ЗМІСТ
лист
| Анотація (російська мова) | 5 |
| Анотація (англійська мова) | 6 |
| | |
| ВСТУП | 7 |
| 1.АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СХЕМ І КОНСТРУКЦІЙ. | 8 |
| 1.1.Назначеніе і технічні дані ЕЦН. | 8 |
| 1.1.1.Історіческая довідка про розвиток способу видобутку. | 8 |
| 1.1.2.Состав і комплектність УЕЦН. | 9 |
| 1.1.3.Техніческіе характеристики ПЕД. | 14 |
| 1.1.4.Основние технічні дані кабелю. | 15 |
| 1.2. Короткий огляд вітчизняних схем та установок. | 16 |
| 1.2.1.Общіе відомості. | 16 |
| 1.2.2.Погружной відцентровий насос. | 17 |
| 1.2.3.Погружние електродвигуни. | 18 |
| 1.2.4.Гідрозащіта електродвигуна. | 18 |
| 1.3.Краткій огляд зарубіжних схем та установок. | 19 |
| 1.4. Аналіз роботи УЕЦН. | 22 |
| 1.4.1.Аналіз фонду свердловин. | 22 |
| 1.4.2.Аналіз фонду ЕЦН. | 22 |
| 1.4.3.По подачі. | 22 |
| 1.4.4.По напору. | 23 |
| 1.5.Краткая характеристика свердловин. | 24 |
| 1.6.Аналіз несправностей ЕЦН. | 24 |
| 1.7.Аналіз аварійності фонду УЕЦН. | 26 |
| 2.ПАТЕНТНАЯ опрацювання. | 28 |
| 2.1.Патентная опрацювання. | 28 |
| 2.2.Обоснованіе обраного прототипу. | 30 |
| 2.3.Суть модернізації. | 31 |
| 3. Розрахункова частина. | 32 |
| 3.1. Розрахунок ступеня ЕЦН. | 32 |
| 3.1.1. Розрахунок робочого колеса. | 32 |
| 3.1.2. Розрахунок спрямовуючого апарату. | 35 |
| 3.2.Проверочний розрахунок шпоночно з'єднання. | 36 |
| 3.3.Проверочний розрахунок шліцьового з'єднання. | 38 |
| 3.4.Расчет валу ЕЦН. | 39 |
| 3.5.Прочностной розрахунок | 44 |
| 3.5.1.Прочностной розрахунок корпусу насоса. | 44 |
| 3.5.2.Прочностной розрахунок гвинтів страхувальної муфти. | 45 |
| 3.5.3.Прочностной розрахунок корпусу напівмуфт. | 45 |
| 4.ЕКОНОМІЧЕСКІЙ ЕФЕКТ ВІД | 47 |
| 5.БЕЗОПАСНОСТЬ І ЕКОЛОГІЧНІСТЬ ПРОЕКТУ. | 53 |
| 6.Література. | 63 |
| 7. Додаток 1 | 64 |
| 8.Пріложеніе 2 | 65 |
| 9.Пріложеніе 3 | 66 |
| 10.Пріложеніе 4 | 67 |
| 11. Додаток 5. | 68 |
ВСТУП
УЕЦН призначені для відкачування пластової рідини з нафтових свердловин івикористовується для форсування відбору рідини. Установки відносяться догрупі виробів II, виду I по ГОСТ 27.003-83.
Кліматичні виконання погружного обладнання - 5, наземногоелектрообладнання - I ГОСТ 15150-69.
Для надійної роботи насоса потрібно його правильний підбір до даноїсвердловині. При роботі свердловини постійно міняються параметри плата,призабійної зони пласта, властивості відбирається рідини: вміст води,кількість попутного газу, кількість механічних домішок, і якнаслідок, звідси йде не доотбор рідини або робота насоса вхолосту,що скорочує міжремонтний період роботи насоса. На даний момент робитьсяупор на більш надійне обладнання, для збільшення міжремонтного періоду,і як наслідок з цього зниження витрат на підйом рідини. Цього можнадомогтися, застосовуючи відцентрові УЕЦН замість ШСН, так як відцентровінасоси мають великий міжремонтний період.
Установку УЕЦН можна застосовувати при відкачування рідини, що містять газ,пісок, і корозійно-активні елементи.
1.АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СХЕМ І КОНСТРУКЦІЙ.
1.1.Назначеніе і технічні дані УЕЦН.
Установки погружних відцентрових насосів призначені для відкачування знафтових свердловин, в тому числі і похилих пластової рідини, що міститьнафту, воду і газ, і механічні домішки. Залежно від кількостірізних компонентів, що містяться в відкачуємо рідини, насосиустановок мають виконання звичайний і підвищеної корозійно-зносостійкості.
При роботі УЕЦН, де в відкачуємо рідини концентрація мехпрімесейперевищує допустиму 0,1 граммлітр відбувається засмічення насосів,інтенсивної знос робочих агрегатів. Як наслідок, посилюється вібрація,попадання води в ПЕД по торцевих ущільнень, відбувається перегрівдвигуна, що призводить до відмови роботи УЕЦН.
Умовне позначення установок:
УЕЦН До 5-180-1200, У 2 ЕЦН І 6-350-1100,
Де У - установка, 2-друге модифікація, Е - з приводом від погружногоелектродвигуна, Ц - відцентровий, Н - насос, К - підвищенийкоррозіоностойкості, І - підвищеної зносостійкості, М - модульноговиконання, 6 - групи насосів, 180, 350 - подача мсут, 1200, 1100 --напір, м.в.ст.
