ESP (ESP egység, elektromos meghajtású centrifugálszivattyú egység) Az ESP a merülő rudak nélküli szivattyúegységekre utal . Az ESP berendezés egy merülő részből áll, amely a csővezetéken függőlegesen van leeresztve a kútba , és egy felszíni részből, amely merülő tápkábellel kapcsolódik egymáshoz.
Az ESP berendezés merülő része egy szivattyúegység, amely függőlegesen van leeresztve a kútba a csővezetéken , amely egy SEM -ből (merülő elektromos motor), egy hidraulikus védelmi egységből, egy folyadékbeviteli modulból, magából az ESP -ből , egy visszacsapó szelepből, egy leeresztő (leeresztő) szelep. Az ESP merülő részének összes egységének háza karimás csatlakozású csövek, amelyek egymással csuklósan kapcsolódnak, kivéve a visszacsapó és leeresztő szelepeket, amelyek menettel vannak a csőhöz csavarozva. A merülő rész hossza összeszerelt állapotban elérheti az 50 métert is. A merülőberendezés egy része egy búvár páncélozott háromerű kábel is, amelynek hossza közvetlenül függ az ESP merülő részének süllyedési mélységétől.
Az olajtermeléshez használt elektromos meghajtású centrifugálszivattyú többfokozatú és általában több szakaszból áll. A szivattyú modulrésze egy házból, egy tengelyből, egy fokozatcsomagból (járókerekek és vezetőlapátok), felső és alsó radiális csapágyakból, axiális tartóból, fejből és alapból áll. A tengellyel, radiális csapágyakkal és axiális támasztékkal ellátott színpadcsomagot a házba helyezzük és a végdarabokkal rögzítjük. A szivattyúk kivitelei a munkatestek anyagában, a karosszériaelemekben, a súrlódási párokban, a kialakításban és a radiális csapágyak számában különböznek.
Az ESP szimbólum szerkezeteA mai napig az új olajmezők fejlesztése bonyolult feltételekkel a termeléshez és a már kiaknázott mezőkön az olaj visszanyerését növelő technológiák alkalmazása a hagyományos olajtermelő berendezések, köztük az ESP működési időszakának csökkenéséhez vezet . Ez a tény megköveteli a gyártóktól, hogy bővítsék az általuk gyártott berendezések körét, amelyek megfelelnek az adott kutak feltételeinek. Ezzel kapcsolatban új ESP-modellek készülnek, amelyek a munkatestek tervezési jellemzőivel, olvasztási technológiájával és anyagával, a tengelyirányú és radiális támasztékok elhelyezkedésével és még sok mással rendelkeznek. Mindezek a tulajdonságok tükröződnek a szivattyúmodell szimbólumaiban, amelyeket gyakran minden gyártó saját specifikációi szerint alakít ki , annak ellenére, hogy az ilyen típusú berendezésekre vonatkozóan állami szabványt hoztak létre.
Példa egy szimbólumra (a GOST R 56830-2015 "Fúrólyukkal működő elektromos hajtású lapátos szivattyúk telepítése" elfogadása után):
120 UELNT 80-2500
Példa egy szimbólumra (a GOST R 56830-2015 elfogadása előtt):
UETsN5-125-2150
Egyes gyártók a következő ESP-5A-45-1800(3026) jelölést használják, ahol zárójelben azt a sebességet kell feltüntetni, amellyel az ESP-t működtetni kell a megadott teljesítmény és nyomás eléréséhez.
Az egyesült államokbeli ESP-gyártók eltérő elnevezési struktúrát használnak termékeikhez, például:
TD-650 (242.) vagy DN-460 (366.)
A legtöbb esetben ez a motor speciális kialakítású, és egy aszinkron , háromfázisú , kétpólusú váltakozó áramú motor , mókuskalitkás rotorral. A motor alacsony viszkozitású olajjal van megtöltve, amely ellátja a forgórész csapágyainak kenését és a motorház falainak hőelvonását, amelyet a kúttermékek áramlása mos. A SEM-ek az ESP hajtása, amely a kábelen keresztül felülről a berendezés felfüggesztési zónájába táplált elektromos energiát a szivattyú forgásának mechanikai energiájává alakítja.
