![](/user_photo/_userpic.png)
1458
.pdfщении диафрагмы 9 выше предельного положения открывается канал 10 и избыток масла сбрасывается в сливную линию. При перемещении диафрагмы 9 ниже предельного положения, она ложится на нижнюю стенку рабочей камеры 8, под ней образу ется разряжение и по каналу 11 рабочая жидкость из сливной линии поступает под диафрагму.
Приведенный патент послужил основой для промышленного выпуска фирмой Pleuger насоса с подачей 10 мУсутки, давлени ем 10 МПа и КПД 39,9% [37].
Недостатком данного насоса является необходимость спуска в скважину дополнительной колонны труб для компенсации уте чек рабочей жидкости. Кроме того, использование в качестве рабочей только одной поверхности поршня затрудняет созда ние насосов такого типа для добычи нефти из среднедебитных скважин.
В ОКБ БН была разработана аналогичная конструкция, но не требующая применение дополнительной колонны труб для компенсации утечек [38]. Именно эта конструкция в последую щем была принята за основу при создании установок электроприводных диафрагменных насосов (УЭДН). В процессе испы таний и подконтрольной эксплуатации были получены следую щие характеристики насоса.
В настоящее время по ТУ 26-06-1464-86 серийно выпускают ся установки типа УЭДН5, предназначеные для добычи нефти из малодебитных скважин с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7 мм [38].
Рис. 1.194. Характеристика диафрагменного насоса ОКБ БН
Установка типа УЭДН5 (рис. 1.195) включает в себя погружной диафрагменный электронасос типа ЭДН5 1, комплектное устройство 8 для управления электронасо сом и его защиты, кабельную линию с муфтой штекерно го типа 4, пояса 5 для креп ления кабельной линии к трубам 3, на которых элект ронасос опускается в сква жину, и клапан 2 для слива жидкости из труб перед подъемом электронасоса на поверхность. Наземный тру бопровод у устья скважины снабжен электроконтактным манометром б и обратным клапаном 7.
Электронасос скважин ный диафрагменный (рис. 1.196) выполнен в виде вер тикального моноблока, со стоящего из асинхронного четырехполюсного электро двигателя 2, конического ре дуктора 3 и плунжерного насоса 5 с эксцентриковым приводом 4 и пружины 6. Все указанные узлы разме щены в общей камере, за полненной маслом, и герме тично изолированы от пере качиваемой среды. В нижней части насоса установлен ре-
Рис. 1.195. Установка типа УЭДН5
зиновый компенсатор (для компенсации температурного изменения объема мас ла), а в верхней части установлена ре зиновая плоская диафрагма 7, которая является рабочим органом насоса. Ком пенсатор и диафрагма, кроме основной функции насоса, обеспечивают герме тичность приводной части насоса, т.е. изолируют ее от прокачиваемой жид кости. Над диафрагмой установлены всасывающий 8 и нагнетательный 9 кла паны, монтажный патрубок и защит ная сетка.
В верхней части головки электро насоса расположены три токоввода 10 для соединения с муфтой кабельной линии. Внутри монтажного патрубка непосредственно над нагнетательным клапаном установлен шламовый пат рубок с муфтой. Монтажный патрубок снабжен муфтой для соединения с на сосно-компрессорной трубой диамет ром 60 мм.
Для крепления защитной сетки и |
|
плоского кабеля предусмотрены зажи |
|
мы и накладки. |
|
Для защиты нагнетательного клапа |
|
на от твердых частиц в конструкции |
|
насоса предусмотрены шламовые тру |
|
бы, которые соединяются между собой |
|
с помощью конической резьбы. Затем |
|
их соединяют со шламовым патрубком |
|
электронасоса. Верхняя труба сверху зак |
|
рыта конусом, имеющим радиальные от |
Рис. 1.196. Электронасос |
верстия. |
|
Откачиваемая электронасосом жид |
скважинный диафрагменный |
кость через нагнетательный клапан по дается в шламовые трубы и через ра
диальные отверстия конуса выбрасывается в НКТ.
Для слива жидкости из колонны НКТ при подъеме электро насоса из скважины используют сливной клапан.
