107. Схема и основные характеристики оборудования установок эцн.
Установка
ЭЦН является сложной технической
системой и, несмотря на щироко известный
принцип действия центробежного насоса,
представляет собой совокупность
оригинальных по конструкции элементов.
1. ПЭД – двигатель специальной конструкции и представляет собой асинхронный двухполюсной двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором. Применяются асинхронные двигатели трех фазного тока с рабочим напряжением 500-2500В. Двигатель является маслозаполненным с избыточным давлением, которое создается системой гидрозащиты. Nmin=16кВт, Nmax=250кВт. Существуют 3 группы:
1) 5; 5А; 6 (5’; 5,5’; 6’) 103; 117; 123мм. – определяют наружный диаметр ПЭД. dОК = 146мм, длина = 8 м и больше в зависимости от мощности. Марка двигателя: ПЭД-14-103 (14 – номинальная мощность в кВт; 103 наружный диаметр в мм.). Современные ПЭД комплектуются системой датчиков давления, температуры и других параметров, фиксируемых на глубине спуска агрегата, с передачей сигналов по электрическому кабелю на поверхность (станцию управления).2. Компенсатор – устройство предназначенное для создания внутри ПЭД давления равного давлению где располагается ПЭД. Компенсатор предназначен для компенсации объема масла внутри двигателя при изменении температурного режима электродвигателя (нагревание и охлаждение) и представляет собой эластичный мешок. Существует 1 рабочая ступень которая перемешивает масло внутри ПЭД. Давление всегда чуть больше чем давление в скважине. 3. Гидрозащита (протектор) – размещается между насосом и двигателем т предназначен для защиты электродвигателя от попадания в него откачиваемой продукции и смазки радиально-упорного подшипника насоса (при необходимости). Предназначено для решения 2 задач:1. Циркуляция маловязкого масла внутри ПЭД
2. Подача смесей смазки на подшипники двигателя и насоса. Протектор соединен с двигателем и насосом шлицевым соединением 4. ЭЦН - Представляет собой совокупность ступеней небольшого диаметра, состоящих из рабочих колес и направляющих аппаратов, размещаемых в корпусе насоса. Основным элементом насоса является рабочая ступень которая состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, количество рабочих колес = 400 и больше, каждое рабочее колесо создает напор примерно равный 2-3 атм. Движение жидкости идет от центра колеса к его периферии.
При изменении направления движения: гравитационное разделение; потеря энергии; действие инерционных сил.
Чем больше поворотов, тем больше потери энергии, чем больше ступеней тем больше потери η.
Шифр ЭЦН: 2ЭЦНИ(К)-40-1200
2 – количество секций насоса в базовой комплектации; И – износостойкий вариант исполнения насоса; К – коррозионностойкий вариант исполнения; 40 – номинальная производительность по воде в м3/сут; 1200 – номинальный напор в м. водяного столба.
Все двигатели комплектуются термо-пьезодатчиками, которые передают давление и температуру на станцию управления.
Т.к. состав продукции отличается от воды (пресной), то работа насоса на скважинной продукции будет происходить при условии ухудшения характеристик насоса. Для определения рабочих параметров насоса были введены пересчетные коэффициенты: k(Q-H), k(η), k(N). Значения этих коэф. определяются либо по эмпирическим формулам Ляпкова и Максимова, либо по номограммам. Рабочая характеристика для каждого ЭЦН индивидуальна, проводится на заводе и дана в паспорте насоса. 5. Обратный клапан. Размещается в головке насоса и предназначен для предотвращения слива жидкости через насос из колонны НКТ при остановках погружного агрегата. Предназначен для облегчения запуска ПЭД и установки в целом. Если их не ставить, то столб жидкости, при остановке насоса давит на ЭЦН и происходит турбинное вращение. 6. Сливной клапан
Размещается в специальной муфте, соединяющей между собой НКТ, и представляет собой бронзовую трубку, один конец которой запаян, а другой, открытый конец, на резьбе вворачивается в муфту изнутри. Сливной клапан предназначен для выходы жидкости в затрубное пространство при подъеме ЭЦН. В последнее время устанавливают в сочетании со специальным устройством – суфлером (суфлер – устройство похожее на клапан рычаги которого распирают пространство внутри НКТ и за ним тем самым определяется Рзаб). 7. Кабель Предназначен для подачи питающего напряжения на клеммы погружного электродвигателя.
Существует круглый (проще в изготовлении (дорого), большой диаметр) и плоский (малый диаметр, сложен в изготовлении (дорого)).
Конструкция кабеля:
1 – броня, 2 – матерчатая оплетка, 3 – изолятор (диэлектрик), 4 – жила (медь).
Шифр КПБП – 3x10
К – кабель; П – полиэтиленовая изоляция (выдерживает t = 90-95°C в холодных скважинах; Б – бронируемый; П – плоский; (К) круглый); 3 – число жил; 10 – площадь поперечного сечения 1-ой жилы в мм.
Кроме полиэтиленовых применяют термопластовую изоляцию (125-130°C), второпластовую (190-200°C).
8. Направляющий ролик. Для предотвращения перегибов кабеля. 9. Барабан с кабелем. 10. Трансформатор Применяются или автотрансформаторы или обычные. Задача трансформаторов – создание номинального напряжения для работы ПЭД, компенсации всех видов потерь напряжения. 11. Станция управления Предназначена для управления работой и защиты УЭЦН и может работать в ручном и автоматическом режимах. Назначение: 1. Контроль за работой электрической системы установки (U, I, N);
2. Ручной и автоматический запуск или остановка насоса;
3. Аварийное отключение установки в случае: а) резкого увеличения давления в выкидной линии; б) резкое уменьшения давления в выкидной линии; в) резкое увеличение свободного газа в составе скважиной продукции (ЗСП); г) резкое снижение сопротивления кабеля.