В залежності від діаметру експлуатаційної колони, максимальногопоперечного габариту погружного агрегату, застосовують ЕЦН різних груп -
5,5, а 6. Встановлення групи 5 з поперечним діаметром не менше 121,7 мм.
Установки групи 5 а з поперечним габаритом 124 мм - в свердловинах внутрішнімдіаметром не менше 148,3 мм. Насоси також поділяють на три умовнігрупи - 5,5 а, 6. Діаметри корпусів групи 5 - 92 мм, групи 5 а - 103 мм,групи 6 - 114 мм. Технічні характеристики насосів типу ЕЦНМ і ЕЦНМКнаведені у додатку 1.
1.1.1.Історіческая довідка про розвиток способу видобутку.
Розробка безштангових насосів в нашій країні почалася ще до революції.
Коли А.С. Артюнов разом з В.К. Домовим розробили свердловинна агрегат, вякому відцентровий насос наводився в дію занурювальнимелектродвигуном. Радянські інженери, починаючи з 20-х років, пропонувалирозробку поршневих насосів з поршневим пневматичним двигуном. Однимз перших такі насоси розробив М.І. Марцішевскій.
Розробка свердловинного насоса з Пневмодвигуни була продовжена в
Азінмаше В. І. Документовим. свердловинні відцентрові насоси зелектроприводом розроблялися в передвоєнний період А. А. Богдановим, А.В.
Криловим, Л.І. Штурман. Промислові зразки відцентрових насосів зелектроприводом були розроблені в особливому конструкторському бюро збезштангових насосів. Ця організація веде всі роботи по свердловинібезштангових насосів, у тому числі і по гвинтових, діафрагмовим та ін
Нафтогазовидобувна промисловість з відкриттям нових родовищпотребувала насосах для відбору з свердловини великої кількості рідини.
Природно, що найбільш раціональний лопатевою насос, пристосований длявеликих подач. З лопатевих насосів набули поширення насоси зробочими колесами відцентрового типу, оскільки вони давали великий напірпри заданих подачах рідини і габаритах насоса. Широке застосуваннясвердловинних відцентрових насосів з електроприводом обумовлено багатьмачинниками. При великих відборах рідини з свердловини установки ЕЦН найбільшекономічні і найменш трудомісткі при обслуговуванні, в порівнянні зкомпресорної видобутком і підйомом рідини насосами інших типів. Привеликих подачах енергетичні витрати на установку відносно невеликі.
Обслуговування установок ЕЦН просто, так ака на поверхні розміщуютьсятільки станція управління і трансформатор, що не потребують постійного догляду.
Монтаж устаткування ЕЦН простий, тому що станція управління і трансформаторне мають потреби у влаштуванні фундаментів. Ці два вузли установки ЕЦН розміщуютьзазвичай у легкій будці.
1.1.2.Состав і комплектність УЕЦН
Установка УЕЦН складається з погружного насосного агрегату (електродвигуназ гідрозахисту та насоса), кабельної лінії (круглого плоского кабелю змуфтою кабельного вводу), колони НКТ, устаткування гирла свердловини іназемного електрообладнання: трансформатора і станції управління
(комплектного пристрою) (див. малюнок 1.1.). Трансформаторна підстанціяперетворить напруга промислової мережі дооптімальной величини на затискачахелектродвигуна з урахуванням втрат напруги в кабелі. Станція управліннязабезпечує керування роботою насосних агрегатів та його захист приоптимальних режимах.
Погружной насосний агрегат, що складається з насоса і електродвигуна згідрозахисту і компенсатора, опускається в свердловину по НКТ. Кабельна лініязабезпечує підведення електроенергії до електродвигуна. Кабель кріпиться до
НКТ, металевими колесами. На довжині насоса і протектора кабель плоский,прикріплений до них металевим колесами і захищений від пошкоджень і кожухамихомутами. Над секціями насоса встановлюються зворотний і зливний клапани.
Насос відкачує рідину з свердловини і подає її на поверхню по колоні
НКТ (див. малюнок 1.2.)
Обладнання гирла свердловини забезпечує підвіску на фланці обсадноїколони НКТ з електронасосом і кабелем, герметизацію труб і кабелю, а такожвідвід видобувається рідини у вихідний трубопровід.
Насос погружной, відцентровий, секційний, багатоступінчатий не відрізняєтьсяза принципом дії від звичайних відцентровий насосів.
Відмінність його в тому, що він секційний, багатоступінчатий, з малим діаметромробочих ступенів - робочих коліс і направляючих апаратів. Випускаються длянафтової промисловості заглибні насоси містять від 1300 до 415 ступенів.
Секції насоса, пов'язані фланцевими сполуками, являють собоюметалевий корпус. Виготовлений із сталевої труби завдовжки 5500 мм. Довжинанасоса визначається числом робочих ступенів, число яких, у свою чергу, визначається основними параметрами насоса. - Подачею і натиском. Подача інапір ступенів залежать від поперечного перерізу та конструкції проточної частини
(лопаток), а також від частоти обертання. У корпусі секцій насоса вставляєтьсяпакет ступенів що представляють собою збори на валу робочих коліс інаправляючих апаратів.
Робочі колеса встановлюються на валу на призматичної шпонки походової посадці і можуть переміщатися в осьовому напрямку. Направляючіапарати закріплені від повороту в корпусі ніпеля, розташованим у верхнійчастини насоса. Знизу в корпус угвинчують підставу насоса з прийомнимиотворами і фільтром, через які рідина зі свердловини надходить допершого ступеня насоса.