Обозначение установки У ЭД Н 5-12,5-800 ВП 00-1,6 ТУ-26-06-1464-86 расшифровывается следующим образом: У — установка; ЭДН5-12.5-800 — типоразмер электронасоса; Э — при вод от погружного электродвигателя; Д — диафрагменный; Н — насос; 5 — номер группы электронасоса для использова ния в скважинах с внутренним диаметром колонны обсадных труб не менее 121,7 мм; 12,5 — подача, м3/сут; 800 — напор, развиваемый электронасосом, м; ВП 00 — вариант поставки; 1,6 — верхний предел измерения манометра электроконтактного, МПа.
При заказе указывается обозначение варианта поставки со гласно табл. 1.87 и верхний предел измерения электроконтактного манометра в МПа из ряда 1; 1,6; 2,5. При отсутствии ука зания о варианте поставки и верхнем пределе измерения электроконтактного манометра установку поставляют в варианте ВП 00-1,6.
Установки типа УЭДН5 поставляют в виде составных частей
водном из вариантов поставки (ВП) согласно табл. 1.87.
Сустановками любых типоразмеров за отдельную плату по ставляют групповые комплекты: запасных частей для проведе ния среднего и капитального ремонтов (один комплект на пять установок); сменных плунжерных пар, обеспечивающих получе ние параметров согласно табл. 1.87 (один комплект на пятнад цать установок): монтажных частей (один комплект на десять установок) и инструмента и принадлежностей (один комплект на пятьдесят установок).
Основные показатели установок типа УЭДН5 в номинальном режиме при перекачивании электронасосом воды плотностью 1000 кг/м3 температурой 45 °С при напряжении 350 В и частоте тока 50 Гц приведены в табл. 1.88.
Установки типа УЭДН5 соответствуют восстанавливаемым изделиям группы II, вида 1. Климатическое исполнение назем ного электрооборудования У1, электронасоса В5.
Установки работают от сети переменного тока напряжением 380 В при частоте тока 50 Гц.
Установки типа УЭДН5 предназначены для перекачивания пластовой среды, состоящей из смеси нефти, воды и газа. Со-
Число составных частей при варианте поставки
Число составных частей при варианте поставки
Кабель в сборе: кабель круглый и плоский с кабельной муфтой, уложенные на металлический барабан
Сливной клапан
Шламовые трубы (верхняя и нижняя)
Трубка манометра
Погружной диафрагменный электронасос типа ЭДН5
Комплект поясов для крепления кабеля
ВП 00 |
ВП 01 |
ВП 02 |
ВП 03 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
- |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
Электроконтактный манометр |
1 |
1 |
- |
1 |
Комплектное устройство |
1 |
|
|
|
Система электрооборудования |
|
|
|
1 |
Комплект запасных частей |
1 |
1 |
1 |
1 |
держание пластовой воды в перекачиваемой среде не ограничи вается. Максимальное массовое содержание твердых частиц 0,2 %; максимальное объемное содержание нефтяного газа на приеме насоса 10%; водородный показатель пластовой воды pH 6,0— 8,5; максимальная концентрация сероводорода 0,01 г/л.
Рабочий диапазон изменения температуры от 5 до 90 °С.
|
Основные показатели УЭДН5 |
|
|
|||
Установка |
Подача, |
Давле |
Мощ |
КПД, |
Подпор, |
Ток |
|
м/сут, |
ние, |
ность, |
%, |
м |
средний, |
|
не менее |
МПа |
кВт, |
не |
|
А |
|
|
|
не более |
менее |
|
|
УЭДН5-4-17 |
4 |
17 |
2,2 |
35 |
10 |
9 |
УЭДН5-6.3-13 |
6,3 |
13 |
2,45 |
38 |
10 |
9 |
УЭДН5-8-11 |
8 |
11 |
2,6 |
38 |
10 |
9,2 |
УЭДН5-10-10 |
10 |
10 |
2,8 |
40 |
10 |
9,5 |
УЭДН5-12,5-8 |
12,5 |
8 |
2,85 |
40 |
15 |
9,6 |
УЭДН5-16-6.5 |
16 |
6,5 |
2,85 |
40 |
20 |
9,6 |
Погружной диафрагменный электронасос опускается в сква жину на насосно-компрессорных трубах ГОСТ 633-80 условным диаметром 42, 48 или 60 мм. Для увеличения объема кольцевой шламовой камеры у шламовых труб первая труба над электрона сосом должна иметь диаметр 60 мм. Между первой и второй трубами устанавливается сливной клапан. Кабельная линия, по которой подводится электроэнергия к электронасосу, крепится к трубам поясами по мере спуска, на поверхности скважины она соединяется с комплектным устройством или с разъединитель ной коробкой системы электрооборудования, предохраняющей комплектное устройство от попадания в него нефтяного газа по кабелю. На поверхности скважины располагается устьевое обо рудование, конструкция которого выбирается потребителем ус тановки в зависимости от условий эксплуатации. Устьевое обо рудование соединяется специальным отводом с наземным тру бопроводом. Электроконтактный манометр соединяется трубкой манометра с отводом, а сигнальным проводом с комплект ным устройством. Для предупреждения обратного движения от качиваемой жидкости из наземного трубопровода в НКТ отвод
снабжается обратным клапаном.
