ВСТУП
1.АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СХЕМ І КОНСТРУКЦІЙ.
1.1.Назначеніе і технічні дані ЕЦН.
1.1.1.Історіческая довідка про розвиток способу видобутку.
1.1.2.Состав і комплектність УЕЦН.
1.1.3.Техніческіе характеристики ПЕД.
1.1.4.Основние технічні дані кабелю.
1.2. Короткий огляд вітчизняних схем та установок.
1.2.1.Общіе відомості.
1.2.2.Погружной відцентровий насос.
1.2.3.Погружние електродвигуни.
1.2.4.Гідрозащіта електродвигуна.
1.3.Краткій огляд зарубіжних схем та установок.
1.4. Аналіз роботи УЕЦН.
1.4.1.Аналіз фонду свердловин.
1.4.2.Аналіз фонду ЕЦН.
1.4.3.По подачі.
1.4.4.По напору.
1.5.Краткая характеристика свердловин.
1.6.Аналіз несправностей ЕЦН.
1.7.Аналіз аварійності фондаУЕЦН.
2.ПАТЕНТНАЯ опрацювання.
2.1.Патентная опрацювання.
2.2.Обоснованіе обраного прототипу.
2.3.Суть модернізації.
3. Розрахункова частина.
3.1. Розрахунок ступеня ЕЦН.
3.1.1. Розрахунок робочого колеса.
3.1.2. Розрахунок спрямовуючого апарату.
3.2.Проверочний розрахунок шпоночно з'єднання.
3.3.Проверочний розрахунок шліцьового з'єднання.
3.4.Расчет валу ЕЦН.
3.5.Прочностной розрахунок
3.5.1.Прочностной розрахунок корпусу насоса.
3.5.2.Прочностной розрахунок гвинтів страхувальної муфти.
3.5.3.Прочностной розрахунок корпусу напівмуфт.
4.ЕКОНОМІЧЕСКІЙ ЕФЕКТ ВІД
5.БЕЗОПАСНОСТЬ І ЕКОЛОГІЧНІСТЬ ПРОЕКТУ.
6.Література.
7. Додаток 1
8.Пріложеніе 2
9.Пріложеніе 3
10.Пріложеніе 4
11. Додаток 5.
ВСТУП
УЕЦН призначені для відкачування пластової рідини з нафтових свердловин і використовується для форсування відбору жідкості.Установкі належать до групи виробів II, виду I по ГОСТ 27.003-83.
Кліматичні виконання погружного обладнання - 5, наземного електрообладнання - I ГОСТ 15150-69.
Для надійної роботи насоса потрібно його правильний підбір до даної свердловині. При роботі свердловини постійно міняються параметри плата, призабійної зони пласта, властивості відбирається рідини: вміст води, кількість попутного газу, кількість механічних домішок, і як наслідок, звідси йде не доотборжідкості або робота насоса вхолосту, що скорочує міжремонтний період роботи насоса. На даний момент робиться наголос на більш надійне обладнання, для збільшення міжремонтного періоду, і як наслідок з цього зниження витрат на підйом рідини. Цього можна досягти, застосовуючи відцентрові УЕЦН замість ШСН, так як відцентрові насоси 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 з нафтових свердловин, в тому числі і похилих пластової рідини, що містить нафту, воду і газ, і механічні домішки. Залежно від кількості різних компонентів, що містяться в відкачуємо рідини, насоси установок мають виконання звичайний і підвищеної корозійно-зносостійкості. При роботі УЕЦН, де в відкачуємо рідини концентрація мехпрімесей перевищує допустиму 0,1 граммлітр відбувається засмічення насосів, інтенсивної знос робочих агрегатів. Як наслідок, посилюється вібрація, попадання води в ПЕД по торцевих ущільнень, відбувається перегрів двигуна, 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-друга модифікація, Е - з приводом від погружного електродвигуна, Ц - відцентровий, Н - насос, К - підвищений коррозіоностойкості, І - підвищеної зносостійкості, М - модульного виконання, 6 - групи насосів, 180, 350 -- подача мсут, 1200, 1100 - натиск, м.в.ст.