Верхній кінець вала насосу обертається в підшипниках сальника йзакінчується спеціальної п'ятою, що сприймає навантаження на вал і його вагачерез пружинне кільце. Радіальні зусилля в насосі сприймаютьсяпідшипниками ковзання, що встановлюються в основі ніпеля і на валунасоса.
У верхній частині насоса знаходиться ловильні голівка, в якійвстановлюється зворотний клапан і до якої кріпиться НКТ.
Електродвигун погружний, трехфазовий, асинхронний, маслозаполненний зкороткозамкненим ротором у звичайному виконанні і корозійностійкоївиконаннях ПЕДУ (ТУ 16-652-029-86). Кліматичне виконання - В,категорія розміщення - 5 по ГОСТ 15150 - 69. В основі електродвигунапередбачені клапан для закачування масла і його зливу, а також фільтр дляочищення масла від механічних домішок.
гідрозахисту ПЕД складається з протектора і компенсатора. Вона призначенадля запобігання внутрішньої порожнини електродвигуна від попаданняпластової рідини, а також компенсації температурних змін обсягівмасла і його витрати. (див. малюнок 1.3.)
Протектор двокамерний, з гумовою діафрагмою і торцевими ущільненнямивала, компенсатор з гумовою діафрагмою.
Кабель трижильним з поліетиленовою ізоляцією, броньований. Кабельналінія, тобто кабель намотаних на барабан, до заснування якого приєднанийподовжувач - плоский кабель з муфтою кабельного вводу. Кожна жила кабелюмає шар ізоляції і оболонку, подушки з прогумованою тканини і броні. Триізольовані жили плоского кабелю укладені паралельно в ряд, а Кругловоюскручені по гвинтовий лінії. Кабель у зборі має уніфіковану муфтукабельного вводу К 38, К 46 круглого типу. У металевому корпусі муфтигерметично закладені з допомогою гумового ущільнення, до струмопровідних жилахприкріплені наконечники.
Конструкція установок УЕЦНК, УЕЦНМ з насосом мають вал і ступені,виконані з корозієстійких матеріалів, і УЕЦНІ з насосом, що маєпластмасові робочі колеса і резинометалличні підшипники аналогічнаконструкція установок УЕЦН.
При великому газовому факторі застосовують насосні модулі - Газосепаратори,призначені для зменшення об'ємного вмісту вільного газу наприйомі насоса. Газосепаратори відповідають групі виробів 5, виду 1
(відновлювані) по РД 50-650-87, кліматичне виконання - В,категорія розміщення - 5 по ГОСТ 15150-69.
Модулі можуть бути поставлені в двох виконань:
Газосепаратори: 1 МНГ 5, 1 МНГ5а, 1МНГ6 - звичайного виконання;
Газосепаратори 1 МНГК5, МНГ5а - підвищеної корозійної стійкості .
Модулі насосні встановлюються між вхідним модулем і модулем-секцієюпогружного насоса.
Погружной насос, електродвигун, і гідрозахисту з'єднуються між собоюфланцями і шпильками. Вали насоса, двигуна і протектора мають на кінцяхшліци і з'єднуються шліцеві муфтами.
Комплектуючі підйоми і обладнання установок ЕЦН наведені в додатку
2.
1.1.3.Техніческіе характеристика ПЕД
Приводом погружних відцентрових насосів служить спеціальниймаслозаполненний погружной ассінхронний електродвигун трифазногозмінного струму з короткозамкнутим ротором вертикального виконання типу
ПЕД. Електродвигуни мають діаметри корпусів 103, 117, 123, 130, 138 мм.
Оскільки діаметр електродвигуна обмежений, при великих потужностяхдвигун має велику довжину, а в деяких випадках виконання секційним.
Так як електродвигун працює зануреним в рідину і часто підгідростатичним великим тиском, основна умова надійної роботи - йогогерметичність (див. малюнок 1.3).
ПЕД заповнюється спеціальним малов'язкі, високою діелектричної міцностімаслом, що служить як для охолодження, так і для змащення деталей.
Погружной електродвигун складається із статора, ротора, головки,підстави. Корпус статора виготовляється із сталевої труби, на кінцяхякої передбачена різьблення для приєднання головки і підставидвигуна. Магнітопровід статора збирається із активних та немагнітнихшіхтованних жесті, що мають пази, в яких розташовуються обмотка. Обмоткастатора може бути одношарової, протяжної, котушковий або двошаровою,стрижневий, петлевий. Фази обмотки з'єднані.
Активна частина магнітопровода спільно з обмоткою створює велектродвигунів обертове магнітне поле, а немагнітних частина слугуєопорами для проміжних підшипників ротора. До кінців обмотки статораприпаюють вивідні кінці, виготовлені з багатожильної мідного дроту зізоляцією, що має високу електричну і механічну міцність. До кінцівприпаюють штежельние гільзи, в які входять наконечники кабелю. Вивіднікінці обмотки з'єднують з кабелем через спеціальну штежельную колодку
(муфту) кабельного вводу. Токоввод двигуна може бути і ножового типу.