Насосно-компрессорные трубы, устьевое оборудование, отвод ной трубопровод и обратный клапан не входят в комплект поставки установки типа УЭДН5, их выбирает и приобретает потребитель установок в зависимости от условий эксплуатации скважины.
Габаритные размеры установок типа УЭДН5: диаметр — 117 мм, длина — 2700 мм. Масса установок от 2715 (УЭДН5-4-1700) до 1377 кг (УЭДН5-16-650).
Установки и электронасосы различных типоразмеров полно стью унифицированы и отличаются сечением и длиной кругло го кабеля кабельной линии, а также рабочим диаметром смен ной плунжерной пары, входящей в состав плунжерного насоса.
Погружной диафрагменный электронасос типа ЭДН5 выпол нен в виде вертикального моноблока, включающего четырехпо люсный асинхронный электродвигатель, конический редуктор и плунжерный насос с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной. Эти узлы расположены в общей камере, заполнен ной маслом и герметично изолированной от перекачиваемой среды резиновыми диафрагмой (в верхней части) и компенсато ром (в нижней части).
В контакт с перекачиваемой жидкостью вступают только вса сывающий и нагнетательный клапаны, расположенные в голов ке над диафрагмой. Головка соединяется резьбой с корпусом. Насосная часть присоединяется к электродвигателю при помо щи цилиндрического стакана, который монтируется после за вершения сборки электронасоса. В головке установлены три токоввода, соединяемые дополнительным штекерным разъемом с выводными концами обмотки статора электродвигателя. Сетка предохраняет газосепаратор и всасывающий клапан от попада ния крупных частиц. Патрубок и муфта служат для монтажа электронасоса на устье скважины и соединения его с НКТ. Трубка защищает нагнетательный клапан от осаждения песка.
Электронасос заполняется маслом и испытывается в заводс ких условиях. На устье скважины он поступает полностью под готовленным к спуску. При монтаже электронасоса на устье сква жины с токовводов снимаются транспортировочные крышки и подсоединяется муфта кабеля.
Для привода погружных диафрагменных электронасосов типа ЭДН5 всех типоразмеров служит погружной асинхронный четы рехполюсный электродвигатель типа ПЭДД 2,5-117/4В5. Элект родвигатель выполнен в виде самостоятельного блока, что со здает ряд преимуществ при его изготовлении, заводских испы таниях, поставках потребителям и ремонте, а также при сборке с насосом.
![](/html/65386/197/html_xuSxzIPCkI.6IIp/htmlconvd-yg4P5F408x1.jpg)
Электродвигатели типа ПЭДД 2,5-117/4В5 выпускаются по техническим условиям ТУ 16-652.016-85.
Технические характеристики приведены ниже.
Мощность, кВт...................................................................... |
2,5 |
Линейное напряжение, В |
350 |
Ток, А ........................................................................................ |
7,9 |
Частота сети переменного тока, Гц................................. |
50 |
Частота вращения вала (синхронная), мин | |
1500 |
Скольжение, % |
7 |
Коэффициент полезного действия, %............................ |
75 |
Коэффициент мощности............... |
0,7 |
Температура окружающей среды, °С ............................ |
<90 |
Наружный диаметр, мм |
117 |
Длина (транспортировочная), м м .............................. |
1370 |
Масса, кг................................................................................... |
80 |
Для управления погружными диафрагменными электронасо сами типа ЭДН5 и их защиты от повреждений при аномальных условиях эксплуатации служит устройство комплектное типа Ш5103-3277У1.
Устройство выпускается по техническим условиям ТУ 16- 656.109-86 и предназначено для погружных электродвигателей мощностью 2,5 и 5,5 кВт. Устройство выпускается в климати ческом исполнении У (умеренный климат) для категории разме щения 1 (открытая установка, под навесом), при этом темпера тура окружающего воздуха должна быть не ниже 40 °С. Это уст ройство является составной частью установок погружных Диаф рагменных электронасосов типа УЭДН5 и установок погружных винтовых электронасосов типа УЭВНТ5.
