. Pod mechanickou upchávkou 2 sa nachádza klzné trecie ložisko a ešte nižšie - jednotka 3 - oporná pätka, ktorá prijíma axiálnu silu hriadeľa čerpadla. Posuvná podporná pätka 3 pracuje v tekutom transformátorovom oleji.

Nižšie je druhá mechanická upchávka 4 pre spoľahlivejšie utesnenie motora. Štrukturálne sa nelíši od prvého. Pod ním je v puzdre 6 gumený vak 5. Vrecko hermeticky oddeľuje dve dutiny: vnútornú dutinu vrecka naplnenú transformátorovým olejom a dutinu medzi puzdrom 6 a samotným vakom, do ktorej má vonkajšia studničná kvapalina prístup cez spätný ventil 7.

Studňa preniká cez ventil 7 do dutiny puzdra 6 a stláča gumový vak s olejom na tlak rovný vonkajšiemu. Kvapalný olej preniká cez medzery pozdĺž hriadeľa k mechanickým upchávkam a dole k motoru.

Boli vyvinuté dva návrhy zariadení na ochranu pred vodou. Hydraulická ochrana hlavného motora sa líši od opísanej hydraulickej ochrany hydromotora prítomnosťou malej turbíny na hriadeli, ktorá vytvára zvýšený tlak tekutého oleja vo vnútornej dutine gumového vaku 5.

Vonkajšia dutina medzi puzdrom 6 a vakom 5 je naplnená hustým olejom, ktorý napája guľôčkové ložisko s kosouhlým stykom PCEN predchádzajúcej konštrukcie. Hydraulická ochranná jednotka hlavného motora s vylepšenou konštrukciou je teda vhodná na použitie v spojení s predchádzajúcimi typmi PTsEN, ktoré sú široko používané v teréne. Predtým sa používala hydraulická ochrana, takzvaný piestový chránič, pri ktorom nadmerný tlak na olej vytváral odpružený piest. Nové návrhy GD a G sa ukázali byť spoľahlivejšie a odolnejšie. Teplotné zmeny objemu oleja pri jeho zahrievaní alebo ochladzovaní sú kompenzované pripevnením gumeného vrecka - kompenzátora - na spodok motora.

PCEN je poháňaný špeciálnymi vertikálnymi asynchrónnymi olejom naplnenými dvojpólovými elektromotormi (SEM). Elektromotory čerpadiel sú rozdelené do 3 skupín: 5; 5A a 6.

Keďže elektrický kábel na rozdiel od čerpadla neprechádza pozdĺž telesa elektromotora, priemerové rozmery motorov menovaných skupín sú o niečo väčšie ako u čerpadiel, a to: skupina 5 má maximálny priemer 103 mm, skupina 5A - 117 mm a skupina 6 - 123 mm.

Označenie SED zahŕňa menovitý výkon (kW) a priemer; napríklad PED65-117 znamená: 65 kW ponorný elektromotor s priemerom skrine 117 mm, teda zaradený do skupiny 5A.

Malé prípustné priemery a vysoké výkony (do 125 kW) nás nútia vyrábať motory veľkej dĺžky - do 8 m a niekedy aj viac. Horná časť motora je spojená so spodnou časťou hydraulickej ochrannej jednotky pomocou skrutkových čapov. Hriadele sú spojené drážkovanými spojkami.

Horný koniec hnacieho hriadeľa motora je zavesený na klznej pätke 1 v oleji. Dole je vstupná jednotka kábla 2. Táto jednotka je zvyčajne konektorom kábla. Toto je jeden z najzraniteľnejších bodov v čerpadle, kvôli porušeniu izolácie, ktorej inštalácie zlyhajú a vyžadujú zdvíhanie; 3 - výstupné vodiče vinutia statora; 4 - horné radiálne klzné trecie ložisko; 5 - rez koncovými koncami vinutia statora; 6 - statorová sekcia, zostavená z lisovaných transformátorových železných dosiek s drážkami na ťahanie statorových drôtov. Sekcie statora sú od seba oddelené nemagnetickými obalmi, v ktorých sú zosilnené radiálne ložiská 7 hriadeľa elektromotora 8. Spodný koniec hriadeľa 8 je vycentrovaný spodným radiálnym klzným trecím ložiskom 9. Rotor PED tiež pozostáva z častí namontovaných na hriadeli motora z lisovaných plechov transformátorového železa. Hliníkové tyče, skratované vodivými krúžkami, sú vložené do štrbín rotora typu veverička na oboch stranách sekcie. Medzi sekciami je hriadeľ motora vycentrovaný v ložiskách 7. Po celej dĺžke hriadeľa motora prechádza otvor s priemerom 6 - 8 mm, aby mohol olej prechádzať zo spodnej dutiny do hornej. Pozdĺž celého statora je tiež drážka, cez ktorú môže cirkulovať olej. Rotor sa otáča v tekutom transformátorovom oleji s vysokými izolačnými vlastnosťami. V spodnej časti motora je sieťový olejový filter 10. Hlava 1 kompenzátora (pozri obr. 11.3, d) je pripevnená k spodnému koncu motora; obtokový ventil 2 slúži na naplnenie systému olejom. Ochranné puzdro 4 v spodnej časti má otvory na prenos vonkajšieho tlaku kvapaliny na pružný prvok 3. Pri ochladzovaní oleja sa jeho objem zmenšuje a vrtná kvapalina sa cez otvory dostáva do priestoru medzi vakom 3 a puzdrom 4. Pri zahriatí , vrecko sa roztiahne a kvapalina cez tie isté otvory vyteká z obalu.

PED používané na prevádzku ropných vrtov majú zvyčajne výkony od 10 do 125 kW.

Na udržanie tlaku v nádrži sa používajú špeciálne ponorné čerpacie jednotky vybavené motormi s výkonom 500 kW. Napájacie napätie v SED sa pohybuje od 350 do 2000 V. Pri vysokých napätiach je možné úmerne znížiť prúd pri prenose rovnakého výkonu, čím je možné zmenšiť prierez jadier vodivých káblov a následne , priečne rozmery inštalácie. To je dôležité najmä pri vysokých výkonoch elektromotorov. Menovitý sklz rotora motora je od 4 do 8,5 %, účinnosť od 73 do 84 %, prípustné teploty okolia sú do 100 °C.

Keď motor beží, vzniká veľké množstvo tepla, takže pre normálnu prevádzku motora je potrebné chladenie. Toto chladenie sa vytvára v dôsledku nepretržitého prúdenia formovacej tekutiny cez prstencovú medzeru medzi skriňou motora a skriňou. Z tohto dôvodu sú usadeniny parafínu v hadičkách počas prevádzky čerpadla vždy výrazne menšie ako pri iných prevádzkových metódach.

Vo výrobných podmienkach dochádza k dočasnému výpadku elektrického vedenia v dôsledku búrok, zlomených vodičov, námrazy a pod. To spôsobí zastavenie UPTsEN. V tomto prípade sa pod vplyvom stĺpca kvapaliny prúdiaceho z potrubia cez čerpadlo začne hriadeľ čerpadla a stator otáčať v opačnom smere. Ak sa v tomto momente obnoví napájanie, motor sa začne otáčať smerom dopredu, čím prekoná zotrvačnú silu stĺpca kvapaliny a rotujúcich hmôt.

V tomto prípade môžu nárazové prúdy prekročiť prípustné limity a inštalácia zlyhá. Aby sa tomu zabránilo, je vo výtlačnej časti PTsEN nainštalovaný guľový spätný ventil, ktorý zabraňuje odtoku tekutiny z hadičky.

Spätný ventil je zvyčajne umiestnený v hlave čerpadla. Prítomnosť spätného ventilu komplikuje zdvíhanie potrubia počas opravy, pretože v tomto prípade sa potrubia zdvihnú a odskrutkujú kvapalinou. Okrem toho je nebezpečný z hľadiska požiaru. Aby sa zabránilo takýmto javom, je nad spätným ventilom inštalovaný vypúšťací ventil v špeciálnej spojke. Vypúšťací ventil je v princípe spojka, do ktorej bočnej steny je horizontálne vložená krátka bronzová rúrka, utesnená na vnútornom konci. Pred zdvihnutím sa do hadičky hodí krátka kovová šípka. Náraz šípky odlomí bronzovú trubicu, čo spôsobí otvorenie bočného otvoru v spojke a vypustenie tekutiny z trubice.

Ďalšie zariadenia na vypúšťanie kvapaliny boli tiež vyvinuté a inštalované nad spätným ventilom PTsEN. Patria sem takzvané promótory, ktoré umožňujú merať medzirúrkový tlak v hĺbke chodu čerpadla pomocou dolného manometra spusteného do potrubia a vytvárajú spojenie medzi medzirúrkovým priestorom a meracou dutinou. tlakomeru.

Treba si uvedomiť, že motory sú citlivé na chladiaci systém, ktorý vzniká prúdením tekutiny medzi skriňou a skriňou motora. Rýchlosť tohto prúdenia a kvalita kvapaliny ovplyvňujú teplotný režim motora. Je známe, že voda má tepelnú kapacitu 4,1868 kJ/kg-°C, zatiaľ čo čistý olej má tepelnú kapacitu 1,675 kJ/kg-°C. Preto pri odčerpávaní zavodnených studní sú chladiace podmienky pre motor lepšie ako pri čerpaní čistého oleja a jeho prehriatie vedie k poruche izolácie a poruche motora. Preto izolačné vlastnosti použitých materiálov ovplyvňujú životnosť inštalácie. Je známe, že tepelná odolnosť niektorých izolácií používaných pre vinutia motora sa už zvýšila na 180 °C a prevádzkové teploty na 150 °C. Na riadenie teploty boli vyvinuté jednoduché elektrické snímače teploty, ktoré prenášajú informácie o teplote motora do riadiacej stanice cez silový elektrický kábel bez použitia prídavného jadra. Podobné zariadenia sú k dispozícii na prenos konštantných informácií o tlaku na vstupe čerpadla na povrch. V núdzových podmienkach riadiaca stanica automaticky vypne motor.

SEM je napájaný elektrickou energiou cez trojžilový kábel, spustený do studne paralelne s potrubím. Kábel je pripevnený k vonkajšiemu povrchu potrubia kovovými páskami, dva pre každú rúru. Kábel funguje v náročných podmienkach. Jeho horná časť je v plynnom prostredí, niekedy pod výrazným tlakom, spodná časť je v oleji a je vystavená ešte väčšiemu tlaku. Pri spúšťaní a zdvíhaní čerpadla, najmä v zakrivených studniach, je kábel vystavený silnému mechanickému namáhaniu (svorky, trenie, zaseknutie medzi strunou a hadicou atď.). Kábel prenáša elektrinu pri vysokom napätí. Použitie vysokonapäťových motorov umožňuje znížiť prúd a tým aj priemer kábla. Kábel na napájanie vysokonapäťového PED však musí mať spoľahlivejšiu a niekedy aj hrubšiu izoláciu. Všetky káble používané pre UPTsEN sú navrchu prekryté elastickou pozinkovanou oceľovou páskou na ochranu pred mechanickým poškodením. Potreba umiestniť kábel na vonkajší povrch PTsEN znižuje jeho rozmery. Preto je pozdĺž čerpadla položený plochý kábel, ktorého hrúbka je približne 2-krát menšia ako priemer okrúhleho, s rovnakými prierezmi vodičov.

Všetky káble používané pre UPTsEN sú rozdelené na okrúhle a ploché. Okrúhle káble majú gumovú (olejovo odolnú gumu) alebo polyetylénovú izoláciu, čo sa odráža v kóde: KRBK znamená okrúhly pancierový gumený kábel alebo KRBP - pancierový gumový plochý kábel. Pri použití polyetylénovej izolácie je v kóde namiesto písmena P napísané P: KPBK - pre kruhový kábel a KPBP - pre plochý kábel.

Kruhový kábel je pripevnený k hadici a plochý kábel je pripevnený iba k spodným rúram hadicového reťazca a k čerpadlu. Prechod z okrúhleho kábla na plochý kábel je spojený horúcou vulkanizáciou v špeciálnych formách a ak je takýto spoj vykonaný zle, môže slúžiť ako zdroj poškodenia izolácie a porúch. V poslednej dobe prechádzajú len na ploché káble vedené od motorového pohonu po šnúre hadičiek k riadiacej stanici. Výroba takýchto káblov je však náročnejšia ako okrúhlych (tabuľka 11.1).

Existuje niekoľko ďalších typov káblov s polyetylénovou izoláciou, ktoré nie sú uvedené v tabuľke. Káble s polyetylénovou izoláciou sú o 26 - 35 % ľahšie ako káble s gumovou izoláciou. Káble s gumovou izoláciou sú určené na použitie pri menovitom elektrickom napätí najviac 1100 V, pri teplote okolia do 90 °C a tlaku do 1 MPa. Káble s polyetylénovou izoláciou môžu pracovať pri napätí do 2300 V, teplotách do 120 °C a tlakoch do 2 MPa. Tieto káble sú odolnejšie voči plynu a vysokému tlaku.

Všetky káble sú pancierované vlnitou pozinkovanou oceľovou páskou, ktorá im dodáva potrebnú pevnosť.

Primárne vinutia trojfázových transformátorov a autotransformátorov sú vždy dimenzované na napätie poľnej napájacej siete, t.j. 380 V, na ktorú sú pripojené cez riadiace stanice. Sekundárne vinutia sú určené na prevádzkové napätie príslušného motora, ku ktorému sú pripojené káblom. Tieto prevádzkové napätia v rôznych SED sa pohybujú od 350 V (SED10-103) do 2000 V (SED65-117; SED125-138). Na kompenzáciu poklesu napätia v kábli zo sekundárneho vinutia je vyrobených 6 odbočiek (jeden typ transformátora má 8 odbočiek), čo vám umožňuje regulovať napätie na koncoch sekundárneho vinutia preskupením prepojok. Preskupenie prepojky o jeden krok zvyšuje napätie o 30 - 60 V, v závislosti od typu transformátora.

Všetky vzduchom chladené transformátory a autotransformátory neplnené olejom sú zakryté kovovým puzdrom a sú určené na inštaláciu na chránenom mieste. Sú vybavené podzemnou inštaláciou, takže ich parametre zodpovedajú tomuto PED.

V poslednej dobe sú transformátory rozšírené, pretože to umožňuje nepretržité sledovanie odporu sekundárneho vinutia transformátora, kábla a vinutia statora motora. Keď izolačný odpor klesne na nastavenú hodnotu (30 kOhm), inštalácia sa automaticky vypne.

Pri autotransformátoroch, ktoré majú priame elektrické spojenie medzi primárnym a sekundárnym vinutím, takéto monitorovanie izolácie nie je možné vykonať.

Transformátory a autotransformátory majú účinnosť asi 98 - 98,5%. Ich hmotnosť sa v závislosti od výkonu pohybuje od 280 do 1240 kg, rozmery od 1060 x 420 x 800 do 1550 x 690 x 1200 mm.

Prevádzka UPTsEN je riadená riadiacou stanicou PGH5071 alebo PGH5072. Okrem toho riadiaca stanica PGH5071 slúži na napájanie autotransformátoru motora a PGH5072 - na napájanie transformátora. Stanice PGH5071 poskytujú okamžité vypnutie inštalácie, keď sú prvky vedúce prúd skratované k zemi. Obe riadiace stanice poskytujú nasledujúce možnosti monitorovania a riadenia prevádzky UPTsEN.

1. Manuálne a automatické (diaľkové) zapínanie a vypínanie inštalácie.

2. Automatické zapnutie inštalácie v samoštartovacom režime po obnovení dodávky napätia v poľnej sieti.

3. Automatická prevádzka inštalácie v periodickom režime (čerpanie, akumulácia) podľa stanoveného programu s celkovým časom 24 hodín.

4. Automatické zapínanie a vypínanie inštalácie v závislosti od tlaku v prietokovom potrubí s automatickými systémami pre skupinový zber ropy a plynu.

5. Okamžité odstavenie zariadenia v prípade skratu a v prípade prúdového preťaženia o 40 % presahujúceho bežný prevádzkový prúd.

6. Krátkodobé vypnutie do 20 s pri preťažení motora o 20 % menovitej hodnoty.

7. Krátkodobé (20 s) vypnutie pri prerušení dodávky kvapaliny do čerpadla.

Dvere skrine ovládacej stanice sú mechanicky blokované spínacím blokom. Existuje tendencia prejsť na bezdotykové, hermeticky uzavreté riadiace stanice s polovodičovými prvkami, ktoré, ako ukázali skúsenosti z ich prevádzky, sú spoľahlivejšie a nie sú náchylné na prach, vlhkosť a zrážky.

Regulačné stanice sú určené na inštaláciu v priestoroch stodolového typu alebo pod prístreškom (v južných oblastiach) pri teplote okolia od -35 do +40 °C.

Hmotnosť stanice je asi 160 kg. Rozmery 1300 x 850 x 400 mm. Súčasťou dodávky UPTsEN je bubon s káblom, ktorého dĺžku si určí zákazník.

Počas prevádzky vrtu sa musí z technologických dôvodov meniť hĺbka zavesenia čerpadla. Aby sa kábel pri takýchto zmenách zavesenia neprerezal alebo nepredĺžil, dĺžka kábla sa berie podľa maximálnej hĺbky zavesenia daného čerpadla a v menších hĺbkach sa jeho prebytok ponecháva na bubne. Rovnaký bubon sa používa na navíjanie kábla pri zdvíhaní PTsEN zo studní.

