Безштангової свердловин НАСОСНІ УСТАНОВКИ
Правила безпеки під час експлуатації свердловин штангових насосів
Устя свердловини повинно бути обладнане арматурою і пристроєм для герметизації штока.
Обв'язка гирла періодично фонтанує свердловини повинна дозволяти випуск газу з затрубного простору в викидних лінію через зворотний клапан і зміну набивання сальника штока при наявності тиску в свердловині.
До початку ремонтних робіт або перед оглядом обладнання періодично працюючої свердловини з автоматичним, дистанційним або ручним пуском електродвигун повинен відключатися, а на пусковому пристрої вивішується плакат: «Не включати, працюють люди».
На свердловинах з автоматичним і дистанційним керуванням верстатів-качалок поблизу пускового пристрою на видному місці повинні бути укріплені плакати з написом «Увага! Пуск автоматичний ». Такий напис повинна бути і на пусковому пристрої.
Система виміру дебіту свердловин, пуску, зупинки і навантажень на полірований шток (головку балансира) повинні мати вихід на диспетчерський пункт.
Управління свердловиною, яка обладнана ШСН, здійснюється станцією управління свердловиною типу СУС-01 (і їх модифікації), що має ручний, автоматичний, дистанційний і програмний режим управління. Види захисних відключень ШСН: перевантаження електродвигуна (> 70% споживаної потужності); коротке замикання; зниження напруги в мережі (<70 % номинального); обрыв фазы; обрыв текстропных ремней; обрыв штанг; неисправность насоса; повышение (понижение) давления на устье.
Для полегшення обслуговування і ремонту верстатів-качалок використовуються спеціальні технічні засоби такі, як агрегат 2АРОК, маслозаправщики МЗ-4310СК.
У УШСН найбільш відповідальна і слабка ланка-колона насосних штанг - провідник енергії від приводу, розташованого на поверхні.
У зв'язку з цим розроблено насосні установки з перенесенням приводу (первинного двигуна) в свердловину до насоса. До них відносяться установки заглибних відцентрових, гвинтових і діафрагменних електронасосів. Електроенергія в цьому випадку подається по кабелю, закріпленому на НКТ. Є глибинні насоси, наприклад, гідропоршневі, струменеві, які використовують енергію потоку робочої рідини, підготовленої на поверхні і подається в свердловину по трубопроводу (НКТ).
Установки заглибних відцентрових насосів в модульному виконанні типів УЕЦНМ і УЕЦНМК призначені для відкачування продукції нафтових свердловин, що містять нафту, воду, газ і механічні домішки. Установки типу УЕЦНМ мають звичайне виконання, а типу УЕЦНМК - корозійностійке.
Установка (рисунок 24) складається з погружного насосного агрегату, кабельної лінії, що спускається в свердловину на насосно-компресорних трубах, і наземного електрообладнання (трансформаторної підстанції).
Погружной насосний агрегат включає в себе двигун (електродвигун з гидрозащитой) і насос, над яким встановлюють зворотний і зливний клапани.
Залежно від максимального поперечного габариту погружного агрегату установки поділяють на три умовні групи - 5; 5А і 6:
· Установки групи 5 поперечним розміром 112 мм застосовують в свердловинах з колоною обсадних труб внутрішнім діаметром не менше 121.7 мм;
· Установки групи 5А поперечним розміром 124 мм - в свердловинах внутрішнім діаметром не менше 130 мм;
· Установки групи 6 поперечним розміром 140,5 мм - в свердловинах внутрішнім діаметром не менше 148.3 мм.
Приклад шифру установок - УЕЦНМК5-125-1300 означає: УЕЦНМК - установка електроцентробежного насоса модульного і корозійно-стійкого виконання; 5 - група насоса; 125 - подача, м 3 / добу; 1300 - створюваний натиск, м вод. ст.