Оно обеспечивает следующие функции управления:
•включение и отключение в ручном или автоматическом ре жиме работы;
•автоматическое включение с регулируемой выдержкой вре мени от 2,5 до 60 мин при подаче напряжения питания после отключения;
•автоматическое повторное включение после отключения за щитой от нагрузки с регулируемой выдержкой времени оТ 3 до 1200 мин;
•возможность выбора режима работы с автоматическим по вторным включением после срабатывания защиты от недогруз ки или без автоматического повторного выключения;
•блокировку запоминания срабатывания защиты от пере грузки при отклонении напряжения в питающей сети выше 10 % или ниже 15 % от номинального значения с автоматическим самозапуском при восстановлении напряжения питания;
•разновременность включения нескольких установок, под ключенных к одному фидеру питания напряжением, которая обеспечивается различными установками времени автоматичес кого включения в указанных выше пределах;
•автоматическое включение или отключение в зависимости от значения давления в наземном трубопроводе по сигналу электроконтактного манометра;
•возможность управления с диспетчерского пункта. Устройство обеспечивает следующие функции защиты:
— от коротких замыканий в силовой цепи напряжением 380 В;
— от перегрузки по току любой из фаз с выбором максималь
ного тока фазы;
—от недогрузки по току при срыве подачи электронасоса;
—от снижения напряжения питания;
—от включения после срабатывания защиты от перегрузки. Устройство обеспечивает также:
—непрерывный контроль замыкания на землю силовой цепи;
—контроль тока в одной из фаз;
—сигнализацию состояния с расшифровкой причины отклю чения;
—наружную мигающую световую сигнализацию об аварий
ном отключении;
— возможность настройки приборов защиты на месте эксп луатации (выбор рабочей зоны).
Устройство выполнено в металлическом шкафу односторон него обслуживания с передней и дополнительной дверьми для предохранения лицевых частей приборов и аппаратов от воздей ствия внешней среды. Высота устройства (с подставкой и верх ней лампой) 1600 мм, ширина 675 мм, глубина 560 мм, масса 125± 10 кг.
В случае заказа установок типа УЭДН5 по варианту поставки ВП 03 они комплектуются системой электрооборудования, ко
торая включает комплектное устройство типа Ш5103-3277У1, дооборудованное специальным блокиратором, и разъединитель ную коробку, также оборудованную блокиратором. Указанная система обеспечивает защиту комплектного устройства от попа дания в него нефтяного газа, который может поступать из сква жины по кабельной линии (между-жилой и изоляцией), и по зволяет устанавливать устройство на различном удалении от ус тья скважины.
Блокираторы комплектного устройства и разъединительной коробки обеспечивают защиту технического персонала от на пряжения сети.
Фирма «ИЖОЛ» производит на механическом заводе «Ку пол» (г. Ижевск) модификацию диафрагменных насосных ус тановок УЭДН 5 с двигателями мощностью 3 и 5,5 кВт, по ТУ 3665-007-00220440-93 обозначения которых представлены в таблице ниже [39].
УЭДН 5-4-2000 ПЭДДЗ Д117 мм |
УЭДН 5-4-2100 ПЭДД5,5 Д117 мм |
УЭДН 5-6,3-1500 L=2700, М =125 кг |
УЭДН 5-6,3-1600 L= 2700, М =125 кг |
УЭДН 5-8-1300 |
УЭДН 5-8-1400 |
УЭДН 5-10-1200 |
УЭДН 5-10-1300 |
УЭДН 5-12,5-900 |
УЭДН 5-12,5-1000 |
УЭДН 5-16-750 |
УЭДН 5-16-850 |
УЭДН 5-20-600 |
УЭДН 5-20-800 |
Кроме изменения характеристик, имеются следующие допол нения. На установке используется стандартный токоввод, а так же установлен обратный клапан для прокачки жидкости при проведении подземного ремонта.
Подача диафрагменного электронасоса определяется по сле дующей формуле:
Q= 0,136 а (1 —s) е /г ' р Ч г\ |
(1.71) |
где а — коэффициент подачи; s — скольжение электродвига теля; е — ход плунжера, обеспечиваемый эксцентриком, м м ;/— частота тока; / — передаточное число конического редуктора, р — число пар полюсов электродвигателя; d — диаметр плунжера.