Pri konštantnej hĺbke zavesenia a stabilných prevádzkových podmienkach čerpadla je koniec kábla zasunutý do spojovacej skrinky a nie je potrebný žiadny bubon. V takýchto prípadoch sa pri opravách používa špeciálny bubon na prepravnom vozíku alebo na kovových saniach s mechanickým pohonom na neustále a rovnomerné ťahanie kábla vybratého zo studne a navíjanie na bubon. Keď sa čerpadlo uvoľní z takého bubna, kábel sa podáva rovnomerne. Bubon je poháňaný elektrickým pohonom so spätným chodom a trením, aby sa zabránilo nebezpečnému pnutiu. V ropných podnikoch s veľkým počtom ESP používajú špeciálnu dopravnú jednotku ATE-6 založenú na terénnom nákladnom vozidle KaAZ-255B na prepravu káblového bubna a iného elektrického zariadenia vrátane transformátora, čerpadla, motora a hydrauliky. ochranná jednotka.

Pre nakladanie a vykladanie bubna je jednotka vybavená smermi skladania pre rolovanie bubna na plošinu a navijakom s ťažnou silou na lane 70 kN. Súčasťou plošiny je aj hydraulický žeriav s nosnosťou 7,5 kN s dosahom výložníka 2,5 m. Kábel zníženej čerpacej jednotky je vedený cez upchávky ústia vrtu a utesnený v ňom pomocou špeciálnej odnímateľnej tesniacej príruby v kríž ústia studne.

Typická armatúra ústia vrtu vybavená na prevádzku PTsEN (obrázok 5) pozostáva z kríža 1, ktorý je naskrutkovaný na plášť.

Obrázok 5 - Armatúry ústia studne vybavené PTsEN

Priečka má odnímateľnú vložku 2, ktorá odoberá zaťaženie z hadičky. Na vložku je nanesené tesnenie z gumy odolnej voči olejom 3, ktoré je pritlačené delenou prírubou 5. Príruba 5 je pritlačená skrutkami k prírube kríža a utesňuje káblový vývod 4.

Armatúry zabezpečujú odvod prstencového plynu potrubím 6 a spätným ventilom 7. Armatúry sú zostavené z normalizovaných jednotiek a uzatváracích ventilov. Pri prevádzke so sacími tyčovými čerpadlami sa dá pomerne ľahko prestavať na vybavenie ústia vrtu.

Firma Borets vyrába široký sortiment ponorných čerpadiel s výkonom od 10 do 6128 m 3 /deň a tlakom od 100 do 3500 m.

Borets odporúča špecifický prevádzkový rozsah pre všetky čerpadlá. Na zabezpečenie optimálnej účinnosti a maximálneho TBO musí byť čerpadlo prevádzkované v tomto rozsahu.

Na dosiahnutie najlepších výsledkov pri prevádzke čerpadiel v reálnych podmienkach studní a na splnenie požiadaviek zákazníka naša spoločnosť ponúka niekoľko typov zostáv a prevedení stupňov čerpadiel.

Čerpadlá Borets môžu byť prevádzkované v náročných podmienkach, vrátane zvýšeného obsahu pevných látok, obsahu plynu a teploty čerpanej kvapaliny. Na zvýšenie prevádzkovej spoľahlivosti pri práci v podmienkach zvýšených abrazívnych vplyvov prostredia sa používajú kompresné čerpadlá, oteruvzdorné kompresné a zostavy balíkov.

Čerpadlá Borets používajú nasledujúce stupne, ktoré sa navzájom líšia dizajnom:

• ESP je dvojpodporný pracovný stupeň.
• ECNMIK je jednopodporný stupeň s vyváženým obežným kolesom s predĺženým nábojom.
• ECNDP je dvojnosný stupeň vyrobený práškovou metalurgiou.
  Čerpadlá s ECP stupňami sa vyznačujú vysokou odolnosťou proti korózii, opotrebovaniu trecích párov a abrazívnemu opotrebovaniu vodou.Okrem toho vďaka čistote prietokových kanálov obežného kolesa stupňov majú tieto čerpadlá zvýšenú účinnosť úspory energie.

Hlavy a základne čerpadiel sú vyrobené z vysokopevnostnej ocele. Pre agresívne podmienky v hĺbení sú hlavy a základne vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Pri prevádzke v náročných podmienkach sú čerpadlá vybavené radiálnymi ložiskami zo zliatiny karbidu volfrámu, ktoré zabraňujú radiálnemu opotrebovaniu a vibráciám. Na prevádzku ESP v agresívnom prostredí používa spoločnosť Borets metalizované povlaky odolné voči korózii a opotrebeniu aplikované na karosériu a koncové časti. Tieto povlaky majú vysokú tvrdosť a ťažnosť, čo zabraňuje ich praskaniu pri ohýbaní zariadenia počas zdvíhacích operácií.

Na zníženie usadenín soli a zabránenie korózii dielov ESP pri prevádzke zariadení v agresívnom chemickom prostredí pri zvýšených teplotách vyvinula spoločnosť Borets protisoľný polymérový povlak. Náter sa nanáša na schodíky, rúry, koncovky a spojovacie prvky. Použitie povlaku znižuje usadeniny vodného kameňa na stupňoch čerpadla a tiež zvyšuje odolnosť proti korózii, chemikáliám a opotrebovaniu.

Prevádzka vrtov pomocou ponorných odstredivých čerpadiel (ESP) je v súčasnosti hlavnou metódou ťažby ropy v Rusku. Tieto zariadenia vyťažia na povrch asi dve tretiny celkovej ročnej produkcie ropy u nás.

Elektrické odstredivé studňové čerpadlá (ESP) patria do triedy dynamických lamelových čerpadiel, vyznačujúce sa vyššími prietokmi a nižšími tlakmi v porovnaní s objemovými čerpadlami.

Rozsah dodávky ponorných elektrických odstredivých čerpadiel je od 10 do 1000 m 3 /deň alebo viac, tlak je až 3500 m. V rozsahu dodávky nad 80 m 3 /deň má ESP najvyššiu účinnosť spomedzi všetkých mechanizovaných olejov výrobné metódy. V rozsahu prietoku od 50 do 300 m 3 /deň účinnosť čerpadla presahuje 40 %.

Účelom elektrických odstredivých studňových čerpadiel je vyberať z studňového oleja s obsahom vody do 99 %, obsahom mechanických nečistôt do 0,01 % (0,1 g/l) a tvrdosťou do 5 Mohsových bodov; sírovodík do 0,001 %, obsah plynu do 25 %. Vo verzii odolnej proti korózii môže byť obsah sírovodíka až 0,125 % (až 1,25 g/l). Vo verzii odolnej voči opotrebovaniu je obsah mechanických nečistôt do 0,5 g/l. Prípustná miera nárastu zakrivenia vrtu je do 20 na 10 m. Uhol odchýlky osi vrtu od vertikály je do 400.

Výhodou ESP je ich väčší potenciál pre automatizáciu prevádzky a vzdialené monitorovanie stavu v porovnaní s tyčovými jednotkami. Okrem toho sú ESP menej ovplyvnené zakrivením studne.

Nevýhody elektrických odstredivých čerpadiel sú zhoršenie výkonu v korozívnom prostredí, pri odstraňovaní piesku, v podmienkach vysokej teploty a vysokého plynového faktora, zníženie prevádzkových parametrov so zvýšením viskozity kvapaliny (s viskozitou nad 200 cP, prevádzka ESP nebude možná).

Hlavnými výrobcami ponorných odstredivých čerpadiel v Rusku sú závod na výrobu čerpadiel Almetyevsk (JSC ALNAS), závod na výrobu strojov Lebedyansky (JSC LEMAZ) a moskovský závod Borets. Zaujímavý vývoj navrhujú aj ďalšie organizácie, napríklad závod v Perme Novomet as, ktorý vyrába originálne stupne ponorných odstredivých čerpadiel pomocou práškovej metalurgie.

ESP v Rusku sa vyrábajú v súlade s technickými špecifikáciami, zatiaľ čo v zahraničí - v súlade s požiadavkami API.

Najznámejšími zahraničnými výrobcami jednotiek ESP sú REDA, Centrilift, ODI a ESP (USA). V posledných rokoch sú veľmi aktívni aj výrobcovia ESP z Čínskej ľudovej republiky (Temtext).

Tieto pokyny poskytujú základné konštrukčné schémy ESP, vlastnosti ich konštrukcie a princíp činnosti.

Na samostatné otestovanie získaných vedomostí je na konci návodu uvedený zoznam kontrolných otázok.

Účelom tejto laboratórnej práce je študovať konštrukciu ponorného odstredivého čerpadla.

2. Teória

2.1. Všeobecná schéma inštalácie ponorného elektrického odstredivého čerpadla

K dnešnému dňu bolo navrhnutých veľké množstvo rôznych schém a modifikácií inštalácií ESP. Obrázok 2.1 znázorňuje jednu zo schém vybavenia ťažobnej studne inštaláciou ponorného odstredivého elektrického čerpadla.

Ryža. 2.1. Schéma inštalácie ponorného odstredivého čerpadla v studni

Schéma zobrazuje: kompenzátor 1, ponorný elektromotor (SEM) 2, chránič 3, zachytávaciu sieťku 4 s odlučovačom plynu 5, čerpadlo 6, rybársku hlavu 7, spätný ventil čerpadla 8, vypúšťací ventil 9, hadicový reťazec 10, koleno 11, prietok vedenie 12, spätný ventil ústia vrtu 13, tlakomery 14 a 16, armatúry ústia vrtu 15, káblové vedenie 17, spojovacia ventilačná skriňa 18, kontrolná stanica 19, transformátor 20, dynamická hladina kvapaliny vo vrte 21, pásy 22 na pripevnenie káblového vedenia k hadicová a čerpacia jednotka a výrobné puzdro vrtu 23.

Keď je zariadenie v prevádzke, čerpadlo 6 čerpá kvapalinu z vrtu na povrch potrubím 10. Čerpadlo 6 je poháňané ponorným elektromotorom 2, do ktorého je energia privádzaná z povrchu cez kábel 17. Motor 2 je chladený tok produktov studne.

Pozemné elektrické zariadenie - riadiaca stanica 19 s transformátorom 20 - je navrhnuté tak, aby premieňalo napájacie napätie poľa na hodnotu, ktorá poskytuje optimálne napätie na vstupe do elektromotora 2, berúc do úvahy straty v kábli 17 a

Obrázok 1.1 - Schéma inštalácie ponorného odstredivého čerpadla v studni.

tiež na riadenie prevádzky ponorného zariadenia a jeho ochranu pri abnormálnych podmienkach.

Maximálny obsah voľného plynu na vstupe čerpadla, prípustný podľa domácich technických podmienok, je 25 %. Ak je na vstupe ESP odlučovač plynu, prípustný obsah plynu sa zvýši na 55 %. Zahraniční výrobcovia ESP odporúčajú používať odlučovače plynov vo všetkých prípadoch, kde je vstupný obsah plynu viac ako 10%.

2.2. Návrhy hlavných komponentov a častí čerpadla

Hlavnými prvkami každého odstredivého čerpadla sú obežné kolesá, hriadeľ, puzdro, radiálne a axiálne podpery (ložiská), tesnenia, ktoré zabraňujú vnútorným a vonkajším únikom kvapaliny.

Elektrické odstredivé čerpadlá pre studne sú viacstupňové. Obežné kolesá sú umiestnené postupne na hriadeli. Každé koleso má vodiacu lopatku, ktorá premieňa rýchlostnú energiu kvapaliny na tlakovú energiu a následne ju smeruje na ďalšie koleso. Koleso a vodiaca lopatka tvoria stupeň čerpadla.

Vo viacstupňových čerpadlách so sekvenčným usporiadaním kolies sú k dispozícii jednotky na uvoľnenie axiálnych síl.

2.2.1. Stupne čerpadiel

Stupeň čerpadla je hlavným pracovným prvkom odstredivého čerpadla s otvorom, cez ktorý sa prenáša energia z čerpadla kvapaliny. Stupeň pozostáva (obr. 2.2) z obežného kolesa 3 a vodiacej lopatky 1.

Ryža. 2.2. ESP stupeň

5 – spodná oporná podložka; 6 – ochranný návlek;

7 – horná nosná podložka; 8 - hriadeľ

Tlak jedného stupňa je od 3 do 7 m vodného stĺpca. Malá hodnota tlaku je určená malým vonkajším priemerom obežného kolesa, obmedzeným vnútorným priemerom plášťa. Požadované hodnoty tlaku v čerpadle sa dosahujú postupnou inštaláciou obežných kolies a vodiacich lopatiek.

Stupne sú umiestnené vo vývrte valcového telesa každej sekcie. Jedna sekcia pojme 39 až 200 stupňov (maximálny počet stupňov v čerpadlách dosahuje 550 kusov).

Aby bolo možné zostaviť ESP s takým počtom stupňov a odľahčiť hriadeľ od axiálnej sily, používa sa plávajúce obežné koleso. Takéto koleso nie je upevnené na hriadeli v axiálnom smere, ale voľne sa pohybuje v medzere ohraničenej opornými plochami vodiacich lopatiek. Paralelný kľúč zabraňuje otáčaniu kolesa.

Samostatná axiálna podpera každého stupňa pozostáva z oporného ramena vodiacej lopatky predchádzajúceho stupňa a podložky odolnej proti opotrebeniu (textolit) vtlačenej do otvoru obežného kolesa (položka 5, obr. 2.2). Táto podpera (päta) tiež slúži ako tesnenie predného kolesa, čím sa znižuje vnútorný únik v čerpadle.

Pri režimoch približne o 10 % vyšších ako je posuv zodpovedajúci nulovej axiálnej sile, obežné koleso sa môže „vznášať“ – pohybovať sa nahor. Na zabezpečenie spoľahlivej podpory kolesa je k dispozícii horná axiálna podpora. Na hornej samostatnej podpere môže obežné koleso pracovať aj pri krátkodobých štartovacích podmienkach. Horná podpera pozostáva z oporného nákružku na vodiacej lopatke a podložky vtlačenej do otvoru obežného kolesa (položka 7, obr. 2.2).

Hlavné prvky stupňa čerpadla môžu mať rôzne konštrukcie. V súlade s tým sú stupne a v skutočnosti čerpadlá klasifikované nasledovne.

1. Podľa konštrukcie zariadenia s lopatkami obežného kolesa:

· s cylindrickými (radiálnymi) čepeľami (obr. 2.3, a) a so šikmo-valcovými (radiálno-axiálnymi) čepeľami (obr. 2.3, b).

V stupňoch s radiálnymi vodiacimi lopatkami sú prenosové kanály umiestnené radiálne. Hydraulicky sú pokročilejšie, no menovitý prietok je obmedzený na 125 m 3 /deň v čerpadlách s vonkajším priemerom 86 a 92 mm a na 160 m 3 /deň v čerpadlách s vonkajším priemerom 103 mm a 114 mm.

Pri obežných kolesách so šikmými valcovými lopatkami vstupujú lopatky do oblasti otáčania z axiálneho do radiálneho smeru, čo vedie k naklonenej polohe ich nábežnej hrany voči osi čerpadla. Hodnota rýchlostného koeficientu takýchto kolies je na krajnej pravej hranici vysokorýchlostných čerpadiel, približujúca sa k diagonálnym čerpadlám. Krmivo v takýchto štádiách je vyššie.

2. Podľa konštrukcie prietokových kanálov vodiaceho zariadenia môžu mať stupne radiálne a „axiálne“ prietokové kanály.

Konštrukcie stupňov s radiálnymi a axiálnymi vodiacimi lopatkami sú znázornené na obr. 2,3 a, b.

Ryža. 2.3. Stupeň s obežným kolesom a vodiacou lopatkou

a) radiálne prevedenie a b) radiálno-axiálne prevedenie

vodiaca lopatka; 4 – podporné podložky; 5 – hriadeľ; 6 – kľúč

Radiálne vodiace lopatky majú radiálne usporiadanie prietokových kanálov. Stupeň s takýmito vodiacimi zariadeniami je hydraulicky pokročilejší, má jednoduchšiu geometriu, je vhodný na výrobu, ale má nízky prietok (20...40 m 3 /deň).

Stupeň s „axiálnou“ vodiacou lopatkou sa nazýva konvenčne, pretože v ňom sa usporiadanie kanálov, ktoré premieňajú kinetickú energiu prúdenia na potenciálnu energiu, blíži k axiálnemu. Stupeň s axiálnou vodiacou lopatkou poskytuje vyšší prietok (40...1000 m 3 /deň), jednoduchšiu geometriu a stal sa široko používaným pri výrobe domácich konštrukcií ponorných čerpadiel, čím prakticky vytlačil „radiálny“ stupeň, ktorý je v súčasnosti sa už nevyrába.

2. Podľa spôsobu montáže obežných kolies na hriadeľ:

· stupne s plávajúcimi obežnými kolesami;

· schodíky s pevne upevnenými kolesami (používané v zahraničných dizajnoch).

3. Podľa spôsobu odľahčenia od osových síl:

· stupne s obežnými kolesami nezaťaženými axiálnou silou (obr. 2.1, 2.2);

· schodíky odľahčené od axiálnej sily pomocou odľahčovacej komory na strane zadného (hlavného) disku (obr. 2.4). Komora je vyrobená pomocou štrbinového tesnenia a priechodných otvorov v hlavnom disku. Táto metóda sa používa v etapách so šikmými valcovými čepeľami.