В залежності від діаметру експлуатаційної колони, максимального поперечного 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 внутрішнім діаметром не менше 148,3 мм. Насоси також поділяють на три умовні групи - 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 ЕЦНМК наведено 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, в якому відцентровий насос наводився в дію занурювальним електродвигуном. Радянські інженери, починаючи з 20-х років, пропонували розробку поршневих насосів з поршневим пневматичним двигуном. Одним з перших такі насоси розробив М.І. Марцішевскій.
Розробка свердловинного насоса з Пневмодвигуни була продовжена в АзінмашеВ.І.Документовим. свердловинні відцентрові насоси з електроприводом розроблялися в передвоєнний період А. А. Богдановим, А.В. Криловим, Л.І. Штурман. Промислові зразки відцентрових насосів з електроприводом були розроблені в особливому конструкторському бюро з безштангових насосів. Ця організація веде всі роботи по свердловині безштангових насосів, у тому числі і по гвинтових, діафрагмовим та ін
Нафтогазовидобувна промисловість з відкриттям нових родовищ потребувала насосах для відбору з свердловини великої кількості рідини. Природно, що найбільш раціональний лопатевою насос, пристосований для великих подач. З лопатевих насосів набули поширення насоси з робочими колесами відцентрового типу, оскільки вони давали великий напір при заданих подачах рідини і габаритах насоса. Широке застосування свердловинних відцентрових насосів з електроприводом обумовлене багатьма чинниками. При великих відборах рідини з свердловини установки ЕЦН найбільш економічні і найменш трудомісткі пріобслужіваніі, у порівнянні з компресорної видобутком і підйомом рідини насосами інших типів. При великих подачах енергетичні витрати на установку відносно невеликі. Обслуговування установок ЕЦН просто, так ака на поверхні розміщуються тільки станція управління і трансформатор, що не потребують постійного догляду.
Монтаж обладнання ЕЦН простий, тому що станція управління і трансформатор не мають потреби у влаштуванні фундаментів. Ці два вузли установки ЕЦН розміщують звичайно у легкій будці.
1.1.2.Состав і комплектність УЕЦН
Установка УЕЦН складається з погружного насосного агрегату (електродвигуна з гідрозахисту та насоса), кабельної лінії (круглого плоского кабелю з муфтою кабельного вводу), колони НКТ, устаткування гирла свердловини і наземного електрообладнання: трансформатора і станції управління (комплектного пристрою) (див. Малюнок 1.1 .). Трансформаторна підстанція перетворить напруга промислової мережі дооптімальной величини на затискачах електродвігателяс урахуванням втрат напруги в кабелі. Станція управління забезпечує керування роботою насосних агрегатів та його захист при оптимальних режимах.
Погружной насосний агрегат, що складається з насоса і електродвигуна з гідрозахисту і компенсатора, опускається в свердловину по НКТ. Кабельна лінія забезпечує 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 кожухами і хомутами. 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 обсадної колони НКТ з електронасосом і кабелем, герметизацію труб і кабелю, а також відведення видобувається рідини у вихідний трубопровід.
Насос погружной, відцентровий, секційний, багатоступінчатий не відрізняється за принципом дії від звичайних відцентровий насосів.
Відмінність його в тому, що він секційний, багатоступінчатий, з малим діаметром робочих ступенів - робочих коліс і направляючих апаратів. Що випускаються для нафтової промисловості заглибні насоси містять від 1300 до 415 ступенів.
Секції насоса, пов'язані фланцевими сполуками, являють собою металевий корпус. Виготовлений із сталевої труби завдовжки 5500 мм. Довжина насоса визначається числом робочих ступенів, число яких, у свою чергу, визначається основними параметрами насоса. - Подачею і натиском. Подача і натиск ступенів залежать від поперечного перерізу та конструкції проточної частини (лопаток), а також від частоти обертання. У корпусі секцій насоса вставляється пакет ступенів що представляють собою збори на валу робочих коліс і направляючих апаратів.