Ротор двигуна короткозамкнений, багатосекційний. До його складу входять вал,сердечники (пакети ротора), радіальні опори (підшипники ковзання). Валротора виконаний з пустотілої каліброваної сталі, сердечники з листовоїелектротехнічної сталі. Сердечники набираються на вал, чергуючись зрадіальними підшипниками, і з'єднані з валом шпонками. Набір сердечниківна валу затягнути в осьовому напрямку гайками або турбіни. Турбінкаслужить для примусової циркуляції масла для вирівнювання температуридвигуна на довжині статора. Для забезпечення циркуляції масла на погружнийповерхні магнітопровода є поздовжні пази. Масло циркуляцією черезці пази, фільтра в нижній частині двигуна, де воно очищається, і черезотвір у валу. В головці двигуна розташовані п'ята і підшипник.
Перевідники в нижній частині двигуна служить для розміщення фільтра,перепускного клапана і клапана для закачування масла у двигун.
Електродвигун секційного виконання складається з верхньої та нижньої секцій.
Кожна секція має такі ж основні вузли. Технічні характеристики ПЕДнаведені у додатку 3.
1.1.4.Основние технічні дані кабелю
Підведення електроенергії до електродвигуна встановлення занурювального насосаздійснюється через кабельну лінію, що складається з живильного кабелю та муфтикабельного вводу для зчленування з електродвигуном.
У залежності від призначення в кабельну лінію можуть входити:
Кабель марок КПБК або КППБПС - в якості основного кабелю.
Кабель марки КПБП (плоский)
Муфта кабельного вводу кругла або плоска.
Кабель КПБК складається з мідних однодротяна або багатодротяна жив,ізольованих у два шари поліетиленом високої міцності і скручених міжсобою, а також подушки і броні.
Кабелі марок КПБП і КППБПС в загальній шланговий оболонці складаються з мідниходнодротяна і багатодротяна жив, ізольованих поліетиленом високоїщільності і укладених в одній площині, а так само із загальної шланговийоболонці, подушки і броні.
Кабелі марки КППБПС з окремо отшлангованнимі жилами складаються з мідниходно-, багатодротяна жив, ізольованих у два шари поліетилену високоготиску і укладених в одній площині.
Кабель марки КПБК має:
Робоча напруга В - 3300
Допустимий тиск пластової рідини, МПа - 19,6
Допустимий газовий фактор, м/т - 180
Кабель марки КПБП має:
Робоча напруга, В - 2500
Допустимий тиск пластової рідини, МПа - 19,6
Допустимий газовий фактор, м/т - 180
Кабель марки КПБК і КПБП має допустимі температури навколишнього середовища від
60 до 45 З повітря, 90 С - пластової рідини.
Температури кабельних ліній наведено у додатку 4.
1.2.Краткій огляд вітчизняних схем та установок.
1.2.1. Загальні відомості
Установки погружних відцентрових насосів призначені для відкачуваннянафтових свердловин, в тому числі похилих, пластової рідини, що міститьнафту і газ, і механічної домішки.
Установки випускаються двох видів - модульні і немодульние; трьохвиконань: звичайне, коррозіоностойкое і підвищеної зносостійкості.
Перекачується середу вітчизняних насосів повинна мати наступніпоказники:
- пластова дикість - суміш нафти, попутної води і нафтового газу;
- максимальна кінематична в'язкість пластової рідини 1 ммс;
- водневий показник попутної води рН 6,0-8.3;
- зміст мехпрімесей для звичайного і коррозіоностойкого не більше 0,1 гл, зносостійкого не більше 0.5 гл;
- вміст сірководню для звичайного і зносостійкого не більше 0,01 гол; корозіоностойкого до 1.25 гол;
- максимальний вміст отриманої води 99%;
- вільного газу на прийомі до 25%, для установок з модулями - сепараторами до 55% ;
- максимальна температура продукції, що видобувається до 90С.
Залежно від поперечних розмірів застосовуваних у комплекті установокпогружних відцентрових електронасосів, елетродвігателей і кабельних лінійустановки умовно поділяються на 2 групи 5 і 5 а. З діаметрами обсадних колон
121.7 мм; 130 мм; 144,3 мм відповідно.
Установка УЕЦ складається з погружного насосного агрегата, кабелю в зборі,наземного електрообладнання - комілентной трансформаторної підстанції.
Насосний агрегат складається з погружного відцентрового насоса і двигуна згідрозахисту, спускається в свердловину на колоні НКТ. Насос погружной,трифазний, асинхронний, маслозаполненний з ротором.
гідрозахисту складається з протектора і компенсатора. Кабель трижильним зполіетиленовою ізоляцією, броньований.
Погружной насос, електродвигун і гідрозахисту з'єднуються між собоюфланцями і шпильками. Вали насоса, двигуна і протектора мають на кінцяхшліци і з'єднуються шліцеві муфтами.
1.2.2. Погружной відцентровий насос.
Погружной відцентровий насос за принципом дії не відрізняється відзвичайних відцентрових насосів, що застосовуються для перекачування рідини. Відмінність вте, що він багатосекційний з малим діаметром робочих ступенів - робітниківколіс і направляючих апаратів. Робочі колеса та направляючі апаратинасосів звичайного виконання виготовляють з модифікованого сірогочавуну, насосів корозієстійких - чавуну типу «нірезіст», зносостійкихколіс - їх поліамідних смол.