· stupne odľahčené od axiálnej sily vytvorením radiálnych obežných kolies na vonkajšej strane zadného disku (obr. 2.5). Radiálne obežné kolesá na zadnom kotúči znižujú tlak naň pôsobiaci a používajú sa hlavne pri valcových kolesách. Kolesá sa v tomto prípade nazývajú odstredivé víry.

Odstredivé vírivé kolesá boli vyvinuté a vyrobené spoločnosťou Novomet. Na ich výrobu sa používa metóda práškovej metalurgie. Použitie odstredivých vírivých kolies má množstvo výhod: stupeň tlaku sa zvyšuje o 15...20%; čerpadlo je možné použiť na zdvíhanie kvapalín s vysokým obsahom plynu (až 35 % objemu).

Stupne s nezaťaženými obežnými kolesami majú zvýšenú životnosť jednotlivého spodného podpery obežného kolesa. Majú však zložitú technológiu a zvýšenú náročnosť výroby. Okrem toho počas prevádzky môže dôjsť k funkčnej poruche spôsobu vyprázdňovania pomocou odľahčovacej komory, ak sú vyprázdňovacie otvory upchaté a je opotrebované horné tesnenie obežného kolesa.

Ryža. 2.4. Návrh stupňov s nezaťaženým obežným kolesom

Ryža. 2.5. Etapy odstredivého vortexového čerpadla od firmy Novomet

prístroje; 6 – spodná oporná podložka; 7 – horná nosná podložka;

8 – teleso čerpadla

4. Podľa vytvorenia podpery pre kolesá plávajúceho typu môžu byť stupne jednonosnej konštrukcie a dvojnosnej konštrukcie.

Schodíky jednopodperovej konštrukcie majú jednu samostatnú spodnú podperu - pätu - na strane predného disku.

Dvojité ložiskové stupne majú dodatočnú axiálnu podporu prostredníctvom textolitového lisovaného krúžku na náboji obežného kolesa na vstupe a koncovej prírube vodiacej lopatky (obr. 2.6). Dodatočná podpora zvyšuje axiálnu podporu a medzistupňové utesnenie stupňov.

Ryža. 2.6. Dvojstupňové odstredivé čerpadlo

disk; 4 – hlavný krúžok predného kotúča; 5 – krúžok zadného disku

Výhodou dvojnosnej konštrukcie je zvýšená životnosť hlavnej spodnej podpery stupňa, spoľahlivejšia izolácia hriadeľa od prúdiacej abrazívnej a korozívnej kvapaliny, zvýšená životnosť a väčšia tuhosť hriadeľa čerpadla vďaka zväčšeným axiálnym dĺžkam. medzistupňových tesnení, ktoré tiež slúžia ako radiálne ložiská v ESP.

Nevýhodou dvojpodporných krokov je zvýšenie náročnosti na prácu vo výrobe.

4. Podľa prevedenia etapy môže byť:

· konvenčná verzia (ESP);

· odolný proti opotrebovaniu (ECNI);

· odolný proti korózii (ECNC).

Stupne v čerpadlách rôznych konštrukcií sa navzájom líšia v materiáloch pracovných telies, trecích pároch a niektorých konštrukčných prvkoch.

Stupne odolné voči korózii a opotrebovaniu majú zvyčajne dve samostatné spodné podpery a predĺžený náboj na strane zadného disku, ktorý prekrýva medzeru hriadeľa medzi kolesami pred opotrebovaním (obr. 2.6).

V bežnej verzii sa na výrobu obežných kolies a rozvádzacích lopatiek používa hlavne modifikovaná liatina, v trecom páre hornej a dolnej hlavnej podpery - textolit-liatina, prídavná podpera - textolit-liatina alebo gumo-liatina . Vo verzii odolnej proti korózii môžu byť kolesá a vodiace zariadenia vyrobené z liatinové liatiny. Zvýšená odolnosť proti opotrebeniu - vyrobené z liatiny odolnej proti opotrebovaniu, trecí pár v spodnom hlavnom ložisku - guma-silikonizovaný grafit, prídavná podpera - guma-liatina, horné ložisko - textolit-liatina. Liatinové kolesá je možné nahradiť aj plastovými vyrobenými z polyamidovej živice alebo uhlíkových vlákien, ktoré sú odolné proti opotrebovaniu voľným abrazívom a nenapučiavajú vo vode (vo vrtoch s vysokým obsahom oleja sú podľa skúseností menej účinné ).

Tradičnou technológiou výroby krokov ruských výrobcov je odlievanie. Drsnosť odliatkov je v rozmedzí Rz 40...80 mikrónov (GOST 2789-83).

Nižšiu drsnosť (Rz 10) je možné získať pomocou technológie práškovej metalurgie vyvinutej spoločnosťou Novomet JSC. Použitie tejto technológie umožnilo výrazne zvýšiť účinnosť stupňov a vyrábať zložitejšie konštrukcie obežných kolies (odstredivé vírivé kolesá).

2.2.2. Ložiskové jednotky čerpadla

Ložiskové jednotky odstredivého elektrického čerpadla sú jednou z hlavných jednotiek, ktoré určujú životnosť a výkon jednotky čerpadla. Pracujú v médiu čerpanej kvapaliny a sú klzné ložiská.

Na absorbovanie axiálnych síl a radiálnych zaťažení pôsobiacich na hriadeľ používa ESP axiálne a radiálne ložiská.

2.2.2.1. Axiálne podpery

Axiálna sila pôsobiaca na rotor vzniká z jeho vlastnej hmotnosti, z tlakového rozdielu na konci hriadeľa, ako aj z tlakového rozdielu a rozdielu plôch zadného a predného kotúča obežných kolies s tuhým uložením. na hriadeli alebo plávajúce kolesá prilepené na hriadeli počas prevádzky.

Axiálne ložisko absorbujúce axiálnu silu je inštalované buď priamo v čerpadle - v hornej časti sekcie alebo modulovej sekcie (domáce prevedenia), alebo v hydraulickej ochrane čerpadla (zahraničné prevedenia).

Ryža. 2.6 – Axiálne ložisko čerpadla ETsNM(K)

1 - hydrodynamická päta; 2, 3 – hladké podložky; 4, 5 – gumené podložky -

tlmiče nárazov; 6 – horná podpera (axiálne ložisko); 7 – spodná podpera (axiálne ložisko);

10 – pevné puzdro horného radiálneho ložiska; 11 – otočná objímka

horné radiálne ložisko

Axiálne ložisko v domácich prevedeniach v bežnom prevedení (obr. 2.7) pozostáva z krúžku (hydrodynamická pätka) 1 so segmentmi na oboch rovinách, inštalovaného medzi dve hladké podložky 2 a 3.

Segmenty na hydrodynamickej podložke pätky (pohyblivá časť ložiska) 1 sú vyrobené so šikmým povrchom s uhlom a rovnou plošinou s dĺžkou (0,5...0,7)· (kde je celková dĺžka segmentu) . Šírka segmentu je (1…1,4) L. Na kompenzáciu nepresností vo výrobe a vnímaní rázových zaťažení sú pod hladké krúžky umiestnené elastické gumové tlmiče 4, 5, zalisované do horných 6 a dolných 7 podpier (pevné axiálne ložiská). Axiálna sila z hriadeľa sa prenáša cez pružinový krúžok 8 podpery hriadeľa a dištančné puzdro 9 na axiálne ložisko.

Hydrodynamická pätka je vyrobená s radiálnymi drážkami, skosením a plochou časťou na trecej ploche proti axiálnemu ložisku. Zvyčajne sa vyrába z remeňa (technická tkanina s veľkými bunkami), impregnovaná grafitom a gumou a vulkanizovaná vo forme. Hladké podložky sú vyrobené z ocele 40H13.

Keď sa pätka otáča, kvapalina ide od stredu k okraju pozdĺž drážok, padá pod skosenie a je pumpovaná do medzery medzi plochými časťami axiálneho ložiska a pätkou. Takto sa axiálne ložisko kĺže po vrstve kvapaliny. Takéto kvapalné trenie v prevádzkovom režime päty poskytuje nízky koeficient trenia, nevýznamné straty energie v dôsledku trenia v päte a nízke opotrebenie pätových častí s dostatočnou axiálnou silou, ktorú vníma.

7 – spodná priechodka

2.2.3. Radiálne podpery

2.2.4. Šachta

2.2.5. Rám

2.3.2.1. Elektrický motor

2.3.2.2. Ochrana vody

Ryža. 3.17. Kompenzátor

Ryža. 2.18. Našľapovať

2.3.2.3. káblové vedenie

Ryža. 2. 20. Spätný ventil

Ryža. 2.21. Vypúšťací ventil

2.4. Označenie ESP a ESP

,

kde je priemer telesa čerpadla;

Priemer krytu motora;