Робочі колеса встановлюються на валу на призматичної шпонки по ходової посадці і можуть переміщатися в осьовому напрямку. Напрямні апарати закріплені від повороту в корпусі ніпеля, розташованим у верхній частині насоса. Знизу в корпус угвинчують підставу насоса з прийомними отворами і фільтром, через які рідина зі свердловини надходить до першого ступеня насоса.
Верхній кінець вала насосу обертається в підшипниках сальника й закінчується спеціальної п'ятою, що сприймає навантаження на вал і його вага через пружинне кільце. Радіальні зусилля в насосі сприймаються підшипниками ковзання, що встановлюються в основі ніпеля і на валу насоса.
У верхній частині насоса знаходиться ловильні голівка, в якій встановлюється зворотний клапан і до якої кріпиться НКТ.
Електродвигун погружний, трехфазовий, асинхронний, маслозаполненний з короткозамкнутим ротором у звичайному виконанні і корозійностійкої виконаннях ПЕДУ (ТУ 16-652-029-86). Кліматичне виконання - У, категорія розміщення - 5 по ГОСТ 15150 - 69. В основі електродвигуна передбачені клапан для закачування масла і його зливу, а також фільтр для очищення масла від механічних домішок.
Гідрозахисту ПЕД складається з протектора і компенсатора. Вона призначена для запобігання внутрішньої порожнини електродвигуна від попадання пластової рідини, а також компенсації температурних змін обсягів олії і його витрати. (див. малюнок 1.3.)
Протектор двокамерний, з гумовою діафрагмою і торцевими ущільненнями валу, компенсатор з гумовою діафрагмою.
Кабель трижильним з поліетиленовою ізоляцією, броньований. Кабельна лінія, тобто кабель намотаних на барабан, до заснування якого приєднаний подовжувач - плоский кабель з муфтою кабельного вводу. Кожна жила кабелю має шар ізоляції і оболонку, подушки з прогумованою тканини і броні. Три ізольовані жили плоского кабелю укладені паралельно в ряд, а Кругловою скручені по гвинтовий лінії. Кабель у зборі має уніфіковану муфту кабельного вводу К 38, К 46 круглого типу. У металевому корпусі муфти герметично закладені з допомогою гумового ущільнення, до струмопровідних жилах прикріплені наконечники.
Конструкція установок УЕЦНК, УЕЦНМ з насосом мають вал і ступені, виконані з корозієстійких матеріалів, і УЕЦНІ з насосом, що мають пластмасові робочі колеса і резинометалличні підшипники аналогічна конструкція установок УЕЦН.
При великому газовому факторі застосовують насосні модулі - Газосепаратори, призначені для зменшення об'ємного вмісту вільного газу на прийомі насоса. Газосепаратори відповідають групі виробів 5, виду 1 (відновлювані) по РД 50-650-87, кліматичне виконання-У, 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-секцією погружного насоса.
Погружной насос, електродвигун, і гідрозахисту з'єднуються між собою фланцями і шпильками. Вали насоса, двигуна і протектора мають на кінцях шліци і з'єднуються шліцеві муфтами.
Комплектуючі підйоми і обладнання установок ЕЦН наведено у додатку 2.
1.1.3.Техніческіе характеристика ПЕД
Приводом погружних відцентрових насосів служить спеціальний маслозаполненний погружной ассінхронний електродвигун трифазного змінного струму з короткозамкнутим ротором вертикального виконання типу ПЕД. Електродвигуни мають діаметри корпусів 103, 117, 123, 130, 138 мм. Оскільки діаметр електродвигуна обмежений, при великих потужностях двигун має велику довжину, а в деяких випадках виконання секційним. Так як електродвигун працює зануреним в рідину і часто під великим тиском гідростатичним, основна умова надійної роботи - його герметичність (див. малюнок 1.3).
ПЕД заповнюється спеціальним малов'язкі, високою діелектричної міцності маслом, 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 кінцях якої передбачена різьблення для приєднання головки і підстави двигуна. Магнітопровід статора збирається із активних та немагнітних шіхтованних жесті, що мають пази, в яких розташовуються обмотка. Обмотки статора може бути одношарової, протяжної, котушковий або двошаровою, стрижневий, петлевий. Фази обмотки з'єднані.