A hidraulikus védelem a képződménynek a villanymotor üregébe való behatolása elleni védelemre, az olajtérfogat hőtágulásának kompenzálására, valamint a centrifugálszivattyú tengelyére történő nyomaték továbbítására szolgáló berendezés. A tengely alsó vége a villanymotor tengelyéhez (rotorhoz), a felső vége a szivattyú tengelyéhez csatlakozik a kútra történő felszerelés során. A hidrovédelem a következő funkciókat látja el:
A képződő folyadék a szivattyúegység alsó részén található szívónyílásokon keresztül jut be az ESP munkafázisaiba , ehhez egyes egységeknél az ESP alsó részének alsó részén lyukak vannak, de a legtöbb esetben az összes ESP egységen külön folyadékbeszívó egységgel vannak felszerelve, amelyet szívó- vagy bemeneti modulnak neveznek. A fogadó modul tengelye bordás tengelykapcsolók segítségével alulról a hidraulikus védelem tengelyére, felülről pedig az ESP alsó részének tengelyére csatlakozik, így az ESP működése során, a motor forgórész-tengelyének forgása és a hidraulikus védelem ezen az egységen keresztül jut át a szivattyúrészekre. Ez az egység a képződményfolyadék fogadásán és a forgás továbbításán túlmenően a kialakítástól függően meg tudja szűrni a képződményfolyadékot a mechanikai szennyeződésektől és gázstabilizáló egység szerepét tölti be. A fenti funkcióknak megfelelően a folyadékbeviteli egységek következő csoportjai különböztethetők meg:
Fogadó modulAz alábbiak közül a legegyszerűbb egység, fő feladata a tartályfolyadék bejuttatása a szivattyú üregébe és a nyomaték átvitele a SEM -ről az ESP -re . A képződőfolyadék átvezetésére szolgáló lyukakkal ellátott alapból (1) és egy aknából (2) áll, a lyukakat befogadó rács (3) zárja, ami megakadályozza az eltömődést. A fogadó modul hossza általában nem haladja meg az 500 mm-t, és a ház átmérője megfelel a szivattyúrészek házának átmérőjének, és az ESP-hez hasonlóan méret szerint van besorolva . Az ESP kútba történő beszerelésekor a fogadó modult a hidraulikus védő és az ESP vagy gázstabilizáló egység alsó része közé kell felszerelni, ha fogadófuratok nélkül készül, ehhez az alap alsó részén karima található. átmenő furatokkal a védőtesthez való csatlakozáshoz, a felső végén pedig vakmenetes furatok találhatók, amelyekbe a csapokat csavarozzák a fogadómodul után szerelt szerelvény karimájához való csatlakozáshoz.
Merülő szűrőOlyan eszköz, amely csökkenti a mechanikai szennyeződések hatását az ESP működésére. A hidraulikus védelmi védő és az ESP alsó része közé beépített modulként is bemutatható, ahol a készülék teljes szűrőfelülete a tartály folyadékbeviteli területe, ebben az esetben a merülőszűrőnek van egy tengelye a kialakításában, továbbítja a motor forgórészének forgását a szivattyúrészekre, és a tartályfolyadék szűrése mellett ugyanazokat a funkciókat látja el, mint a fogadó modul. A merülőszűrő lehet a teljes telepítés alatt felfüggesztett modul is. Ebben az esetben a szűrő nem egy folyadékbeszívó modul, hanem egy kiegészítő függő berendezés.
GázleválasztóA szivattyú szívóoldalán működő berendezés, amely csökkenti a gáztényező negatív hatását azáltal, hogy elválasztja a gázfázist az előállított tartályfolyadéktól. A tartályban lévő folyadék a szívónyílásokon keresztül bejut a forgó csigaba , amely felgyorsítja a mozgását, majd a járókeréken áthaladva, a gáztalanításhoz „megrázva” a folyadékot a leválasztódobba, amelyben centrifugális erők hatására nehezebb fázisok (folyékony ill. mechanikai szennyeződések) a perifériára távoznak, ahol egy speciális csatornán keresztül a szivattyú fokozatba kerül, és a könnyebb gázfázis a dob közepén konszolidálódik, és egy speciális csatornán keresztül a kút gyűrűjébe kerül. Az ESP gázleválasztója a bemeneti modulra van felszerelve, és a következőkből áll:
A gázleválasztó lehetővé teszi a szivattyú stabil működését, ha az előállított keverék gáztartalma a szívónál eléri az 55%-ot.
GázszóróA gázleválasztóhoz hasonlóan ez is egy olyan eszköz, amely csökkenti a gáztényező káros hatását az ESP működésére, de a gázleválasztóval ellentétben nem válik szét folyadék- és gázfázisra, hanem keveri a felszabaduló gázt. a folyadékból homogén emulzióvá alakul, miközben a gáz nem távozik a gyűrűbe.
Külsőleg ezek az egységek hasonlóak, kivéve, hogy nincsenek lyukak a gázkivezetéshez a gázdiszperzátornál, és benne a szeparátor helyett munkatestek készlete van, amelyek verik az előállított keveréket.
Ennek az egységnek a hatásfoka jóval alacsonyabb, mint a gázleválasztóké, de gázleválasztóval kombinálva az ESP stabil működése biztosított, akár 75%-os bemeneti gáztartalommal.