Tabuľka 2.1

Ukazovatele	Skupina ESP
Vonkajší priemer čerpadla, mm Vonkajší priemer PED, drážky, spadá pod skosenie a je pumpovaný do medzery medzi plochými časťami axiálneho ložiska a pätkou. Takto sa axiálne ložisko kĺže po vrstve kvapaliny. Takéto kvapalné trenie v prevádzkovom režime päty poskytuje nízky koeficient trenia, nevýznamné straty energie v dôsledku trenia v päte a nízke opotrebenie pätových častí s dostatočnou axiálnou silou, ktorú vníma. Axiálne ložiská umožňujú špecifické zaťaženie do 3 MPa. V axiálnych ložiskách čerpadiel odolných voči opotrebeniu sa používajú odolnejšie materiály trecích párov: silikonizovaný grafit SG-P na silikonizovanom grafite SG-P alebo karbid kremíka na karbid kremíka. Konštrukčná možnosť pre axiálne ložisko v čerpadlách odolných voči opotrebovaniu je znázornená na obr. 2.8. Ryža. 2.8. Axiálne ložisko čerpadla odolné voči opotrebovaniu 1 – horná podpera; 2 – gumená podložka; 3 – horné axiálne ložisko; 4 – spodné axiálne ložisko; 5 – spodná podpora; 6 – horné puzdro; 7 – spodná priechodka 2.2.3. Radiálne podpery Radiálne zaťaženia vznikajúce počas prevádzky čerpadla sú absorbované radiálnymi klznými ložiskami pracujúcimi v toku ťažby studní. V obvyklom prevedení sú radiálne ložiská umiestnené v hornej a dolnej časti skrine každej sekcie alebo každej modulovej sekcie čerpadla. V čerpadlách odolných voči opotrebovaniu sa na obmedzenie pozdĺžneho ohybu hriadeľa používajú medziľahlé radiálne podpery, ktoré sa v závislosti od typu čerpadla montujú každých 16-25 stupňov (vo vzdialenosti 650 až 1000 mm) spolu s vodiacim zariadením. lopatky. Na obr. 2.7, 2.9, 2.10 sú znázornené konštrukcie horných, dolných a medziľahlých radiálnych ložísk. Radiálne ložisko (obr. 2.9) je valcové puzdro s axiálnymi otvormi pre prietok čerpanej kvapaliny a nábojom 3, vo vnútri ktorého je nalisovaná objímka 4. Kontaktná dvojica v ložisku je pevná objímka 4 a pohyblivá objímka 5. Materiál: oceľ 40X13, mosadz L63. Ryža. 2.8. Zostava spodného radiálneho ložiska čerpadla 1 – hriadeľ; 2 – stupeň čerpadla; 3 – ložiskový náboj; 4 – puzdro náboja; 5 – puzdro hriadeľa; 6 – podporná podložka Medziložisko (obr. 2.10) pozostáva z valcového puzdra s axiálnymi kanálikmi na priechod tekutiny a valcového náboja 3, vo vnútri ktorého je upevnené puzdro 4 z gumy odolnej voči olejom. Vnútorný povrch má pozdĺžne kanály, ktoré umožňujú tekutine prechádzať medzi hriadeľom a puzdrom na mazanie zostavy ložiska. Objímka 5 hriadeľa je vyrobená zo silikonizovaného grafitu SG-P alebo karbidu kremíka. Ryža. 2.10. Stredná radiálna ložisková jednotka 1 – hriadeľ; 2 – stupeň čerpadla; 3 – ložiskový náboj; 4 – puzdro náboja; 5 – puzdro hriadeľa. Okrem hlavných radiálnych ložísk sú na hriadeli medzi obežnými kolesami inštalované mosadzné puzdrá, ktoré rotujúc v otvoroch vodiacich lopatiek slúžia aj ako radiálne klzné ložiská v každom stupni čerpadla. 2.2.4. Šachta Hriadeľ čerpadla ESP je zmontovaný, na koncoch spojený pomocou drážkovaných spojok na spojoch sekcií a modulov. Hriadeľ a spojky sú vyrobené z tyčí so špeciálnou povrchovou úpravou. Ako materiály pre tyče sa používa vysokopevnostná oceľ odolná voči korózii. Na prenos krútiaceho momentu na obežné kolesá sa používa spojenie s kľúčom. Na hriadeli je vyfrézovaná bežná drážka (drážka), do ktorej sú uložené čisto ťahané štvorhranné klinové tyče z mosadze alebo ocele. Konce hriadeľa sú umiestnené v radiálnych klzných ložiskách. 2.2.5. Rám Teleso čerpadla je valcové potrubie, ktoré spája základné jednotky a prvky čerpadla a tvorí jeho sekcie (v sekcionálnych čerpadlách) alebo moduly (v modulárnych čerpadlách). V súlade s konštrukčnou schémou čerpadla sú sekcie alebo moduly navzájom spojené pomocou prírubového spojenia alebo spojenia medzi prírubou a telesom. Kryty sú vyrobené z nízkouhlíkovej ocele 2.3. Základné schémy a zloženie ponorných elektrických odstredivých čerpacích jednotiek Elektrická odstredivá jednotka sa skladá z ponorného čerpadla, elektromotora a hydraulickej ochrany, ktoré majú rôzne konštrukčné riešenia. Hlavné sú uvedené nižšie. 2.3.1. Ponorné odstredivé čerpadlo Ponorné odstredivé čerpadlo sa vyrába v sekcionálnom (ESP) alebo modulárnom (ETSNM) prevedení. Sekčné čerpadlo (ESP) vo všeobecnosti obsahuje spodnú časť s prijímacou sieťkou (obr. 2.11), strednú časť a hornú časť s rybárskou hlavou (obr. 2.12), pričom môže byť niekoľko stredných častí. Široko používané sú možnosti doplnenia čerpadiel strednej časti s prídavným vstupným modulom - prijímacou sieťkou - namiesto spodnej časti (obr. 2.13), ako aj hlavovým modulom - namiesto hornej časti. V tomto prípade sa čerpadlá nazývajú modulárne (typ ECNM). V prípadoch, keď je potrebné eliminovať škodlivý vplyv voľného plynu na prevádzku čerpadla, je namiesto vstupného modulu inštalovaný odlučovač plynu. Spodná časť (obr. 2.11) pozostáva z puzdra 1, hriadeľa 2, súboru stupňov (obežné kolesá 3 a vodiace lopatky 4, horné ložisko 5, spodné ložisko 6, horná axiálna podpera 7, hlava 8, základňu 9, dve rebrá 10 pre ochranný kábel, gumené krúžky 11, prijímaciu sieť 12, drážkovanú spojku 14, kryty 15, 16 a medziľahlé ložiská 17. Obežné kolesá a vodiace lopatky sú inštalované v sérii. Vodiace lopatky sú utiahnuté horným ložiskom a základňou v kryte a sú počas prevádzky nehybné. Obežné kolesá sú namontované na hriadeli, čo spôsobuje, že sa otáčajú pomocou kľúča. Horné, medziľahlé a spodné ložiská sú radiálne podpery hriadeľa a horné axiálne podpery nesie zaťaženie pôsobiace pozdĺž osi hriadeľa. Gumové krúžky 11 utesňujú vnútornú dutinu sekcie pred únikmi čerpanej kvapaliny. Drážkové spojky 14 slúžia na prenos rotácie z jedného hriadeľa na druhý. Počas prepravy a skladovania sú sekcie uzavreté krytmi 15 a 16. Rebrá 10 sú navrhnuté tak, aby chránili elektrický kábel umiestnený medzi nimi pred mechanickým poškodením pri spúšťaní a zdvíhaní čerpadla. Na obr. Obrázok 2.12 znázorňuje strednú a hornú časť čerpadla (označenie pozícií je tu rovnaké ako na obrázku 2.11). Gumový krúžok 13 utesňuje spojenie medzi sekciami. Horná časť čerpadla končí rybárskou hlavou 18. Na obr. 2.13 Vstupný modul slúži na príjem a hrubé čistenie čerpaného produktu od mechanických nečistôt. Vstupný modul pozostáva zo základne 1 s otvormi pre prechod produktov studne, hriadeľa 2, prijímacej mriežky 3 a drážkovanej spojky 4. Základňa obsahuje ložiská posuvného hriadeľa a čapy 5, pomocou ktorých je modul pripevnený s horným koncom k sekcii čerpadla a so spodnou prírubou - k chrániču. Obalové uzávery 6 a 7 sa používajú na skladovanie a prepravu vstupného modulu. Na zvýšenie prípustného obsahu plynu v oleji vznesenom na povrch a zvýšenie sacej kapacity v ESP sa používajú tieto metódy: · použitie separátorov rôznych konštrukcií na vstupe, kde dochádza k separácii plynov; · inštalácia rozptyľovacích zariadení na recepcii, kde sa rozdrvia plynové inklúzie a pripraví sa homogénna kvapalina; · použitie kombinovaných „stupňových“ čerpadiel (prvé stupne majú väčšiu prietokovú plochu – určené pre väčší prietok); Ruskí výrobcovia vyrábajú odlučovače plynu v súlade s regulačnými dokumentmi nasledujúcich typov: čerpacie moduly - odlučovače plynu MNG a MNGK; čerpacie moduly – odlučovače plynu Lyapkova MN GSL; Moduly odlučovača plynu čerpadla MNGB5 (vyrába Borets OJSC). V zásade sú tieto odlučovače plynov odstredivé. Sú to samostatné moduly čerpadiel namontované pred stupňovým zväzkom spodnej časti čerpadla pomocou prírubových spojov. Hriadele sekcií alebo modulov sú spojené drážkovými spojkami. Ryža. 2.11. Spodná časť čerpadla 5 - horné ložisko; 6 - spodné ložisko; 7 - horná axiálna podpora; 8 – hlava; 9 - základňa, 10 - dve rebrá na ochranu kábla; 11.13 - gumené krúžky; 12 - prijímacia mriežka; 14 - drážkovaná spojka; 15,16 – kryty; 17 - medziľahlé ložiská Ryža. 2.12. Stredná (a) a horná (b) sekcia čerpadla. Ryža. 2.13. Vstupný modul čerpadla 1 – základňa; 2 – hriadeľ; 3 – puzdro ložiska; 4 – sieťka; 5 – ochranný návlek; 6 – drážkované puzdro; 7 - vlásenka Obr. 2.14. Modul hlavy čerpadla 1 – tesniaci krúžok; 2 – rebro; 3 – telo Použitie odlučovačov plynu na vstupe umožňuje zvýšiť obsah plynu až o 50% av niektorých prípadoch až o 80% (modul čerpadla - odlučovač plynu MN GSL5, vyvinutý spoločnosťou Lebedyansky Machine-Building Plant JSC). Na obr. Obrázok 2.15 znázorňuje odlučovač plynov typu MN(K)-GSL (označený ako „K“ pre prevedenie odolné voči korózii). Separátor pozostáva z rúrkového telesa 1 s hlavou 2, základne 3 s prijímacou sieťkou a hriadeľa 4, na ktorom sú umiestnené pracovné časti. Hlava má dve skupiny priečnych kanálov 5, 6 pre plyn a kvapalinu a je inštalované radiálne ložiskové puzdro 7. V základni je dutina uzavretá sieťkou s kanálikmi 8 na príjem zmesi plynu a kvapaliny, axiálne ložisko 9 a radiálne ložiskové puzdro 10. Hriadeľ obsahuje pätku 11, skrutku 12, axiálne obežné koleso 13 so superkavitačným profilom lopatky, separátory 14 a radiálne ložiskové puzdrá 15. Skriňa obsahuje vodiacu mriežku vložky. Ryža. 2.15. Odlučovač plynov typ MN(K)-GSL Odlučovač plynu funguje nasledovne: zmes plynu a kvapaliny vstupuje cez sito a otvory vstupného modulu na šnek a potom do pracovných častí odlučovača plynov. Vplyvom získaného tlaku sa plynokvapalná kvapalina dostáva do rotačnej komory separátora, vybavenej radiálnymi rebrami, kde sa vplyvom odstredivých síl oddeľuje plyn od kvapaliny. Ďalej kvapalina z obvodu separačnej komory prúdi cez kanály pomocnej jednotky do vstupu čerpadla a plyn je vypúšťaný do medzikružia cez šikmé otvory. Okrem modulárnej konštrukcie je možné do spodnej časti čerpadla zabudovať odlučovače plynov (JSC Borets). Dispergátory typu MNDB5 (výrobca JSC Borets) sa vyrábajú v modulárnom prevedení. Sú inštalované na vstupe čerpadla namiesto vstupného modulu. Maximálny povolený obsah voľného plynu na vstupe dispergátora pri maximálnom prietoku je 55 % objemu. Keď zmes plynu a kvapaliny prúdi cez dispergačné činidlo, zvyšuje sa jej homogenita a stupeň jemnosti plynových inklúzií, čím sa zlepšuje činnosť odstredivého čerpadla. Namiesto vstupného modulu je možné inštalovať aj moduly separátor-dispergátor plynu MNGDB5, vyrábané spoločnosťou Borets OJSC. Maximálny obsah voľného plynu na vstupe do separátora-dispergátora plynu pri maximálnom prietoku je 68 % objemu. Je potrebné poznamenať, že modulárny princíp konštrukcie ESP, prijatý domácim priemyslom čerpadiel koncom osemdesiatych rokov, je v súčasnosti ostro kritizovaný niektorými spotrebiteľmi a výrobcami ponorných čerpacích jednotiek. Je to spôsobené najmä tým, že modulárne čerpadlá zvyšujú počet prírubových spojov medzi jednotlivými modulmi (sekcie, vstupný modul, rybárska hlavica a pod.). V niektorých prípadoch to vedie k skráteniu času ESP medzi poruchami, čo je najzreteľnejšie v tých oblastiach ťažiacich ropu, kde je významná časť porúch spôsobená rozkúskovaním a letmi jednotiek na dno. Výrobcovia ESP preto v súčasnosti dokončujú inštalácie podľa želaní zákazníkov a na poliach možno nájsť rôzne verzie čerpadiel. Napríklad prijímacia mriežka môže byť vyhotovená vo forme samostatného modulu (obr. 2.13), alebo môže byť inštalovaná priamo v spodnej časti čerpadla (obr. 2.11), čo znižuje počet prírubových spojov. Podobne aj rybárska hlavica čerpadla môže byť samostatný modul (obr. 2.14), alebo môže byť zabudovaná do hornej časti čerpadla (obr. 2.12 b) atď. 2.3.2. Ponorný motor s ochranou proti vode 2.3.2.1. Elektrický motor Hlavným typom ponorných elektromotorov poháňajúcich ponorné odstredivé čerpadlo sú asynchrónne olejom plnené motory s rotormi nakrátko. Pri frekvencii prúdu 50 Hz je synchrónna rýchlosť otáčania ich hriadeľa 3000 min -1. Výkon motora dosahuje 500 kW, prúdové napätie je 400...3000 V, prevádzkový prúd je 10...100 A. Elektromotory s výkonom od 12 do 70 kW (obr. 2.16) sú jednodielne a pozostávajú zo statora 1, rotora 2, hlavy 3, základne 4 a prúdovej vstupnej jednotky 5. Ryža. 2.16. Jednosekčný ponorný motor Stator je vyrobený z rúrky, do ktorej je zalisovaný magnetický obvod z elektrooceľového plechu. Stator je po celej dĺžke jemne magnetický. V štrbinách statora je položené trojfázové nepretržité vinutie vyrobené zo špeciálneho drôtu vinutia. Fázy vinutia sú spojené do hviezdy. Vo vnútri statora sa nachádza rotor, čo je súbor balíkov oddelených od seba medziľahlými ložiskami a postupne umiestnených na hriadeli. Hriadeľ rotora je dutý, aby sa zabezpečila cirkulácia oleja. Bloky rotorov sú vyrobené z plechu z elektrooceľovej ocele. Do drážok obalov sú vložené medené tyče, na koncoch privarené medenými krúžkami nakrátko. Pre vytvorenie priaznivejších prevádzkových podmienok pre ložiská je celá sada balíkov na hriadeli rozdelená do skupín zaistených poistnými krúžkami. V tomto prípade je medzi skupinami zabezpečená zaručená pracovná medzera 2...4 mm. Ložiskové puzdrá sú sintrované a telesá sú vyrobené z nemagnetickej liatiny - niresist so zalisovanými oceľovými puzdrami a majú zariadenie, ktoré zabezpečuje ich mechanické zablokovanie proti otáčaniu v otvore statora. Horný koniec statora je spojený s hlavou, v ktorej je uložená zostava axiálneho ložiska 6 a zostava 5 prúdového vstupu. Zostava axiálneho ložiska prijíma axiálne zaťaženie od hmotnosti rotora a pozostáva zo základne, gumeného krúžku, a axiálne ložisko a päta. Prúdová vstupná jednotka je izolačný blok, v ktorom sú umiestnené kontaktné objímky, spojené drôtmi s vinutím statora. Blok je v hlave aretovaný skrutkou a utesnený gumeným O-krúžkom. Prúdová vstupná jednotka je prvkom elektrického konektora na pripojenie kábla. Spätný ventil 7 je naskrutkovaný do hlavy, aby cez ňu pumpoval olej. Hriadeľ elektromotora prechádza cez hlavu, na ktorej koniec je nasadená drážková spojka 8 na spojenie s hriadeľom chrániča. Čapy sú zaskrutkované do konca hlavy 9, aby sa spojili s behúňom. V spodnej časti elektromotora je základňa, v ktorej je umiestnený filter 10 na čistenie oleja. Na základni sú kanály na komunikáciu s vnútornou dutinou kompenzátora. Kanály sú uzavreté obtokovým ventilom 11, ktorý je normálne otvorený po inštalácii motora do studne. Otvor, do ktorého sa naskrutkuje obtokový ventil, je utesnený zátkou 12 na olovenom tesnení. Spätný ventil 13 je naskrutkovaný do základne na čerpanie oleja do elektromotora. Spodný koniec základne je vyrobený vo forme príruby s montážnym golierom na pripojenie kompenzátora. Na utesnenie tohto spojenia sa používajú gumené krúžky 14. Po dobu prepravy a skladovania sú hlava a základňa elektromotora uzavreté krytmi 9 a 15. Elektromotory s výkonom nad 80 kW sa zvyčajne vyrábajú v dvoch sekciách. Skladajú sa z hornej 1 a spodnej 2 sekcie, ktoré sú spojené pri montáži motora na studňu. Každá sekcia pozostáva zo statora a rotora, ktorých konštrukcia je podobná jednosekčnému elektromotoru. Elektrické prepojenie sekcií medzi sebou je sériové. Spojenie skríň sekcií je prírubové, hriadele sú spojené drážkovanou spojkou. 2.3.2.2. Ochrana vody Pre zvýšenie výkonu ponorných elektromotorov má veľký význam jeho hydraulická ochrana. Hydraulická ochrana pozostáva z chrániča a kompenzátora a plní nasledujúce funkcie: · vyrovnáva tlak vo vnútornej dutine motora s tlakom formovacej tekutiny v studni; · vyrovnáva tepelné zmeny objemu oleja vo vnútornej dutine motora a jeho únik cez netesné konštrukčné prvky; · chráni vnútornú dutinu motora pred tvorbou tekutiny a zabraňuje úniku oleja pri prenose rotácie z elektromotora na čerpadlo. Existujú rôzne prevedenia hydroizolácie. Zoberme si jeden z nich, ktorý sa často vyskytuje v rybárstve. Kompenzátor MK 51 (obr. 2.17) je puzdro 1 vo forme rúrky, vo vnútri ktorej je gumená membrána 2. Vnútorná dutina membrány je naplnená olejom a komunikuje s vnútornou dutinou elektromotora cez kanál v hlave 3, ktorý je blokovaný plastovou zátkou 4. V hlave je otvor na vyplnenie vnútornej dutiny membrány olejom, ktorý je utesnený zátkou 5 na olovenom tesnení a otvorom s obtokom ventil 6 a zátka 7. Obtokový ventil sa používa v procese prípravy kompenzátora na inštaláciu. Dutina za membránou komunikuje s formovacou kvapalinou cez otvory v kryte kompenzátora. Membrána zabezpečuje prenos a vyrovnávanie tlaku formovacej kvapaliny v priestore uloženia motora s tlakom oleja v motore a zmenou svojho objemu vyrovnáva tepelné zmeny objemu oleja v motore počas jeho prevádzky. Svorníky sú zaskrutkované do hlavy kompenzátora na pripojenie k elektromotoru. Počas prepravy a skladovania je kompenzátor uzavretý vekom 8. Chránič MP 51 (obr. 2.18) pozostáva z puzdra 1, vo vnútri ktorého je membrána 2 namontovaná na podpere 3, dvoch vsuviek 4 a 5, medzi ktorými je zostava päty 6, zvršku 7 a spodku. 8 hlavy a hriadeľ 9 s dvoma mechanickými upchávkami 10. Hriadeľ sa otáča v ložiskách inštalovaných v vsuvkách a v spodnej hlave. Spodný koniec hriadeľa je spojený s hriadeľom elektromotora, horný koniec je spojený s hriadeľom čerpadla pri inštalácii do studne. Zostava pätky absorbuje axiálne zaťaženie pôsobiace na hriadeľ. Vnútorná dutina membrány komunikuje s vnútornou dutinou elektromotora a pri inštalácii motora je naplnená olejom. Tento olej slúži ako rezerva na kompenzáciu jeho prirodzeného toku cez spodnú mechanickú upchávku, ktorá utesňuje rotujúci hriadeľ. Dutina za membránou komunikuje s dutinou zostavy pätky a je tiež naplnená olejom, aby sa kompenzoval jeho prietok cez hornú mechanickú upchávku. Na odstránenie vzduchu pri plnení dutín behúňa olejom sú v niplech otvory, ktoré sú hermeticky utesnené zátkami 13 a 14 s olovenými tesneniami. Vsuvka 4 má tri otvory, ktorými počas prevádzky jednotky prechádza formovacia kvapalina, vymýva pevné častice z oblasti hornej mechanickej upchávky a ochladzuje ju. Na dobu prepravy a skladovania sú otvory uzavreté plastovými zátkami 11, ktoré sa pred spustením chráničky do studne odstránia. Ryža. 3.17. Kompenzátor Ryža. 2.18. Našľapovať Spodná hlava chrániča má prírubu a sedaciu objímku s gumenými krúžkami 15 na utesnenie spojenia s elektromotorom. Na pripojenie k čerpadlu sú do hornej hlavy naskrutkované kolíky. Počas prepravy a skladovania je chránič uzavretý krytmi 16 a 17. Existujú aj konštrukcie hydraulickej ochrany, ktoré poskytujú zvýšenú spoľahlivosť ochrany elektromotora pred vstupom tekutiny do neho. Kompenzátor MK 52 má teda užitočný objem oleja, ktorý je dvakrát väčší ako kompenzátor MK 51, a chránič MP 52 má duplikované elastické membrány a tri postupne inštalované mechanické upchávky. Keď je jednotka ESP v prevádzke, počas procesu zapínania a vypínania elektromotora sa olejová náplň periodicky zahrieva a chladí, pričom sa zodpovedajúcim spôsobom mení objem. Zmeny objemu oleja sú kompenzované deformáciou elastických membrán kompenzátora a protektora. Prenikaniu formovacej kvapaliny do motora bránia mechanické upchávky behúňa. 2.3.2.3. káblové vedenie Na napájanie ponorného elektromotora striedavým prúdom sa používa káblové vedenie, ktoré pozostáva z hlavného napájacieho kábla (okrúhleho alebo plochého) a plochého predlžovacieho kábla s káblovou vstupnou spojkou. Spojenie hlavného kábla s predlžovacím káblom je zabezpečené jednodielnym spojovacím spojom. Predlžovací kábel vedený pozdĺž čerpadla má v porovnaní s hlavným káblom zmenšené vonkajšie rozmery. Návrhy najbežnejších domácich káblov KPBK (kábel s polyetylénovou izoláciou, pancierový kruhový) a KPBP (kábel s polyetylénovou izoláciou, pancierový plochý) sú uvedené na obr. 2.19, kde 1 je jednovodičové medené jadro; 2 - prvá vrstva izolácie z polyetylénu s vysokou hustotou; 3 - druhá vrstva izolácie z polyetylénu s vysokou hustotou; 4 - vankúš vyrobený z pogumovanej tkaniny alebo ekvivalentných náhradných materiálov (napríklad zo zmesi polyetylénov s vysokou a nízkou hustotou); 5 - pancier z pozinkovanej oceľovej pásky s profilom v tvare S (pre kábel KPBK) alebo stupňovitým profilom (pre kábel KBPB). Existujú aj špeciálne žiaruvzdorné káble s izoláciou z polyimid-fluoroplastovej fólie a fluoropolyméru, s oloveným plášťom cez izoláciu žíl atď. Ryža. 2.19. Dizajn káblov KPBK (a) a KBPBP (b) 2.3.3. Kontrolné a odvzdušňovacie ventily čerpadla Spätný ventil čerpadla (obr. 2.20) je navrhnutý tak, aby zabránil spätnému otáčaniu obežných kolies čerpadla vplyvom stĺpca kvapaliny v tlakovom potrubí pri zastavení čerpadla a uľahčil opätovné spustenie čerpadla. Spätný ventil sa používa aj pri testovaní hadičky po spustení jednotky do studne. Spätný ventil pozostáva z telesa 1, na jednej strane ktorého je vnútorný kužeľový závit na pripojenie vypúšťacieho ventilu a na druhej strane vonkajší kužeľový závit na zaskrutkovanie do rybárskej hlavy hornej časti čerpadla. . Vo vnútri puzdra je pogumované sedlo 2, o ktoré sa opiera doska 3. Doštička má vo vodiacom puzdre 4 možnosť axiálneho pohybu. Ryža. 2. 20. Spätný ventil Pod vplyvom prietoku čerpanej kvapaliny sa doska 3 zdvihne, čím sa otvorí ventil. Keď sa čerpadlo zastaví, doska 3 sa pod vplyvom stĺpca kvapaliny v tlakovom potrubí spustí na sedlo 2, t.j. ventil sa zatvorí. Počas prepravy a skladovania sú uzávery 5 a 6 naskrutkované na spätný ventil. Vypúšťací ventil je určený na vypustenie kvapaliny z tlakového potrubia (hadicovej šnúry) pri zdvíhaní čerpadla zo studne. Vypúšťací ventil (obr. 2.21) obsahuje teleso 1, na jednej strane ktorého je vnútorný kužeľový závit spojky na pripojenie k potrubiam čerpadlo-kompresor a na druhej strane vonkajší kužeľový závit na zaskrutkovanie do spätný ventil. Do telesa je naskrutkovaná armatúra 2, ktorá je utesnená gumovým krúžkom 3. Pred zdvihnutím čerpadla zo studne sa koniec armatúry, ktorý sa nachádza vo vnútornej dutine ventilu, zrazí (odlomí) pomocou špeciálnym nástrojom (napríklad páčidlom hodeným do hadičky) a kvapalina sa z hadičky odstráni a pretečie cez otvor v armatúre do medzikružia. Počas prepravy a skladovania je vypúšťací ventil uzavretý krytmi 4 a 5. Ponorné asynchrónne motory sa v závislosti od výkonu vyrábajú v jedno- a dvojdielnych typoch. V závislosti od štandardnej veľkosti je elektromotor napájaný napätím od 380 do 2300 V. Pracovná frekvencia striedavého prúdu je 50 Hz. Pri použití frekvenčného regulátora môže motor pracovať s aktuálnou frekvenciou 40 až 60 Hz. Synchrónne otáčky hriadeľa motora sú 3000 ot./min. Pracovný smer otáčania hriadeľa pri pohľade zo strany hlavy je v smere hodinových ručičiek. Ryža. 2.21. Vypúšťací ventil 2.4. Označenie ESP a ESP V Rusku sú akceptované označenia pre inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel typu UETsNM5-125-1800. Toto sa dešifruje takto: U – inštalácia; E – pohon z ponorného elektromotora; C – odstredivé; N – čerpadlo; M – modulárny; 5 – čerpacia skupina; 125 – dodávka v menovitom režime, m 3 /deň; 1800 – tlak pri menovitom režime, m. Domáce továrne vyrábajú jednotky ESP skupín 4, 5, 5A a 6. Líšia sa veľkosťou takzvaného diametrálneho rozmeru, určeného vzorcom: , kde je priemer telesa čerpadla; Priemer krytu motora; – výška (hrúbka) plochého kábla; – hrúbka vyčnievajúcej časti ochranného zariadenia pre plochý kábel / 6 /. Schéma na určenie priemerových rozmerov ponornej čerpacej jednotky je znázornená na obr. 2.22. Jednotky rôznych skupín sú určené na prevádzku vrtov s rôznymi vnútornými priemermi výrobných reťazcov. Geometrické parametre rôznych skupín inštalácií a ich komponentov sú uvedené v tabuľke 4.1. Treba poznamenať, že inštalácie menšej skupiny sú vhodné na prevádzku vo vrtoch s väčším vnútorným priemerom, napríklad ESP skupiny 5 možno použiť v vrtoch s vnútorným priemerom 130 a 144,3 mm. Ryža. 2.22. Prierez a definičný diagram diametrálne rozmery jednotky ponorného čerpadla Tabuľka 2.1 Rozmerové parametre pre rôzne skupiny inštalácií ESP Ukazovatele Skupina ESP Minimálny vnútorný priemer výrobnej šnúry, mm Vonkajší priemer čerpadla, mm Vonkajší priemer motora, mm Priemerný rozmer, mm Názvy skupín ESP pôvodne označovali nominálny priemer vrtnej šnúry v palcoch. V tom čase sa vyvíjali jednotky skupiny 5 a 6. Výrobné kolóny vrtov rovnakého vonkajšieho priemeru (pre nominálny vrt 5 palcov - 146 mm, pre nominálny vrt 6 palcov - 168 mm) však môžu mať rôzne hrúbky stien a v dôsledku toho rôzne vnútorné priemery. Následne sa ukázalo, že približne 90 % päťpalcových vrtov na poliach Sovietskeho zväzu malo vnútorný priemer najmenej 130 mm. Pre tieto studne boli vyvinuté čerpadlá skupiny bežne nazývanej 5A. Následne vznikli ďalšie gradácie súvisiace s konfiguráciou ESP skupín 5 a 6 s motormi rôznych priemerov. Preto v rámci skupín 5 a 6 v súčasnosti existujú dva typy inštalácií, mierne odlišné od seba v diametrálnych rozmeroch (pozri tabuľku 2.1). Pokiaľ ide o ESP skupiny 4, potreba ich vývoja bola spojená nielen s prítomnosťou vrtov s vnútorným priemerom výrobnej struny 112 mm, ale aj s nemožnosťou dodržať požiadavky návodov na obsluhu ESP pri ťažbe. olej z vysoko zakrivených päťpalcových vrtov. Prípustná miera nárastu zakrivenia vrtu by nemala presiahnuť 2° na 10 metrov a v oblasti, kde je zariadenie v prevádzke, by zmena zakrivenia nemala presiahnuť tri minúty na 10 metrov. Značný počet vrtov navŕtaných na poliach západnej Sibíri v 70-80-tych rokoch dvadsiateho storočia nespĺňa tieto požiadavky. Nie je možné ich prevádzkovať iným spôsobom ako ESP. Preto ropní pracovníci museli úmyselne porušovať požiadavky pokynov, aby mohli extrahovať produkty z takýchto vrtov. Prirodzene to malo mimoriadne negatívny vplyv na dobu obratu vrtov. Malé inštalácie (skupina 4) ľahšie prechádzajú kritickými intervalmi veľkého zakrivenia pri spúšťaní do studní. Malé ESP však majú dlhšie dĺžky a nižšie hodnoty účinnosti. Rozsah štandardných veľkostí jednotiek ESP vyrábaných domácim priemyslom je pomerne široký. Vo veľkosti 4 sa vyrábajú čerpadlá s menovitým prietokom od 50 do 200 m 3 /deň a tlakmi od 500 do 2050 m, vo veľkosti 5 - s prietokom od 20 do 200 m 3 /deň a tlakmi od 750 do 2000 m, vo veľkosti 5A - s prietokom od 160 do 500 m 3 /deň a tlakmi od 500 do 1800 m, vo veľkosti 6 - s prietokom od 250 do 1250 m 3 /deň a tlakmi od 600 do 1800 m. že sa takmer každý rok objavujú nové veľkosti čerpadiel, vytvorené konštruktérmi strojov na žiadosť pracovníkov ropného priemyslu, aby bolo možné doplniť špecifikovaný zoznam štandardných veľkostí ESP. Príklad štruktúry symbolu pumpy je uvedený nižšie. Ponorné elektromotory SED s vonkajším priemerom skrine 103 mm majú výkon od 16 do 90 kW, s priemerom 117 mm - od 12 do 140 kW, s priemerom 123 mm - od 90 do 250 kW, s priemerom 130 mm - od 180 do 360 kW. Ponorné elektrické odstredivé čerpadlá, podobne ako ESP, majú symbol, ktorý sa môže u rôznych výrobcov mierne líšiť. Možnosti konštrukcie čerpadiel ETsNA vyrobených podľa TU 3631-025-21945400-97 sú označené číslami od 1 do 4: 1 – čerpadlo obsahuje vstupný modul, sekcie sú spojené prírubou; 2 – čerpadlo obsahuje vstupný modul, spojovacie sekcie typu „prírubové puzdro“; 3 – čerpadlo obsahuje spodnú časť s prijímacím pletivom, články sú spojené prírubou; 4 – čerpadlo obsahuje sekciu s prijímacím pletivom, sekcie sú spojené typom „príruba-telo“. Podľa TU 3631-00217930-004-96 a TU 3631-007-00217930-97 sa vyrábajú čerpadlá v troch modifikáciách: · s konštrukciou identickou s čerpadlom podľa TU 26-06-1485-96 (čerpadlá sú označené ETsNM(K)); · so spojením sekcií podľa typu „prírubové teleso“ (číslo modifikácie L1); · so spojením sekcií podľa typu „prírubové uloženie“, s vloženými ložiskami (číslo modifikácie L2). 3. Vybavenie 3.1. Aktívne klávesy Pre toto laboratórium sa používajú nasledujúce kľúče: W, S, A, D – pre pohyb v priestore; F2, E – analógy stredného tlačidla manipulátora (prvé stlačenie vezme predmet, ďalšie stlačenie ho umiestni); Ctrl - posaďte sa; F10 – ukončenie programu. Ryža. 3.1. Klávesy aktívnej klávesnice Ryža. 3.2. Funkcie manipulátora Ľavé tlačidlo myši (1) - pri stlačení a podržaní sa jeden alebo druhý objekt spracuje (otočí, prepne). Stredné tlačidlo (2) - prvé stlačenie (rolovanie sa nepoužíva) vezme predmet, ďalšie pri jeho umiestnení (priložení). Pravé tlačidlo (3) - zobrazí sa kurzor (ak sa opakuje, zmizne). Poznámka: Keď sa objaví kurzor, nie je možné pozerať sa hore a do strán. 4. Pracovný poriadok Účelom laboratórnej práce je preštudovať návrh ponorného odstredivého čerpadla. Pumpa ESP je umiestnená na stojane. Len jednotky uvedené v popisoch k obrázkom je možné rozobrať. Pri odstraňovaní jednotky sa v pravom hornom rohu zobrazí nápis označujúci odstránenú jednotku. Ryža. 3.3. Hydraulická ochrana SEM (ponorný elektromotor) (všetky uzly sú odstránené) 1 – PED hydraulická ochrana sub; 2 – hydraulická ochrana motorov; 3 – kryt hydraulickej ochrany motora Ryža. 3.4. PED 1 – sub (odnímateľný); 2 – spojka (odnímateľná); 3 – hriadeľ (odnímateľný); 4 - prívod elektrického kábla (odnímateľný); 5 - ponorný elektromotor Ryža. 3.5. Hydraulická ochrana motora (všetky komponenty sú odnímateľné) 1 – pod; 2 – hydraulická ochrana motorov; 3 – vodný ochranný kryt Ryža. 3.6. Spodná axiálna podpera (všetky komponenty sú odnímateľné) 1 – pod; 2 – päta; 3 – horná podpera; 4 – sub; 5 – sub; 6 – spodná podpora; 7 - axiálne nosné puzdro Ryža. 3.7. Prijímacia mriežka (všetky uzly sú odstránené) 1 – drážkovaná spojka; 2 – prijímacia časť; 3 – hriadeľ; 4 – radiálna podpera hriadeľa; 5 - prijímacia mriežka (odnímateľná); 6 – radiálna podpera hriadeľa; 7 – drážková spojka Ryža. 3.8. Čerpadlová časť Ryža. 3.9. Spodná časť pumpy (všetky komponenty sú odnímateľné) 1 – svorka; 2 - rúrkové potrubie; 3 - spätný ventil; 4 – sub; 5 – sub; 6 – radiálne ložisko 5. Testovacie otázky 1. Účel, rozsah a zloženie ESP. 2. Uveďte hlavné komponenty čerpadla typu ESP. 3. Účel a konštrukcia stupňov, ktoré tvoria čerpadlo? 4. Uveďte typy konštrukčných stupňov v ESP. Aké sú výhody a nevýhody rôznych dizajnových riešení? 5. Ako sa vnímajú axiálne a radiálne zaťaženia na obežnom kolese? 6. Vysvetlite pojmy „jednoložiskový“ a „dvojložiskový“ stupeň čerpadla. 7. Vysvetlite pojem „plávajúci“ typ obežného kolesa? 8. Aké typy obežných kolies sa používajú v ECPM, ECPMK? 9. Ako je namontovaná vodiaca lopatka v časti čerpadla? 10. Ako je vnímané axiálne a radiálne zaťaženie na hriadeli časti modulu čerpadla? 11. Aký je dizajnový znak hydrodynamickej päty? 12. Aký je rozdiel medzi modulárnym ponorným čerpadlom a klasickým? 13. Účel a konštrukcia vstupného modulu, hlavového modulu? 14. Účel hydroizolácie a jej zloženie? 15. Aký je princíp činnosti kompenzátora? šliapať? 16. Aký je účel spätného ventilu? vypustiť? 17. Ako funguje spätný ventil? vypustiť? 18. Symbol ESP a ESP. 6. Literatúra 1. Bocharnikov V.F. Príručka opravára ropných a plynových zariadení: Ročník 2 / V.F. Bocharnikov. - M.: „Infra-Engineering“, 2008. – 576 s. 2 Bukhalenko E.I. a iné Vybavenie ropných polí: referenčná kniha / E.I. Bukhalenko a kol., M., 1990. - 559 s. 3 Drozdov A.N. Aplikácia ponorných čerpacích a ejektorových systémov na výrobu ropy: učebnica. príspevok. / A.N. Drozdov. – M.: Ruská štátna univerzita ropy a zemného plynu, 2001 4. Ivanovsky V.N., Darishchev V.I., Sabirov A.A. a iné.Vrtné čerpacie jednotky na ťažbu ropy / V.N. Ivanovský, V.I. Darishchev, A.A. Sabirov a ďalší - M.: Vydavateľstvo štátneho unitárneho podniku "Oil and Gas" Ruská štátna univerzita ropy a zemného plynu pomenovaná po. ONI. Gubkina, 2002. – 824 s. 5. Inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel na výrobu ropy. Medzinárodný prekladateľ / editoval V.Yu. Alikperova, V.Ya. Kershenbaum. - M., 1999. - 615 s. 7. Autori Laboratórna práca „Štúdia návrhu ponorného odstredivého čerpadla“ v disciplíne: „Zariadenia pre ropné a plynové polia“ Metodická podpora: docent, Ph.D. Bezus A.A. docent, Ph.D. Dvinin A.A. asistent I. V. Panova Strih: Yakovlev O.V. 3D grafika: Elesin A.S. Programovanie skriptov: Kazdykpaeva A.Zh.

