книги / Нефтепромысловые машины и механизмы
..pdfоборудования должно быть всегда не менее 0,7 м. Расстояние от длинных сторон фундаментных плит электронасосов до стенки не менее 1,25 м. Исключение может быть допущено для насосов с диа метром напорных патрубков не более 150 мм, которые можно уста навливать на расстоянии 0,8 м от стены.
При двухрядном расположении насосов проходы между высту пающими частями насосов, расположенных в разных рядах, должны составлять не менее 2 м.
В насосных могут быть установлены любые двигатели. Однако при перекачке нефти и нефтепродуктов с температурой вспышки паров 45° С и ниже двигатели внутреннего сгорания и взрывоопасные электродвигатели должны быть ограждены от помещения насосов глухой стеной из несгораемых материалов. Вал, соединяющий двигатель с насосом, должен быть пропущен через сальник. Не допускается для этих насосов применение плоскоременных пе редач.
Здание насосной станции сооружают из огнестойких или полуогнестойких материалов.
Здание насосной станции должно быть оборудовано паровым или водяным отоплением, водопроводом, канализацией, взрывобез опасным электроосвещением и вентиляцией. Вентиляция в насосной может быть естественной или принудительной и должна обеспечи вать 10—15-кратный обмен воздуха.
ПОГРУЖНЫЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ЭЛЕКТРОНАСОСЫ ДЛЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
§ 57. Схема установки
Погружной центробежный электронасос применяют на нефте промыслах для добычи нефти из скважин, в основном для больших подач. Насос соединен через протектор с электродвигателем, под вешивается в скважине на колонне насосно-компрессорных труб и погружается вместе с ним под уровень жидкости (рис. 102). Энер гия к электродвигателю подается по бронированному кабелю, спу скаемому в скважину вместе с колонной труб. Насос расположен над электродвигателем. Жидкость, откачиваемая им из скважины, омывает корпус двигателя и охлаждает его.
В головке насоса расположен обратный шаровой клапан, удер живающий жидкость в колонне при остановке агрегата, вследствие чего облегчаются условия пуска агрегата. В одной из нижних муфт колонны труб устроен спускной клапан для спуска жидкости из колонны перед подъемом агрегата из скважины. Наземная часть установки включает станцию управления, автотрансформатор и вспо могательное оборудование. Колонна труб подвешивается на устьевой подвесной шайбе.
Двигатель заключен в трубчатый корпус. Статор состоит из магнитных (активных) и немагнитных пакетов. В немагнитных паке тах располагают промежуточные подшипники ротора, они выпол няются из латунной или немагнитной стали. Изоляция проводников масло- и теплостойкая. Обмотки соединены на «звезду», а выводные концы изготовляют из мягкого многожильного изолированного мед ного провода. Ротор состоит из нескольких секций соответственно количеству активных пакетов статора. Роторные секции имеют алю миниевые или медные беличьи клетки.
|
Рис. |
104. Ступень насоса. |
|
1 |
— рабочее колесо; |
2 — замковое соединение |
ступеней; |
3 |
— направляющий |
аппарат; 4 — текстолитовые |
кольца; |
|
Ьст — высота ступени. |
|
|
Для улучшения смазки опорных подшипников ротора масло подводится непосредственно к местам трения через пустотелый вал с радиальными отверстиями в местах расположения подшипников. Через эти отверстия масло центробежной силой нагнетается в зазор подшипникового узла.
На вал над секциями ротора насажена турбинка, создающая Циркуляцию масла в основной части двигателя. Ротор подвешен на пяте скольжения, имеющей кольцевую опору, разделенную на сег менты, наплавленные баббитом, и стальной диск, закрепленный на валу. Выводные концы обмотки статора соединяют с кабелем посред ством герметичной штепсельной головки. Заполняют двигатель маслом через обратный клапан, расположенный в его нижней части. После соединения двигателя с протектором масло нагнетается через клапан головки двигателя и клапаны протектора.