Megakadályozza a csőben található folyadékoszlop lefolyását, és ezáltal megakadályozza az ESP fordított forgását
Olyan eszköz, amellyel az ESP felemelésekor folyadékot ürítenek a csővezetékből . Ez egy csőaljzat, amelynek hossza legfeljebb 30 cm a test mentén, felső menettel , alul pedig egy külső menettel , amely megfelel a csőmenetnek. Leeresztő mechanizmusként a berendezés belső terébe beütős, általában sárgaréz idom nyúlik be, és a kút gyűrűjében lévő furatba nyíló üreggel rendelkezik .
Merülő telemetriás érzékelő
(TMSP)
Az ESP aktuális működési paramétereit és az előállított folyadék paramétereit mérő készülék. A PED aljára szerelhető. Olyan paramétereket mér és továbbít a TMSN földi telemetriai egységnek, mint: Szigetelési ellenállás, motor tekercselési hőmérséklete, rezgés, nyomás a szivattyú szívóoldalán, folyadék hőmérséklete stb.
A kábelvezetéket úgy tervezték, hogy váltakozó feszültséget biztosítson a felszínről az egység merülőmotorjára.
A kábelvezeték egy főkábelből (lapos vagy kerek) és egy tömszelencével csatlakoztatott lapos hosszabbítóból áll.
A főkábel csatlakozása a hosszabbítókábellel egyrészes csatlakozóval (splice) történik. Illesztések használhatók a főkábel egyes szakaszainak összekapcsolására is a szükséges hosszúság elérése érdekében.
A hosszabbítókábel külső méretei kisebbek a főkábelhez képest.
A kábelbevezető hüvely biztosítja a kábel hermetikus csatlakozását a SEM-hez.
A szivattyúzott közeg hőmérsékletétől és agresszivitásától függően különböző szigetelési fokú kábeleket állítanak elő. A modern kábelek 200 °C hőmérsékletig és 4000 V feszültségig képesek működni.
A csővezetékek (csővezetékek) folyadék és gáz kivonására szolgálnak a kutakból, víz, sűrített levegő (gáz) befecskendezésére.
A vezérlőállomás áramellátást biztosít, vezérli a merülőegység működését és megvédi a rendellenes működési módoktól. A modern vezérlőállomások felszerelhetők tirisztoros átalakítókkal a szivattyú tengely fordulatszámának fokozatmentes szabályozásához, amely lehetővé teszi a berendezés áramlásának és nyomásának zökkenőmentes beállítását, hogy biztosítsa a motor lágy (rándulások nélküli) indítását a leállítás után. A vezérlőállomás biztosítja a telepítés fő működési paramétereinek vezérlését, jelzését és rögzítését, az elektromos motor leállítását túlterhelés / alulterhelés, szigetelési ellenállás csökkenése esetén stb.
Az elmúlt 20 évben a tranzisztoros IGBT frekvenciaváltókat sikeresen alkalmazták a vezérlőállomásokon búvárszivattyúk elektromos motorjainak fordulatszám-szabályozójaként. Fejlettebbek, mint a tirisztoros átalakítók, és nagyobb hatásfokkal rendelkeznek . A 16 A-nél nagyobb áramfelvételű műszaki berendezések harmonikus áramkomponenseinek kibocsátásának korlátozására vonatkozó követelmények megjelenésével kapcsolatban, amelyek kisfeszültségű áramellátó rendszerekhez vannak csatlakoztatva GOST 30804.4.3-2013 (IEC 61000 - 4 - 3 : 2006), a vezérlőállomások felszerelhetők bemeneti aktív vagy LCL harmonikus torzító szűrőkkel. Egyes vezérlőállomás-gyártók szűrők helyett 18 impulzusos áramköröket használnak a frekvenciaváltó egyenirányítójához, ami hasonló hatást ér el a szűrés terén az állomás alacsonyabb költségével.
A 3 kV és 6 kV feszültségosztályú búvárszivattyúk olajtranszformátora a kisfeszültségű vezérlőállomás utáni feszültség növelésére szolgál.
Az ESP-k nagy mélységbe merülnek - akár több kilométerre is. Gyakran elég nagy erőt kell hozniuk. A merülő elektromos centrifugálszivattyúhoz vezető kábelek magjainak keresztmetszete csökkentése érdekében magukat a szivattyúkat is nagyfeszültségűvé kell tenni. Nem mindig költséghatékony egy drága nagyfeszültségű szivattyúvezérlő állomás telepítése, az üzemeltetés közbeni költséges karbantartás miatt is. Ezért a TMPN-t közbülső kapcsolatként vezetik be, hogy a feszültséget a kívánt szintre növeljék [2] .
A TMPN egy jelentős problémát jelent, amelyet jelenleg megkerülnek – az ESP villanymotor kizárólag skaláris szabályozásának lehetőségét, bár a vektorvezérlés energiahatékonyabb és pontosabb .
Szekcionált centrifugálszivattyú