1 подписчик

Установка погружного электроцентробежных насосов(УЭЦН)

22 января22 янв

10 мин

Во-первых,нужно узнать что же это такое УЭЦН и для чего он предназначен и его преимущества? УЭЦН относится к погружным бесштанговым насосным установкам. Оборудование УЭЦН состоит из погружной части, спускаемой в скважину вертикально на колонне НКТ(насосно-компрессорные трубы), и наземной части соединённые между собой погружным силовым кабелем.УЭЦН предназначены для откачки из скважин пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ и механические примеси.Отметить его основные преимущества УЭЦН,можно так: Вроде немного разобрались.Теперь же давайте разберемся из чего состоит наземная часть и погружная часть УЭЦН. Наземная часть состоит из: Подземная часть состоит из: Давайте же теперь разберемся,что и для чего нужно)) Начнем с устьевого оборудования. Для скважины под УЭЦН будет применяется устьевое оборудование ОУЭН – урезанная модифицированная версия фонтанной арматуры. Всего существует два варианта их исполнения,а то есть с трехходовыми кранами Т и задвижками/кранами проходного типа П.

Всем привет))Сегодня поговорим об УЭЦН,узнаем как они устроены и принцип их работы и многогое интересное.Ну начнем)

Что у него наилучшая приспособленность к российским условиям добычи нефти,
То что есть возможность подбора установок,
Возможно выбрать эффективную технологию добычи нефти в широком диапазоне осложняющих факторов пластово-скважинных характеристик.

Вроде немного разобрались.Теперь же давайте разберемся из чего состоит наземная часть и погружная часть УЭЦН.

Наземная часть состоит из:

Повышающий трансформатор
Телеметрическую систему
Станцию управления
Устьевое оборудование

Подземная часть состоит из:

Кабельная линия – протягивается от клемм двигателя до трансформатора;
Газосепаратор – газостабилизирующее устройство, смонтировано перед насосом;
Гидрозащита – гидравлический затвор с системой уплотнения;
Телеметрия;
Клапан обратный – предотвращает самопроизвольный излив пластового флюида внутри НКТ, даже при отключенном насосе;
Клапан спускной – через него сливается пластовая жидкость перед извлечением насосного оборудования из скважины;
ЭЦН – преобразователь механической энергии в гидравлическую;
Электродвигатель приводной (ПЭД) – герметичная конструкция, заполненная маловязким маслом.

Давайте же теперь разберемся,что и для чего нужно))

Начнем с устьевого оборудования.

Для скважины под УЭЦН будет применяется устьевое оборудование ОУЭН – урезанная модифицированная версия фонтанной арматуры. Всего существует два варианта их исполнения,а то есть с трехходовыми кранами Т и задвижками/кранами проходного типа П. Конструкция устьевого оборудования для электроцентробежного насоса будет выглядить следующим образом:

На колонную головку у нас крепится трубная головка, удерживающая ту самую колонну НКТ;
Трубная головка выполняет роль герметизатора межтрубного пространства между нашими обсадными и насосно-компрессорными трубами;
Укороченная елка состоит из

центральной заглушки;
тройника;
буферной заглушки;
выкидной линии, через которую нефть из НКТ поступает к нам в манифольд;

В верхнем фланце трубной головки сбоку имеется отверстие, еще его называют кабельным вводом, для силового питающего кабеля погружного двигателя;
Для контроля давления, температуры рабочих сред на забое и устье, трубная обвязка и устьевая елка оборудуются измерительными приборами;
Для изменения режимов добычи одна из линий трубной обвязки подключается в выкидную магистраль коленом.

Как это выглядит схематично,на примере АФК1(Ш) 65х21К1М4

Ну а сейчас я покажу вам как выглядит это выглядит еще один вариант примера, только уже из своей рабочей жизни))

Ну вроде с устьевым оборудованием разобрались.Поехали дальше)) Дальше у нас станция управления(СУ).Запитывается наш насос УЭЦН от интеллектуальной станции управления, способная контролировать десятки характеристик нашего погружного оборудования, и управлять процессами без участия нас самих. В современных станциях широко применяют частотные преобразователи, которые позволяют нам регулировать энергопотребление.Выглядит станция управления примерно вот так,и опять же беру пример из своей жизни))

Так ну с СУ вроде разобрались,продолжим))Дальше у нас идет трансформатор.Специально для наших погружных нефтепромысловых насосов разработаны повышающие трансформаторы ТМПН (Г) – трехфазные маслонаполненные для нефтяных насосов. В корпусе имеется:

Расширительный бак;
Заливная горловина;
Сливной патрубок для охлаждающей жидкости.