Насос складається з секцій, число яких залежить від основних параметрівнасоса - напору, але не більше чотирьох. Довжина секції до 5500 метрів. Умодульних насосів складається з вхідного модуля, модуля - секції. Модуль --головки, зворотного і спускного клапанів. З'єднання модулів між собою івхідного модуля з двигуном - фланцеве з'єднання (крім вхідного модуля,двигуном або сепаратором) ущільнюються гумовими манжетами. З'єднаннявалів модулів-секцій між собою, модуля-секції з валом вхідного модуля,вала вхідного модуля з валом гідрозахисту двигуна здійснюється шліцевімуфтами. Вали модулів-секцій всіх груп насосів що мають однакові довжиникорпусів уніфіковані по довжині.
Модуль-секція складається з корпусу, вала, пакету ступенів (робочих коліс інаправляючих апаратів), верхнього та нижнього підшипників, верхній осьовоїопори, головки, підстави, двох ребер і гумових кілець. Ребрапризначені для захисту плоского кабелю з муфтою від механічнихушкоджень.
Вхідний модуль складається з підстави з отворами для проходу пластовоїрідини, підшипникових втулок і сітки, валу з захисними втулками ішліцьовій муфтою, призначеної для з'єднання вала модуля з валомгідрозахисту.
Модуль-головка складається з корпусу, з одного боку якого євнутрішня конічна різьблення для приєднання зворотного клапана, з іншогобоку - фланець для приєднання до модуля-секції, двох ребер і гумовогокільця.
У верхній частині насоса є ловильні головка.
Вітчизняною промисловістю випускаються насоси з подачею (м/добу):
Модульні - 50,80,125,200.160,250,400,500,320,800,1000.1250.
Немодульние - 40.80,130.160, 100,200,250,360,350,500,700,1000.
У наступні напорів (м) - 700, 800, 900, 1000, 1400, 1700, 1800, 950,
1250, 1050, 1600, 1100, 750, 1150, 1450, 1750, 1800, 1700, 1550, 1300.
1.2.3. Занурювальні електродвигуни
Занурювальні електродвигуни складаються з електродвигуна і гідрозахисту.
Двигуни трифазні, ассінхронние, короткозамкнені, двополюсні,заглибні, уніфікованої серії. ПЕД в нормальному і корозійновиконань, кліматичного виконання У, категорії розміщення 5, працюютьвід мережі змінного струму частотою 50 Гц і використовуються як привідпогружних відцентрових насосів.
Двигуни призначені для роботи в середовищі пластової рідини (сумішнафти і попутної води в будь-яких пропорціях) з температурою до 110 ° Сщо містить:
- мехпрімесей не більше 0.5 г/л;
- вільного газу не більше 50%;
- сірководню для нормальних, не більше 0,01 г/л, корозієстійких до
1,25 г/л;
гідрозахисних тиск у зоні роботи двигуна не більше 20 МПа.
Електродвигуни заповнюються маслом з пробивним напругою не менше 30 КВ.
Гранична тривало що допускається температура обмотки статораелектродвигуна (для двигуна з діаметром корпусу 103 мм) дорівнює 170 С,інших електродвигунів 160 С.
Двигун складається з одного або декількох електродвигунів (верхнього,середнього та нижнього, потужністю від 63 до 630 КВт) і протектора.
Електродвигун складається із статора, ротора, головки з токовводом, корпуси.
1.2.4. Гідрозахисту електродвигуна.
гідрозахисту призначена для запобігання проникнення пластовоїрідини у внутрішню порожнину електродвигуна, компенсації обсягу оліїу внутрішній порожнині від температури електродвигуна та передачі обертальногомоменту від вала електродвигуна до вала насоса. Існує кількаваріантів гідрозахисту: П, ПД, Г.
гідрозахисту випускають звичайного і корозійностійкого виконань. Основнимтипом гідрозахисту для комплектації ПЕД прийнята гідрозахисту відкритого типу.
Гідрозахисту відкритого типу вимагає застосування спеціальної бар'єрноїрідини щільністю до 21 г/см, що володіє фізико-хімічними властивостями зпластової рідиною і маслом.
гідрозахисту складається з двох камер повідомлених трубкою. Зміна обсягіврідкого діелектрика в двигуні компенсується перетіканням бар'єрної рідиниз однієї камери в іншу. У гідрозащіте закритого типу застосовуються гумові діафрагми. Їх еластичність компенсуєзміна обсягу олії.
1.3. Короткий огляд зарубіжних схем та установок.
Найбільш великими фірмами, що випускають заглибні відцентрові насосніустановки є «Реда ламп», «Оіл Дайнемикс».
Занурювальні відцентрові насоси застосовуються для видобутку нафтопродуктів вряден країн.
Насоси мають по 2 верхні і нижні 2 секції.
Розраховані на роботу в свердловинах:
- з температурою до 95С;
- зміст мехпрімесей не більше 0,5 гл;
- сірководню до 1,25 гол;
- вільного газу на прийомі насоса до 35%.
Після визначення продуктивності свердловини вибирається насосвідповідного розміру. Характеристиками робочого колеса відцентровогонасоса є великий тиск зверху вниз при низькому рівні дебіту.
Щоб подовжити термін служби насоса, фірма ОДГ рекомендує використовуватиспеціальне обладнання, якщо передбачається значний вміст піску
- Гофрований гумовий підшипник - використовується для осьової підтримкинасоса. Гума забезпечує міцну пружну поверхню осьового підшипника.
Така поверхня дозволяє частка піску перекочується по поверхніпідшипника, не дряпаючи її. Канавки забезпечують відведення для часток піску,які потім вимиваються з підшипника. Якщо насос втрачає осьовустабільність, вал починає обертатися ексцентрично, що призводить дозбільшення бічній навантаження і ексцентричним обертанню опорних шайб іскорочує термін служби насоса до декількох годин.
