Установки
погружных центробежных насосов в модульном исполнении УЭЦНМ и УЭЦНМК
предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных,
пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси.
Установки
имеют два исполнения — обычное и коррозионно-стойкое. Пример условного
обозначения установки при заказе: УЭЦНМ5-125-1200 ВК02 ТУ 26-06-1486—87, при
переписке и в технической документации указывается: 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; ВК — вариант комплектации; 02 — порядковый номер варианта
комплектации по ТУ. Для установок коррозионностойкого исполнения перед обозначением группы
насоса добавляется буква «К». Номинальные значения к. п. д. установки
соответствуют работе на воде.
Показатели назначения по перекачиваемым средам следующие:
- среда — пластовая жидкость (смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа);
- максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и к. п. д.— 1 мм2/с;
- водородный показатель попутной воды рН 6,0—8,5;
- максимальное массовое содержание твердых частиц — 0,01 % (0,1 г/л);
- микротвердость частиц — не более 5 баллов по Моосу;
- максимальное содержание попутной воды — 99%;
- максимальное содержание свободного газа у основания двигателя— 25%, для установок с насосными модулями-газосепараторами (по вариантам комплектации)—55%, при этом соотношение в откачиваемой жидкости нефти и воды регламентируется универсальной методикой подбора УЭЦН к нефтяным скважинам (УМП ЭЦН-79);
- максимальная концентрация сероводорода: 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 по-гружного агрегата — не более 90 °С.
Для установок,
укомплектованных кабельными линиями К43, в которых взамен удлинителя с
теплостойким кабелем марки КФСБ используется удлинитель с кабелем
марки КПБП,
температуры должны 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.
Значения к. п. д. насоса и к. п. д. насосного агрегата соответствуют работе на воде плотностью 1000
кг/м3.
Установки УЭЦНМ и УЭЦНМК (рис. 1) состоят из погружного
насосного агрегата, кабеля в сборе 6, наземного электрооборудования —
трансформаторной комплектной подстанции (индивидуальной КТППН или кустовой
КТППНКС) 5. Вместо
подстанции можно использовать трансформатор и комплектное устройство.
Насосный
агрегат, состоящий из погружного центробежного насоса 7 и двигателя 8
(электродвигатель с гидрозащитой), спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб
4.
Насосный
агрегат откачивает пластовую жидкость из скважины и подает ее на поверхность
по колонне НКТ.
Кабель,
обеспечивающий подвод электроэнергии к электродвигателю, крепится к
гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 3,
входящими в состав насоса.
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. Насос -
погружной центробежный модульный.
Обратный
клапан 1 предназначен для предотвращения обратного вращения (турбинный режим)
ротора насоса под воздействием столба жидкости в колонне НКТ при остановках и
облегчения, тем самым, повторного запуска насосного агрегата. Обратный клапан
ввинчен в модуль — головку насоса, а спускной — в корпус обратного клапана.
Спускной клапан 2
служит для слива жидкости из колонны НКТ при подъеме насосного агрегата из
скважины.
Допускается
устанавливать клапаны выше насоса в зависимости от 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.
Для
откачивания пластовой жидкости, содержащей свыше 25 — до 55 % (по объему)
свободного газа у приемной сетки входного модуля, к насосу подключают насосный модуль —
газосепаратор.
Двигатель —
асинхронный погружной трехфазный короткозамкнутый двухполюсный
маслонаполненный.
Установки
могут комплектоваться двигателями типа ШЭД по ТУ 16-652.031—87, оснащенными
системой контроля температуры и давления пластовой жидкости.
При этом установки должны комплектоваться устройством
комплектным ШГС 5805-49ТЗУ1.
Соединение
сборочных единиц насосного агрегата—фланцевое (на болтах и шпильках), валов
сборочных единиц — при помощи шлицевых муфт.
Соединение
кабеля в сборе с двигателем осуществляется при помощи муфты кабельного ввода.
Подключательный выносной пункт предназначен для предупреждения
прохождения газа по кабелю в КТППН (КТППНКС) или комплектное устройство.
Оборудование
устья скважины обеспечивает подвеску колонны НКТ с насосным агрегатом и
кабелем в сборе на фланце обсадной колонны, герметизацию затрубного пространства,
отвод пластовой жидкости в выкидной трубопровод.
Погружной центробежный модульный насос (в дальнейшем
именуемый «насос») — многоступенчатый вертикального исполнения. Насос
изготовляют в двух исполнениях: обычном ЭЦНМ и коррозионностойком ЭЦНМК.
Установка погружного центробежного электронасоса УЭЦНМ
Насос состоит из входного модуля, модуля-секции (модулей-секций),
модуля-головки, обратного и спускного клапанов (рис. 2). Допускается
уменьшение числа модулей-секций в насосе при соответствующем укомплектовании
погружного агрегата двигателем необходимой мощности.