Обмотки нашего трансформатора выполнены из АПБ(Провод обмоточный с бумажной изоляцией) провода по регламенту ГОСТ 16512. Отводы низкого и высокого напряжения трансформаторов 40 – 200 кВт марки ТМПН были изготовлены из алюминиевой шины и провода, соответственно этому медный провод ПБ(песковой с боковым входом) согласно нашему ГОСТу 16512 появляется только в наших трансформаторах мощностью от 400 кВт.

Для напряжение пробива изоляции охлаждающего масла будет составлять 40 кВт. Также в наши трансформатары устанавливаются охладители,их существует двух типов:ребристого типа и радиаторного типа.Так например,охладители ребристого типа устанавливаются на маломощные трансформаторы 63 кВт,а для более мощных трансформаторов,такие как: ТМПН 100 – ТМПН 400,используются радиаторные охладители.Ну и конечно же, прикладываю вам схему устройства))

Так ну про трансофрматоры вроде все рассказал,продолжим дальше))Так ну дальше у нас пойдет подземная часть,давайте начнем с кабельной линии.Ну как можете догадаться,то производится эксплуатация нашей УЭЦН посредством электрического привода. И поэтому мы от трансформатора через станцию управления погружной двигатель соединяем кабелем. На земле же и в самом узле ввода в устьевое оборудование этот кабель имеет стандартное круглое сечение, обозначается он КРБК(Кабель силовой, резиновая изоляция, броня стальными лентами ,круглый).Затем же в скважине мы его соединяем с плоским кабелем КПБК(Кабель для питания погружных насосов), который и позволяет нам увеличить зазор между оборудованием и внутренними стенками обсадной эксплуатационной колонны.Ну и куда же без иллюстрации,снова прилагаю))

Так дальше мы пойдем разбираться с насосом,а то есть с ЭЦНом,ну что же, приступим))Наш погружной многоступенчатый центробежный насос представляет собой набор большого числа ступеней — рабочих колес и направляющих аппаратов, заключенных в стальной корпус в виде трубы.Рабочие колеса и направляющие аппараты мы собираем на одном валу, которые будут поддерживается осевой опорой.Наши направляющие аппараты, представляющие собой единый пакет, опираются на основание и закреплены от их проворота в корпусе верхним подшипником. А рабочие колеса посажены на вал при помощи шпонки, которая же входит в паз вала и в паз каждого колеса. Такая конструкция позволяет нам передать вращение от вала к рабочим колесам.Принцип же работы центробежного насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося рабочего колеса и перекачиваемой жидкости. Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей под действием создаваемого разрежения. Из рабочего колеса жидкость забрасывается в направляющий аппарат, который по своим каналам направляет жидкость к центральной части следующего колеса. Вследствие такого принудительного отклонения потока жидкости, на внутренних стенках направляющего аппарата создается давление. Таким образом, скоростная энергия преобразуется в энергию давления.

Также можно отметить,что основными характеристиками ЭЦН являются:

КПД;
Потребляемая мощность;
Напор;
Подача.

Из всего сказанного мной,различают следующие схемы сборки насосов:

К «плавающим» типом рабочих колес,
«Компрессионная» сборка,
«Пакетная» сборка.

Но об этом мы погорим в следующих статьях,будет очень интересно разобраться))

И следуя из этого всего,можно выделить что в зависимости от размера выделяют следующие габариты насосов:

Габарит 5, внешний диаметр 92 мм (для обсадной колонны 123,7 мм)
Габарит 5А, внешний диаметр 103 мм (для обсадной колонны 130 мм)
Габарит 6, внешний диаметр 114 мм (для обсадной колонны 148,3 мм)

А зарубежные компании применяют другую систему классификации насосов по габаритам:

Тип A, серия 338, внешний диаметр 3.38" (для обсадной колонны 4 ")
Тип D, серия 400, внешний диаметр 4.00" (для обсадной колонны 5 "
Тип G, серия 540, внешний диаметр 5.13" (для обсадной колонны 6 5/8")
Тип S, серия 538, внешний диаметр 5.38"(для обсадной колонны 7")
Тип H, серия 562, внешний диаметр 5.63" (для обсадной колонны 7")

Так же еще скажу,что наш электронасосный агрегат состоит из:

Электродвигателя с гидрозащитой,
Газосепаратора,
Центробежного насоса,
Обратного и сливного клапанов.

О которых мы поговорим дальше в нашей статье)) С ЭЦНом вроде закончили,дальше у нас идет газосепаратор.Лопасти наших рабочих колес и внутренние полости наших направляющих аппаратов центробежных насосов рассчитаны на работу с жидкими средами.И поэтому при избыточном содержании газа, попадающего в нефть из пласта, или выделяющегося из нее в процессе добычи, либо они образуют газовые пробки, либо уменьшают проходное сечение наших каналов. И поэтому нормальным считается содержание газа 5 – 25% от флюида по объему. Поэтому на входе в ЭЦН между ним и двигателем устанавливается сепаратор следующей конструкции:

Трубчатый корпус с головкой и фланцевым креплением с противоположных концов;
Шнек, подающий газожидкостную смесь в сепарационную камеру, в которой центрифуга разделяет фракции смеси по плотности;
Газ выводится в затрубное пространство по специальным каналам;
Дегазированная нефть поступает в центробежный насос.