Опорні модулі із заповненими опорними колесами і підшипникамизабезпечують осьову і радіальну підтримку насоса завдяки зносостійкимматеріалами, набагато твердіше піску, стійким до впливу агресивнихгазових і хімічних середовищ.
Насоси фірми ОДГ відрізняються від інших зарубіжних зразків:
- два опорні ступені насоса;
- вали секцій не мають своєї п'яти і, впираючись, один в одного утворюють вал, який передає осьову навантаження на п'яту розташовану в протекторі;
- вали з'єднуються між собою за допомогою зачеплення;
- вал, загальною довжиною понад 24 метрів має тільки одну осьову опору в нижній частині і піддається подовжньому вигину;
- в кожній дванадцятому ступені розміщені броньовані втулки.
Фірма випускає насос двох габаритів: 139.7 мм і 177.8 мм (діаметриобсадних колон) наступних типів (таблиця 1.1)
Таблиця 1.1.
| Тип | Зовнішній | Максимальна | Номінальна | Допустиме |
| насоса | Діаметр, | потужність на | подача, | тиск на |
| | (Мм) | валу насоса, | м на добу | п'яту, |
| | | КВт | | м.в.ст. |
| R 3 | | | 30-50 | 3862 |
| RC 5 | | | 50-73 | |
| RA 7 | | | 90-125 | |
| R 9 | | | 109-133 | |
| RC 12 | 101,6 | 200 | 133-186 | |
| R 14 | | | 150-212 | |
| RA 16 | | | 186-239 | |
| RA 22 | | | 239-311 | |
| R 32 | | | 311-437 | 2652 |
| R 38 | | | 437-570 | 1676 |
Двигун фірми відрізняється конструкцією - число пазів ротора і статора 18і 23 відповідно, в інших відповідно 18 і 16. Двигуни дужечутливі до температури, мають малий температурний запас. Дуже важливашвидкість обливати їх рідини, фірма спеціально обумовлює діаметрисвердловин, у які ставлять її двигуни. Фірма ODI передбачаєрегулятори частоти обертання двигуна і вважається, що плавний пуск захиститьдвигун, хоча є ймовірність того, що високий струм на окремих фазахможе вибити пробки. В общем. Технічні характеристики у двигунів фірми
ODI нижче, ніж у вітчизняних двигунів.
Фірма ODI скопіювала радянські протектори ГД і 1Г51. Вона використовує догідрозащіте вихрові Газосепаратори KGV і RGV, якщо обсяг вільного газуна прийомі досягає 10%. Використовуються для визначення впливу підвищеноговмісту газу на роботу насоса (робочі характеристики вихровихГазосепаратори).
Фірма ODI не є найкращою фірмою, що представляє на світовому ринкузаглибні насоси відцентрові, але й не є поганою фірмою.
Більш конкретно про технічні дані насосів фірми ODI представлено вдодатку.
При розробці конструкції ступенів насосів фірма приділяє особливуувагу проблемі захисту від абразії.
1.В ODI використовується особлива конструкція дифузора у всіх ступеняхнасосів 55 і 70 серій для того, щоб виключити потрапляння піску в областьопорної втулки.
Конструкція ступені фірми ODI представлена на ріс.1.4.
1 - балансні гідравлічний конструкція усуває необхідністьбалансні отворів;
2 - пьедестальная конструкція дозволяє плавний протоку рідини в робочийколесо;
3 - оскільки у нормальному режимі робоче колесо тисне на опору зверху,така конструкція перешкоджає попаданню піску в область між втулкоюробочого про пори дифузора;
4 - дві опори з фенольних шайбами зменшують радіальну навантаження ізбільшують тривалість служби шайб.
1.4.Ааналіз роботи ЕЦН ..
1.4.1.Аналіз фонду ЕЦН по АТ "Сургутнафтогаз"
Таблиця 1.1.
| відбутися у | Нд | Т И П О Б О Р У Д О В А Н Н Я |
| яніе | ег | |
| | О | |
| | | ЕЦ | ЕЦ | ЕЦ | ЕЦН5 | ЕЦН | ЕЦН | ЕЦН | ЕЦН | ЕЦН | ЕЦН | ЕЦН | Цін | OD | ВН | ЦУ | про |
| | | Н5 | Н5 | Н5 | -125 | 5М-| 5-2 | 5А-| 5А-| 5А-| 5А-| 5А-| три | I | Н | НА | чіе |
| | | -2 | -3 | -8 | | 50 | 50 | 250 | 400 | 500 | 16 | 25 | ліф | | | Р | |
| | | 0 | 0 | 0 | | | | | | | | | т | | | | |
| Спущено | 77 | 30 | 27 | 15 | 843 | 389 | 360 | 148 | 73 | 33 | 17 | 6 | 105 | 38 | 42 | 0 | 0 |
| але в | 69 | 2 | | 35 | | 1 | | | | | | | | 7 | | | |
| сверд | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| іну | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| В | 68 | 22 | 25 | 13 | 768 | 337 | 333 | 139 | 65 | 31 | 8 | 2 | 105 | 37 | 41 | 0 | 0 |
| робіт | 57 | 1 | | 72 | | 2 | | | | | | | | 5 | | | |
| є | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| В | 91 | 81 | 2 | 16 | 75 | 519 | 27 | 9 | 8 | 2 | 9 | 4 | 0 | 12 | 1 | 0 | 0 |
| простий | 2 | | | 3 | | | | | | | | | | | | | |
| е | | | | | | | | | | | | | | | | | |
1.4.2 Аналіз фонду свердловин.