Активна частина магнітопровода спільно з обмоткою створює в електродвигунів обертове магнітне поле, а немагнітних частина слугує опорами для проміжних підшипників ротора. До кінців обмотки статора припаюють вивідні кінці, виготовлені з багатожильної мідного дроту з ізоляцією, що має високу електричну і механічну міцність. До кінців припаюють штежельние гільзи, в які входять наконечники кабелю. Вивідні кінці 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). Вал ротора виконаний з пустотілої каліброваної сталі, сердечники з листової електротехнічної сталі. Сердечники набираються на вал, чергуючись з радіальними підшипниками, і з'єднані з валом шпонками. Набір сердечників на валу затягнути в осьовому напрямку гайками або турбіни. Турбінка служить для примусової циркуляції масла для вирівнювання температури двигуна на довжині статора. Для забезпечення циркуляції масла на погружной поверхні магнітопровода є поздовжні пази. Масло циркуляцією через ці пази, фільтра в нижній частині двигуна, де воно очищається, і через отвір 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 ПЕД наведені в додатку 3.
1.1.4.Основние технічні дані кабелю
Підведення електроенергії до електродвигуна встановлення занурювального насоса здійснюється через кабельну лінію, що складається з живильного кабелю і муфти кабельного 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 між собою, а також подушки і броні.
Кабелі марок КПБП і КППБПС в загальній шланговий оболонці складаються з мідних однодротяна і багатодротяна жив, ізольованих поліетиленом високої щільності і укладених в одній площині, а так само із загальної шланговий оболонці, подушки і броні.
Кабелі марки КППБПС з окремо отшлангованнимі жилами складаються з мідних одно-, багатодротяна жив, ізольованих у два шари поліетилену високого тиску 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 рі?? сті.
Температури кабельних ліній наведено у додатку 4.
1.2.Краткій огляд вітчизняних схем та установок.
1.2.1.Общіе відомості
Установки погружних відцентрових насосів призначені для відкачування нафтових свердловин, в тому числі похилих, пластової рідини, що містить нафту і газ, і механічної домішки.
Установки випускаються двох видів - модульні і немодульние; трьох виконань: звичайне, коррозіоностойкое і підвищеної зносостійкості. Перекачується середу вітчизняних насосів повинна мати такі показники:
- 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;
- Утримання 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 установок погружних відцентрових електронасосів, елетродвігателей і кабельних ліній установки 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 з гідрозахисту, спускається в свердловину на колоні НКТ. Насос погружной, трифазний, асинхронний, маслозаполненний з ротором.
Гідрозахисту складається з протектора і компенсатора. Кабель трижильним з поліетиленовою ізоляцією, броньований.
Погружной насос, електродвигун і гідрозахисту з'єднуються між собою фланцями і шпильками. Вали насоса, двигуна і протектора мають на кінцях шліци і з'єднуються шліцеві муфтами.
1.2.2. Погружной відцентровий насос.
Погружной відцентровий насос за принципом дії не відрізняється від звичайних відцентрових насосів, що застосовуються для перекачування рідини. Відмінність в тому, що він багатосекційний з малим діаметром робочих ступенів - робочих коліс і направляючих апаратів. Робочі колеса та направляючі апарати насосів звичайного виконання виготовляють з модифікованого сірого чавуну, насосів корозієстійких - чавуну типу «нірезіст», зносостійких коліс - їх поліамідних смол.
Насос складається з секцій, число яких залежить від основних параметрів насоса - напору, але не більше чотирьох. Довжина секції до 5500 метрів. У модульних насосів складається з вхідного модуля, модуля - секції. Модуль - головки, зворотного і спускного клапанів. З'єднання модулів між собою і вхідного модуля з двигуном - фланцеве з'єднання (крім вхідного модуля, двигуном або сепаратором) ущільнюються гумовими манжетами. З'єднання валів модулів-секцій між собою, модуля-секції з валом вхідного модуля, вала вхідного модуля з валом гідрозахисту двигуна здійснюється шліцеві муфтами. Вали модулів-секцій всіх груп насосів що мають однакові довжини корпусів уніфіковані по довжині.
