Насос состоит из секций, число которых зависит от основных параметров насоса – напора, но не более четырех. Длина секции до 5500 метров. У модульных насосов состоит из входного модуля, модуля – секции. Модуль – головки, обратного и спускного клапанов. Соединение модулей между собой и входного модуля с двигателем – фланцевое соединение (кроме входного модуля, двигателем или сепаратором) уплотняются резиновыми манжетами. Соединение валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом входного модуля, вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляется шлицевыми муфтами. Валы модулей-секций всех групп насосов имеющих одинаковые длины корпусов унифицированы по длине.
Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов), верхнего и нижнего подшипников, верхней осевой опоры, головки, основания, двух ребер и резиновых колец. Ребра предназначены для защиты плоского кабеля с муфтой от механических повреждений.
Входной модуль состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой жидкости, подшипниковых втулок и сетки, вала с защитными втулками и шлицевой муфтой, предназначенной для соединения вала модуля с валом гидрозащиты.
Модуль-головка состоит из корпуса, с одной стороны которого имеется внутренняя коническая резьба для подсоединения обратного клапана, с другой стороны – фланец для подсоединения к модулю-секции, двух ребер и резинового кольца.
В верхней части насоса имеется ловильная головка.
Отечественной промышленностью выпускаются насосы с подачей (м/сут):
Модульные – 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.
Немодульные – 40.80,130.160,100,200,250,360,350,500,700,1000.
Следующих напоров (м) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950, 1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1300.
1.2.3. Погружные электродвигатели
Погружные электродвигатели состоят из электродвигателя и гидрозащиты.
Двигатели трехфазные, ассинхронные, короткозамкнутые, двухполюсные, погружные, унифицированной серии. ПЭД в нормальном и коррозионном исполнениях, климатического исполнения В, категории размещения 5, работают от сети переменного тока частотой 50 Гц и используются в качестве привода погружных центробежных насосов.
Двигатели предназначены для работы в среде пластовой жидкости (смесь нефти и попутной воды в любых пропорциях) с температурой до 110 С содержащей:
- мехпримесей не более 0.5 г/л;
- свободного газа не более 50%;
- сероводорода для нормальных, не более 0.01 г/л, коррозионностойких до 1,25 г/л;
Гидрозащитное давление в зоне работы двигателя не более 20 МПа. Электродвигатели заполняются маслом с пробивным напряжением не менее 30 КВ. Предельная длительно допускаемая температура обмотки статора электродвигателя (для двигателя с диаметром корпуса 103 мм) равна 170 С, остальных электродвигателей 160 С.
Двигатель состоит из одного или нескольких электродвигателей (верхнего, среднего и нижнего, мощностью от 63 до 630 КВт) и протектора. Электродвигатель состоит из статора, ротора, головки с токовводом, корпуса.
1.2.4. Гидрозащита электродвигателя.
Гидрозащита предназначена для предотвращения проникновения пластовой жидкости во внутреннюю полость электродвигателя, компенсации объема масла во внутренней полости от температуры электродвигателя и передачи крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса. Существует несколько вариантов гидрозащиты: П, ПД, Г.
Гидрозащиту выпускают обычного и коррозионностойкого исполнений. Основным типом гидрозащиты для комплектации ПЭД принята гидрозащита открытого типа. Гидрозащита открытого типа требует применения специальной барьерной жидкости плотностью до 21 г/см, обладающий физико-химическими свойствами с пластовой жидкостью и маслом.
Гидрозащита состоит из двух камер сообщенных трубкой. Изменение объемов жидкого диэлектрика в двигателе компенсируется перетоком барьерной жидкости из одной камеры в другую. В гидрозащите закрытого
типа применяются резиновые диафрагмы. Их эластичность компенсирует изменение объема масла.
1.3. Краткий обзор зарубежных схем и установок.
Наиболее крупными фирмами, выпускающими погружные центробежные насосные установки являются «Реда ламп», «Оил дайнемикс».
Погружные центробежные насосы применяются для добычи нефтепродуктов в ряден стран.
Насосы имеют по 2 верхние и 2 нижние секции.
Рассчитаны на работу в скважинах:
- с температурой до 95С;
- содержание мехпримесей не более 0,5г\л;
- сероводорода до 1,25 г\л;
- свободного газа на приеме насоса до 35%.
После определения производительности скважины выбирается насос соответствующего размера. Характеристиками рабочего колеса центробежного насоса являются большое давление сверху вниз при низком уровне дебита. Чтобы продлить срок службы насоса, фирма ОДИ рекомендует использовать специальное оборудование, если предполагается значительное содержание песка – гофрированный резиновый подшипник – используется для осевой поддержки насоса. Резина обеспечивает прочную упругую поверхность осевого подшипника. Такая поверхность позволяет частица песка перекатывается по поверхности подшипника, не царапая ее. Канавки обеспечивают отвод для частиц песка, которые затем вымываются из подшипника. Если насос теряет осевую стабильность, вал начинает вращаться эксцентрично, что приводит к увеличению боковой нагрузки и эксцентричному вращению опорных шайб и сокращает срок службы насоса до нескольких часов.