Dlho som sníval o tom, že napíšem na papier (vytlačím na počítači) všetko, čo viem o ESP.
Pokúsim sa vám povedať jednoduchým a zrozumiteľným jazykom o inštalácii elektrického odstredivého čerpadla - hlavnom nástroji, ktorý produkuje 80% všetkej ropy v Rusku.

Nejako sa ukázalo, že som s nimi spojený celý svoj dospelý život. Ako päťročný začal cestovať s otcom k studniam. V desiatich dokázal sám opraviť akúkoľvek stanicu, v dvadsiatich štyroch sa stal inžinierom v podniku, kde ich opravovali, v tridsiatich sa stal zástupcom generálneho riaditeľa na mieste, kde sa vyrábajú. Na túto tému existuje veľa poznatkov - nevadí mi sa podeliť, najmä preto, že veľa, veľa ľudí sa ma neustále pýta na to či ono súvisiace s mojimi pumpami. Vo všeobecnosti, aby sa to isté neopakovalo veľakrát rôznymi slovami, raz to napíšem a potom budem robiť skúšky;). Áno! Budú šmykľavky... bez šmykľaviek nebude cesta.

Čo to je.
ESP je inštalácia elektrického odstredivého čerpadla, alias bezpiestového čerpadla, aka ESP, alias tých tyčí a bubnov. ESP je presne také (ženské)! Hoci sa z nich skladá (mužský). Toto je špeciálna vec, pomocou ktorej udatní ropní robotníci (alebo skôr servisní pracovníci pre ropných robotníkov) vyťahujú z podzemia formovaciu tekutinu - nazývame to mulyaka, ktorá sa potom (po špeciálnom spracovaní) nazýva všelijakými zaujímavé slová ako URALS alebo BRENT. Ide o celý komplex zariadení, na výrobu ktorých potrebujete znalosti hutníka, obrábača kovov, mechanika, elektrikára, elektrotechnika, hydrauliky, káblového inžiniera, olejkára a dokonca aj malého gynekológa a proktológa. Vec je celkom zaujímavá a nezvyčajná, hoci bola vynájdená pred mnohými rokmi a odvtedy sa veľmi nezmenila. Celkovo je to bežná čerpacia jednotka. Nezvyčajné na ňom je, že je tenký (najčastejšie sa umiestňuje do studne s vnútorným priemerom 123 mm), dlhý (existujú inštalácie dlhé 70 metrov) a funguje v takých špinavých podmienkach, v ktorých sa viac-menej zložitý mechanizmus by vôbec nemal existovať.

Takže každý ESP obsahuje nasledujúce komponenty:

ESP (elektrické odstredivé čerpadlo) je hlavnou jednotkou – všetky ostatné ju chránia a zabezpečujú. Čerpadlo dostane najviac - ale robí hlavnú prácu - zdvíhanie kvapaliny - taká je jeho životnosť. Čerpadlo pozostáva zo sekcií a sekcie pozostávajú z etáp. Čím viac stupňov, tým väčší tlak čerpadlo vyvinie. Čím väčší je samotný stupeň, tým väčší je prietok (množstvo čerpanej kvapaliny za jednotku času). Čím väčší je prietok a tlak, tým viac energie spotrebuje. Všetko je vzájomne prepojené. Okrem prietoku a tlaku sa čerpadlá líšia aj veľkosťou a dizajnom – štandardné, odolné proti opotrebovaniu, korózii, opotrebeniu, korózii veľmi, veľmi odolné.

SEM (ponorný elektromotor) Elektromotor je druhá hlavná jednotka - roztáča čerpadlo - spotrebúva energiu. Ide o obyčajný (elektricky) asynchrónny elektromotor - len je tenký a dlhý. Motor má dva hlavné parametre – výkon a veľkosť. A opäť existujú rôzne verzie: štandardné, žiaruvzdorné, korózne, najmä žiaruvzdorné a celkovo nezničiteľné (akoby). Motor je naplnený špeciálnym olejom, ktorý okrem mazania aj chladí motor a značne kompenzuje tlak vyvíjaný na motor zvonku.

