Меню

Наземное оборудование уэцн состоит



Подземное и наземное оборудование УЭЦН

Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении УЭЦНМ и УЭЦНМК, предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных, пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси. Установки имеют два исполнения — обычное и коррозионностойкое (буква К).

Подземное оборудование. 1 – Эксплуатационная колонна. 2 – колонна НКТ. 3 – сливной клапан. 4 – обратный клапан. 5 – центробежный насос. 6 – газовый сепаратор (доп. устр-во). 7 – протектор. 8 – ПЭД. 9 – компенсатор. 10 – кабельная линия. 11 – крепежный поясок. Установка с погружным электронасосом состоит из центробежного насоса 5 и электродвигателя 8 спец. конструкции с протектором 7. Валы двигателя и центробежного насоса через протектор соединены шлицевыми муфтами в одно целое. Погружн. эл/насос спускают в скважину на НКТ, параллельно которым расположен гибкий бронированный кабель, подводящий эл/энергию к двигателю. Кабель крепится к трубам металлическими хомутами. ПЭД — ассинхронный короткозамкнутый двигатель трехфазного тока в герметичном исполнении (помещен в стальную трубу, заполненную маслом). В конструкции доп. устройства: спец. крыльчатка на роторе, которая обеспечивает циркуляцию масла; осуществляется контроль за температурой масла в двигателе. Насос центробежный многоступенчатый состоит из следующих деталей: Головки с шаровым обратным клапаном для предупреждения слива жидкости из НКТ при остановках; верхней опорной пяты скольжения; верхнего подшипника скольжения, центрирующего верхний конец вала; корпуса насоса; направляющих аппаратов, которые опираются друг на друга и удерживаются от вращения общей стяжкой в корпусе; рабочих колес; вала насоса, имеющего продольную шпонку, на которую насаживаются рабочие колеса со скользящей посадкой. Протектор и компенсатор – элементы гидрозащиты эл/двигателя от влияния скважинной жидкости и для компенсации объема масла при изменении температуры эксплуатации двигателя.

Наземное оборудование. Станция управления осуществляет контроль над УЭЦН. Содержит контрольно-измерительные устройства и устройства автоматики. Способна регулировать работу ПЭДа (сила тока, напряжение, сопротивление изоляции). Имеются окошки, фиксирующие причину отключения. Арматура устья скважины состоит из крестовины, которая навинчивается на обсадную колонну. В крестовине имеется разъемный вкладыш, воспринимающий нагрузку от НКТ, на который накладывается уплотнение из нефтестойкой резины, которые прижимается разъемным фланцем. Фланец прижимается болтами к фланцу крестовины и герметизирует вывод кабеля. Арматура предусматривает отвод затрубного газа через трубу и обратный клапан. Арматура собирается из унифицированных узлов и запорных кранов. Трансформатор повышающий (350-1000 В) масленый, имеет несколько обмоток для обеспечения соответствующего напряжения. Напряжение должно быть с запасом на потери

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Источник

Установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН)

ИА Neftegaz.RU. Эксплуатация нефтяных скважин и добыча нефти при помощи установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) наиболее распространенная технология на российском рынке нефтедобычи.

Российский рынок УЭЦН является на сегодняшний день наиболее крупным сегментом рынка нефтяных насосов.
Основные преимущества УЭЦН:

  • наилучшая приспособленность к российским условиям добычи нефти,
  • возможность подбора установок,
  • возможность выбора эффективной технологии добычи нефти в широком диапазоне осложняющих факторов пластово-скважинных характеристик.

Установка погружного центробежного насоса включает в себя погружное и наземное оборудование.
В погружное оборудование входит: электронасосный агрегат, который спускают в скважину под уровень жидкости на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).

Электронасосный агрегат состоит из:

  • электродвигателя с гидрозащитой,
  • газосепаратора,
  • центробежного насоса,
  • обратного и сливного клапанов.

К наземному оборудованию относится: электрооборудование установки и устьевое оборудование скважины (колонная головка и устьевая арматура, обвязанная с выкидной линией).

