Погружной электродвигатель

Погружные асинхронные двигатели (ПЭД), в зависимости от мощ­ности, изготавливаются одно- и двухсекционными. Для различных типоразмеров питание электродвигателя осуществляется напряжени­ем от 380 до 2300 В. Рабочая частота переменного тока составляет 50 Гц, при этом частота вращения вала двигателя составляет 3000 мин^-1. Импортные электродвигатели (моторы) работают при частоте тока 60 Гц и обеспечивают 3500 мин^-1. При использовании регулятора ча­стоты (вариатора) допускается работа двигателя при частоте тока от 40 до 60 Гц. Мощность двигателей достигает 500 кВт.

Двигатели мощностью более 180 кВт — диаметром 123 мм, более 90 кВт — диаметром 117 мм, 63 кВт — 103 мм и мощностью 45 кВт -диаметром 96 мм.

Структура условного обозначения ПЭД — погружной электродви­гатель — следующая: за буквами число обозначает мощность двигате­ля в кВт, далее - диаметр корпуса в мм, например ПЭД 45-103.

В состав погружного электродвигателя (ПЭД) входят: двигатель и гидрозащита, состоящая из протектора и компенсатора.

Протектор предназначен для защиты от попадания пластовой жидкости в маслонаполненныи электродвигатель и предотвращает утечки масла при передаче вращения от электродвигателя к насосу.

Погружной электродвигатель (ПЭД) — трехфазный, асинхронный с короткозамкнутым ротором, маслозаполненный и герметичный. Электроэнергия на двигатель подается через специальный брониро­ванный кабель.

Компенсатор предназначен для выравнивания давления масла в двигателе с давлением жидкости в скважине и пополнения объема масла в двигателе.

Электродвигатель (рис. 2.13). Работа асинхронного электродвига­теля основана на том, что при подаче переменного трехфазного тока на протяжную обмотку статора возникает магнитное поле, под воз­действием которого ротор начинает вращаться вокруг своей оси.

Статор выполнен из трубы, в которую запрессован магнитопро-вод, изготовленный из листовой электротехнической стали. Статор магнитомягкий по всей длине. В пазы статора уложена трехфазная протяжная обмотка из специального обмоточного провода. Фазы об­мотки соединены в звезду.

Внутри статора размещается ротор, представляющий из себя на­бор пакетов, разделенных между собой промежуточными подшипни­ками и последовательно надетыми на вал. Вал ротора для обеспече­ния циркуляции масла, выполнен пустотелым. Пакеты ротора набра­ны из листовой электротехнической стали. В пазы пакетов вставлены медные стержни, сваренные по торцам с короткозамкнутыми медны­ми кольцами.

Гидрозащита

Применение электродвигателя в скважине возможно при обеспече­нии герметичности маслонаполненного электродвигателя. Для предох­ранения от попадания во внутреннюю полость ПЭД пластовой жидко­сти служит гидрозащита. Гидрозащита состоит из компенсатора и протектора.

Торцевое уплотнение

Протектор уста­навливается над дви­гателем и служит для обеспечения герме­тичности электро­двигателя при пере­даче вращательного движения от двига­теля к насосу.

Узел пяты

Верхнее торцевое уплотнение предназ­начено для гермети­зации внутреннего пространства элект­родвигателя.

Перепускной клапан

Нижний конец вала соединяется с валом электродвига­теля, верхний ко­нец - с валом насо­са при монтаже на скважине.

Резиновая диафрагма

Рис. 2.13. Электродвигатель УЭЦН

В протекторе рас­положен узел пяты, который восприни­мает осевые нагруз­ки, действующие на вал при работе насо­са. Он расположен в нижней части про­тектора, что исклю­чает работу без мас­ла и его перегрев.

Компенсатор обеспечивает передачу и уравнивание давления пла­стовой жидкости в зоне подвески двигателя с давлением масла в дви­гателе, а также изменением своего объема компенсирует тепловые из­менения объема масла в двигателе в процессе его работы.

Внутренняя полость диафрагмы сообщается с внутренней полос­тью электродвигателя и заполняется маслом при монтаже двигателя. Это масло служит запасом для компенсации его естественного расхо-

да через нижнее торцовое уплотнение, герметизирующее вращающий­ся вал.

Обратный и сливной клапаны (рис. 2.14)

Спускной (сбивной, сливной) клапан предназначен для слива жидкости из лифта (колонны насосно-компрессорных труб) при подъеме насоса из скважины. В корпус спускного клапана ввернут штуцер. Перед подъемом насоса из скважины конец штуцера сбива­ется (обламывается) специальным инструментом (например, ломом, сбрасываемым в НКТ) и жидкость из колонны НКТ вытекает через отверстие в штуцере в затрубное пространство.

Обратный клапан предназначен для предотвращения обратного вращения рабочих колес насоса под воздействием выравнивания стол­ба жидкости в НКТ и затрубном пространстве, при остановках насо­са, и облегчения повторного запуска насоса.

Под воздействием потока перекачиваемой жидкости тарелка под­нимается, открывая клапан. При остановке насоса тарелка опускает­ся на седло под воздействием столба жидкости в напорном трубопро­воде, т.е. клапан закрывается.

Прослабленное сечение штуцера Полый штуцер Присоединительная резьба Корпус Направляющая втулка Тарелка клапана Обрезиненное седло Присоединительная резьба

Толщина стенк и Диам етр

Рис. 2.14. Обратный и сливной кла­паны УЭЦН

Рис. 2.15. Напорный трубопровод УЭЦН

Напорный трубопровод (лифт) (рис. 2.15)

Для обеспечения подъема пластовой жидкости и газа на поверх­ность при эксплуатации скважин УЭЦН применяются насосно-ком-прессорные трубы. Как правило, на промыслах России используются трубы диаметром 60, 73, 89 мм (соответственно 2", 2,5" и 3"). Трубы последовательно соединяются на резьбе, составляя колонну НКТ (лифт).

Условное обозначение труб включает: тип трубы (кроме гладких труб), условный диаметр трубы, толщину стенки, группу прочности, например НКТ 73 - 5.5Д.

Для крепления кабельной линии при спуске УЭЦН в скважину применяют пояса крепления, а в скважинах с осложненной траекто­рией спуска (высокая степень искривленности ствола скважины) для защиты кабеля от повреждений применяют протекторы.

На скважину завозится НКТ необходимой проектной длины. В качестве запаса предусматривается 5% от общей длины труб. Длина одной НКТ примерно 9 м.