Установки погружных центробежных электронасосов

Глава 3

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМИ БЕСШТАНГОВЫМИ НАСОСАМИ

В системе нефтедобычи при механизированной эксплуатации скважин наряду с насосной штанговой и газлифтной эксплуата­цией широкое применение находят погружные бесштанговые насосы. К. их числу относят погружные центробежные и винто­вые электронасосы, электродиафрагменные и гидропоршневые насосы.

УСТАНОВКИ ПОГРУЖНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ

Установки погружных центробежных электронасосов УЭЦНМ широко применяют для эксплуатации нефтяных скважин, осо­бенно высокодебитных, обводненных, глубоких и наклонных.

Добывные возможности этих установок значительно выше, чем штанговых, так как отсутствует длинная колонна штанг между насосом и приводом, что позволяет передавать погруж­ному насосу значительно большие мощности.

В зависимости от поперечного размера погружного электро­насосного агрегата установки подразделяют на группы 5, 5А и 6.

Группа установок..................................... 5 5А 6

Внутренний диаметр эксплуатационной

колонны, мм............................................. 121,7 130 144,3—148,3

Поперечный размер установки, мм.. 112 124 137—140,5

Установки имеют два исполнения — обычное и коррозионно-стойкое. Пример условного обозначения — УЭЦНМ5-125-1200 ТУ 26-06-1486—87, где У — установка; Э — привод от погруж­ного двигателя; Ц — центробежный; Н — насос; М — модуль­ный; 5 — группа насоса; 125 — подача, м³/сут; 1200 — напор, м.

Для установок коррозионностойкого исполнения перед обо­значением группы насосов добавляют букву К.

Максимальная концентрация сероводорода составляет:

для установок обычного исполнения — 0,001 % (0,01 г/л);

для установок коррозионностойкого исполнения — 0,125% (1,25 г/л).

Температура перекачиваемой жидкости в зоне работы по­гружного агрегата не более 90 °С.

В установку УЭЦНМ (рис. 3.1) входит погружной электро­насосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гид-

розащитон 1 и насос 2, кабельная линия 3, спускаемая в сква­жину на подъемных насосно-компрессорных трубах 7, оборудо­вание устья 8 типа АУЭ или крановая фонтанная арматура АФК1Э-65Х14, наземное электрооборудование —трансформа­торная комплектная подстанция 10 (индивидуальная — КТППН, кустовая —КТППНКС).

Насосный агрегат откачивает пластовую жидкость из сква­жины и подает ее на поверхность по колонне насосно-компрес­сорных труб.

Кабель в сборе, обеспечивающий подвод электроэнергии к электродвигателю, крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6, входящими в состав насоса.

Погружной электронасос, электродвигатель и гидрозащита соединяются между собой фланцами и шпильками. Валы на­соса, двигателя и протектора имеют на концах шлицы и соеди­няются шлицевыми муфтами. Кабель в сборе с двигателем со­единяются при помощи муфты кабельного ввода.

Оборудование устья скважины обеспечивает подвеску ко­лонны насосно-компрессорных труб с насосным агрегатом и кабелем в сборе на фланце обсадной колонны, герметизацию затрубного пространства, отвод пластовой жидкости в выкид­ной трубопровод.

Комплектная трансформаторная подстанция (трансформа­тор и комплектное устройство) преобразует напряжение про­мысловой сети до значения оптимального напряжения на зажи­мах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле и обеспечивает управление работой насосного агрегата установки и ее защиту при аномальных режимах. Подключательный вы­носной пункт 9 предназначен для предупреждения прохожде­ния газа по кабелю в КТППН (КТППНКС) или комплектное устройство.

Обратный клапан 4 служит для предотвращения обратного вращения (турбинный режим) ротора насоса под воздействием столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб при остановках и облегчения повторного запуска насосного агре­гата.

Спускной клапан 5 предназначен для слива жидкости из ко­лонны насосно-компрессорных труб при подъеме насосного аг­регата из скважины.