Электрооборудование, в зависимости от схемы токоподвода, включает в себя либо комплектную трансформаторную подстанцию для погружных насосов (КТППН), либо трансформаторную подстанцию (ТП), станцию управления и трансформатор.
Электроэнергия от трансформатора (или от КТППН) к погружному электродвигателю подается по кабельной линии, которая состоит из наземного питающего кабеля и основного кабеля с удлинителем.

Соединение наземного кабеля с основным кабелем кабельной линии осуществляется в клеммной коробке, которая устанавливается на расстояние 3-5 метров от устья скважины.

Необходимость эксплуатации ЭЦН в скважине накладывает ограничения на диаметр насоса.
Большинство применяемых центробежных насосов для добычи нефти не превышает 103 мм (5А габарит насоса).
В то же время длина ЭЦН в сборе может достигать 50 м.
Основными параметрами, определяющими характеристики работы насоса, являются: номинальный дебит или производительность (м3/сут), развиваемый напор при номинальном дебите (м), частота вращения насоса (об/мин).
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)
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″)
Ведущие производители УЭЦН Новомет, г. Пермь; Борец, г. Москва, Алнас, г. Альметьевск, Алмаз, г. Радужный , Ижнефтепласт, г. Ижевск
Российский рынок УЭЦН характеризуется высоким уровнем насыщения и обладает ограниченными возможностями для роста.
Это подтверждается невысокими темпами роста данного рынка и высокий уровень слияний и поглощений среди участников.

Читайте также:  Обогреватель машины и оборудование или производственный инвентарь

Источник

Оборудование наземное и скважинное (ЭЦН, газосепаратор, диспергатор, гидрозащита, ПЭД). Рабочая характеристика. Принцип подбора УЭЦН. Монтаж и эксплуатация УЭЦН.

Схема установки скважинного центробежного насоса с электроприводом: 1—компенсатор; 2 — погружной электродвигатель; 3 — гидрозащита; 4 — приемная сетка насоса;5 — насос; 6 — плоский кабель; 7 — обратный клапан; 8 — хомут, крепящий кабель к трубам; 9 — спускной клапан; 10 — круглый кабель; 11— колонна НКТ; 12 — оборудование устья; 13 — опоры кабеля; 14 — трансформатор; 15 — станция управления

Скважинный насос многоступенчатый и имеет до 80-400 ступеней. Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части. Насос подает жидкость из скважины в НКТ. Погружной электродвигатель – маслозаполненный,герметизированный. Для предотвращения попадания в него пластовой воды имеется узел гидрозащиты. Вал двигателя соединен с валом гидрозащиты и через него с валом насоса.

Электроэнергия с поверхности к двигателю подается по кабелю. Рядом с НКТ идет круглый, а около насосного агрегата — плоский кабель.

Газосепараторы. Позволяют отделить часть газа до его входа в насос. Имеет центробежный принцип действия (но не колесо, а шнек). Вал вращается. Т.к. среда не однородная, то к стенке отделяется более тяжелая среда (жидкость), а в центре около вала остается газ. Есть специальное устройство, которое переводит газ в затрубье и газ из затрубья отделяется.

Применение диспергаторов позволяет увеличить допускаемое значение объемного содержания газа на приеме насоса от 10 до 25% за счет образования тонкодисперсной структуры среды. Рекомендуются к применению в обводненных скважинах, образующих вязкую эмульсию, т.к. способствуют разрушению ее структуры. Диспергаторы могут устанавливаться как внутри насоса, так и вне его.

Гидрозащита предназначена для увеличения работоспособности погружного электродвигателя. Предохраняет его от попадания во внутреннюю полость пластовой жидкости и компенсирующей изменение объема жидкости в двигателе при его нагреве и охлаждении, а также при утечке масла через негерметичные элементы конструкции.

Гидравлическая характеристика погружного электроцентробежного насоса (ПЭЦН) «мягкая», дается заводом-изготовителем при работе насоса на воде плотностью = 1000 кг/м3 (количество ступеней – 100) и представляет собой зависимости (рис. 10.2): напора от подачи ( ); коэффициента полезного действия КПД – от ( ); мощности от (на рисунке не показано). При закрытой задвижке и подаче , насос развивает максимальный напор Hmax (кривая 1). В этом случае КПД равен нулю. Если насос работает без подъема жидкости ( , ), подача его максимальна ( ).