1.4.3. За подачі.
За останні роки було випущено близько 1042 насосів типу ЕЦН, з них:
2,5% - ЕЦН 20
38,9% - ЕЦН 50
15,0 % - ЕЦН 80
12,1% - ЕЦН 125
1,7% - ЕЦН 160
7,6% - ЕЦН 200
7,3% - ЕЦН 250
2,5% - ЕЦН 360
11,3% - ЕЦН 500
Таблиця 1.2.
| Типорозмір | Фонд | Типорозмір | Фонд |
| | На 1.01.97 | | на 1.01.97 |
| ЕЦН 30 | 25 | ЕЦН 200 | 76 |
| ЕЦН 50 | 389 | ЕЦН 250 | 73 |
| ЕЦН 80 | 150 | ЕЦН 360 | 25 |
| ЕЦН 125 | 121 | ЕЦН 500 | 113 |
| ЕЦН 160 | 17 | Усього | 989 |
Імпортного виробництва:
Таблиця 1.3.
| Типорозмір | Фонд | Типорозмір | Фонд |
| | На 1.01.97 | | на 1.01.97 |
| R - 3 | 6 | RA - 16 | 1 |
| RC - 5 | 9 | RA - 22 | 1 |
| RA - 7 | 5 | R - 32 | 2 |
| R - 9 | 6 | R - 32 | 10 |
| RC - 12 | 7 | Усього ODI | 53 |
| R - 14 | 6 | | |
1.4.4.По напору.
За напору насоси розподілилися наступним чином:
35,7% - натиск 1300 метрів
17,8 - натиск 1200 метрів напір 1400 метрів напір 1700 метрів напір 900 метрів напір 750 метрів напір 100 метрів
В даний час зростає необхідність у напорі 1300, 1700, 1800 метрів зподачею 30.50 кубічних метрів.
1.5. Коротка характеристика свердловин
Свердловини бурилися на родовищах кущових способом, всі похило -спрямовані. Середня глибина до 3000 метрів. Кут нахилу свердловини до 45.
Глибина спуску насоса коливається в межах від 1200 до 1700 метрів.
Динамічний рівень:
-найменший - гирло;
-найбільший -> 1000 метрів.
Динамічний рівень в основному коливається в межах від 0 до 800 метрів.
В даний час спостерігається все більше зниження рівня нафти в свердловинахродовищ, збільшення числа свердловин з динамічним рівнем більшеодного кілометра.
Розподіл фонду УЕЦН за динамічними рівнями за 1996 рік представленоу таблиці 1.4.
Таблиця 1.4.
| 0-200 | 201-400 | 401-800 | 801-1000 |> 1000 | усього | дійств. |
| | | | | | | Фонд. |
| 193 | 152 | 389 | 166 | 115 | 1015 | 1115 |
| 17,3% | 13,6% | 34,9% | 14,9% | 10,3% | 91,0% | 100% |
1.6.Аналіз несправностей ЕЦН.
На підприємствах використовуються як модульні, так і немодульние насосніустановки.
До несправностей насосних установок можна віднести наступнінесправності:
- Рідше за все виходить з ладу гідрозахисту, основною поломкою єпрорив гумової діафрагми;
- Двигуни виходять з ладу із-за пробою статора нижнього або верхньогопідстав, а також корозії корпусу;
- Насос виходить з ладу частіше за все через засмічення мехпрімесямі, швидкозношується вал насоса.
Розподіл відмов УЕЦН по укрупнених причин за 1997 рік представленийв таблиці 1.5.
Таблиця 1.5.
| причини | НГДП |
| Ні подачі | 200 |
| R - 0 | 1020 |
| Клин | 15 |
| Негерметичність НКТ | 32 |
| інші | 48 |
| ВСЬОГО | 1315 |
Причини відмови погружних насосів виглядають таким чином:
Таблиця 1.6.
| № | Причини відмови | 1996 р. | 1995 р |
| 1 | Мехповрежденіе кабелю | 71 | 69 |
| 2 | Засмічення мехпрімесямі | 162 | 118 |
| 3 | Агресивна середа | 1 | 7 |
| 4 | негерметичність НКТ | 14 | 7 |
| 5 | Невідповідність кривизни | 6 | 27 |
| 6 | Неякісне глушіння | 2 | 2 |
| 7 | Електропостачання | 3 | 6 |
| 8 | Порушення е/колони | 1 | 2 |
| 9 | Неякісний монтаж | 29 | 65 |
| 10 | Політ ЕЦН | 7 | 1 |
| 11 | Комплектація несоотв. заявці | 26 | 18 |
| 12 | Безконтрольна експлуатація | 39 | 35 |
| 13 | ГТМ | 17 | 4 |
| 14 | Причина не виявлена НГДП | 59 | 53 |
| 15 | Інші | 91 | - |
| Разом з вини НГДП | 528 | 414 |
| 16 | Шлюб ремонту кабелю | 7 | 12 |
| 17 | Шлюб ремонту ПЕД | 9 | 8 |
| 18 | Шлюб ремонту гідрозахисту | 1 | 4 |
| 19 | Шлюб ремонту насоса | 1 | - |
| 20 | Прихований дефект обладнання | 31 | 13 |
| 21 | Причина не встановлена ЕПУ | 3 | 1 |
| Разом з вини ЕПУ | 52 | 38 |
| НДП + ЕПУ | | |
| Спірні | | |
| Заводський шлюб | 5 | 14 |
| Разом відмов | 585 | 466 |
З таблиці видно, що найбільш значним технічним фактором, що впливаєна роботу установок ЕЦН. І що є причинами виходу з ладу можнаназвати мехповрежденія кабелю, засмічення домішками, неякісний монтаж,а також невідповідність кривизни стовбура свердловини, і безконтрольнеексплуатація. Звідси випливає, що забивання мехпрімесямі є важливимчинником що впливає на термін служби насоса, а боротьба з ними повинна привести дозбільшення міжремонтного періоду установки. За 1997 рік міжремонтний періодта напрацювання на відмову мають таке значення:
Таблиця 1.7.
