Подбор оптимального режима скважин, эксплуатируемых установками электроцентробежных насосов
Таблица 4.5.
Оборудование
|
Код
пояса
|
Длина
пояса, мм
|
Насосно-компрессорная
труба 60 и 48
|
ЭН-21/1
|
300
|
Насосно-компрессорная
труба 73
|
ЭН-21/2
|
350
|
Насосно-компрессорная
труба 89
|
ЭН-21/3
|
390
|
Насос
группы 5, 5А и 6
|
ЭН-21/4
|
460
|
Погружные двигатели состоят из электродвигателя и гидрозащиты.
Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые двухполюсные погружные
унифицированной серии ПЭД в нормальном и коррозионностойком исполнениях,
климатического исполнения В, категории размещения 5 работают от сети
переменного тока частотой 50 Гц и используются в качестве привода погружных
центробежных насосов в модульном исполнении для откачки пластовой жидкости из
нефтяных скважин.
Двигатели предназначены для работы в среде пластовой жидкости (смесь
нефти и попутной воды в любых пропорциях) с температурой до 110 °С,
содержащей:
механические примеси с относительной твердостью частиц не более 5 баллов
по шкале Мооса – не более 0,5 г/л;
сероводород: для нормального исполнения – не более 0,01 г./л; для
коррозионностойкого исполнения – не более. 1,25 г./л;
свободный газ (по объему) – не более 50%. Гидростатическое давление в
зоне работы двигателя не более 20 МПа.
Допустимые отклонения от номинальных значений питающей сети:
-
по напряжению – от минус 5% ДО плюс 10%;
-
по частоте переменного тока – ±0,2 Гц;
-
по току – не выше номинального на всех режимах работы,
включая вывод скважины на режим.
В шифре
двигателя ПЭДУСК-125–117ДВ5 ТУ 16–652.029 – 86 приняты следующие обозначения: ПЭДУ
– погружной электродвигатель унифицированный; С – секционный (отсутствие буквы –
несекционный); К – коррозионностойкий (отсутствие буквы – нормальное); 125 – мощность,
кВт; 117 – диаметр корпуса, мм; Д – шифр модернизации гидрозащиты (отсутствие
буквы – основная модель); В5 – климатическое исполнение и категория размещения.
В шифре
электродвигателя ЭДК45–117В приняты следующие обозначения: ЭД – электродвигатель;
К – коррозионностойкий (отсутствие буквы – нормальное исполнение); 45 – мощность,
кВт; 117 – диаметр корпуса, мм; В-верхняя секция (отсутствие буквы – несекционный,
С – средняя секция, Н – нижняя секция).
В шифре гидрозащиты ПК92Д приняты следующие обозначения: П – протектор; К
– коррозионностойкая (отсутствие буквы – исполнение нормальное); 92 – диаметр
корпуса в мм; Д – модернизация с диафрагмой (отсутствие буквы – основная модель
с барьерной жидкостью).
Типы, номинальные параметры двигателей приведены в табл. 6, а номинальные
параметры электродвигателей – в табл. 4.7.
Пуск, управление работой двигателями и его защита при аварийных режимах
осуществляются специальными комплектными устройствами.
Пуск,
управление работой и защита двигателя мощностью 360 кВт с диаметром корпуса 130 мм
осуществляются комплектным тиристорным преобразователем. Электродвигатели заполняются
маслом МА-ПЭД с пробивным напряжением не менее 30 кВ.
Таблица 4.6.
Двигатель
|
Номинальная
мощность, кВт
|
Номинальное
напряжение, В
|
Номинальный
ток, A
|
ПЭДУ16–103В5,
ПЭДУ16–103ДВ5
ПЭДУК16–103В5,
ПЭДУК16–103ДВ5
|
16
|
530
|
26
|
ПЭДУ22–103В5,
ПЭДУ22–103ДВ5
ПЭДУК22–103В5,
ПЭДУК22–103ДВ5
|
22
|
700
|
27
|
ПЭДУ32–103В5,
ПЭДУ32–103ДВ5
ПЭДУК32–103В5,
ПЭДУК32-
|
32
|
1000
|
27,5
|
ПЭДУ45–103В5,
ПЭДУ45–103ДВ5
ПЭДУК45–103В5,
ПЭДУК45–103ДВ5
|
45
|
1050
|
37
|
ПЭДУС63–103В5,
ПЭДУС63–103ДВ5
ПЭДУСК63–103В5,
ПЭДУСК63–103ДВ5
|
63
|
1500
|
36,5
|
ПЭДУС90–103В5,
ПЭДУС90–103ДВ5
ПЭДУСК90–103В5,
ПЭДУСК90–103ДВ5
|
90
|
2100
|
37
|
ПЭДУ45–117В5,
ПЭДУ45–117ДВ5
ПЭДУК45–117В5,
ПЭДУК45–117ДВ5
|
45
|
1.000
|
36
|
ПЭДУ63–117В5,
ПЭДУ63–117ДВ5
ПЭДУК63
– 117В5, ПЭДУК63–117ДВ5
|
63
|
1400
|
36
|
ПЭДУС90–117В5,
ПЭДУС90–117ДВ5
ПЭДУСК90–117B5, ПЭДУСК90–117ДВ5
|
90
|
1950
|
37
|
ПЭДУС
125–117В5, ПЭДУС125–117ДВ5
ПЭДУСК125–117В5,
ПЭДУСК 125–1
|
125
|
1950
|
51
|
Предельная длительно допускаемая температура обмотки статора
электродвигателей (по сопротивлению для электродвигателей диаметром корпуса 103 мм)
равна 170 °С, а остальных электродвигателей – 160 °С.