Малюнок 24 - Установка погружного відцентрового насоса
1 - обладнання гирла свердловин; 2 - пункт подключательний виносної; 3 - трансформаторна комплексна підстанція; 4 - клапан спускний; 5 - клапан зворотний; 6 - модуль-головка; 7 - кабель; 8 - модуль-секція; 9 - модуль насосний газосепараторний; 10 - модуль вихідний; 11 - протектор; 12 - електродвигун; 13 - система термоманометріческая.
На малюнку 24 представлена схема установки заглибних відцентрових насосів в модульному виконанні, що представляє нове покоління обладнання цього типу, що дозволяє індивідуально підбирати оптимальну компоновку установки до свердловин відповідно до їх параметрами з невеликого числа взаємозамінних модулів. Установки (на малюнку 24 - схема НВО «Борець», м.Москва) забезпечують оптимальний підбір насоса до свердловини, що досягається наявністю для кожної подачі великої кількості напорів. Крок напорів установок становить від 50 ¸ 100 до 200 ¸ 250 м в залежності від подачі в інтервалах, зазначених в таблиці 6 основних даних установок.
Випускаються серійно УЕЦН мають довжину від 15.5 до 39.2 м і масу від 626 до 2541 кг в залежності від числа модулів (секцій) і їх параметрів.
У сучасних установках може бути включено від 2 до 4 модулів-секцій. У корпус секції вставляється пакет ступенів, що представляє собою зібрані на валу робочі колеса і направляючі апарати. Число ступенів коливається в межах 152 ¸ 393. Вхідний модуль представляє підставу насоса з прийомними отворами і фільтром-сіткою, через які рідина зі свердловини надходить в насос. У верхній частині насоса ловильная головка зі зворотним клапаном, до якої кріпляться НКТ.
Мінімальний (внутрішній) діаметр експер-луатаціонной колони, мм
Поперечного-ний розмір установки, мм
Насос (ЕЦНМ) - погружной відцентровий модульний багатоступінчастий вертикального виконання.
Насоси також поділяють на три умовні групи - 5; 5А і 6. Діаметри корпусів групи 5 ¸ 92 мм, групи 5А - 103 мм, групи 6 - 114 мм.
Модуль-секція насоса (рисунок 25) складається з корпусу 1. вала 2. пакетів ступенів (робочих коліс - 3 і напрямних апаратів - 4), верхнього підшипника 5. нижнього підшипника 6. верхньої осьової опори 7. головки 8. підстави 9. двох ребер 10 (служать для захисту кабелю від механічних пошкоджень) і гумових кілець 11. 12. 13.
Робочі колеса вільно пересуваються по валу в осьовому напрямку і обмежені в переміщенні нижнім, і верхнім напрямними апаратами. Осьове зусилля від робочого колеса передається на нижню текстолітовими кільце і потім на бурт направляючого апарату. Частково осьове зусилля передається валу внаслідок тертя колеса об вал або прихвата колеса до валу при відкладенні солей в зазорі або корозії металів. Крутний момент передається від вала до коліс латунної (Л62) шпонкой, що входить в паз робочого колеса. Шпонка розташована по всій довжині збірки коліс і складається з відрізків довжиною 400 - 1000 мм.
Малюнок 25 - Модуль # 8209; секція насос
1 - корпус; 2 - вал; 3 - колесо робоче; 4 - апарат спрямовує; 5 - підшипник верхній; 6 - підшипник нижній; 7 - опора осьова верхня; 8 - головка; 9 - підстава; 10 - ребро; 11. 12. 13 - кільця гумові.
Направляючі апарати сочленяются між собою по периферійним частинам, в нижній частині корпусу вони все спираються на нижній підшипник 6 (рисунок 25) і підстава 9. а зверху через корпус верхнього підшипника затиснуті в корпусі.
Робочі колеса і направляючі апарати насосів звичайного виконання виготовляються з модифікованого сірого чавуну і радіаційно модифікованого поліаміду, насосів корозійно-стійкого виконання - з модифікованого чавуну ЦН16Д71ХШ типу «нірезіст».