И поэтому при высокой обводненности флюида используется диспергатор, который измельчает содержащиеся в полезном ископаемом пузырьки жидкости. Либо же мы применяем универсальный сепаратор-диспергатор смешанной конструкции. И конечно же прилагаю вам для ознакомления иллюстрацию))

Так с газосепаратором мы закончили,дальше идем узнавать что же такое погружной привод,начнем)) Для вращения нашего вала насоса с рабочими колесами используется электрический двигатель с маслонаполненным корпусом асинхронного типа с короткозамкнутым ротором. Обязательным защитным элементом нашего электрического маслонаполненного погружного привода является протектор, устанавливаемый над ПЭД, между ним и насосом или сепаратором.Ко всему мной сказанному прилагаю иллюстрацию и продолжаю дальше для вас))

В нашем протекторе расположены две мембраны из упругого материала, которые компенсируют изменения объема наполнителя электродвигателя при его нагреве, охлаждении. И данный протектор можно отнести к гидравлическому типу защиты нашего погружного двигателя.Также дополнительно ко всему установка УЭЦН может комплектоваться таким как:протектор электрокоррозионной защиты. Этот же узел монтируется ниже двигателя ПЭД, который представляет собой трубу из сплава магния и алюминия. Электрокоррозионный протектор может одновременно служить центратором, для чего на трубу наносятся ребра жесткости снаружи. Дополнительно такие же протекторы ВПК(внутритрубные протекторы) катодной защиты устанавливаются в муфтовых соединениях НКТ колонны через каждые 10 м.

Изготавливаются же ЭД для лопастных электроприводных насосов по таким техническим условиям отдельных предприятий:

ТУ 2711.25-044-00219454 – диаметр 81 мм, мощность 50 кВт;
ТУ 3381-022-21945400 – диаметр 96 мм и 103 мм, мощность 16 – 70 кВт и 16 – 180 кВт, соответственно;
ТУ 3381-026-21945400 – диаметр 117 мм, мощность 12 – 350 кВт;
ТУ 3381-033-21945400 – диаметр 130 мм и 180 мм, мощность 22 – 550 кВт и 125 – 750 кВт, соответственно.

И если уж говорить,то в обычном исполнении ЭД рассчитан на температуру пластовой жидкости,а именно +120°С. В специальном же исполнении мотор может выдерживать температуры +150°С. Гидравлические же испытания проводят на стендах, которые позволяют нам получить максимально приближенные к реальным условия эксплуатации.И для более корректного изменения условий,двигатели оснащаются системами телеметрии – манометр с встроенной функцией градусника, прочие датчики и приборы. И каждому исполнению ЭД с телеметрией от различных производителей присваивается собственный номер модификации:

3 – ТРИО ТМ-01 (ООО Триолнефть, Москва);
4 – СКАД-2002В-СКС (ООО НИС, Москва);
5 – СТ (ООО НПО Эталон);
6 – ИРЗ ТМС (ДООО ИРЗ ТЭК, Ижевск);
7 – Римера (Ижнефтемаш);
8, 9 – ЭЛЕКТОН-ТМС-3 (ЗАО Электон, Радужный);
42, 62, 92 – СКАД-2002В-СКС либо ЭЛЕКТОН-ТМСП-3.

Условные же обозначение состоят из 12 блоков, часть из которых может отсутствовать,а то есть:

1 блок – Н повышенное напряжение, 1 пониженное напряжение, 2 без погружного блока, 3, 5 – 8 с погружным блоком под основанием, 4, 9 с погружным блоком в основании;
2 блок – номер модификации, если есть;
3 блок – П погружного типа;
4 блок – С секционный, моноблочный не указывается;
5 блок – коррозионная стойкость К1 – К3, может отсутствовать;
6 блок – теплостойкость Т до +120°С или Т1 до +150°С;
7 блок – мощность (кВт);
8 блок – диаметр наружный корпуса (мм);
9 блок – шифр модернизации М или ГР1 – ГР5
10 блок – номер модернизации (тип и производитель телеметрии);
11 блок – исполнение климатическое, категория размещения;
12 блок – вид гидравлической защиты.

А вот погружные электродвигатели для горизонтальных скважин имеют в обозначении букву Г перед всеми блоками шифров.

Ну что же пора заканчивать мою статью, вроде со всем разобрались и поняли что же такое УЭЦН,как он устроен и в чем его собственно преимущества.Всем кто дочитал мою статью,спасибо вам,до новых встреч!!))