Для
откачивания пластовой жидкости, содержащей у сетки входного модуля насоса свыше
25 % (по объему) свободного газа, к насосу следует подсоединить насосный модуль
— газосепаратор (рис. 3). Газосепаратор устанавливается между входным модулем
и модулем-секцией.
Соединение
модулей между собой и входного модуля с двигателем—фланцевое. Соединения (кроме соединений входного
модуля с двигателем и входного модуля с газосепаратором) уплотняются резиновыми
кольцами.
Соединение
валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом входного модуля, вала
входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляется шлицевыми муфтами.
Соединение
валов газосепаратора, модуля-секции и входного модуля между собой также
осуществляется при помощи шлицевых муфт.
Валы
модулей-секций всех групп насосов, имеющих одинаковые длины корпусов (2, 3 и 5
м), унифицированы по длине. Валы модулей-секций и входных модулей для насосов обычного
исполнения изготовляют из калиброванной коррозионно-стойкой высокопрочной стали
марки ОЗХ14Н7В и имеют на торце маркировку «НЖ», для насосов повышенной
коррозионностойкости — из калиброванных прутков из сплава Н65Д29ЮТ-ИШ К-монель
и имеют на торцах маркировку «М».
Рабочие
колеса и направляющие аппараты насосов обычного исполнения изготовляют из
модифицированного серого чугуна, насосов коррозионностойкого исполнения — из
модифицированного чугуна ЧН16Д7ГХШ типа «нирезист». Рабочие колеса насосов
обычного исполнения можно изготовлять из радиационно-модифицированного
полиамида.
Модуль-головка состоит из корпуса, с одной стороны которого имеется
внутренняя коническая резьба для подсоединения обратного клапана
(насосно-компрессорной трубы), с другой стороны — фланец для подсоединения к
модулю-секции двух ребер и резинового кольца. Ребра прикреплены к корпусу модуля-головки
болтом с гайкой и пружинной шайбой. Резиновое кольцо герметизирует соединение
модуля-головки с модулем-секцией.
Модули-головки насосов группы 5 и 5А имеют резьбу муфты
насосно-компрессорной гладкой трубы 73 ГОСТ 633—80. Модуль-головка насосов
группы 6 имеет два исполнения: с резьбой муфты 73 и 89 ГОСТ 633—80.
спускной клапан и газосепаратор
Модуль-головка с резьбой 73 применяется в насосах с номинальной подачей
до 800 м3/сут, с резьбой 89 — более 800 м3/сут.
Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и
направляющих аппаратов), верхнего подшипника, нижнего подшипника, верхней
осевой опоры, головки, основания, двух ребер и резиновых колец. Соединение
модулей-секций между собой, а также резьбовые соединения и зазор между корпусом
и пакетом ступеней герметизируются резиновыми кольцами.
Ребра
предназначены для защиты плоского кабеля с муфтой от механических повреждений
о стенку обсадной колонны при спуске и подъеме насосного агрегата. Ребра
прикреплены к основанию модуля-секции болтом с гайкой и пружинной шайбой.
Грань головки
модуля-секции, имеющая минимальное угловое смещение относительно поверхности
основания между ребрами, помечена пятном краски для ориентирования относительно
ребер другого модуля-секции при монтаже на скважине.
Модули-секции поставляются опломбированными гарантийными
пломбами-клеймом предприятия-изготовителя на паяных швах.
Входной
модуль состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой жидкости,
подшипниковых втулок и сетки, вала с защитными втулками и шлицовой муфты для
соединения вала модуля с валом гидрозащиты.
При помощи
шпилек модуль верхним концом подсоединяется к модулю-секции. Нижний конец
входного модуля присоединяется к гидрозащите двигателя.
Входной модуль для насосов группы 6 имеет два исполнения:
одно — с валом диаметром 25 мм — для насосов с подачами 250, 320, 500 и 800 м3/сут,
другое — с валом диаметром 28 мм — для насосов с подачами 1000, 1250 м3/сут.
Входные модули и модули-секции поставляются опломбированными
консервационными пломбами-пятнами синей или зеленой краски на гайках и болтах
(шпильках) фланцевых соединений.
Обратные
клапаны насосов групп 5 и 5А, рассчитанных на любую подачу, и группы 6 с
подачей до 800 м3/сут включительно конструктивно одинаковы и имеют резьбы
муфты насосно-компрессорной гладкой трубы 73 ГОСТ 633—80. Обратный клапан для
насосов группы 6 с подачей свыше 800 м3/сут имеет резьбы муфты
насосно-компрессорной гладкой трубы 89 ГОСТ 633—80. Спускные клапаны имеют такие
же исполнения по резьбам, как обратные. Пояс для крепления кабеля состоит из стальной пряжки и
закрепленной на ней стальной полосы. Пояс является изделием одноразового использования.