Рис. 10.2. Гидравлическая характеристика ПЭЦН

Наиболее целесообразная область работы насоса – зона максимального КПД (кривая 2). Значение достигает 0,5 0,6. Режим эксплуатации насоса, когда напор и подачи соответствуют точке с максимальным КПД, называют оптимальным (точка ).

Под режимом эксплуатации насоса понимается пересечение гидравлической характеристики насоса (кривая 1) с его «внешней сетью», в данном случае гидродинамической характеристикой скважины (кривая 3).

Под гидродинамической характеристикой скважины понимается совокупная характеристика работы пласта и подъемника, которая выражается графической зависимостью напора (давления) в функции дебита (подачи) ( ) .

Задача рационального выбора компоновки УЭЦН сводится к подбору такого режима насоса, когда пересечение кривых 1 и 3 будет находиться в «рабочей зоне», которая лежит на кривой 1, где . Регулирование режима возможно как изменением характеристики насоса (изменением числа оборотов, изменением числа ступеней и др.), так и изменением характеристики «внешней сети» (изменением диаметра НКТ, применением штуцеров и др.).

Методика подбора УЭЦН

1. По геофизическим, гидродинамическим и термодинамическим данным пласта и призабойной зоны, а также по планируемому дебиту скважины

2. По выбранной глубине подвески, типоразмеру обсадных и насосно-компрессорных труб

3. По характеристике насоса выбирается количество рабочих ступеней, удовлетворяющих заданным параметрам — подаче и напору.

Читайте также:  Оборудование швейные фабрики раскройное оборудование

4. По выбранной глубине подвески, типоразмеру обсадных и насосно-компрессорных труб, а также по планируемому дебиту, обводненности, газовому фактору, вязкости и плотности пластовой жидкости и устьевым условиям определяется потребный напор насоса.

5. По температуре пластовой жидкости на приеме насоса, по мощности, КПД и теплоотдаче насоса и погружного электродвигателя определяется температура основных элементов насосной установки — обмотки электродвигателя, масла в гидрозащите, токоввода, токоведущего кабеля.

Источник

Область применения, комплектность, принцип действия

И маркировка УЭЦН и УЭВН.

Область применения УЭЦН — это высокодебитные обводненные, глубокие и наклонные скважины с дебитом 10 ¸ 1300 м 3 /сут и высотой подъема 500¸2000м. Межремонтный период УЭЦН составляет до 320 суток и более.

Установки погружных центробежных насосов предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных пластовой жидкости, содержащей нефть, воду и газ, и механические примеси. В зависимости от количества различных компонентов, содержащихся в откачиваемой жидкости, насосы установок имеют исполнение обычное и повышенной корозионно-износостойкости. При работе УЭЦН, где в откачиваемой жидкости концентрация мехпримесей превышает допустимую 0,1 грамм\литр происходит засорение насосов, интенсивной износ рабочих агрегатов. Как следствие, усиливается вибрация, попадание воды в ПЭД по торцевым уплотнениям, происходит перегрев двигателя, что приводит к отказу работы УЭЦН.

Условное обозначение установок:

УЭЦН К 5-180-1200, У 2 ЭЦН И 6-350-1100.

Где У – установка, 2 –вторая модификация, Э – с приводом от погружного электродвигателя, Ц – центробежный, Н – насос, К – повышенный коррозионостойкости, И – повышенной износостойкости, М – модульного исполнения, 6 – группы насосов, 180, 350 – подача м\сут, 1200, 1100 – напор, м.в.ст.

Рисунок — 1. Установка погружного центробежного насоса:

1 -оборудование устья скважин;

2-пункт подключательный выносной; 3- трансформаторная комплексная подстанция;

4 -клапан спускной; 5- клапан обратный; 6 —модуль-головка;

7 -кабель; 8 — модуль-секция;

9 -модуль насосный газосепараторный; 10 — модуль исходный; 11-протектор;

Принцип действия УЭЦН

В УЭЦН входят: наземное и подземное оборудование.