Двигатель состоит из одного или нескольких электродвигателей (верхнего,
среднего и нижнего мощностью от 63 до 360 кВт) и протектора.
Электродвигатель (см. рис. 4. 4) состоит из статора, ротора, головки
с токовводом, корпуса.
Статор
выполнен из трубы, в которую запрессован магнитопровод, изготовленный из
листовой электротехнической стали.
Обмотка статора – однослойная протяжная катушечная. Фазы обмотки
соединены в звезду.
Расточка
статора в зависимости от диаметра корпуса двигателя имеет следующие размеры.
Диаметр
корпуса двигателя, мм.
|
103
|
117
|
123
|
130
|
Диаметр
расточки статора, мм
|
50
|
60
|
64
|
68
|
Ротор
короткозамкнутый, многосекцпонный. В состав ротора входят вал, сердечники,
радиальные опоры (подшипники скольжения), втулка. Вал пустотелый, изготовлен из
высокопрочной стали со специальной отделкой поверхности. В центральное
отверстие вала ротора верхнего и среднего электродвигателей ввинчены две
специальные гайки, между которыми помещен шарик, перекрывающий слив масла из
электродвигателя при монтаже.
Сердечники выполнены из листовой электротехнической стали. В пазы
сердечников уложены медные стержни, сваренные по торцам с короткозамыкающими
кольцами. Сердечники набираются на вал, чередуясь с радиальными подшипниками.
Набор сердечников на валу зафиксирован с одной стороны разрезным вкладышем, а с
другой – пружинным кольцом.
Втулка служит для смещения радиальных подшипников ротора при ремонте
электродвигателя.
Головка
представляет собой сборочную единицу, монтируемую в верхней части
электродвигателя (над статором). В головке расположен узел упорного подшипника,
состоящий из пяты и подпятника, крайние радиальные подшипники ротора, узел
токоввода (для несекционных электродвигателей) или узел электрического
соединения электродвигателей (для секционных электродвигателей). Токоввод – изоляционная
колодка, в пазы которой вставлены кабели с наконечниками.
Узел
электрического соединения обмоток верхнего, среднего и нижнего
электродвигателей состоит из выводных кабелей с наконечниками и изоляторов,
закрепленных в головках и корпусах торцов секционирования.
Отверстие под пробкой служит для закачки масла в протектор при монтаже
двигателя.
В корпусе, находящемся в нижней части электродвигателя (под статором),
расположены радиальный подшипник ротора и пробки. Через отверстия под пробку
проводят закачку и слив масла в электродвигатель.
В этом корпусе электродвигателей имеется фильтр для очистки масла.
Термоманометрическая система ТМС-Электон предназначена для контроля
некоторых технологических параметров скважин, оборудованных УЭЦН, и защиты
погружных агрегатов от аномальных режимов работы (перегрев электродвигателя или
снижение давления жидкости на приеме насоса ниже допустимого).
Система ТМС-Электон состоит из погружного бдока, трансформирующего
давление и температуру в частотно-манипулированный электрический сигнал, и
наземного прибора, осуществляющего функции блока питания,
усилителя-формирователя сигналов и устройства управления режимом работы
погружным электронасосом по давлению и температуре.
Скважинный
блок давления и температуры (ТМСП) выполнен в виде цилиндрического герметичного
контейнера, размещаемого в нижней части электродвигателя и подключенного к
нулевой точке его статорной обмотки. Наземный блок, устанавливаемый в
комплектное устройство Электон, обеспечивает формирование сигналов на ее
отключение и выключение насоса по давлению и температуре, а также измерение
сопротивление изоляции. В качестве линии связи и энергопитания ТМСП
используется силовая сеть питания погружного электродвигателя. Система имеет
интерфейсы – RS 232 RS 485 для подключения компьюторов и может использоваться для
передачи данных на другие устройства.
Техническая характеристика термоманометрической системы приведена ниже.