Модуль-секція складається з корпусу, вала, пакету ступенів (робочих коліс і направляючих апаратів), верхнього та нижнього підшипників, верхній осьовий опори, головки, підстави, двох ребер і гумових кілець. Ребра призначені для захисту плоского кабелю з муфтою від механічних пошкоджень.
Вхідний модуль складається з підстави з отворами для проходу пластової рідини, підшипникових втулок і сітки, валу з захисними втулками і шліцьовій муфтою, призначеної для з'єднання вала модуля з валом гідрозахисту.
Модуль-головка складається з корпусу, з одного боку якого є внутрішня конічна різьблення для приєднання зворотного клапана, з іншого боку - фланець для приєднання до модуля-секції, двох ребер і гумового кільця.
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 корозійно виконань, кліматичного виконання У, категорії розміщення 5, працюють від мережі змінного струму частотою 50 Гц і використовуються як привід погружних відцентрових насосів.
Двигуни призначені для роботи в середовищі пластової рідини (суміш нафти і попутної води в будь-яких пропорціях) з температурою до 110 ° С що 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. Предельнаядлітельно що допускається температура обмотки статора електродвигуна (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 пластової рідини у внутрішню порожнину електродвигуна, компенсації обсягу масла у внутрішній порожнині від температури електродвигуна і передачі крутного моменту від вала електродвигуна до вала насоса. Існує кілька варіантів гідрозахисту: П, ПД, Г.
Гідрозахисту випускають звичайного і корозійностійкого виконань. Основним типом гідрозахисту для комплектації ПЕД прийнята гідрозахисту відкритого типу. Гідрозахисту відкритого типу вимагає застосування спеціальної бар'єрної рідини щільністю до 21 г/см, що володіє фізико-хімічними властивостями з пластової рідиною і маслом.
Гідрозахисту складається з двох камер повідомлених трубкою. Зміна обсягів рідкого діелектрика в двигуні компенсується перетіканням бар'єрної рідини з однієї камери в іншу. У гідрозащіте закритого
типу застосовуються гумові діафрагми. Їх еластичність компенсує зміна обсягу олії.
1.3. Короткий огляд зарубіжних схем та установок.
Найбільш великими фірмами, що випускають заглибні відцентрові насосні установки є «Реда ламп», «Оіл Дайнемикс».
Занурювальні відцентрові насоси застосовуються для видобутку нафтопродуктів в ряден країн.
Насоси мають по 2 верхні і нижні 2 секції.
Розраховані на роботу в свердловинах:
- З температурою до 95С;
- Утримання мехпрімесей не більше 0,5 гл;
- Сірководню до 1,25 гол;
- Вільного газу на прийомі насоса до 35%.
Після визначення продуктивності свердловини вибирається насос відповідного розміру. Характеристиками робочого колеса відцентрового насоса є великий тиск зверху вниз при низькому рівні дебіту. Щоб подовжити термін служби насоса, фірма ОДГ рекомендує використовувати спеціальне обладнання, якщо передбачається значний вміст піску - гофрований гумовий підшипник - використовується для осьової підтримки насоса. Гума забезпечує міцну пружну поверхню осьового підшипника. Така поверхня дозволяє частка піску перекочується по поверхні підшипника, не дряпаючи її. Канавки забезпечують відведення для часток піску, які потім вимиваються з підшипника. Якщо насос втрачає осьову стабільність, вал починає обертатися ексцентрично, що призводить до збільшення бічній навантаження і ексцентричним обертанню опорних шайб і скорочує термін служби насоса до декількох годин.
Опорні модулі із заповненими опорними колесами і підшипниками забезпечують осьову і радіальну підтримку насоса завдяки зносостійким матеріалами, набагато твердіше піску, стійким до впливу агресивних газових і хімічних середовищ.