Protektor (tiež nazývaný hydraulická ochrana) je vec, ktorá stojí medzi čerpadlom a motorom - po prvé oddeľuje dutinu motora naplnenú olejom od dutiny čerpadla naplnenej formovacou kvapalinou, pričom prenáša rotáciu a po druhé rieši problém vyrovnávania tlaku vo vnútri motora a vonku ( Vo všeobecnosti je tu až 400 atm, čo je asi tretina hĺbky priekopy Mariana). Prichádzajú v rôznych veľkostiach a opäť v najrôznejších prevedeniach bla bla bla.

Kábel je vlastne kábel. Medený, trojvodičový... Je aj pancierovaný. Vieš si predstaviť? Pancierový kábel! Samozrejme, že nevydrží ani strelu od Makarova, ale vydrží päť-šesť zjazdov do studne a bude tam pôsobiť dosť dlho.
Jeho pancier je o niečo iný, určený skôr na trenie ako na prudký úder – ale predsa. Kábel sa dodáva v rôznych sekciách (priemeroch žíl), líši sa pancierom (bežný pozinkovaný alebo nerezový) a je tiež odolný voči teplotám. K dispozícii je kábel pre 90, 120, 150, 200 a dokonca aj 230 stupňov. To znamená, že môže pracovať donekonečna pri teplote dvakrát vyššej ako je bod varu vody (pozn. - ťažíme niečo ako ropu, a tá nehorí veľmi dobre - ale potrebujete kábel s tepelnou odolnosťou nad 200 stupňa – a takmer všade).

Separátor plynov (alebo separátor plynov-dispergátor, alebo len dispergátor, alebo duálny separátor plynov, alebo dokonca duálny separátor plynov-dispergátor). Vec, ktorá oddeľuje voľný plyn od kvapaliny... alebo skôr kvapaliny od voľného plynu... skrátka znižuje množstvo voľného plynu na vstupe do pumpy. Často, veľmi často, množstvo voľného plynu na vstupe čerpadla je dosť dostatočné na to, aby čerpadlo nefungovalo - potom nainštalujú nejaké zariadenie na stabilizáciu plynu (názvy som uviedol na začiatku odseku). Ak nie je potrebné inštalovať odlučovač plynu, nainštalujú vstupný modul, ale ako sa má kvapalina dostať do čerpadla? Tu. Niečo namontujú v každom prípade.. Buď modul alebo plynový motor.

TMS je druh tuningu. Kto to dešifruje - termomanometrický systém, telemetria... ktovie ako. Presne tak (toto je starý názov - z huňatých 80-tych rokov) - termomanometrický systém, nazveme ho tak - takmer úplne vysvetľuje funkciu prístroja - meria teplotu a tlak - tam - hneď dole - prakticky v podsvetia.

Existujú aj ochranné zariadenia. Ide o spätný ventil (najbežnejší je KOSH - guľový spätný ventil) - aby pri zastavení čerpadla nevytiekla kvapalina z potrubia (nadvihnutie stĺpca kvapaliny štandardným potrubím môže trvať niekoľko hodín - škoda pre tentoraz). A keď potrebujete zdvihnúť čerpadlo, tento ventil vám prekáža – z potrubí sa neustále niečo vylieva a znečisťuje všetko naokolo. Na tieto účely slúži zrážací (alebo vypúšťací) ventil KS - sranda - ktorý sa pri každom zdvihnutí zo studne zlomí.

Všetky tieto zariadenia visia na čerpacích a kompresorových potrubiach (rúrky - ploty sa z nich vyrábajú veľmi často v ropných mestách). Visí v nasledujúcom poradí:
Pozdĺž potrubia (2-3 kilometre) je navrchu kábel - CS, potom KOSH, potom ESP, potom plynové čerpadlo (alebo vstupný modul), potom chránič, potom SEM a ešte nižšie TMS. Kábel vedie pozdĺž ESP, škrtiacej klapky a chrániča až po hlavu motora. Eka. Všetko je skrátené. Takže - od vrchu ESP po spodok TMS to môže byť 70 metrov. a cez tych 70 metrov prechadza nejaka hriadela a vsetko sa toci... a okolo je vysoka teplota, obrovsky tlak, vela mechanických necistot, korozívne prostredie.. Slabé čerpadlá...

Všetky veci sú sekcionálne, sekcie nie dlhšie ako 9-10 metrov (inak ako ich dať do studne?) Inštalácia sa montuje priamo na studni: PED, kábel, chránič, plyn, časti čerpadla, ventil, sú k nemu pripojené potrubie.. Áno! Nezabudnite ku všetkému pripevniť kábel pomocou svoriek (takých špeciálnych oceľových pásov). Toto všetko je ponorené do studne a funguje tam dlho (dúfam). Na napájanie tohto všetkého (a nejakým spôsobom to ovládať) je na zemi nainštalovaný step-up transformátor (TMPT) a riadiaca stanica.

Toto je druh vecí, ktoré sa používajú na vyťaženie niečoho, čo sa neskôr zmení na peniaze (benzín, nafta, plasty a iné svinstvá).

Pokúsme sa prísť na to, ako to všetko funguje, ako sa to robí, ako si vybrať a ako ho používať.

Oblasť použitia ESP- ide o vysokovýdatné, vodou zaplavované, hlboké a šikmé vrty s prietokom 10 ¸ 1300 m 3 / deň a výškou zdvihu 500 ¸ 2000 m. Obdobie generálnej opravy ESP až 320 dní alebo viac.

Inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel v modulárnych konštrukčných typoch UECNM a UECNMK sú určené na odčerpávanie produktov ropných vrtov s obsahom ropy, vody, plynu a mechanických nečistôt. Typ inštalácie UECNM majú štandardný dizajn, ale typ UETsNMK- odolný proti korózii.

Zariadenie (obr. 24) pozostáva z ponorného čerpacieho agregátu, káblového vedenia spusteného do studne na potrubiach čerpadla a kompresora a povrchového elektrického zariadenia (transformátorová rozvodňa).

Ponorná čerpacia jednotka obsahuje motor (elektromotor s hydraulickou ochranou) a čerpadlo, nad ktorým je inštalovaný spätný ventil a vypúšťací ventil.

V závislosti od maximálnych priečnych rozmerov ponornej jednotky sú zariadenia rozdelené do troch podmienených skupín - 5; 5A a 6:

— Jednotky skupiny 5 s priečnym rozmerom 112 mm sa používajú v vrtoch s pažnicovou kolónou s vnútorným priemerom najmenej 121,7 mm;

— zariadenia skupiny 5A s priečnym rozmerom 124 mm — v studniach s vnútorným priemerom aspoň 130 mm;

- inštalácie skupiny 6 s priečnym rozmerom 140,5 mm - do studní s vnútorným priemerom najmenej 148,3 mm.

Podmienky použiteľnosti ESP pre čerpané médiá: kvapalina obsahujúca mechanické nečistoty najviac 0,5 g/l, voľný plyn na vstupe čerpadla najviac 25 %; sírovodík nie viac ako 1,25 g/l; voda nie viac ako 99%; Hodnota pH formovanej vody je v rozmedzí 6¸8,5. Teplota v priestore, kde sa nachádza elektromotor, nie je vyššia ako +90°C (špeciálna tepelne odolná verzia do +140°C).

Príklad kódu nastavení - UETsNMK 5-125-1300 znamená: UETsNMK— inštalácia elektrického odstredivého čerpadla modulárnej konštrukcie odolnej voči korózii; 5 - čerpacia skupina; 125 — zásoba, m 3 / deň; 1300 — vyvinutý tlak, m vody. čl.

Na obr. Obrázok 24 zobrazuje schému inštalácie ponorných odstredivých čerpadiel v modulárnom prevedení, ktoré predstavujú novú generáciu zariadení tohto typu, ktoré vám umožňujú individuálne vybrať optimálne usporiadanie inštalácie pre studne v súlade s ich parametrami z malého počtu zameniteľných modulov.

Inštalácie (na obr. 24 je schéma NPO Borets, Moskva) poskytujú optimálny výber čerpadla do studne, čo sa dosahuje prítomnosťou veľkého počtu tlakov pre každý prívod. Tlakový rozstup inštalácií sa pohybuje od 50¸100 do 200¸250 m, v závislosti od dodávky v intervaloch uvedených v tabuľke. 7 základných údajov o nastavení.

Tabuľka 7

Názov inštalácií	Minimálny (vnútorný) priemer exploatačnej kolóny, mm	Priečne inštalačné rozmery, mm	Dodávka m3/deň		Výkon motora, kW	Typ odlučovača plynu
UETsNMK5-80
UETsNMK5-125
UETsNM5A-160
UETsNM5A-250
UETsNMK5-250
UETsNM5A-400
UETsNMK5A-400
	144,3 alebo 148,3	137 alebo 140,5
UETsNM6-1000

Sériovo vyrábané ESP majú dĺžku od 15,5 do 39,2 m a hmotnosť od 626 do 2541 kg v závislosti od počtu modulov (sekcií) a ich parametrov.

V moderných inštaláciách môžu byť zahrnuté 2 až 4 modulové sekcie. Do telesa sekcie, ktoré pozostáva z obežných kolies a vodiacich lopatiek namontovaných na hriadeli, je vložený balík stupňov. Počet krokov sa pohybuje od 152¸393. Vstupný modul predstavuje základňu čerpadla so vstupnými otvormi a sieťovým filtrom, cez ktorý vstupuje kvapalina zo studne do čerpadla. V hornej časti čerpadla je rybárska hlavica so spätným ventilom, ku ktorej je pripevnená hadička.

čerpadlo ( ECNM)— ponorná odstredivá modulárna viacstupňová vertikálna konštrukcia.

Čerpadlá sú tiež rozdelené do troch podmienených skupín - 5; 5A a 6. Priemery puzdier skupiny 5¸92 mm, skupiny 5A - 103 mm, skupiny 6 - 114 mm.

Modul sekcie čerpadla (obr. 25) pozostáva z krytu 1 , šachta 2 , etapové balíky (obežné kolesá - 3 a vodiace lopatky - 4 ), horné ložisko 5 , spodné ložisko 6 , horná axiálna podpora 7 , hlavy 8 , dôvody 9 , dve rebrá 10 (slúžia na ochranu kábla pred mechanickým poškodením) a gumené krúžky 11 , 12 , 13 .

Obežné kolesá sa voľne pohybujú pozdĺž hriadeľa v axiálnom smere a sú obmedzené v pohybe spodnými a hornými vodiacimi lopatkami. Axiálna sila z obežného kolesa sa prenáša na spodný textolitový prstenec a potom na rameno vodiacej lopatky. Čiastočná axiálna sila sa prenáša na hriadeľ v dôsledku trenia kolesa o hriadeľ alebo prilepenia kolesa na hriadeľ v dôsledku usadzovania solí v medzere alebo korózie kovov. Krútiaci moment sa prenáša z hriadeľa na kolesá mosadzným (L62) kľúčom, ktorý zapadá do drážky obežného kolesa. Kľúč je umiestnený po celej dĺžke zostavy kolesa a pozostáva zo segmentov dlhých 400-1000 mm.

Vodiace lopatky sú navzájom kĺbovo spojené po obvodových častiach, v spodnej časti skrine spočívajú všetky na spodnom ložisku 6 (obr. 25) a základňu 9 a zhora cez hornú ložiskovú skriňu sú upnuté v skrini.

Obežné kolesá a vodiace lopatky štandardných čerpadiel sú vyrobené z modifikovanej šedej liatiny a radiačne modifikovaného polyamidu, korózii odolné čerpadlá sú vyrobené z modifikovanej liatiny TsN16D71KhSh typu „niresist“.

Hriadele modulov sekcií a vstupných modulov pre čerpadlá štandardného prevedenia sú vyrobené z kombinovanej nehrdzavejúcej vysokopevnostnej ocele OZH14N7V a na konci sú označené „NZh“; pre čerpadlá so zvýšenou odolnosťou proti korózii - z kalibrovaných tyčí vyrobených z N65D29YUT-ISH - zliatina K-Monel a sú označené na koncoch "M".

Hriadele modulových sekcií všetkých skupín čerpadiel, ktoré majú rovnaké dĺžky telesa 3, 4 a 5 m, sú zjednotené.

Spojenie hriadeľov sekčných modulov navzájom, sekčného modulu s hriadeľom vstupného modulu (alebo hriadeľa odlučovača plynov) a hriadeľa vstupného modulu s hriadeľom hydraulickej ochrany motora sa vykonáva pomocou drážkových spojok.

Spojenie medzi modulmi a vstupným modulom k motoru je prírubové. Prípojky (okrem pripojenia vstupného modulu k motoru a vstupného modulu k odlučovaču plynu) sú utesnené gumovými krúžkami.

Na odčerpanie formovacej kvapaliny obsahujúcej viac ako 25 % (až 55 %) objemu voľného plynu na mriežke vstupného modulu čerpadla je k čerpadlu pripojený modul odlučovača čerpacieho plynu (obr. 26).

Ryža. 26. Odlučovač plynu:

1 - hlava; 2 - adaptér; 3 – oddeľovač; 4 - rám; 5 - šachta; 6 – rošt; 7 - vodiaca lopatka; 8 - Pracovné koleso; 9 – šnek; 10 - ložisko; 11 ‑ základňu

Odlučovač plynu sa inštaluje medzi vstupný modul a modul sekcie. Najúčinnejšie odlučovače plynov sú odstredivého typu, v ktorých sa fázy oddeľujú v poli odstredivých síl. V tomto prípade sa kvapalina koncentruje v obvodovej časti a plyn sa koncentruje v centrálnej časti odlučovača plynov a uvoľňuje sa do medzikružia. Odlučovače plynov radu MNG majú maximálny prietok 250¸500 m 3 /deň, separačný koeficient 90% a hmotnosť 26 až 42 kg.

Motor ponornej čerpacej jednotky pozostáva z elektromotora a hydraulickej ochrany. Elektromotory (obr. 27) sú ponorné trojfázové, skratované, dvojpólové, olejom plnené, konvenčné a korózii odolné prevedenia unifikovaného radu PEDU a v konvenčnom prevedení PED modernizačného radu L. Hydrostatický tlak v prevádzkovej oblasti nie je viac ako 20 MPa. Menovitý výkon od 16 do 360 kW, menovité napätie 530¸2300 V, menovitý prúd 26¸122,5 A.

Ryža. 27. Elektromotor radu PEDU:

1 - spojka; 2 - veko; 3 - hlava; 4 - päta; 5 - axiálne ložisko; 6 - kryt káblového vstupu; 7 - korok; 8 – káblový vstupný blok; 9 - rotor; 10 - stator; 11 - filter; 12 – základňa

Hydraulická ochrana (obr. 28) motorov je navrhnutá tak, aby zabránila prenikaniu formujúcej sa tekutiny do vnútornej dutiny elektromotora, čím kompenzuje zmeny objemu oleja vo vnútornej dutine od teploty elektromotora a prenáša krútiaci moment z elektromotora. hriadeľ elektromotora k hriadeľu čerpadla.

Ryža. 28. Ochrana vody:

A- otvorený typ; b- uzavretý typ

A- horná komora; B- dole Cam;

1 - hlava; 2 - mechanické tesnenie; 3 – horná bradavka; 4 - rám; 5 – stredná bradavka; 6 - šachta; 7 – spodná bradavka; 8 – základňa; 9 - spojovacia trubica; 10 – clona

Hydraulickú ochranu tvorí buď jeden chránič alebo chránič a kompenzátor. Pre hydraulickú ochranu môžu byť tri možnosti.

Prvú tvoria chrániče P92, PK92 a P114 (otvorený typ) z dvoch komôr. Horná komora je naplnená ťažkou bariérovou kvapalinou (hustota do 2 g/cm 3, nemiešateľná s formovacou kvapalinou a olejom), spodná komora je naplnená olejom MA-PED, rovnako ako dutina elektromotora. Kamery sú spojené rúrkou. Zmeny objemu kvapalného dielektrika v motore sú kompenzované prenosom bariérovej kvapaliny v hydraulickej ochrane z jednej komory do druhej.

Druhú tvoria chrániče P92D, PK92D a P114D (uzavretý typ), ktoré využívajú gumené membrány, ktorých elasticita vyrovnáva zmeny objemu kvapalného dielektrika v motore.

Tretia - hydraulická ochrana 1G51M a 1G62 pozostáva z chrániča umiestneného nad elektromotorom a kompenzátora pripevneného na spodnej časti elektromotora. Systém mechanického tesnenia poskytuje ochranu proti vniknutiu formujúcej sa tekutiny pozdĺž hriadeľa do elektromotora. Prenášaný výkon hydraulickej ochrany je 125¸250 kW, hmotnosť 53¸59 kg.

Termomanometrický systém TMS - 3 je určený na automatické riadenie chodu ponorného odstredivého čerpadla a jeho ochranu pred abnormálnymi prevádzkovými stavmi (pri nízkom tlaku na saní čerpadla a zvýšenej teplote ponorného elektromotora) pri prevádzke studne. Existujú podzemné a nadzemné časti. Rozsah regulovaného tlaku od 0 do 20 MPa. Rozsah prevádzkových teplôt od 25 do 105 o C.

Celková hmotnosť 10,2 kg (viď obr. 24).