Диапазон
контролируемого давления, МПа
|
0
– 25
|
Диапазон
рабочих температур ТМСП, «С
|
-60
– +150
|
Предельная
температура погружного электродвигателя, °С
|
100
|
Диапазон
рабочих температур наземного блока, °С
|
– 60
– +40
|
Отклонение
значения давления, формирующего сигнал управления на отключение или запуск
УЭЦН, от заданной уставки, МПа, не более
|
±1
|
Средняя
наработка на отказ, ч
|
12
000
|
Установленный
срок службы, лет,
|
5
|
Диаметр
скважинного преобразователя, мм
|
88
|
Длина
скважинного преобразователя, мм
|
305
|
Габаритные
размеры, мм:
|
|
Наземный
блок
|
245
х 200 х 160
|
Погружной
блок
|
100х630
|
Масса,
кг:
|
|
Погружной
блок
|
15
|
Наземный
блок
|
8
|
устройства
питания
|
4,2
|
1 Погружной
блок
2
Соединительный узел, состоящий из корпуса подшипника и проставка
3 Основание
Наземный блок
Гидрозащита предназначена
для предотвращения проникновения пластовой жидкости во внутреннюю полость
электродвигателя, компенсации изменения объема масла во внутренней полости от
температуры электродвигателя и передачи крутящего момента от вала
электродвигателя к валу насоса.
Разработано
два варианта конструкций гидрозащит для двигателей унифицированной серии:
открытого типа – П92; ПК92; П114; ПК114 и закрытого типа – П92Д; ПК92Д; (с
диафрагмой) П114Д; ПК114Д
Гидрозащиту выпускают обычного и коррозионностойкого (буква К – в
обозначении) исполнений.
В обычном исполнении гидрозащита покрыта грунтовкой ФЛ-ОЗ-К ГОСТ 9109 – 81.
В коррозионностойком исполнении гидрозащита имеет вал из К-монеля и покрыта
эмалью ЭП-525, IV, 7/2 110 °С.
Основным типом гидрозащиты для комплектации ПЭД принята гидрозащита
открытого типа. Гидрозащита открытого типа требует применения специальной
барьерной жидкости плотностью до 2 г/см3, обладающей
физико-химическими свойствами, которые исключают ее перемешивание с пластовой
жидкостью скважины и маслом в полости электродвигателя.
Таблица 4.8
Гидрозащита
|
Вместимость
камер, л
|
Передаваемая
мощность,
кВт
|
Монтажная
длина,
мм
|
Масса,
кг
|
|
Масло
МА-ПЭД
|
Барьерная
жидкость
|
|
|
|
П92,
ПК92
|
5
|
2
|
125
|
2200
± 5
|
53
|
|
П92Д,
ПК92Д
|
6,5
|
0,15
|
125
|
2200
± 5
|
59
|
|
П114,
ПК114
|
5
|
4
|
250
|
2300
± 5
|
53
|
|
П114Д,
ПК114Д
|
8
|
0,25
|
250
|
2300
±5
|
59
|
|
Конструкция гидрозащиты открытого типа представлена на рис. 4.5, а,
закрытого типа – на рис. 4.5, б.
Верхняя камера заполнена барьерной жидкостью, нижняя – диэлектрическим маслом.
Камеры сообщены трубкой. Изменения объемов жидкого диэлектрика в двигателе компенсируются
за счет перетока барьерной жидкости в гидрозащите из одной камеры в другую.
В гидрозащитах закрытого типа применяются резиновые диафрагмы, их
эластичность компенсирует изменение объема жидкого диэлектрика в двигателе.
Основные
характеристики гидрозащит представлены в табл. 4.8.
4.4
Устройства и назначение Электон -04
4.1 Станция
предназначена для управления и защиты электронасосов добычи нефти с двигателями
типа ПЭД.
4.2 Станция предназначена
для работы на открытом воздухе в условиях, регламентированных для климатического
исполнения УХЛ1, согласно требованиям п. 2.1, 2.7 ГОСТ 15150, при
следующих климатических факторах:
1)
температура окружающей среды от минус 600С до +400С;
2) относительная
влажность воздуха 75% при температуре + 150С, максимальная – 100%
при температуре + 250С;
3) окружающая
среда должна быть не взрывоопасной, не содержащей агрессивных газов и паров в
концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенной токопроводящей пылью;
4) высота над
уровнем моря не более 1000 м.
4.3 Степень
защиты станции от воздействия окружающей среды – IP43 по п. 4.2 ГОСТ
14254, вентиляционных отверстий – IP23 по п. 4.2 ГОСТ 14254
4.8 Питание
станции осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В
частоты 50 Гц. Отклонение напряжения сети от номинального значения должно находиться
в пределах от -25% до + 20%.
Контроллер
станции сохраняет свою работоспособность при снижении линейного напряжения трехфазной
сети до 230 В.
4.9 Питание
электродвигателя насосной установки осуществляется от силового повышающего
трансформатора типа ТМПН, входящего в состав штатного наземного оборудования
скважин.
5.1
Технические характеристики станций в зависимости от исполнения приведены в таблице
1.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|
|