Протектор (см. рис. 105), как указывалось выше, создает избы точное давление в двигателе и восполняет потери масла из-за утечек
4 л для 6" скважин ж1 л для 8" скважин. Кабель применяется для питания погружного двигателя электроэнергией. В отличие от обыч ного он имеет малый поперечный размер и высокую механическую прочность, герметичен и нефтестоек. Это вызвано тяжелыми усло виями, в которых он находится в скважине. Кабель спускают с агре гатом на значительную глубину (до 1500—1700 м) и погружают под уровень жидкости иногда до 500—600 м; следовательно, он испы тывает давление более 50 кГ/см2 и должен быть герметичен. Чем меньше его поперечный размер, тем большего диаметра трубы могут быть использованы для подъемной колонны. При спуске и подъеме агрегата кабель трется об обсадные трубы, прижимается к ним подъемной колонной со значительным усилием, поэтому он должен быть прочен и защищен от механических повреждений. Кабель при меняется круглый КРБК и плоский КРБП.
Плоский кабель располагается в скважине рядом с протектором
и насосом, так как поперечный |
габарит в этом месте сильно стес |
нен, а круглый располагается |
выше, вдоль колонны [подъемных |
труб. |
|
В круглом кабеле каждая из трех токопроводящих жил скру чена из нескольких медных проволок и покрыта изоляционной ре зиной. На жилы наложен резиновый шланг, навита маслостойкая лакоткань и хлопчатобумажная оплетка, пропитанная противогни лостным составом. Сверху навита бронь из профилированной оцинкованной стальной ленты.
У плоского кабеля каждая жила состоит из одного или несколь ких проводников, изолирована теплостойкой резиной, затем нало жена наиритовая резина и стеклолакоткань. Все три жилы уложены в одной плоскости, обмотаны двумя лентами маслостойкой лакоткани и покрыты хлопчатобумажной оплеткой, пропитанной смолой. Поверху навивается бронь из медной или стальной ленты.
§ 59. Наземное оборудование
Наземная часть электронасосной установки включает станцию управления, автотрансформатор и вспомогательное оборудование (кабельный барабан, подвесной ролик, подвесную шайбу, насосы для заправки маслом и др.).
Станция управления служит для управления работой, электро насоса и защиты электродвигателя при ненормальных условиях эксплуатации. Станция дает возможность управлять работой уста новки вручную, автоматически и по заданной программе.
Автоматическое управление обеспечивает пуск установки без участия оператора в случае перерыва в питании электроэнергией или накопления жидкости в скважине после полной ее откачки. Работа по заданной программе дает возможность автоматически и периодически включать и останавливать установку с периодами
работы и остановки от 2 до 20 ч. Защита электродвигателя рассчи тана на отключение установки при срыве подачи жидкости с после дующим автоматическим включением в, интервале 1—10 ч при корот ких замыканиях в системе двигатель — кабель и перегрузках дви гателя. Станция имеет также нулевую защиту, отключающую уста новку при резком снижении напряжения в сети. Автотрансформатор предназначен для повышения напряжения с сетевого (380 в) до вели чины, обеспечивающей работу двигателя на его расчетном напря жении с учетом его снижения из-за большой длины кабеля.
§ 60. Нормальный ряд погружных электронасосов
Погружные центробежные электронасосы нашли широкое при менение во всех нефтедобывающих районах. Основные их пара метры определены нормальным рядом. В этом нормальном ряде предусмотрены номинальные подачи и напоры насосов, поперечные габаритные размеры погружного агрегата под соответствующий размер скважины.
Втабл. 22 приведены основные параметры насосов по нормаль ному ряду.
Втабл. 23 приведены технические данные выпускаемых элек тронасосов.
Вусловном обозначении насоса первая цифра соответствует условному диаметру наименьшего размера обсадной колонны, в ко
торую насос может быть спущен, первое число обозначает номиналь ную подачу насоса (в м г!сутки), второе число — напор (в м водя ного столба) при номинальной подаче.
Область применения насосов показана на рис. 106.
В табл. 23 указаны оптимальные режимы работы, на которые рассчитаны насосы. Однако режим работы насоса можно отрегули ровать в некоторых пределах, как это делается с обычными назем ными центробежными насосами, путем изменения степени закрытия задвижки на напорной линии. При прикрытии задвижки умень шается подача и увеличивается напор и наоборот. При необходи мости значительно уменьшить напор целесообразно перед спуском насоса удалить из него соответствующее количество ступеней и вместо них установить проставки.