Káblové vedenie je káblová zostava navinutá na káblovom bubne.

Káblovú zostavu tvorí hlavný kábel - kruhový PKBK (kábel, polyetylénová izolácia, pancierový, kruhový) alebo plochý kábel - KPBP (obr. 29), s ním spojený plochým káblom s káblovou vstupnou spojkou (predlžovací kábel s spojka).

Ryža. 29. Káble:

A- okrúhly; b- plochý; 1 - žil; 2 - izolácia; 3 – škrupina; 4 - vankúš; 5 - brnenie

Kábel pozostáva z troch jadier, z ktorých každá má izolačnú vrstvu a plášť; vankúše vyrobené z pogumovanej tkaniny a brnenia. Tri izolované jadrá okrúhleho kábla sú skrútené pozdĺž špirálovej línie a žily plochého kábla sú položené paralelne v jednom rade.

Kábel KFSB s fluoroplastovou izoláciou je určený na prevádzku pri teplote okolia do +160 o C.

Káblová zostava má jednotnú káblovú vstupnú spojku K38 (K46) okrúhleho typu. Izolované vodiče plochého kábla sú hermeticky utesnené v kovovom puzdre spojky pomocou gumového tesnenia.

Očká zástrčky sú pripevnené k vodivým vodičom.

Okrúhly kábel má priemer od 25 do 44 mm. Rozmery plochého kábla od 10,1x25,7 do 19,7x52,3 mm. Nominálna stavebná dĺžka 850, 1000¸1800m.

Kompletné zariadenia typu ShGS5805 zabezpečujú zapínanie a vypínanie ponorných motorov, diaľkové ovládanie z riadiaceho centra a ovládanie programu, prevádzku v manuálnom a automatickom režime, vypnutie pri preťažení a odchýlke napájacieho napätia nad 10% alebo pod 15% nominálneho, prúdového a napäťového ovládania, ako aj externého svetelného alarmu pre núdzové vypnutie (aj so zabudovaným termometrickým systémom).

Integrovaná trafostanica pre ponorné čerpadlá - KTPPN je určená na dodávku elektriny a ochranu elektromotorov ponorných čerpadiel z jednotlivých studní s výkonom 16-125 kW vrátane. Menovité vysoké napätie 6 alebo 10 kV, limity regulácie stredného napätia od 1208 do 444 V (transformátor TMPN100) a od 2406 do 1652 V (TMPN160). Hmotnosť s transformátorom 2705 kg.

Kompletná trafostanica KTPPNKS je určená pre napájanie, riadenie a ochranu štyroch odstredivých elektrických čerpadiel s elektromotormi 16¸125 kW na ťažbu ropy v podložkách vrtov, napájanie až štyroch elektromotorov čerpacích strojov a mobilných pantografov pri vykonávaní opravárenských prác. KTPPNKS je určený na použitie v podmienkach Ďalekého severu a západnej Sibíri.

Inštalačný balík obsahuje: čerpadlo, káblovú zostavu, motor, transformátor, kompletnú trafostanicu, kompletné zariadenie, odlučovač plynu a súpravu náradia.

Inštalácia ESP je zložitý technický systém a napriek známemu princípu fungovania odstredivého čerpadla ide o súbor prvkov, ktoré sú dizajnovo originálne. Schematický diagram ESP je znázornený na obr. 6.1. Inštalácia pozostáva z dvoch častí: povrchovej a ponornej. Pozemná časť obsahuje autotransformátor 1; kontrolná stanica 2; niekedy káblový bubon 3 a vybavenie ústia vrtu 4. Ponorná časť obsahuje hadicovú šnúru 5, na ktorej sa ponorná jednotka spúšťa do vrtu; pancierový trojžilový elektrický kábel 6, cez ktorý je privádzané napájacie napätie do ponorného elektromotora a ktorý je k potrubnej šnúre pripevnený špeciálnymi svorkami 7.

Ponorná jednotka pozostáva z viacstupňového odstredivého čerpadla 8, vybaveného prijímacou sieťkou 9 a spätným ventilom 10. Ponorná jednotka obsahuje vypúšťací ventil 11, cez ktorý sa pri zdvíhaní jednotky vypúšťa kvapalina z potrubia. V spodnej časti je čerpadlo kĺbovo spojené s hydraulickou ochranou (chráničom) 12, ktorá je zasa spojená s ponorným elektromotorom 13. V spodnej časti má elektromotor 13 kompenzátor 14.

Kvapalina vstupuje do čerpadla cez sieťku umiestnenú v jeho spodnej časti. Sieťka zabezpečuje filtráciu formačnej tekutiny. Čerpadlo dodáva kvapalinu zo studne do potrubia.

Inštalácie ESP v Rusku sú určené pre studne s pažnicami s priemermi 127, 140, 146 a 168 mm. Pre veľkosti plášťa 146 a 168 mm sú k dispozícii ponorné jednotky v dvoch veľkostiach. Jeden je určený pre studne s najmenším vnútorným priemerom (podľa GOST) plášťa. Jednotka ESP má v tomto prípade aj menší priemer a tým aj menšie prevádzkové vlastnosti (tlak, prietok, účinnosť).

Ryža. 6.1. Schematický diagram ESP:

1 - autotransformátor; 2 - kontrolná stanica; 3 - káblový bubon; 4 - vybavenie ústia vrtu; 5 - rúrkový stĺp; 6 - pancierový elektrický kábel; 7 - káblové svorky; 8 - ponorné viacstupňové odstredivé čerpadlo; 9 - sito nasávania čerpadla; 10 - spätný ventil; 11 - vypúšťací ventil; 12 - hydraulická ochranná jednotka (chránič); 13 - ponorný elektromotor; 14 - kompenzátor

Každá inštalácia má svoj vlastný kód, napríklad UETSN5A-500-800, v ktorom sú prijaté tieto označenia: číslo (alebo číslo a písmeno) za ESP označuje najmenší povolený vnútorný priemer plášťa, do ktorého sa môže spustiť, číslo „4“ zodpovedá priemeru 112 mm, číslo „5“ zodpovedá 122 mm, „5A“ - 130 mm, „6“ - 144 mm a „6A“ - 148 mm; druhé číslo kódu udáva nominálny prietok čerpadla (v m 3 / sUt) a tretie - približný tlak v m. Hodnoty prietoku a tlaku sú uvedené pre prevádzku na vode.

V posledných rokoch sa sortiment vyrábaných jednotiek odstredivých čerpadiel výrazne rozšíril, čo sa odráža aj v kódoch vyrábaných zariadení. Zariadenia ESP vyrábané spoločnosťou ALNAS (Almetyevsk, Tatarstan) majú v kóde za nápisom „ESP“ veľké písmeno „A“ a zariadenia Lebedyanského mechanického závodu (JSC Lemaz, Lebedyan, Kursk región) majú veľké písmeno písmeno „L“ pred nápisom „ESP“. Inštalácie odstredivých čerpadiel s konštrukciou obežného kolesa s dvoma oporami, ktoré sú určené na výber formovacej kvapaliny s veľkým množstvom mechanických nečistôt, majú vo svojom kóde „2“ za písmenom „L“ a pred nápisom ESP (pre čerpadlá Lemaz) , písmeno „D“ za nápisom „ESP“ (pre čerpadlá JSC „Borets“), písmeno „A“ pred číslom montážnej veľkosti (pre čerpadlá ALNAS). Prevedenie ESP odolné voči korózii je označené písmenom „K“ na konci inštalačného kódu a prevedenie odolné voči teplu písmenom „T“. Konštrukcia obežného kolesa s prídavnými vírivými lopatkami na zadnom disku (Novomet, Perm) má v kóde čerpadla písmenové označenie VNNP.

6.3. Hlavné komponenty inštalácie ESP, ich účel a vlastnosti

Dolné odstredivé čerpadlá

Dolné odstredivé čerpadlá sú viacstupňové stroje. Je to spôsobené predovšetkým nízkymi hodnotami tlaku, ktoré vytvára jeden stupeň (obežné koleso a vodiaca lopatka). Na druhej strane, malé hodnoty tlaku jedného stupňa (od 3 do 6-7 m vodného stĺpca) sú určené malými hodnotami vonkajšieho priemeru obežného kolesa, ktoré sú obmedzené vnútorným priemerom plášťa a rozmermi. použitého dolného zariadenia - kábel, ponorný motor atď.

Konštrukcia vrtného odstredivého čerpadla môže byť konvenčná a odolná proti opotrebovaniu, ako aj so zvýšenou odolnosťou proti korózii. Priemery a zloženie komponentov čerpadla sú v podstate rovnaké pre všetky verzie čerpadiel.

Bežné dolné odstredivé čerpadlo je určené na extrakciu kvapaliny zo studne s obsahom vody až 99 %. Mechanické nečistoty v čerpanej kvapaline by nemali prekročiť 0,01 % hm. (alebo 0,1 g/l) a tvrdosť mechanických nečistôt by nemala presiahnuť 5 Mohs bodov; sírovodík - nie viac ako 0,001%. Podľa požiadaviek technických špecifikácií výrobcov by obsah voľného plynu na vstupe čerpadla nemal presiahnuť 25 %.

Odstredivé čerpadlo odolné voči korózii je navrhnuté tak, aby fungovalo, keď čerpaná formovacia kvapalina obsahuje sírovodík do 0,125 % (do 1,25 g/l). Konštrukcia odolná voči opotrebovaniu umožňuje odčerpať kvapaliny obsahujúce mechanické nečistoty až do 0,5 g/l.

Stupne sú umiestnené vo vývrte valcového telesa každej sekcie. Na jednu sekciu čerpadla sa zmestí 39 až 200 stupňov v závislosti od ich montážnej výšky. Maximálny počet stupňov v čerpadlách dosahuje 550 kusov.

Ryža. 6.2. Schéma odstredivého čerpadla:

1 - krúžok so segmentmi; 2,3- hladké podložky; 4,5- podložky tlmičov; 6 - horná podpora; 7 - nižšia podpora; 8 - oporný pružinový krúžok hriadeľa; 9 - dištančné puzdro; 10 -základ; 11 - drážkovaná spojka.

Modulárne ESP

Na vytvorenie vysokotlakových vrtných odstredivých čerpadiel je potrebné inštalovať do čerpadla veľa stupňov (až 550). Nemožno ich však umiestniť do jedného krytu, pretože dĺžka takéhoto čerpadla (15-20 m) komplikuje prepravu, inštaláciu pri studni a výrobu krytu.

Vysokotlakové čerpadlá sa skladajú z niekoľkých sekcií. Dĺžka telesa v každej sekcii nie je väčšia ako 6 m. Časti karosérie jednotlivých sekcií sú spojené prírubami so svorníkmi a hriadele drážkovými spojkami. Každá sekcia čerpadla má hornú axiálnu podperu hriadeľa, hriadeľ, radiálne podpery hriadeľa a stupne. Iba spodná časť má prijímaciu sieť. Rybárska hlava - iba horná časť čerpadla. Sekcie vysokotlakového čerpadla môžu byť kratšie ako 6 m (zvyčajne sú dĺžky telesa čerpadla 3,4 a 5 m), v závislosti od počtu stupňov, ktoré je potrebné do nich umiestniť.

Čerpadlo sa skladá zo vstupného modulu (obr. 6.4), sekčného modulu (sekčné moduly) (obr. 6.3), hlavového modulu (obr. 6.3), spätných ventilov a vypúšťacích ventilov.

Je možné znížiť počet modulových sekcií v čerpadle, čím sa ponorná jednotka vybaví motorom s požadovaným výkonom.

Spoje medzi modulmi a vstupným modulom k motoru sú prírubové. Prípojky (okrem pripojenia vstupného modulu k motoru a vstupného modulu k odlučovaču plynu) sú utesnené gumovými krúžkami. Spojenie hriadeľov sekcií modulu medzi sebou, sekcie modulu s hriadeľom vstupného modulu, hriadeľa vstupného modulu s hriadeľom hydraulickej ochrany motora sa vykonáva pomocou drážkových spojok.

Hriadele modulových sekcií všetkých skupín čerpadiel, ktoré majú rovnakú dĺžku plášťa 3,4 a 5 m, sú zjednotené. Na ochranu kábla pred poškodením počas zdvíhacích operácií sú na základniach modulu sekcie a modulu hlavy umiestnené odnímateľné oceľové rebrá. Konštrukcia čerpadla umožňuje bez dodatočnej demontáže použitie modulu odlučovača plynu čerpadla, ktorý sa inštaluje medzi vstupný modul a modul sekcie.

Technické charakteristiky niektorých štandardných veľkostí ESP na výrobu ropy, vyrábaných ruskými spoločnosťami podľa technických špecifikácií, sú uvedené v tabuľke 6.1 a obr. 6.6.

Spôsoby ťažby ropy a plynu. Fontána, čerpanie (ECP, ShSNU, ShVNU, UEDN, GPNU atď.)

Prietoková metóda prevádzky studne.

Pri fontánovej metóde stúpa kvapalina a plyn pozdĺž vrtu od dna k povrchu iba pod vplyvom energie nádrže, ktorú má nádrž ropy. Táto metóda je najhospodárnejšia, pretože nevyžaduje dodatočnú energiu na zdvihnutie kvapaliny na povrch. Okrem toho táto metóda nevyžaduje nákup drahého zariadenia, ktoré tiež vyžaduje pravidelnú údržbu.

Zariadenie pre prietokové studne pozostáva z hlavy kolóny, prietokovej zostavy a prietokovej linky (obr. 8). Toto zariadenie je pozemné. Podzemné zariadenie pozostáva z radu hadičiek, ktoré sú zvyčajne vedené do hĺbky horných perforačných otvorov.

Ryža. 8.

Potrubie v prúdiacich vrtoch sa používa na zdvíhanie kvapalín a plynu na povrch, reguláciu prevádzkového režimu vrtu, vykonávanie výskumných prác, boj proti usadeninám asfaltu, živice a parafínu, vykonávanie rôznych geologických a technických opatrení (GTM), ochranu výrobného reťazca pred koróziou a eróziou, prevencia a odstraňovanie pieskových zátok, zabíjanie vrtov pred podzemnými alebo väčšími opravami, ochrana ťažobnej kolóny pred vysokým tlakom pri rôznych geologických a technických činnostiach.

Spôsob prevádzky studne plynovým výťahom.

Prevádzka plynového výťahu je pokračovaním plynulej prevádzky, kedy sa energia zásobníka zníži natoľko, že nezabezpečí zdvíhanie kvapaliny na hladinu a vzniká potreba ďalšej energie. Ako dodatočná energia sa používa vysokotlakový plyn.

V dôsledku zmiešania dodatočného plynu vstupujúceho do vrtu s formovacou tekutinou sa vytvorí zmes plynu a kvapaliny so zníženou hustotou, ktorá znižuje tlak na dne vrtu. Znížený tlak v dne zaisťuje prítok produktov z tvorby a stúpania zmesi plynu a kvapaliny na povrch.

Existujú kompresorové plynové výťahy a nekompresorové plynové výťahy. Ak sa kompresory používajú na stlačenie plynu na požadovaný tlak a jeho čerpanie do vrtu, potom sa tento spôsob prevádzky nazýva kompresorový plynový zdvih. Ak sa ako pracovný prostriedok pre plynový výťah používa plyn z vysokotlakových plynových útvarov, potom sa v tomto prípade prevádzka vrtov nazýva nekompresorový plynový výťah.

Výhody prevádzky plynového výťahu:

Všetky zariadenia sú umiestnené na povrchu, čo zjednodušuje ich opravu a údržbu;

Jednoduchosť dizajnu zariadení;

Možnosť odberu veľkých objemov kvapaliny (až 1800 t/deň) bez ohľadu na hĺbku vrtu a priemer ťažobného plášťa;

Jednoduchá regulácia prietoku ropy vrtu (zvýšenie alebo zníženie dodávky plynu do vrtu);

Možnosť prevádzkovania pieskových a vodou zaplavovaných studní;

Jednoduchosť testovania studne.

Nevýhody prevádzky plynového výťahu:

Potreba častej výmeny hadíc, najmä v studniach zaplavených vodou a studniach produkujúcich piesok;

Nízka účinnosť výťahu a celého systému kompresor-jamka (pri nízkych dynamických úrovniach účinnosť výťahu často nepresahuje 5%);

Vysoké náklady na výstavbu kompresorových staníc, kabín na rozvod plynu a siete plynovodov na začiatku rozvoja terénu;

Vysoká spotreba energie na výrobu 1 tony ropy pri prevádzke nízko výdatných vrtov s nízkou dynamikou.

Spôsoby čerpania pri prevádzke studní.

Existujú nasledujúce typy čerpacej prevádzky studní:

Inštalácia hlbokého čerpadla (SSRP);

Inštalácia elektrického odstredivého čerpadla (ESP);

Inštalácia elektrického ponorného skrutkového čerpadla (ESVN);

Inštalácia hydraulického piestového čerpadla (GPPU) atď.

Inštalácia hlbokého čerpadla (SSRP).

Výroba oleja pomocou tyčových čerpadiel je najbežnejšou metódou umelého zdvíhania oleja, čo sa vysvetľuje ich jednoduchosťou, účinnosťou a spoľahlivosťou. Najmenej dve tretiny existujúcich ťažobných vrtov sú prevádzkované sacími tyčovými čerpacími jednotkami.