Обратный клапан ввинчен в модуль — головку насоса, а спускной — в корпус обратного клапана.

Допускается устанавливать клапаны выше насоса в зависи­мости от значения.газосодержания у сетки входного модуля насоса.

При этом клапаны должны располагаться ниже сростки основного кабеля с удлинителем, так как в противном случае

поперечный габарит насосного агрегата будет превышать до­пустимый.

Обратные клапаны насосов групп 5 и 5А рассчитаны на лю­бую подачу, группы 6 — на подачу до 800 м³/сут включительно. Конструктивно они одинаковы и имеют резьбы муфты и насос-но-компрессорной гладкой трубы диаметром 73 мм. Обратный клапан для насосов группы 6, рассчитанный на подачу свыше 800 м³/сут, имеет резьбы муфты и насосно-компрессорной глад­кой трубы диаметром 89 мм.

Спускные клапаны имеют такие же исполнения по резьбам, как и обратные.

Двигатель •—асинхронный погружной трехфазный коротко-замкнутый двухполюсный маслонаполненный.

Установки можно комплектовать двигателями типа ШЭД, оснащенными системой контроля температуры и давления пла­стовой жидкости.

При этом установки должны иметь комплектное устройство ШГС5805—49ТЗУ1.

Для установок, укомплектованных кабельными линиями, в которых взамен удлинителя с теплостойким кабелем марки КФСБ используется удлинитель с кабелем марки КПБП, тем­пература должна быть не более:

для УЭЦНМ5 и УЭЦНМК5 с двигателем мощностью 32 кВт —70 °С;

для УЭЦНМ5, 5А и УЭЦНМК5, 5А с двигателями мощно­стью 45—125 кВт —75 °С;

для УЭЦНМ6 и УЭЦНМК6 с двигателями мощностью 90— 250 кВт —80 °С.

Максимальнее содержание попутной поды 99%. Макси­мальное объемное содержание свободного газа у основания двигателя 25%, для установок с модулями насосными-газосе-параторами 55 %.

Для откачивания пластовой жидкости, содержащей у сетки входного модуля насоса свыше 25 % по объему свободного газа, к насосу подключают модуль насосный-газосепаратор. Газосе­паратор устанавливают между входным модулем и модулем-секцией.

Погружной центробежный модульный насос (в дальнейшем «насос») — многоступенчатый вертикального исполнения.

Насос изготовляют двух исполнений: обычное ЭЦНМ. и кор-розионностойкое ЭЦНМК.

Насос состоит из входного модуля, модуля-секции (модулей-секций), модуля-головки, обратного и спускного "клапанов (рис. 3.2).

Допускается уменьшить число модулей-секций в насосе, со­ответственно укомплектовав погружной агрегат двигателем не­обходимой мощности.