Как видно из технической характеристики насосов, при больших напорах число ступеней доходит до 400« Разместить такое количе ство ступеней в одном корпусе трудно; осложняется изготовление длинного корпуса, затрудняется транспортировка, монтаж. Поэтому насос изготовляют секционным, т. е. состоящим из двух и более 'Секций. Каждая секция имеет пакет сту^еней, собранных в корпусе
сконцевыми деталями. Вал каждой секц#и подвешен на подпятнике
исоединяется с соседними валами шлицевыми муфтами. Секции
соединяются между собой на фланцах.
Условное |
одача,П сутки/м3 |
Номинальный напор насоса, |
||||||||
обозначение |
м столба откачиваемой |
|||||||||
насоса |
|
|
|
жидкости |
|
|
|
|||
ЭЦ Н -5-20 |
20 |
3 0 0 , |
550, |
750, |
|
1000, |
1300, |
|||
|
|
1550, |
1750, |
|
200 0 , |
2300, |
||||
|
|
2 5 0 0 , |
2 8 0 0 |
|
|
|
|
|
||
ЭЦН -5-40 |
4 0 |
300, |
500, |
7 0 0 , |
950, |
1200, |
||||
|
|
1400, |
1600, |
|
1800, |
2000, |
||||
|
|
2300, |
2 5 0 0 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -5-80 |
8 0 |
3 0 0 , |
550, |
8 0 0 , |
|
1100, |
1300, |
|||
|
|
1550, |
1800, |
2 0 0 0 |
|
|
||||
Э Ц Н -5-130 |
130 |
200, |
4 0 0 , |
6 0 0 , |
8 0 0 , |
1000, |
||||
|
|
12 0 0 , |
1400 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -5-200 |
2 0 0 |
150, |
2 5 0 , |
4 0 0 , |
500, |
|
650, |
|||
|
|
8 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Э Ц Н -6-100 |
100 |
3 5 0 , |
6 0 0 , |
900, |
|
1200, |
1500, |
|||
|
|
18 0 0 , |
2 1 0 0 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -6-160 |
160 |
4 0 0 , |
750, |
1100, |
1450, |
|
1850 |
|||
Э Ц Н -6-250 |
2 5 0 |
3 0 0 , |
5 5 0 , |
8 0 0 , |
|
1050, |
|
1400 |
||
Э Ц Н -6-350 |
3 5 0 |
2 5 0 , |
4 5 0 , |
6 50, |
850, |
|
1100 |
|||
Э Ц Н -6-500 |
5 0 0 |
150, |
3 0 0 , 4 5 0 ,6 0 0 , |
750, |
9 0 0 |
|||||
Э Ц Н -6-700 |
700 |
100, |
2 0 0 , 3 0 0 ,4 0 0 , |
550, |
6 0 0 |
|||||
Э Ц Н -8-300 |
30 0 |
3 0 0 , |
5 5 0 , |
750, |
|
10 0 0 , |
1200, |
|||
|
|
1400, |
1650 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -8-500 |
500 |
2 5 0 , |
4 5 0 , |
600, |
8 00, |
1000, |
||||
|
|
1150, |
1350 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -8-800 |
800 |
2 0 0 , |
3 5 0 , |
5 5 0 , |
700, |
85 0 , |
||||
|
|
1 0 0 0 , |
1150 |
|
|
|
|
|
||
Э Ц Н -8-1300 |
1300 |
100, |
2 0 0 , |
3 0 0 , 4 0 0 , |
|
500, |
||||
|
|
6 0 0 , |
700 |
|
|
|
|
|
||
метр Условныйобсаднойколонны, диа дюймы
5
6
8
диаметрноймм Минимальный обсадколонны,
122
144
194
Таблица 22
допустимыйгабаперечныйритныймм Максимальный поразмер,
114
137
184
6
Рис. 106. Область при менения погружных электронасосов нормаль ного ряда для скважин.