V porovnaní s inými mechanizovanými metódami výroby ropy majú USP tieto výhody:

Majú vysokú účinnosť;

Opravy je možné vykonávať priamo na poliach;

Pre ťahače je možné použiť rôzne pohony;

Jednotky SRP je možné použiť v náročných prevádzkových podmienkach - vo vrtoch na produkciu piesku, v prítomnosti parafínu vo vyrobenej rope, pri vysokom faktore plynu, pri odčerpávaní korozívnych kvapalín.

Tyčové čerpadlá majú aj nevýhody. Medzi hlavné nevýhody patrí:

Obmedzenie hĺbky zostupu čerpadla (čím hlbšie, tým vyššia je pravdepodobnosť zlomenia tyče);

Nízky prietok čerpadla;

Obmedzenie sklonu vrtu a intenzity jeho zakrivenia (neplatí pre šikmé a horizontálne studne, ako aj pre vysoko zakrivené vertikálne).

Čerpadlo pre hlboké studne (obr. 9) pozostáva z piestu pohybujúceho sa nahor a nadol po dobre namontovanom valci. Piest má spätný ventil, ktorý umožňuje tekutine prúdiť hore, ale nie dole. Spätný ventil, tiež nazývaný spätný ventil, v moderných čerpadlách je zvyčajne guľový a sedlový ventil. Druhý sací ventil je guľový ventil umiestnený v spodnej časti valca, ktorý tiež umožňuje tekutine prúdiť nahor, ale nie nadol.

Tyčové čerpadlo je objemový typ čerpadla, ktorého činnosť je zabezpečená vratným pohybom piestu pomocou zemného pohonu cez spojovací člen (reťazec tyčí). Najvyššia tyč sa nazýva leštená tyč, prechádza cez upchávku pri ústí vrtu a je spojená s hlavou vyvažovača čerpacieho stroja pomocou priečnika a pružného lanového závesu.

Ryža. 9.

Hlavnými komponentmi pohonu UShGN (čerpací stroj) sú: rám, stojan v tvare zrezaného štvorstenného ihlana, vyvažovačka s otočnou hlavou, traverza s ojnicami zavesená na vyvažovačke, prevodovka s kľukami a protizávažiami, vybavená súpravou vymeniteľných kladiek na zmenu počtu výkyvov. Pre rýchlu výmenu a napnutie remeňov je elektromotor namontovaný na otočnom posúvači.

Tyčové čerpadlá sú buď vložiteľné (NSV) alebo nevložiteľné (NSN).

Vložené tyčové čerpadlá sa spúšťajú do studne v zmontovanej forme. Špeciálne uzamykacie zariadenie sa najprv spustí do studne na hadičku a čerpadlo na tyčiach sa spustí do už spustenej hadičky. Preto na výmenu takéhoto čerpadla nie je potrebné znova vykonávať spúšťanie a zdvíhanie rúr.

Bezvložkové čerpadlá sa uvádzajú na trh v polozmontovanej forme. Najprv sa valec čerpadla spustí na hadičku. A potom sa na tyče spustí piest so spätným ventilom. Preto, ak je potrebné vymeniť takéto čerpadlo, je potrebné zdvihnúť zo studne najprv piest na tyčiach a potom hadičku s valcom.

Oba typy čerpadiel majú svoje výhody aj nevýhody. Pre každý konkrétny stav sa používa najvhodnejší typ. Napríklad, ak olej obsahuje veľké množstvo parafínu, je lepšie použiť čerpadlá bez vložiek. Parafín nanesený na stenách hadičky môže blokovať schopnosť zdvihnúť piest vložky pumpy. Pre hlboké studne je vhodnejšie použiť vložkové čerpadlo, aby sa skrátil čas strávený spúšťaním a zdvíhaním hadičky pri výmene čerpadla.

Inštalácia elektrického odstredivého čerpadla (ESP).

ESP - inštalácia elektrického odstredivého čerpadla. Pokiaľ ide o počet vrtov, v ktorých takéto čerpadlá pracujú, sú nižšie ako jednotky SRP, ale z hľadiska objemu ropy vyrobenej s ich pomocou sú ESP bezkonkurenčné. Asi 80 % všetkej ropy v Rusku sa vyrába pomocou ESP.

Vo všeobecnosti je ESP obyčajná čerpacia jednotka, len tenká a dlhá. A vie pracovať v prostredí, ktoré je charakteristické svojou agresivitou voči mechanizmom v ňom prítomným. Pozostáva z ponorného čerpacieho agregátu (elektromotor s hydraulickou ochranou a čerpadlom), káblového vedenia, potrubného reťazca, zariadenia ústia vrtu a povrchového zariadenia (transformátor a regulačná stanica) (obr. 10).

Hlavné komponenty ESP:

ESP (elektrické odstredivé čerpadlo) je kľúčovým prvkom inštalácie, ktorý v skutočnosti zdvíha kvapalinu z vrtu na povrch. Pozostáva zo sekcií, ktoré sa skladajú zo stupňov (rozvádzacích lopatiek) a veľkého počtu obežných kolies namontovaných na hriadeli a uzavretých v oceľovom plášti (rúre). Hlavnými charakteristikami ESP sú prietok a tlak, a preto názov každého čerpadla obsahuje tieto parametre. Napríklad ESP-60-1200 prečerpá 60 m3/deň kvapaliny s dopravnou výškou 1200 metrov.

Ryža. 10. Inštalácia ponorného elektrického odstredivého čerpadla: 1 - SEM; 2 - ochrana vody; 3 - vstup modul; 4 - čerpadlo; 5 - kábel; 6 - kontrolná stanica; 7 - transformátor

SEM (ponorný elektromotor) je druhým najdôležitejším prvkom. Ide o asynchrónny elektromotor naplnený špeciálnym olejom.

Chránič (alebo hydraulická ochrana) je prvok umiestnený medzi elektromotorom a čerpadlom. Oddeľuje elektromotor naplnený olejom od čerpadla naplneného formovacou kvapalinou a zároveň prenáša rotáciu z motora na čerpadlo.

Kábel, ktorý dodáva elektrinu do ponorného motora. Pancierový kábel. Na povrchu a do hĺbky klesania čerpadla má okrúhly prierez (KRBK), v oblasti ponorného agregátu pozdĺž čerpadla a hydraulickej ochrany je plochý (KPBK).

Voliteľná výbava:

Odlučovač plynu - slúži na zníženie množstva plynu na vstupe čerpadla. Ak nie je potrebné znižovať množstvo plynu, potom sa použije jednoduchý vstupný modul, cez ktorý vstupuje studňová kvapalina do čerpadla.

TMS - termomanometrický systém. Teplomer a manometer zrolované do jedného. Dáva nám na povrchu údaje o teplote a tlaku prostredia, v ktorom ESP spustené do vrtu funguje.

Celá táto inštalácia je zostavená priamo pri spustení do studne. Montuje sa postupne zdola nahor, pričom sa nezabúda na kábel, ktorý je pripevnený k samotnej inštalácii a k ​​hadici, na ktorej to všetko visí, pomocou špeciálnych kovových pásov. Na povrchu je kábel privádzaný do zvyšovacieho transformátora (TMPT) a riadiacej stanice inštalovanej v blízkosti puzdra.

Okrem už uvedených komponentov sú v potrubí nad elektrickým odstredivým čerpadlom nainštalované spätné ventily a vypúšťacie ventily.

Spätný ventil (KOSH - guľový spätný ventil) sa používa na naplnenie hadíc kvapalinou pred spustením čerpadla. Zabraňuje tiež stekaniu kvapaliny, keď sa čerpadlo zastaví. Keď čerpadlo beží, spätný ventil je v otvorenej polohe kvôli tlaku zospodu.

Vypúšťací ventil (DC) je namontovaný nad spätným ventilom, ktorý sa používa na vypustenie kvapaliny z potrubia pred zdvihnutím čerpadla zo studne.

Elektrické odstredivé ponorné čerpadlá majú významné výhody oproti tyčovým čerpadlám s hlbokými vrtmi:

Jednoduchosť pozemného vybavenia;

Možnosť odberu kvapaliny zo studní až do 15 000 m3/deň;

Schopnosť používať ich v studniach s hĺbkou viac ako 3000 metrov;

Vysoká (od 500 dní do 2-3 rokov alebo viac) ESP životnosť medzi opravami;

Možnosť vykonávania výskumu v studniach bez zdvíhacieho čerpacieho zariadenia;

Menej náročné metódy na odstraňovanie parafínu zo stien rúrok.

Elektrické odstredivé ponorné čerpadlá možno použiť v hlbokých a šikmých ropných vrtoch (aj horizontálnych), v silne zavodnených studniach, v studniach s jódovo-bromidovými vodami, s vysokou salinitou formačných vôd, na čerpanie soľných a kyslých roztokov. Okrem toho boli vyvinuté a vyrobené elektrické odstredivé čerpadlá pre súčasnú a oddelenú prevádzku niekoľkých horizontov v jednom vrte so 146 mm a 168 mm pažnicovými kolónami. Niekedy sa elektrické odstredivé čerpadlá používajú aj na vstrekovanie mineralizovanej formačnej vody do ropného ložiska, aby sa udržal tlak v zásobníku.

Inštalácia elektrického ponorného skrutkového čerpadla UEVN.

Inštalácia skrutkového ponorného elektrického čerpadla pozostáva z elektromotora, hydraulickej ochrany, čerpadla, kábla, zariadenia vrtu, autotransformátora a riadiacej stanice. Inštalácia skrutkového ponorného čerpadla pozostáva z rovnakých komponentov ako inštalácia ponorného odstredivého čerpadla. Namiesto odstredivého čerpadla sa tu používa skrutkové čerpadlo. V inštaláciách ponorných skrutkových elektrických čerpadiel (SEPP) sa používajú štvorpólové ponorné elektromotory s rýchlosťou otáčania 1500 ot./min.

Ponorné skrutkové čerpadlo (obr. 11) pozostáva z týchto hlavných komponentov a častí: štartovacia spojka 1, pomocou ktorej je hriadeľ čerpadla spojený cez ochranný hriadeľ s hriadeľom ponorného elektromotora; excentrické spojky 2 a 5; pravá a ľavá spona 3 a 6 so skrutkami 4 a 7; poistný ventil 8 a potrubie 9. Pracovnými časťami skrutkového čerpadla sú oceľové jednochodové skrutky a gumokovové obežníky, ktorých vnútorná dutina je dvojchodová skrutková plocha so stúpaním 2-krát väčším ako je stúpanie skrutky. Kvapalina vstupuje do nasávania čerpadla cez filtračné sieťky. Skrutky sú navzájom spojené excentrickou spojkou. Medzi skrutkou a držiakom sú vytvorené voľné dutiny alebo komory. Pri otáčaní závitovky sa napĺňajú čerpanou kvapalinou, ktorá sa pri následnom otáčaní závitovky hermeticky uzavrie a prúdi pozdĺž osi závitovky do potrubí čerpadlo-kompresor.

Ako sa skrutka otáča, dutiny tvorené skrutkou a klietkou sa neustále otvárajú a zatvárajú.

Počas prevádzky čerpadla robí skrutka zložitý pohyb. Skrutkové čerpadlo je objemové čerpadlo a jeho teoretický prietok je priamo úmerný rýchlosti otáčania závitovky. Za predpokladu, že sa skrutka pri otáčaní v axiálnom smere nepohybuje, kvapalina vyplňujúca vybrania v dutine skrutky klietky bude prúdiť z jedného vybrania do druhého v súlade so stúpaním skrutky. Za jednu otáčku skrutka dvakrát uzavrie komory v klietke, t.j. vytlačí z neho dve špecifické časti kvapaliny. Na poliach sa ponorné šnekové čerpadlá používajú pre studne s plášťom 146 mm a 168 mm s kapacitou 40, 80 a 100 m3/deň.

Ryža. jedenásť.

Rovnaké ponorné skrutkové čerpadlo vám umožňuje efektívne prevádzkovať studňu na rôznych dynamických úrovniach.

Ponorné skrutkové elektrické čerpadlo, ktoré kombinuje pozitívne vlastnosti odstredivých a piestových čerpadiel, poskytuje plynulé, nepretržité zásobovanie kvapalinou bez pulzovania, s konštantne vysokou účinnosťou. s veľkým rozsahom zmien tlaku. Vlastnosťou skrutkových čerpadiel je výrazné zlepšenie parametrov so zvýšením viskozity čerpanej kvapaliny. Tieto čerpadlá sú najúčinnejšie pri výrobe viskózneho oleja.

Veľkou výhodou skrutkového čerpadla je, že poskytuje stabilné parametre pri ťažbe ropy s vysokým plynovým faktorom a vstup voľného plynu do sania čerpadla nevedie k narušeniu prietoku čerpadla.

Pri prevádzke ponorného skrutkového čerpadla nedochádza k intenzívnej emulgácii kvapaliny.

Inštalácia hydraulického piestového čerpadla (GPPU).

Inštalácia hydraulického piestového čerpadla (obr. 12) pozostáva z ponorného zariadenia a motorového čerpadla 2, nádrže na usadzovanie kvapaliny 1 a rebríka 3 na čistenie. Ponorné zariadenie pozostáva z čerpacej jednotky, ktorou je hydromotor a čerpadlo 6, ktorého piesty sú pevne spojené tyčou.

Na prevádzku studne s hydraulickým piestovým čerpadlom sú do nej spustené dva rady sústredne umiestnených čerpacích a kompresorových rúr 4 a 5 s priemermi 63 a 102 mm, na ktorých koncoch je sedlo tesne usadené v pristávacom kuželi 7. .

Čerpadlo je spustené do potrubia s priemerom 63 mm, pritlačené k sedlu prúdom kvapaliny čerpanej zhora motorovým čerpadlom a poháňané pomocou cievkového zariadenia umiestneného medzi motorom a samotným čerpadlom. Spolu s piestom motora vykonáva piest čerpadla vratný pohyb a odčerpáva kvapalinu zo studne, ktorá spolu s pracovnou kvapalinou stúpa na povrch prstencovým priestorom.

Ponorná jednotka sa vymení bez zdvihnutia potrubia čerpadla a kompresora. Jednotka sa z vrtu vyzdvihne pôsobením pracovnej tekutiny, ktorá sa privádza do prstencového priestoru pod jednotkou a vytlačí ju von, pričom ju zdvihne k ústiu vrtu, kde ju zachytí lapač. Pomocou hydraulického piestového čerpadla môžete čerpať kvapalinu z veľkých hĺbok (až 4000 m) s prietokom až 20 m3/deň. Efektívnosť inštalácia hydraulického piestu dosahuje 0,6.

Nevýhody hydraulických piestových inštalácií zahŕňajú potrebu inštalovať nádoby na pracovnú kvapalinu a špeciálne čerpadlo v blízkosti každej studne.

Firma Borets vyrába široký sortiment ponorných čerpadiel s výkonom od 10 do 6128 m 3 /deň a tlakom od 100 do 3500 m.

Borets odporúča špecifický prevádzkový rozsah pre všetky čerpadlá. Na zabezpečenie optimálnej účinnosti a maximálneho TBO musí byť čerpadlo prevádzkované v tomto rozsahu.

Na dosiahnutie najlepších výsledkov pri prevádzke čerpadiel v reálnych podmienkach studní a na splnenie požiadaviek zákazníka naša spoločnosť ponúka niekoľko typov zostáv a prevedení stupňov čerpadiel.

Čerpadlá Borets môžu byť prevádzkované v náročných podmienkach, vrátane zvýšeného obsahu pevných látok, obsahu plynu a teploty čerpanej kvapaliny. Na zvýšenie prevádzkovej spoľahlivosti pri práci v podmienkach zvýšených abrazívnych vplyvov prostredia sa používajú kompresné čerpadlá, oteruvzdorné kompresné a zostavy balíkov.

Čerpadlá Borets používajú nasledujúce stupne, ktoré sa navzájom líšia dizajnom:

• ESP je dvojpodporný pracovný stupeň.
• ECNMIK je jednopodporný stupeň s vyváženým obežným kolesom s predĺženým nábojom.
• ECNDP je dvojnosný stupeň vyrobený práškovou metalurgiou.
  Čerpadlá s ECP stupňami sa vyznačujú vysokou odolnosťou proti korózii, opotrebovaniu trecích párov a abrazívnemu opotrebovaniu vodou.Okrem toho vďaka čistote prietokových kanálov obežného kolesa stupňov majú tieto čerpadlá zvýšenú účinnosť úspory energie.

Hlavy a základne čerpadiel sú vyrobené z vysokopevnostnej ocele. Pre agresívne podmienky v hĺbení sú hlavy a základne vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Pri prevádzke v náročných podmienkach sú čerpadlá vybavené radiálnymi ložiskami zo zliatiny karbidu volfrámu, ktoré zabraňujú radiálnemu opotrebovaniu a vibráciám. Na prevádzku ESP v agresívnom prostredí používa spoločnosť Borets metalizované povlaky odolné voči korózii a opotrebeniu aplikované na karosériu a koncové časti. Tieto povlaky majú vysokú tvrdosť a ťažnosť, čo zabraňuje ich praskaniu pri ohýbaní zariadenia počas zdvíhacích operácií.

Na zníženie usadenín soli a zabránenie korózii dielov ESP pri prevádzke zariadení v agresívnom chemickom prostredí pri zvýšených teplotách vyvinula spoločnosť Borets protisoľný polymérový povlak. Náter sa nanáša na schodíky, rúry, koncovky a spojovacie prvky. Použitie povlaku znižuje usadeniny vodného kameňa na stupňoch čerpadla a tiež zvyšuje odolnosť proti korózii, chemikáliám a opotrebovaniu.