Насоси фірми ОДГ відрізняються від інших зарубіжних зразків:
- Дві опорні ступені насоса;
- Вали секцій не мають своєї п'яти і, впираючись, одне 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 (діаметри обсадних колон) наступних типів (таблиця 1.1)
Таблиця 1.1.
Тип
насоса
Зовнішній
Діаметр,
(мм)
Максимальна потужність на валу насоса, КВт
Номінальна подача,
м на добу
Допустимий тиск на п'яту,
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 18 і 23 відповідно, в інших відповідно 18 і 16. Двигуни дуже чутливі до температури, мають малий температурний запас. Дуже важлива швидкість обливати їх рідини, фірма спеціально обумовлює діаметри свердловин, у які ставлять її двигуни. Фірма ODI передбачає регулятори частоти обертання двигуна і вважається, що плавний пуск захистить двигун, хоча є ймовірність того, що високий струм на окремих фазах може 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 до гідрозащіте вихрові Газосепаратори KGV і RGV, якщо обсяг вільного газу на прийомі досягає 10%. Використовуються для визначення впливу підвищеного вмісту газу на роботу насоса (робочі характеристики вихрових Газосепаратори).
Фірма ODI не є найкращою фірмою, що представляє на світовому ринку заглибні насоси відцентрові, але й не є поганою фірмою.
Більш конкретно про технічні дані насосів фірми ODI представлено у додатку.
При розробці конструкції ступенів насосів фірмауделяет особливу увагу проблемі захисту від абразії.
1.В ODI використовується особлива конструкція дифузора у всіх ступенях насосів 55 і 70 серій для того, щоб виключити потрапляння піску в область опорної втулки.
Конструкція ступені фірми ODI представлена на ріс.1.4.
1 - балансні гідравлічний конструкція усуває необхідність балансні отворів;
2 - пьедестальная конструкція дозволяє плавний протоку рідини в робоче колесо;
3 - оскільки у нормальному режимі робоче колесо тисне на опору зверху, така конструкція перешкоджає попаданню піску в область між втулкою робочого про пори дифузора;
4 - дві опори з фенольних шайбами зменшують радіальну навантаження і збільшують тривалість служби шайб.
1.4.Ааналіз роботи ЕЦН ..
1.4.1.Аналіз фонду ЕЦН по АТ "Сургутнафтогаз"
Таблиця 1.1.
стан
всього
Т ТА У Б О Р У Д О В А Н Н Я
ЕЦН5-20
ЕЦН5-30
ЕЦН5-80
ЕЦН5-125
ЕЦН5М-50
ЕЦН5-250
ЕЦН5А-250
ЕЦН5А-400
ЕЦН5А-500
ЕЦН5А-16
ЕЦН5А-25
Центріліфт
ODI
ВНН
Цунар
інші
Спущено в свердловину
7769
302
27
1535
843
3891
360
148
73
33
17
6
105
387
42
0
0
У роботі
6857
221
25
1372
768
3372
333
139
65
31
8
2
105
375
41
0
0
У простої
912
81
2
163
75
519
27
9
8
2
9
4
0
12
1
0
0
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
на 1.01.97
Типорозмір
Фонд
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
Всього
989
Імпортного виробництва:
Табліца1.3.
Типорозмір
Фонд
на 1.01.97
Типорозмір
Фонд
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
Всього 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 з подачею 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 свердловинах родовищ, збільшення числа свердловин з динамічним рівнем більше одного кілометра.
Розподіл фонду УЕЦН за динамічними рівнями за 1996 рік представлено в таблиці 1.4.
Таблиця 1.4.
0-200
201-400
401-800
801-1000
> 1000
всього
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 насосні установки.
До несправностей насосних установок можна віднести наступні несправності:
- Рідше за все виходить з ладу гідрозахисту, основною поломкою є прорив гумової діафрагми;
- Двигуни виходять з ладу із-за пробою статора нижнього або верхнього підстав, а також корозії корпусу;
- Насос виходить з ладу частіше за все через засмічення мехпрімесямі, швидко зношується вал насоса.