В подземное оборудование входят:

— сборка электроцентробежного агрегата;

— колонна насосных труб и кабель.

Электроцентробежный агрегат спускают в скважину на НКТ. Он состоит из трех основных частей, расположенных на одном вертикальном валу: многоступенчатого центробежного насоса, электродвигателя (ПЭД) и протектора.

ПЭД с протектором и последний с насосом соединены на фланцах. Вал электродвигателя через вал протектора соединен с валом насоса шлицевой муфтой. Протектор защищает электродвигатель от проникновения в него жидкости и обеспечивает длительную смазку насоса и двигателя. Электродвигатель расположен непосредственно под насосом. Поэтому насос имеет боковой прием жидкости, которая поступает в него из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и электродвигателем через фильтр – сетку.

Ток для питания электродвигателя подводится по трехжильному плоскому кабелю, который опускает вместе с колонной НКТ и прикрепляют к ним тонкими железными хомутами (поясами). Их крепят по одному на каждой трубе над муфтой и по одному на середине трубы, затем, на каждой двадцатой трубе кабель крепят дополнительно пятью поясами, устанавливаемыми в средней части трубы с интервалом 100 мм один от другого.

Наземное оборудование состоит из устьевого оборудования, станции управления и трансформатора.

Трансформатор предназначен для компенсации падения напряжения в кабеле, подводящем ток к ПЭД.

При помощи станции управления осуществляют ручное управление двигателем, автоматическое отключение агрегата при прекращении подачи жидкости, нулевую защиту, защиту от перегрузки и отключения агрегата при коротких замыканиях. Во время работы агрегата центробежный ток насос всасывает жидкость через фильтр, установленный на приеме насоса и нагнетает ее по насосам. Трубам на поверхность. В зависимости от напора, т.е. высоты подъема жидкости, применяют насосы с различным числом ступеней. Над насосом устанавливают обратный и сливной клапан. Обратный клапан используется для поддерживания в НКТ, что облегчает пуск двигателя и контроль его работы после пуска. Во время работы обратный клапан находится в открытом положении под действием давления снизу. Сливной клапан устанавливают над обратным, и используется для слива жидкости из НКТ подъеме их на поверхность.

Рисунок – 2 УЭЦН.

1 – двигатель; 2 – кабель; 3 – гидрозащита; 4 – насос ЭЦН 5,6 – обратный и сливной клапаны; 7 – устьевое оборудование; 8 – автотрансформатор; 9 – станция управления; 10 – НКТ; 11 – модуль всасывающий.

Состав и комплектность УЭЦН

Установка УЭЦН состоит из погружного насосного агрегата (электродвигателя с гидрозащитой и насоса), кабельной линии (круглого плоского кабеля с муфтой кабельного ввода), колонны НКТ, оборудования устья скважины и наземного электрооборудования: трансформатора и станции управления (комплектного устройства). Трансформаторная подстанция преобразует напряжение промысловой сети до оптимальной величины на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле. Станция управления обеспечивает управление работой насосных агрегатов и его защиту при оптимальных режимах. Погружной насосный агрегат, состоящий из насоса и электродвигателя с гидрозащитой и компенсатора, опускается в скважину по НКТ. Кабельная линия обеспечивает подвод электроэнергии к электродвигателю. Кабель крепится к НКТ, металлическими колесами. На длине насоса и протектора кабель плоский, прикреплен к ним металлическим колесами и защищен от повреждений кожухами и хомутами. Над секциями насоса устанавливаются обратный и сливной клапаны. Насос откачивает жидкость из скважины и подает ее на поверхность по колонне НКТ.