Опорные модули с заполненными опорными колесами и подшипниками обеспечивают осевую и радиальную поддержку насоса благодаря износостойким материалам, намного тверже песка, устойчивым к воздействию агрессивных газовых и химических сред.
Насосы фирмы ОДИ отличаются от других зарубежных образцов:
- две опорные ступени насоса;
- валы секций не имеют своей пяты и, упираясь, друг в друга образуют вал, который передает осевую нагрузку на пяту расположенную в протекторе;
- валы соединяются между собой с помощью зацепления;
- вал, общей длиной более 24 метров имеет только одну осевую опору в нижней части и подвергается продольному изгибу;
- в каждой двенадцатой ступени размещены бронированные втулки.
Фирма выпускает насос двух габаритов: 139.7 мм и 177.8 мм (диаметры обсадных колонн) следующих типов ( таблица 1.1)
Таблица 1.1.
| Тип насоса | Наружный Диаметр, (мм) | Максимальная мощность на валу насоса, КВт | Номинальная подача, м/сут | Допустимое давление на пяту, м.в.ст. |
| R 3 | 30-50 | 3862 | ||
| RC 5 | 50-73 | |||
| RA 7 | 90-125 | |||
| R 9 | 109-133 | |||
| RC 12 | 101,6 | 200 | 133-186 | |
| R 14 | 150-212 | |||
| RA 16 | 186-239 | |||
| RA 22 | 239-311 | |||
| R 32 | 311-437 | 2652 | ||
| R 38 | 437-570 | 1676 |
Двигатель фирмы отличается конструкцией – число пазов ротора и статора 18 и 23 соответственно, у других соответственно 18 и 16. Двигатели очень чувствительны к температуре, имеют малый температурный запас. Очень важна скорость обливающей их жидкости, фирма специально оговаривает диаметры скважин, в которые ставят ее двигатели. Фирма ODI предусматривает регуляторы частоты вращения двигателя и считается, что плавный пуск защитит двигатель, хотя есть вероятность того, что высокий ток на отдельных фазах может выбить пробки. В общем. Технические характеристики у двигателей фирмы ODI ниже, чем у отечественных двигателей.
Фирма ODI скопировала советские протекторы ГД и 1Г51. Она использует к гидрозащите вихревые газосепараторы KGV и RGV, если объем свободного газа на приеме достигает 10%. Используются для определения влияния повышенного содержания газа на работу насоса (рабочие характеристики вихревых газосепараторов).
Фирма ODI не является лучшей фирмой, представляющей на мировом рынке погружные центробежные насосы, но и не является плохой фирмой.
Более конкретно о технических данных насосов фирмы ODI представлено в приложении.
При разработке конструкции ступеней насосов фирма уделяет особое внимание проблеме защиты от абразии.
1.В ODI используется особая конструкция диффузора во всех ступенях насосов 55 и 70 серий для того, чтобы исключить попадание песка в область опорной втулки.
Конструкция ступени фирмы ODI представлена на рис.1.4.
1 – балансная гидравлическая конструкция устраняет необходимость балансных отверстий;
2 - пьедестальная конструкция позволяет плавный проток жидкости в рабочее колесо;
3 – поскольку в нормальном режиме рабочее колесо давит на опору сверху, такая конструкция препятствует попаданию песка в область между втулкой рабочего о поры диффузора;
4 – две опоры с феноловыми шайбами уменьшают радиальную нагрузку и увеличивают продолжительность службы шайб.
1.4.Аанализ работы ЭЦН..
1.4.1.Анализ фонда ЭЦН по АО “Сургутнефтегаз”
Таблица 1.1.
| состояние | всего | Т И П О Б О Р У Д О В А Н И Я | |||||||||||||||
| ЭЦН5-20 | ЭЦН5-30 | ЭЦН5-80 | ЭЦН5-125 | ЭЦН5М-50 | ЭЦН5-250 | ЭЦН5А-250 | ЭЦН5А-400 | ЭЦН5А-500 | ЭЦН5А-16 | ЭЦН5А-25 | Центрилифт | ODI | ВНН | ЦУНАР | прочие | ||
| Спущено в скважину | 7769 | 302 | 27 | 1535 | 843 | 3891 | 360 | 148 | 73 | 33 | 17 | 6 | 105 | 387 | 42 | 0 | 0 |
| В работе | 6857 | 221 | 25 | 1372 | 768 | 3372 | 333 | 139 | 65 | 31 | 8 | 2 | 105 | 375 | 41 | 0 | 0 |
| В простое | 912 | 81 | 2 | 163 | 75 | 519 | 27 | 9 | 8 | 2 | 9 | 4 | 0 | 12 | 1 | 0 | 0 |
1.4.2 Анализ фонда скважин.