Розподіл відмов УЕЦН по укрупнених причин за 1997 рік представлений в 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
1995 р
1
Мехповрежденіе кабелю
71
69
2
Засмічення мехпрімесямі
162
118
3
Агресивна середу
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 брак
5
14
Разом відмов
585
466
З таблиці видно, що найбільш значним технічним фактором, що впливає на роботу установок ЕЦН. І що є причинами виходу з ладу можна назвати мехповрежденія кабелю, засмічення домішками, неякісний монтаж, а також невідповідність кривизни стовбура свердловини, і безконтрольне експлуатація. Звідси випливає, що забивання мехпрімесямі є важливим чинником що впливає на термін служби насоса, а боротьба з ними повинна призвести до збільшення міжремонтного періоду установки. За 1997 рік міжремонтний період і напрацювання на відмову мають таке значення:
Таблиця 1.7.
Експлуат.
фонд
Дійств.
фонд
Відмови
Напрацювання
на відмову
Кількість
ремонтів
МРП
Середній дебет
Обводненість
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1995
1996
1576
1431
1168
1115
1172
1315
264
266
1226
1224
310
310
114.5
122.6
89,0
90,4
1.7.Аналіз аварійного фонду з НГВУ "Лянторнефть»
У 1997 році відбулося 60 польотів на 60 свердловинах обладнаних установками електроцентрірованних насосів. За минулі 5 років намітилася тенденція збільшення кількості аварій по фонду УЕЦН. У звітному році аварійність підвищилася на 16 свердловин, в порівнянні з аналогічним періодом 1996 року. Більша частина польотів сталися в результаті розчленовування фланцевих з'єднаннях УЕЦН - 48%. Тут слід виділити обриви по шпильками між секціями насоса - 25% і метод ПЕД і протектором гідрозахисту - 10%. Наступна група обривів - обриви по НКТ. Основна частка обривів припадає на нижню й верхню частину колони НКТ, відповідно - 44% і 38%. Всі інші аварії відносяться до категорії приватних випадків. Остання велика група аварій - це аварії з причини зламу по тілу вузлів УЕЦН. З даної причини 4 польоту отримано в результаті зламу по тілу корпусу секцій насосів, 3 - по корпусу гідрозахисту, 1 - по тілу ловильні головки. Злами по «шийки насосів» зросли з 1 польоту в 1996 г до 5 в 1997 році. Проводячи аналіз експлуатації аварійного фонду свердловин УЕЦН досить чітко проглядається вплив ускладнюють факторів на роботу УЕЦН що стали причиною польоту на цих свердловинах. У першу чергу, левова частка польотів отримана на таких пластах, як А4-5 і А 2-3, де наблюдаетсяінтенсівний винос мехпрімесей і висока ступінь корозії. Високий вміст мехпрімесей в видобувається рідини спостерігається практично по всіх свердловинах аварійного фонду, особливо на момент запуску і перших днів експлуатаціі.Более того по ряду свердловин в період роботи зміст мехпрімесей не тільки залишається на одному рівні, а й збільшується. Зниження виносу мехпрімесей говорить про те, що установка почала знижувати свою продуктивність з-за зносу робочих органів насоса.
Основними причинами аварій є наступні фактори:
1.Повишенное зміст мехпрімесей в видобувається рідини як після ремонту, так і в процесі експлуатації, що викликає інтенсивний знос обладнання, що в свою чергу підвищує вібраційні навантаження.
2.Некачественние кріпильні матеріали, що застосовуються при монтажі УЕЦН, які не витримують вібраційні навантаження в процесі роботи. Монтаж часто проводиться кріпильними матеріалами, що не відповідають ГОСТ.
3.Увеліченіе польотів 1997 пов'язане також низьким рівнем забезпечення нафтопромислового обладнання, в результаті чого не оновлюється парк підземного устаткування.
4.Недостаточним контролем з боку технічних служб ДАОЗТ за режимом роботи свердловин.
5. «Супутник».
Пропоновані заходи щодо 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 на аналіз змісту мехпр
