Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1458

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
26.25 Mб
Скачать

щении 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.

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.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]