2* 35

Таблица 3.1. Основные параметры центробежных установок

Продолжение табл. 3.1

Установка	Пода­ча, м'/сут	Напор, м	Мощ­ность, кВт	К.п.д., %	Длина, мм	Масса, кг
насос­ного агрегата	насоса	насос­ного агре­гата	насоса
УЭЦНМ5-50-1300				23,5
УЭЦНМК5-50-1300				33,5
УЭЦНМ5-50-1700			28,8
УЭЦНМК5-50-1700			28,8
УЭЦНМ5-80-1200			26,7
УЭЦНМК5-80-1200			26,7
УЭЦНМ5-80-1400			30,4	42,5
УЭЦНМК5-80-1400			30,4	42,5
УЭЦНМ5-80-1550			33,1	42,5
УЭЦНМК5-80-1550			33,1	42,5
УЭЦНМ5-80-1800			38,4	42,5		11 252
УЭЦНМК5-80-1800			38,4	42,5		11 252
УЭЦНМ5- 125- 1000			29,1
УЭЦНМК5- 125- 1000			29,1
УЭЦНМ5- 125- 1200			34,7
УЭЦНМК5-125-1200			34,7
УЭЦНМ5-125-1300			38,1
УЭЦНМК5- 125- 1300			38,1
УЭЦНМ5- 125- 1800			51,7	48,5
УЭЦНМК5- 125- 1800			51,7	48,5
УЭЦНМ5-200-800
УЭЦНМК5-200-950			50,8		24 887
УЭЦНМ5-200-1000			54,5		30 277
УЭЦНМК5-200-1400			76,2
УЭЦНМ5А- 160- 1450			51,3
УЭЦНМК5А- 160- 1450			51,3		20 117	11 252
УЭЦНМ5А- 160- 1550			56,2		20 117	11 252
УЭЦНМК5А- 160- 1550			56,2
УЭЦНМ5А- 160- 1750			62,3
УЭЦНМ5А-250-1000			55,1	51,5	20 117	11 252
УЭЦНМК5А-250-1000			55,1	51,5	20 117	11 252
УЭЦНМ5А-250-1100			60,1	51,5	21 482
УЭЦНМК5А-250-1100			60,1	51,5	21 482
УЭЦНМ5А-250-1400			76,3	51,5		15 982
УЭЦНМК5А-250-1400			76,3	51,5
УЭЦНМ5А-250-1700			92,8	51,5
УЭЦНМК5А-250-1700			92,8	51,5
УЭЦНМ5А-400-950			84,2
УЭЦНМК5А-400-950 "			84,2
УЭЦНМ5А-400-1250			113,9
УЭЦНМК5А-400-1250			113,9
УЭЦНМ5А-500-800			100,5
УЭЦНМ5А-500-800			100,5
УЭЦНМ5А-БОО-1000			123,3

Установка	Пода­ча, м3/сут	Напор и	Мощ­ность, кВт	К.п.д., %	Длина, мм	Масса, кг
насос­ного агрегата	насоса	насос­ного агре­гата	насоса
УЭЦНМК5А-500-1000			123,3
УЭЦНМ6-250-1400 УЭИНМК6-250-1400 УЭЦНМ6-250-1600 УЭЦНМК6-250-1600		1470 1470 1635 1635	78,7 78,7 87,5 87,5	53 53 53 53	18 747 18747 20 112 20 112	9252 9252 10617 10617	1157 1209 1225	446 460 512
УЭЦНМ6-500-1150 УЭЦНМК6-500-1150		1150 1150	127,9 127,9	51 51	28 182 28 182	14617 14 617	1894 1910	764 783
УЭЦНМ6-800-1000 УЭЦНМК6-800-1000		970 970	172,7 172,7	51 51	31 547 31 547	17982 17982	2015 2049	888 922
УЭЦНМ6- 1000-900 УЭЦНМК6- 1000-900		900 900	202,2 202,2	50,5 50,5	39227 39227	21 982 21 982	2541 2573	1074 1106

Соединение модулей между собой и входного модуля с дви­гателем фланцевое. Соединения (кроме соединения входного модуля с двигателем и входного модуля с газосепаратором) уплотняют резиновыми кольцами.

Соединение валов модулей-секций между собой, модуля-сек­ции с валом входного модуля, вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляют при помощи шлицевых муфт.

Валы модулей-секций всех групп насосов, имеющих одина­ковые длины корпусов 2, 3 и 5 м, унифицированы по длине.

Рабочие колеса и направляющие аппараты, число которых в насосном агрегате достигает от 220 до 400 ступеней, обычного исполнения изготовляют из модифицированного серого чугуна, коррозионностойкого исполнения — из модифицированного чу­гуна типа «нирезист». Рабочие колеса насосов обычного испол­нения можно изготовить из радиационно-модифицированного полиамида.

В табл. 3.1 приведены основные параметры установок, к. п. д. насосного агрегата, соответствующее работе на воде плотно­стью 1000 кг/м³.