Вали модулів секцій і вхідних модулів для насосів звичайного виконання виготовляються з комбінованої корозійностійкої високоміцної сталі ОЗХ14Н7В і мають на торці маркування «НЖ» для насосів підвищеної корозійної стійкості - з каліброваних прутків зі сплаву Н65Д29ЮТ-ІШ-К-монель і мають на торцях маркування «М».
Вали модулів-секцій всіх груп насосів, що мають однакові довжини корпусів 3, 4 і 5 м, уніфіковані.
З'єднання валів модулів-секцій між собою, модуля секції з валом вхідного модуля (або вала газосепаратора), вала вхідного модуля зваленням гідрозахисту двигуна здійснюється за допомогою шліцьових муфт.
З'єднання модулів між собою і вхідного модуля з двигуном - фланцеве. Ущільнення з'єднань (крім з'єднання вхідного модуля з двигуном і вхідного модуля з Газосепаратор) здійснюється гумовими кільцями.
Для відкачування пластової рідини, що містить у сітки вхідного модуля насоса понад 25% (до 55%) за обсягом вільного газу, до насоса приєднується модуль насосний - газосепаратор (рисунок 26).
Малюнок 26 - Газосепаратор
1 - головка; 2 - переводник; 3 - сепаратор; 4 - корпус; 5 - вал; 6 - решітка; 7 - направляючий апарат; 8 - робоче колесо; 9 - шнек; 10 - підшипник; 11 - підстава.
Газосепаратор встановлюється між вхідним модулем і модулем-секцією. Найбільш ефективні газосепаратори відцентрового типу, в яких фази поділяються в поле відцентрових сил. При цьому рідина концентрується в периферійній частині, а газ - в центральній частині газосепаратора і викидається в затрубний простір. Газосепаратори серії МНГ мають граничну подачу 250 ¸ 500 м 3 / добу. коефіцієнт сепарації 90%, масу від 26 до 42 кг.
Двигун погружного насосного агрегату складається з електродвигуна і гідрозахисту. Електродвигуни (рисунок 27) заглибні трифазні коротко замкнуті двополюсні маслонаполненние звичайного і корозійно-стійкого виконання уніфікованої серії педу і в звичайному виконанні серії ПЕД модернізації Л. Гідростатичний тиск в зоні роботи не більше 20 МПа. Номінальна потужність від 16 до 360 кВт, номінальна напруга 530 ¸ 2300 в, номінальний струм 26 ¸ 122.5 А.
Малюнок 27 - Електродвигун серії педу
1 - сполучна муфта; 2 - кришка; 3 - головка; 4 - п'ята; 5 - підп'ятник; 6 - кришка кабельного вводу; 7 - пробка; 8 - колодка кабельного вводу; 9 - ротор; 10 - статор; 11 - фільтр; 12 - підстава.
Гидрозащита (рисунок 28) двигунів ПЕД призначена для запобігання проникнення пластової рідини у внутрішню порожнину електродвигуна, компенсації зміни обсягу масла у внутрішній порожнині від температури електродвигуна і передачі крутного моменту від валу електродвигуна до валу насоса.
Малюнок 28 - Гидрозащита
а - відкритого типу; б - закритого типу
А - верхня камера; Б - нижня камера; 1 - головка; 2 - торцеве ущільнення; 3 - верхній ніпель; 4 - корпус; 5 - середній ніпель; 6 - вал; 7 - нижній ніпель; 8 - підстава; 9 - сполучна трубка; 10 - діафрагма.
Гидрозащита складається або з одного протектора, або з протектора і компенсатора. Можуть бути три варіанти виконання гідрозахисту.
Перший складається з протекторів П92, ПК92 і П114 (відкритого типу) з двох камер. Верхня камера заповнена важкої бар'єрної рідиною (щільність до 2 г / см 3. Не змішується з пластової рідиною і маслом), нижня - маслом МА # 8209; ПЕД, що і порожнину електродвигуна. Камери повідомлені трубкою. Зміни обсягів рідкого діелектрика в двигуні компенсуються за рахунок перенесення бар'єрної рідини в гидрозащите з однієї камери в іншу.
