1.2 Схема установки электропогружного центробежного насоса (уэцн)

Область применения УЭЦН - это высокодебитные обводненные, глубокие и наклонные скважины с дебитом 10 ¸ 1300 м³/сут и высотой подъема 500¸2000м. Межремонтный период УЭЦН составляет до 320 суток и более.

Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении типов УЭЦНМ и УЭЦНМК предназначены для откачки продукции нефтяных скважин, содержащих нефть, воду, газ и механические примеси. Установки типа УЭЦНМ имеют обычное исполнение, а типа УЭЦНМК - коррозионностойкое.

Установка ЭЦН является сложной технической системой и, несмотря на широко известный принцип действия центробежного насоса, представляет собой совокупность оригинальных по конструкции элементов. Принципиальная схема УЭЦН приведена на рисунке 2. Установка состоит из двух частей: наземной и погружной. Наземная часть включает автотрансформатор 10; станцию управления 11; иногда кабельный барабан 9 и оборудование устья скважины. Погружная часть включает колонну НКТ 5, на которой погружной агрегат спускается в скважину бронированный трехжильный электрический кабель 6, по которому подается питающие напряжение погружному электродвигателю и который крепится к колонне НКТ специальными зажимами 7. Погружной агрегат состоит из многоступенчатого центробежного насоса 4, оборудованного приемной сеткой 3 и обратным клапаном. В комплект погружной установки входит сливной клапан 2, через который сливается жидкость из НКТ при подъеме установки. В нижней части насос сочленен с узлом гидрозащиты (протектором), который, в свою очередь, сочленен с погружным электродвигателем 1. В нижней части электродвигатель 1 имеет компенсатор 12. Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части.

1. Погружной электродвигатель

2. Сливной клапан

3. Приемная сетка насоса

4. Погружной многоступенчатый центробежный насос

5. Колонна НКТ

6. Бронированный электрический кабель

7. Зажимы для кабеля

8. Оборудования устья скважины

9. Кабельный барабан

10. Автотрансформатор

11. Станция управления

12. конпенсатор

Рисунок 3 - Принципиальная схема УЭЦН

Установки ЭЦН в России разработаны для скважин с обсадными колоннами диаметром 127,140,146 и 168 мм. Для обсадных колонн размерами 146 и 168 мм имеются погружные агрегаты двух габаритов. Один предназначен для скважин с наименьшим внутренним диаметром (по ГОСТу) обсадной колонны. В этом случае и агрегат ЭЦН имеет меньший диаметр, а, следовательно, и меньшие предельные величины рабочей характеристики ( напор, подача, КПД).

Каждая установка имеет свой шифр, например УЭЦН5А-500-800, в котором приняты следующие обозначения цифра (или цифра и буква) после УЭЦН обозначает наименьший допустимый внутренний диаметр обсадной колонны, в которую он может быть спущен, цифра "4" соответствует диаметру 112мм, цифра "5" соответствует 122мм, "5А"- 130мм, "6"-144мм и "6А"- 148мм; второе число шифра обозначает номинальную подачу насоса (в м/сут) и третье - примерный напор в м. Значения подачи и напора даны для работы на воде.

Условия применимости УЭЦН по перекачиваемым средам: жидкость с содержанием механических примесей не более 0,5 г/л, свободного газа на приеме насоса не более 25%; сероводорода не более 1,25 г/л; воды не более 99%; водородный показатель (рН) пластовой воды в пределах 6¸8,5. Температура в зоне размещения электродвигателя не более +90оС (специального теплостойкого исполнения до +140°С). Пример шифра установок - УЭЦНМК5-125-1300 означает: УЭЦНМК - установка электроцентробежного насоса модульного и коррозионно-стойкого исполнения; 5 - группа насоса; 125 - подача, м³/сут; 1300 - развиваемый напор, м вод. ст. На рис. 9 представлена схема установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении, представляющая новое поколение оборудования этого типа, что позволяет индивидуально подбирать оптимальную компоновку установки к скважинам в соответствии с их параметрами из небольшого числа взаимозаменяемых модулей.

1 – корпус; 2 – вал;

3‑ колесо рабочее; 4 ‑ аппарат направляющий;

5 ‑ подшипник верхний;

6 ‑ подшипник нижний;

7 ‑ опора осевая верхняя;

8 ‑ головка;

9 – основание;

10 – ребро; 11, 12, 13 ‑ кольца резиновые

Рисунок 4 – Модуль ‑ секция насос

Модуль-секция насоса (рис. 3) состоит из корпуса 1, вала 2, пакетов ступеней (рабочих колес - 3 и направляющих аппаратов - 4), верхнего подшипника 5, нижнего подшипника 6, верхней осевой опоры 7, головки 8, основания 9, двух ребер 10 (служат для защиты кабеля от механических повреждений) и резиновых колец 11, 12, 13. Рабочие колеса свободно передвигаются по валу в осевом направлении и ограничены в перемещении нижних, и верхним направляющими аппаратами. Осевое усилие от рабочего колеса передается на нижнее текстолитовое кольцо и затем на бурт направляющего аппарата. Частично осевое усилие передается валу вследствие трения колеса о вал или прихвата колеса к валу при отложении солей в зазоре или коррозии металлов. Крутящий момент передается от вала к колесам латунной (Л62) шпонкой, входящей в паз рабочего колеса. Шпонка расположена по всей длине сборки колес и состоит из отрезков длиною 400-1000 мм. Направляющие аппараты сочленяются между собой по периферийным частям, в нижней части корпуса они все опираются на нижний подшипник 6 и основание 9, а сверху через корпус верхнего подшипника зажаты в корпусе. Рабочие колеса и направляющие аппараты насосов обычного исполнения изготавливаются из модифицированного серого чугуна и радиационно модифицированного полиамида, насосов коррозионно-стойкого исполнения - из модифицированного чугуна ЦН16Д71ХШ типа "нирезист". Валы модулей секций и входных модулей для насосов обычного исполнения изготавливаются из комбинированной коррозионно-стойкой высокопрочной стали ОЗХ14Н7В и имеют на торце маркировку "НЖ" для насосов повышенной коррозионной стойкости - из калиброванных прутков из сплава Н65Д29ЮТ-ИШ-К-монель и имеют на торцах маркировку "М".