Установки занурювальних відцентрових насосів (УЕЦН)
УЕЦН призначені для відкачування пластової рідини з нафтових свердловин та використовується для форсування відбору рідини. Установки відносяться до групи виробів II, виду I за ГОСТ 27.003-83.
Кліматичні виконання занурювального обладнання – 5, наземного електроустаткування – І ГОСТ 15150-69.
Установку УЕЦН можна застосовувати при відкачуванні рідини, що містять газ, пісок, та корозійно-активні елементи.
1.АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СХЕМ І КОНСТРУКЦІЙ.
1.1.Призначення та технічні дані УЕЦН.
Установки занурювальних відцентрових насосів призначені для відкачування з нафтових свердловин, у тому числі і похилих пластової рідини, що містить нафту, воду та газ, та механічні домішки. Залежно від кількості різних компонентів, що містяться в рідині, що відкачується, насоси установок мають виконання звичайне і підвищеної корозійно-зносостійкості. При роботі УЕЦН, де в рідині, що відкачується концентрація мехпримесей перевищує допустиму 0,1 г\л відбувається засмічення насосів, інтенсивної знос робочих агрегатів. Як наслідок, посилюється вібрація, попадання води в ПЕД за торцевими ущільненнями, відбувається перегрів двигуна, що призводить до відмови роботи УЕЦН.
Умовне позначення установок:
УЕЦН К 5-180-1200, У 2 ЕЦН І 6-350-1100,
Де У - установка, 2 -друга модифікація, Е - з приводом від занурювального електродвигуна, Ц - відцентровий, Н - насос, К - підвищений корозіостійкості, І - підвищеної зносостійкості, М - модульного виконання, 6 - групи насосів, 180, 350 - подача м\добу, 1200, 1100 - натиск, м.в.ст.
Залежно від діаметра експлуатаційної колони, максимального поперечного габариту занурювального агрегату, застосовують ЕЦНрізних груп – 5,5, а 6. Установка групи 5 з поперечним діаметром щонайменше 121,7 мм. Установки групи 5, а з поперечним габаритом 124 мм – у свердловинах внутрішнім діаметром не менше 148,3 мм. Насоси також поділяють на три умовні групи – 5,5 а, 6. Діаметри корпусів групи 5 – 92 мм, групи 5 а – 103 мм, групи 6 – 114 мм. Технічні характеристики насосів типу ЕЦНМ та ЕЦНМК наведені у додатку 1.
1.1.1.Історична довідка пророзвитку способу видобутку.
Розробка безштангових насосів у нашій країні розпочалася ще до революції. Коли О.С. Артюнов разом із В.К. Домовикам розробили свердловинний агрегат, в якому відцентровий насос приводився в дію занурювальним електродвигуном. Радянські інженери, починаючи з 20-х років, пропонували розробку поршневих насосів із поршневим пневматичним двигуном. Одним із перших такі насоси розробив М.І. Марцишевський.
Розробка свердловинного насоса з пневмодвигуном було продовжено Азинмаше В.І.Документовим. свердловинні відцентрові насоси з електроприводом розроблялися передвоєнний період А.А.Богдановым, А.В. Криловим, Л.І. Штурман. Промислові зразки відцентрових насосів з електроприводом були розроблені в спеціальному конструкторському бюро безштангових насосів. Ця організація веде всі роботи з безштангових насосів свердловин, у тому числі і по гвинтових, діафрагмових та ін.
Нафтогазодобувна промисловість із відкриттям нових родовищ потребувала насосів для відбору зі свердловини великої кількості рідини. Звичайно, що найбільш раціональний лопатевий насос, пристосований для великих подач. З лопатевих насосів набули поширення насоси з робочими колесами відцентрового типу, оскільки вони давали великий напір при заданих подачах рідини та габаритах насоса.Широке застосування свердловинних відцентрових насосів з електроприводом зумовлено багатьма факторами. При великих відборах рідини зі свердловини установки ЕЦН найекономічніші і найменш трудомісткі при обслуговуванні, порівняно з компресорним видобутком та підйомом рідини насосами інших типів. За великих подач енергетичні витрати на установку відносно невеликі. Обслуговування установок ЕЦН просто, тому що на поверхні розміщуються тільки станція управління і трансформатор, що не потребують постійного догляду.
Монтаж обладнання ЕЦН простий, оскільки станція керування та трансформатор не потребують влаштування фундаментів. Ці два вузли установки ЕЦН розміщують зазвичай у легкій будці.
1.1.2.Склад та комплектність УЕЦН
Установка УЕЦН складається з занурювального насосного агрегату (електродвигуна з гідрозахистом та насоса), кабельної лінії (круглого плоского кабелю з муфтою кабельного введення), колони НКТ, обладнання гирла свердловини та наземного електроустаткування: трансформатора та станції управління (комплектного пристрою) (див. .). Трансформаторна підстанція перетворює напругу промислової мережі дооптимальної величини на затискачі електродвигуна з урахуванням втрат напруги в кабелі. Станція управління забезпечує керування роботою насосних агрегатів та його захист при оптимальних режимах.
Занурювальний насосний агрегат, що складається з насоса та електродвигуна з гідрозахистом та компенсатора, опускається в свердловину за НКТ. Кабельна лінія забезпечує підведення електроенергії до електродвигуна. Кабель кріпиться до НКТ, металевими колесами. На довжині насоса та протектора кабель плоский, прикріплений до них металевими колесами та захищений від пошкоджень кожухами та хомутами. Над секціями насоса встановлюються зворотний та зливний клапани.Насос відкачує рідину зі свердловини та подає її на поверхню по колоні НКТ (див. малюнок 1.2)
Обладнання гирла свердловини забезпечує підвіску на фланці обсадної колони НКТ з електронасосом і кабелем, герметизацію труб і кабелю, а також відведення рідини, що видобувається, у вихідний трубопровід.
Насос занурювальний, відцентровий, секційний, багатоступінчастий не відрізняється за принципом дії від звичайних відцентрових насосів.
Відмінність його в тому, що він секційний, багатоступінчастий, з малим діаметром робочих щаблів – робочих коліс та направляючих апаратів. Занурювальні насоси, що випускаються для нафтової промисловості, містять від 1300 до 415 ступенів.
Секції насоса, пов'язані фланцевими з'єднаннями, є металевим корпусом. Виготовлений із сталевої труби завдовжки 5500 мм. Довжина насоса визначається кількістю робочих щаблів, кількість яких, своєю чергою, визначається основними параметрами насоса. - Подачею і натиском. Подача та напір щаблів залежать від поперечного перерізу та конструкції проточної частини (лопаток), а також від частоти обертання. У корпусі секцій насоса вставляється пакет щаблів зборів на валу робочих коліс і направляючих апаратів.
Робочі колеса встановлюються на валу на призматичній шпонці по ходовій посадці та можуть переміщатися в осьовому напрямку. Напрямні апарати закріплені від повороту в корпусі ніпеля, розташованого у верхній частині насоса. Знизу в корпус загвинчують основу насоса з приймальними отворами та фільтром, через які рідина зі свердловини надходить до першого ступеня насоса.
Верхній кінець валу насоса обертається в підшипниках сальника і закінчується спеціальною п'ятою, що сприймає навантаження на вал та його вагу через пружинне кільце. Радіальні зусилля у насосісприймаються підшипниками ковзання, що встановлюються в основі ніпеля та на валу насоса.