Другий складається з протекторів П92Д, ПК92Д і П114Д (закритого типу), в яких застосовуються гумові діафрагми, їх еластичність компенсує зміна обсягу рідкого діелектрика в двигуні.
Третій - гидрозащита 1Г51М і 1Г62 складається з протектора, розміщеного над електродвигуном і компенсатора, який приєднується до нижньої частини електродвигуна. Система торцевих ущільнень забезпечує захист від попадання пластової рідини по валу всередину електродвигуна. Передана потужність гидрозащите 125 ¸ 250 кВт, маса 53 ¸ 59 кг.
Система термоманометріческая ТМС-3 призначена для автоматичного контролю за роботою погружного відцентрового насоса і його захисту від аномальних режимів роботи (при зниженому тиску на прийомі насоса і підвищеній температурі погружного електродвигуна) в процесі експлуатації свердловин. Є підземна і наземна частини. Діапазон контрольованого тиску від 0 до 20 МПа. Діапазон робочих температур від 25 до 105 # 730; С.
Маса загальна 10.2 кг (див. Малюнок 24).
Кабельна лінія являє собою кабель в зборі, намотаний на кабельний барабан.
Кабель в зборі складається з основного кабелю - круглого ПКБК (кабель, поліетиленова ізоляція, броньований, круглий) або плоского - КПБП (рисунок 29), приєднаного до нього плоского кабелю з муфтою кабельного вводу (подовжувач з муфтою).
Малюнок 29 - Кабелі
а - круглий; б - плоский; 1 - жила; 2 - ізоляція; 3 - оболонка; 4 - подушка; 5 - броня.
Кабель складається з трьох жив, кожна з яких має шар ізоляції і оболонку; подушки з прогумованої тканини і броні. Три ізольовані жили круглого кабелю скручені по гвинтовий лінії, а жили плоского кабелю - укладені паралельно в один ряд.
Кабель КФСБ із фторопластовою ізоляцією призначений для експлуатації при температурі навколишнього середовища до + 160 # 730; С.
Кабель в зборі має уніфіковану муфту кабельного вводу К38 (К46) круглого типу. В металевому корпусі муфти герметично закладені ізольовані жили плоского кабелю з допомогою гумового ущільнювача.
До струмопровідних жилах прикріплені штепсельні наконечники.
Круглий кабель має діаметр від 25 до 44 мм. Розмір плоского кабелю від 10.1х25.7 до 19.7х52.3 мм. Номінальна будівельна довжина 850 1000 ¸ 1800 м.
Комплектні пристрої типу ШГС5805 забезпечують включення і виключення заглибних двигунів, дистанційне керування з диспетчерського пункту та програмне управління, роботу в ручному та автоматичному режимах, відключення при перевантаженні і відхиленні напруги мережі живлення вище 10% або нижче 15% від номінального, контроль струму і напруги, а також зовнішню світлову сигналізацію про аварійне відключення (в тому числі з вбудованою термометрической системою).
Комплексна трансформаторна підстанція заглибних насосів - КТППН призначена для живлення електроенергією і захисту електродвигунів занурювальних насосів з одиночних свердловин потужністю 16 ¸ 125 кВт включно. Номінальна висока напруга 6 або 10 кВ, межі регулювання середньої напруги від 1208 до 444 В (трансформатор ТМПН100) і від 2406 до 1652 В (ТМПН160). Маса з трансформатором 2705 кг.
Комплектна трансформаторна підстанція КТППНКС призначена для електропостачання, управління і захисту чотирьох відцентрових електронасосів з електродвигунами 16 ¸ 125 кВт для видобутку нафти в кущах свердловин, харчування до чотирьох електродвигунів верстатів-качалок і пересувних струмоприймачів при виконанні ремонтних робіт. КТППНКС розрахована на застосування в умовах Крайньої Півночі і Західного Сибіру.
У комплект поставки установки входять: насос, кабель в зборі, двигун, трансформатор, комплектна трансформаторна підстанція, комплектний пристрій, газосепаратор і комплект інструмента.