13.3 Погружной элетродвигатель (пэд)
Погружные электродвигатели являются приводом погружного насоса. Применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. В соответствии со спецификой эксплуатации ПЭД выполнен цилиндрическим и сильно развит в длину (от 2,843 до 8,032м).
Отечественная промышленность освоили выпуск более 12 типов ПЭД мощностью от 10 до 125 квт для эксплуатации 5 и 6’’ скважин. Выпускаются ПЭД с диаметром корпуса 103 мм для обсадной колонны 121,7; 117 мм для 130 мм (5’’) , 123 мм для 143,3 мм, 138 мм для 148,3 мм.
Основными узлами ПЭД являются : статор, ротор, опорная пята, вал.
Назначение статора и ротора и принцип их работы аналогичны электродвигателю обычной конструкции.
Специфичным является положение ПЭД в скважине – вертикально, следовательно, ротор ПЭД нужно удержать и зафиксировать в этом положении.
Для этой цели служит опорная пята и подшипники скольжения, расположенные на валу и фиксируют в статоре ПЭД. Вал имеет сквозное отверстие, через которое циркулирует масло, принудительно перекачиваемое турбинкой. Масло смазывает подшипники и охлаждает ПЭД.
Напряжение на обмотку статора подается через специальный герметичный токоподвод, своеобразные штепсельные разъем.
П
П Э Д С 90 - 117 В
5
-
д
иаметр
эксплуатационной
колонны(5’’)климатическое исполнение
диаметр корпуса, мм
мощность, кВт
погружной электродвигатель секционный
13.4 Система гидразащиты уэцн
Под гидрозащитой понимают комплекс устройств, предназначенных противодействовать проникновению пластовой жидкости в полость двигателя и компенсировать температурное расширение масла в ПЭД.
Ранее для этих целей УЭЦН снабжались протекторами, устанавливаемыми между ЭЦН и ПЭД. Сейчас промышленность выпускает новый тип гидрозащиты, состоящий из двух узлов – компенсатора (монтируется ниже ПЭД) и протектора (монтируется между ЭЦН и ПЭД) – тип Г.
1-промежуточный подшипник; 2-корпус статора; 3-обмотка статора; 4-выводные концы обмотки статора; 5-штепсельная муфта; 6-плоский кабель; 7-опорная пята; 8-вал; 9-отстойник; 10-ротор двигателя; 11-статор; 12-вал; 13-отверстие внутри вала для циркуляции масла; 14- масляный фильтр; 15-обратный клапан для заполнения двигателя маслом.
Рисунок 93-Погружной электродвигатель
Компенсатор служит для передачи давления окружающей среды маслу в ПЭД и компенсации расхода масла. Представляет собой эластичный резиновый мешок, сообщающийся с ПЭД (см. рисунок 94 ).
Протектор выполняет функцию защитной камеры (2 узла торцового уплотнения), разгрузочной камеры (узел гидропяты) и резервуара с маслом (см. рисунок ).
Принцип действия гидрозащиты «Г» состоит в следующем. После включения ПЭД в работу происходит нагрев масла в полости ПЭД, его расширение и переток в полость компенсатора и протектора. Диафрагма последнего расходится, выдавливая находящиеся за ней в полости «А» жидкое масло к торцовым уплотнениям. Наличие 2-х торцовых уплотнений повышает надежность изоляции ПЭД от попадания пластовой жидкости. Подшипники шариковые в насосе упразднены и заменены осевой опорой – пятой, перенесенной в протектор.
Роль свинцового- графитового сальника (он убран из насоса ) выполняет верхнее торцовое уплотнение, а в насосе оставлен небольшой сальник, предотвращающий утечки жидкости из насоса и попадание механических примесей на торцевое уплотнение.
Осевая опора воспринимает осевые усилия вала насоса после сработки элементов пяты насоса.
Разница давлений под верхним уплотнением и над ним составляет 0,02-0,05 МПа (0,2-0,5 кГс/м3 ), образуемая разностью плотностей жидкости в затрубном пространстве (нефть+вода) и трансформаторного масла в система ПЭД. Объем масла в системе составляет 4,5 л.
После сработки масла в камере «А» через клапан 7 начнет поступать пластовая жидкость и происходит её гравитационное разделение: нефть вверху, вода внизу. Вследствие этого, некоторое время нефть блокирует торцовое уплотнение и даже при утечке в полость ПЭД не вызывает его остановку. ПЭД может работать на нефти, хотя диэлектрические свойства её ниже, чем трансформаторного масла и составляет 10-15 кВ. И только после полного замещения нефти пластовой водой возможно попадание её в полость ПЭД через торцовое уплотнение 4. Гидрозащитой «Г» в настоящее время оснащаются все УЭЦН.
1-головка компенсатора; 2-перепускной клапан; 3-диафрагма; 4-защитный кожух
Рисунок 94-Компенсатор
Опыт эксплуатации гидрозащиты показал недостаточную стойкость резины против воздействия пластовой жидкости и потерю эластичности.
Гидрозащита имеет шифр, например: 1Г 51.
Здесь: 1 – номер модификации; Г – гидрозащита; 5 – диаметр обсадной колонны, дюйм; 1 – номер разработки
1-вал; 2-верхнее торцовое уплотнение; 4-нижнее торцовое уплотнение; 5- диафрагма; 6-корпус; 7-обратный клапан.
Рисунок 95-Гидрозащита конструкции «Г»