Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Описание и параметры установок
Состав узлов установки ЭЦН и их расположение приведены на рис. 5.2. Скважинный насос является многоступенчатым и имеет от 80 до 500 и более ступеней. Рис. 5.2. Установка электроприводного центробежного насоса: 1 — электродвигатель; 2 — гидрозащита; 3 — насос; 4 — кабельная линия; 5 — комплектное трансформаторное устройство; 6 — клапан спускной; 7 — пояс; 8 — труба насосно-компрессорная; 9 — оборудование устья скважины; 10 — выносной пункт подключения кабеля; 11 — клапан обратный; 12 — газосепаратор; L и D1 — длина и диаметральный габарит насосного агрегата; D2 — диаметр резьбы НКТ
Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части. Сетка обеспечивает фильтрацию пластовой жидкости. Насос подает жидкость из скважины в НКТ. Погружной электродвигатель — маслозаполненный, герметизированный. Для предотвращения попадания в него пластовой жидкости имеется узел гидрозащиты. Вал двигателя соединен с валом гидрозащиты и через него с валом насоса. При применении асинхронных электродвигателей валы имеют частоту вращения 2800— 2950 мин-1. Установки, предназначенные для откачки жидкости с повышенным содержанием газа, комплектуются модулями насосными-газосепараторами. Электроэнергия с поверхности к двигателю подается по кабелю. Рядом с НКТ идет круглый, а около насосного агрегата — плоский кабель. Использование плоского кабеля позволяет несколько увеличить диаметр насоса и двигателя, что благоприятно сказывается на их энергетические показатели. Чтобы повысить эффективность использования внутреннего диаметра обсадной колонны, необходимо до минимума сократить зазор между ней и агрегатом. Минимально допустимый зазор, гарантирующий безаварийный спуск и подъем оборудования, был найден и обоснован при помощи большого числа экспериментов и результатов практики. Практика показывает, что минимальный зазор может быть принят 6 мм. По внутреннему размеру обсадных колонн и принятому зазору выбирают габариты погружного агрегата. Возможны три варианта расположения насоса, двигателя и токоподводящего плоского кабеля, определяющих габарит погружного агрегата (рис. 5.3). В первом случае (рис. 5.3, а) габарит погружного агрегата Аmах равен диаметру двигателя Dд, а диаметр насоса Dн и высота плоского кабеля hк вписываются в габарит двигателя. В этом случае можно получить большую мощность и иметь высокий КПД электродвигателя. Однако максимальная подача будет уменьшена, так как подача центробежного насоса зависит от диаметра рабочего колеса в кубе, т.е. Q = f (Dн3). Рис. 5.3. Схема компоновки скважинного насосного агрегата
При третьем варианте (рис. 5.3, в) Dн = Dд, а габарит погружного агрегата определяется суммой размеров двигателя (или насоса), плоского кабеля и защитных устройств (защитных кожухов или ребер). Подача центробежного насоса при таком варианте расположения узлов агрегата будет максимальной, но мощность электродвигателя при этом уменьшится. В отечественной и мировой практике в основном применяют промежуточный вариант (рис. 5.3, б). Окончательный выбор диаметров насоса и двигателя определяется наиболее выгодным соотношением КПД насоса и двигателя при минимальных потерях энергии в кабеле и трубах [10]. В некоторых случаях плоский кабель применяется на всей глубине спуска, в том числе и у НКТ. При этом требуется строго следить за правильным размещением кабеля, с тем, чтобы он не становился ребром к трубам, что может привести к его повреждению при спуске. Необходимо отметить и проблему теплоотвода от средней жильи плоского кабеля, что в сочетании с высокой температурой откачиваемой жидкости приводит зачастую к перегреву изоляции средней жильи и отказу установки по кабелю. Трансформатор применяют для повышения напряжения тока, получаемого от промысловой сети (обычно 380 В). У двигателя напряжение обычно больше (400—2000 В и выше). Кроме того, трансформатор необходим для компенсации снижения напряжения в длинном кабеле. Станция управления позволяет включать и отключать установку вручную или автоматически по заданной программе и отключать ее при аварийном режиме работы. Кроме того, станция имеет приборы, показывающие силу тока и напряжение, а в некоторых модификациях — и другие параметры (например — сопротивление изоляции кабеля). Современные станции управления позволяют задавать и поддерживать необходимые режимы работы системы «пласт — скважина — насосная установка» и проводить диагностику работоспособности УЭЦН. Колонна НКТ оборудуется обратным 7 и спускным 9 клапанами (см. рис. 5.2). Обратный клапан размещается в специальной муфте с конической внутренней резьбой НКТ на концах. Обратный клапан имеет в муфте седло, шар и ограничитель подъема шара. В некоторых конструкциях обратных клапанов применяются другие виды запирающего элемента (конус, тарель). Обратный клапан позволяет при остановках насоса сохранить в колонне НКТ жидкость. Таким образом, при остановке жидкость не сливается из труб в скважину и не тратится время на заполнение труб при каждой остановке насоса. Кроме того, облегчается запуск установки. Запуск происходит при заполненной жидкостью колонне подъемных труб, т.е. при большом напоре. Этот напор можно еще более увеличить, закрыв на устье выкидную задвижку. При больших напорах центробежный насос (по сравнению с малыми напорами и большей подачей), как известно, требует меньшей приводной мощности. Поэтому облегчается запуск установки, особенно при больших глубинах подвески. Спускной клапан позволяет освободить колонну труб от жидкости перед подъемом агрегата из скважины, если в колонне установлен обратный клапан. Спускной клапан расположен в специальной муфте, которая встраивается в колонну труб. В муфту ввернут ниппель с внутренним отверстием, сообщающимся с полостью скважины и закрытым в колонне труб. Ниппель выступает внутри труб так, что при сбросе в трубы ломика последний ломает ниппель и открывающееся отверстие ниппеля соединяет трубы с полостью скважины. Жидкость переливается по этому отверстию из труб в скважину. Применение такого спускного клапана не рекомендуется, если в установке используют скребок для очистки труб от парафина. При обрыве проволоки, на которой спускается скребок, он падает и ломает ниппель, происходит самопроизвольный перепуск жидкости в скважину, что приводит к необходимости подъема агрегата. Поэтому применяются спускные клапаны и других типов, приводимые в действие за счет повышения давления в трубах, без спуска ломика. Установки ЭЦН в России разработаны для скважин с обсадными колоннами 127, 140, 146 и 168 мм. Для обсадных колонн размера 146 и 168 мм имеются погружные агрегаты двух габаритов. Один предназначен для скважин с наименьшим внутренним диаметром (по ГОСТу) обсадной колонны. В этом случае и агрегат ЭЦН имеет меньший диаметр, а, следовательно, и меньшие предельные величины рабочей характеристики (напор, подача, КПД). Агрегат других габаритов предназначен для наиболее распространенных скважин с большим внутренним диаметром. Здесь агрегаты и их параметры могут быть большими (табл. 5.1). В таблице в скобках показана перспектива увеличения параметров установок [21].
Таблица 5.1 |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 548; Нарушение авторского права страницы