а — диаметром 5"; Q — диа метром 6 ; в — диаметром
8
Шифр насоса
ЭЦН-5-20-750 ЭЦН-5-20-1000 ЭЦН-5-20-1300 ЭЦН-5-40-700 ЭЦН-5-40-950 ЭЦН-5-40-1400 ЭЦН-5-80-800 ЭЦН-6-100-900 ЭЦН-6-160-750 ЭЦН-6-250-800 ЭЦН-6-350-650 ЭЦН-6-500-450 ЭЦН-6-700-300 ЭЦНИ-6-100-900 ЭЦНИ-6-100-1500 ЭЦНИ-6-160-750 ЭЦНИ-6-160-1450 ЭЦНИ-6-250-800 ЭЦНИ-6-250-1050
|
|
|
|
ки |
апор,Н вод.м |
Числосту пеней |
|
Подача, 9м |
|
||
1 сут |
|
|
Двигатель |
|
|
|
|
20 |
775 |
207 |
ПЭД-7-ЮЗ |
20 |
1070 |
289 |
ПЭД-10-103 |
20 |
1260 |
353 |
ПЭД-10-103 |
40 |
780 |
207 |
пэд-ю-юз |
40 |
1000 |
289 |
ПЭД-14-103 |
40 |
1520 |
412 |
ПЭД-19-ЮЗ |
80 |
800 |
206 |
ПЭД-19-ЮЗ |
100 |
860 |
171 |
ПЭД-17-2 |
160 |
780 |
121 |
ПЭД-35-2М |
250 |
875 |
151 |
ПЭД-46-2 |
350 |
650 |
116 |
ПЭД-46-2 |
500 |
430 |
100 |
ПЭД-55-123 |
700 |
300 |
81 |
ПЭД-46-2 |
100 |
920 |
153 |
ПЭД-17-2 |
100 |
1400 |
262 |
ПЭД-35-2М |
160 |
670 |
109 ПЭД-35-2М |
|
160 |
1315 |
214 ПЭД-46-2 |
|
250 |
790 |
137 |
ПЭД-46-2 |
250 |
1070 |
193 |
ПЭД-55-123 |
Таблица 23'
Мощность двигателя, кет |
К абель |
||
К РБП |
К РБ К |
||
|
|||
7 |
3X10 |
3X16. |
10 |
3X10 |
3X16 |
10 |
3X10 |
3X16 |
10 |
3X10 |
3X16 |
14 |
3X10 |
3X16 |
19 |
3X16 |
3X25 |
19 |
3X16 |
3X25 |
17 |
3X16 |
3X25 |
35 |
3X16 |
3X25 |
46 |
3X16 |
3X25 |
46 |
3X16 |
3X25 |
55 |
3X16 |
3X35 |
46 |
3X16 |
3X25 |
17 |
3X16 |
3X25 |
35 |
3X16 |
3X35 |
35 |
3X16 |
3X25 |
46 |
3X16 |
3X35 |
46 |
3X16 |
3X25 |
55 |
3X16 |
3X35 |
В настоящее время нормальный ряд погружных электронасосов корректируется. Ведутся работы по расширению номенклатуры погружных электродвигателей, в частности по увеличению мощ ности привода путем спаривания электродвигателей. Ведутся также работы по созданию малогабаритных и высокооборотных погруж ных агрегатов.
§ 61. Защита от песка и газа
Электронасосы ЭЦН предназначены для работы в условиях, при которых в откачиваемой жидкости содержится незначительное коли чество песка (до 0,01% по весу). Однако, как известно, условия работы погружных насосов на бакинских промыслах значительно тяжелее, чем в других районах, так как в откачиваемой жидкости содержится значительное количество песка.
В этих условиях наблюдается усиленный износ деталей, осо бенно в местах трения.
Наиболее изнашиваются ступицы рабочих колес и их опоры в направляющих аппаратах, пята колеса и ее кольцевая опора в на правляющем аппарате и другие детали.
Погружные насосы для откачки жидкости, содержащей до 1% но весу песка, выпускают в износоустойчивом исполнении с шифром ЭЦНИ.