| Експлуа | Дії. | Відмови | Напрацювання | Кількість | МРП | Середній | обвідні |
|. | фонд | | а | ремонтів | | дебет | ваність |
| фонд | | | на відмову | | | | |
| 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 199 | 19 | 19 | 199 | 199 | 199 | 199 |
| 5 | 6 | 5 | 6 | 5 | 6 | 5 | 6 | 5 | 6 | 95 | 96 | 5 | 6 | 5 | 6 |
| 157 | 143 | 116 | 111 | 117 | 131 | 264 | 266 | 122 | 122 | 31 | 31 | 114 | 122 | 89, | 90, |
| 6 | 1 | 8 | 5 | 2 | 5 | | | 6 | 4 | 0 | 0 | .5 | .6 | 0 | 4 |
1.7.Аналіз аварійного фонду з НГВУ "Лянторнефть»
У 1997 році відбулося 60 польотів на 60 свердловинах обладнанихустановками електроцентрірованних насосів. За минулі 5 років намітиласятенденція збільшення кількості аварій по фонду УЕЦН. У звітному роціаварійність підвищилася на 16 свердловин, в порівнянні з аналогічним періодом
1996 року. Більша частина польотів сталися в результаті розчленовуванняфланцевих з'єднаннях УЕЦН - 48%. Тут слід виділити обриви по шпилькахміж секціями?? насоса - 25% і метод ПЕД і протектором гідрозахисту - 10%.
Наступна група обривів - обриви по НКТ. Основна частка припадає обривівна нижню й верхню частину колони НКТ, відповідно - 44% і 38%. Всіінші аварії відносяться до категорії приватних випадків. Остання великагрупа аварій - це аварії з причини зламу по тілу вузлів УЕЦН. По данійпричини 4 польоту отримано в результаті зламу по тілу корпусу секційнасосів, 3 - по корпусу гідрозахисту, 1 - по тілу ловильні головки. Зламипо «шийки насосів» зросли з 1 польоту в 1996 г до 5 в 1997 році. Проводячианаліз експлуатації аварійного фонду свердловин УЕЦН досить чіткопроглядається вплив ускладнюють факторів на роботу УЕЦН які сталипричиною польоту на цих свердловинах. У першу чергу, левова частка польотівотримана на таких пластах, як А 4-5 і А 2-3, де спостерігається інтенсивнийвинос мехпрімесей і висока ступінь корозії. Високий вміст мехпрімесейв видобувається рідини спостерігається практично по всіх свердловинах аварійногофонду, особливо на момент запуску і перших днів експлуатації. Більше тогопо ряду свердловин в період роботи зміст мехпрімесей не тільки залишаєтьсяна одному рівні, а й збільшується. Зниження виносу мехпрімесей говорить проте, що установка почала знижувати свою продуктивність з-за зносуробочих органів насоса.
Основними причинами аварій є наступні фактори:
1.Повишенное зміст мехпрімесей в видобувається рідини як післяремонту, так і в процесі експлуатації, що викликає інтенсивний знособладнання, що в свою чергу підвищує вібраційні навантаження.
2.Некачественние кріпильні матеріали, що застосовуються при монтажі УЕЦН,які не витримують вібраційні навантаження в процесі роботи. Монтажчасто проводиться кріпильними матеріалами, що не відповідають ГОСТ.
3.Увеліченіе польотів 1997 пов'язане також низьким рівнем забезпеченнянафтопромислового обладнання, в результаті чого не оновлюється паркпідземного устаткування.
4.Недостаточним контролем з боку технічних служб ДАОЗТ за режимомроботи свердловин.
5. «Супутник».
Пропоновані заходи зі скорочення аварійності:
1.Повишать контроль за роботою свердловин, особливо по пластах А 4-5 і А
2-3. Тут необхідно 1 раз на місяць відбирати пробу видобувається місцевості нааналіз змісту мехпрімесей (по пластах А 4-5 і А 2-3 2 рази на місяць), 2рази на місяць (на початку і в кінці) контролювати УЕЦН по динамічномурівня.
2.Проізводіть спуск УЕЦН на задану глибину (7-10 метрів) тільки з виміром
НКТ, що виключить попадання установки в зону підвищеної кривизни.
3.Рассмотреть питання про придбання НКТ з антикорозійним покриттям дляспуску в свердловину корозійного фонду.
4.Увелічіть відсоток оновлюваності парку підземного ремонту.
5.Прі ПДС проводити зачистку різьби труб і муфт перед згвинчення,більш якісно проводити відбраковування НКТ по зносу різьбових з'єднань.
6.Возбновіть роботу ГДК по аваріях, більш детально підійти до розслідуванняпричин польотів.
Детальний розподіл відмов представлено в додатку