Читайте также:  Приспособление для маркировки оборудования

Оборудование устья скважины обеспечивает подвеску на фланце обсадной колонны НКТ с электронасосом и кабелем, герметизацию труб и кабеля, а также отвод добываемой жидкости в выходной трубопровод. Насос погружной, центробежный, секционный, многоступенчатый не отличается по принципу действия от обычных центробежный насосов. Отличие его в том, что он секционный, многоступенчатый, с малым диаметром рабочих ступеней – рабочих колес и направляющих аппаратов. Выпускаемые для нефтяной промышленности погружные насосы содержат от 1300 до 415 ступеней. Секции насоса, связанные фланцевыми соединениями, представляют собой металлический корпус. Изготовленный из стальной трубы длиной 5500 мм. Длина насоса определяется числом рабочих ступеней, число которых, в свою очередь, определяется основными параметрами насоса. – подачей и напором. Подача и напор ступеней зависят от поперечного сечения и конструкции проточной части (лопаток), а также от частоты вращения. В корпусе секций насоса вставляется пакет ступеней представляющих собой собрание на валу рабочих колес и направляющих аппаратов. Рабочие колеса устанавливаются на валу на призматической шпонке по ходовой посадке и могут перемещаться в осевом направлении. Направляющие аппараты закреплены от поворота в корпусе ниппеля, расположенным в верхней части насоса. Снизу в корпус ввинчивают основание насоса с приемными отверстиями и фильтром, через которые жидкость из скважины поступает к первой ступени насоса. Верхний конец вала насоса вращается в подшипниках сальника и заканчивается специальной пяткой, воспринимающей нагрузку на вал и его вес через пружинное кольцо. Радиальные усилия в насосе воспринимаются подшипниками скольжения, устанавливаемыми в основании ниппеля и на валу насоса. В верхней части насоса находится ловильная головка, в которой устанавливается обратный клапан и к которой крепится НКТ. Электродвигатель погружной, трехфазовый, асинхронный, маслозаполненный с короткозамкнутым ротором в обычном исполнении и коррозионностойком исполнениях ПЭДУ (ТУ 16-652-029-86). Климатическое исполнение – В, категория размещения – 5 по ГОСТ 15150 – 69. В основании электродвигателя предусмотрены клапан для закачки масла и его слива, а также фильтр для очистки масла от механических примесей. Гидрозащита ПЭД состоит из протектора и компенсатора. Она предназначена для предохранения внутренней полости электродвигателя от попадания пластовой жидкости, а также компенсации температурных изменений объемов масла и его расхода.

Протектор двухкамерный, с резиновой диафрагмой и торцевыми уплотнениями вала, компенсатор с резиновой диафрагмой. Кабель трехжильный с полиэтиленовой изоляцией, бронированный. Кабельная линия, т.е. кабель намотанный на барабан, к основанию которого присоединен удлинитель – плоский кабель с муфтой кабельного ввода. Каждая жила кабеля имеет слой изоляции и оболочку, подушки из прорезиненной ткани и брони. Три изолированные жилы плоского кабеля уложены параллельно в ряд, а круглового скручены по винтовой линии. Кабель в сборе имеет унифицированную муфту кабельного ввода К 38, К 46 круглого типа. В металлическом корпусе муфты герметично заделаны с помощью резинового уплотнения, к токопроводящим жилам прикреплены наконечники. Конструкция установок УЭЦНК, УЭЦНМ с насосом имеющим вал и ступени, выполненные из коррозионностойких материалов, и УЭЦНИ с насосом, имеющим пластмассовые рабочие колеса и резинометаллические подшипники аналогична конструкция установок УЭЦН. При большом газовом факторе применяют насосные модули – газосепараторы, предназначенные для уменьшения объемного содержания свободного газа на приеме насоса. Газосепараторы соответствуют группе изделий 5, виду 1 (восстанавливаемые) по РД 50-650-87, климатическое исполнение — В, категория размещения – 5 по ГОСТ 15150-69. Модули могут быть поставлены в двух исполнениях: Газосепараторы: 1 МНГ 5, 1 МНГ5а, 1МНГ6 – обычного исполнения; Газосепараторы 1 МНГК5, МНГ5а – повышенной коррозионной стойкости. Модули насосные устанавливаются между входным модулем и модулем-секцией погружного насоса. Погружной насос, электродвигатель, и гидрозащита соединяются между собой фланцами и шпильками. Валы насоса, двигателя и протектора имеют на концах шлицы и соединяются шлицевыми муфтами.

Источник