Погружной двигатель

Погружные двигатели состоят из электродвигателя (рис. 1) и гидрозащиты.

Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые двух­полюсные погружные унифицированной серии ПЭД в нормаль­ном и коррозионностойком исполнениях, климатического испол­нения В, категории размещения 5 работают от сети переменного тока частотой 50 Гц и используются в качестве привода погружных центробежных насосов в модульном исполнении для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин.

Двигатели предназначены для работы в среде пластовой жидкости (смесь нефти и попутной воды в любых пропорциях) с температурой до 0 °С, содержащей:

• механические примеси с относительной твердостью частиц не более 5 баллов по шкале Мооса — не более 0,5 г/л;
• сероводород: для нормального исполнения — не более 0,01 г/л; для коррозионностойкого исполнения — не более 1,25 г/л;
• свободный газ  (по объему) — не более 50%.
• Гидростатическое давление в зоне работы двигателя не бо­лее 20 МПа.

Допустимые отклонения от номинальных значений питаю­щей сети:

• по  напряжению — от  минус 5%  до плюс  10%;
• по частоте переменного тока — ±0,2 Гц;
• по току — не выше номинального на всех режимах работы, включая вывод скважины на режим.

   В шифре двигателя ПЭДУСК-125-117ДВ5 ТУ 16-652.029—86 приняты следующие обозначения: 

• ПЭДУ — погружной элек­тродвигатель унифицированный; 
• С — секционный (отсутствие буквы — несекционный); 
• К — коррозионностойкий (отсутствие буквы — нормальное); 
• 125 — мощность, кВт; 117 — диаметр корпуса, мм; 
• Д — шифр модерни­зации гидрозащиты (отсутствие буквы — основная модель); 
• В5 — климатическое исполнение и ка­тегория размещения.

   В шифре электродвигателя ЭДК45-117В приняты следующие обозначения: 

• ЭД — электродви­гатель; 
• К — коррозионностойкий (отсутствие буквы — нормальное исполнение); 
• 45 — мощность, кВт; 
• 117 — диаметр корпуса, мм; 
• В — верхняя секция (отсутствие бук­вы— несекционный, 
• С — средняя секция, 
• Н — нижняя секция).

   В шифре гидрозащиты ПК92Д приняты следующие обозначе­ния: 

• П — протектор; 
• К—коррозионностойкая (отсутствие бук­вы— исполнение нормальное); 
• 92 — диаметр корпуса в мм; 
• Д — модернизация с диафрагмой (от­сутствие буквы — основная мо­дель с барьерной жидкостью).

   Пуск, управление работой двигателями и его защита при аварийных режимах осуществля­ются специальными комплект­ными устройствами.

   Пуск, управление работой и защита двигателя мощностью 360 кВт с диаметром корпуса 130 мм осуществляются комплек­тным тиристорным преобразова­телем. Электродвигатели заполня­ются маслом МА-ПЭД с пробив­ным напряжением не менее 30 кВ.

электродвигатель и гидрозащита

Предельная длительно допускаемая температура обмотки статора электродвигателей (по сопротивлению для электродви­гателей диаметром корпуса 103 мм) равна 170 °С, а остальных электродвигателей—160 °С.

   Двигатель состоит из одного или нескольких электродвига­телей (верхнего, среднего и нижнего мощностью от 63 до 360 кВт) и протектора.

   Электродвигатель (см. рис. 1) состоит из статора, ротора, головки с токовводом, корпуса. Статор выполнен из трубы, в которую запрессован магни-топровод, изготовленный из листовой электротехнической стали. Обмотка статора — однослойная протяжная катушечная. Фазы обмотки соединены в звезду.

   Расточка статора в зависимости от диаметра корпуса дви­гателя имеет следующие размеры.

Диаметр корпуса двигателя, мм      ...        103 117           123           130

Диаметр расточки статора, мм     ....               50                 60             64-68

  Ротор короткозамкнутый, многосекционный. В состав ро­тора входят вал, сердечники, радиальные опоры (подшипники скольжения), втулка. Вал пустотелый, изготовлен из высоко­прочной стали со специальной отделкой поверхности. В центральное отверстие вала ротора верхнего и среднего электродви­гателей ввинчены две специальные гайки, между которыми по­мещен шарик, перекрывающий слив масла из электродвигателя при монтаже.

   Сердечники выполнены из листовой электротехнической стали. В пазы сердечников уложены медные стержни, сва­ренные по торцам с короткозамыкающими кольцами. Сер­дечники набираются на вал, чередуясь с радиальными под­шипниками. Набор сердечников на валу зафиксирован с одной стороны разрезным вкладышем, а с другой — пружинным кольцом.

   

Втулка служит для смещения радиальных подшипников ро­тора при ремонте электродвигателя.

   

Головка представляет собой сборочную единицу, монтируе­мую в верхней части электродвигателя (над статором). В го­ловке расположен узел упорного подшипника, состоящий из пяты и подпятника, крайние радиальные подшипники ротора, узел токоввода (для несекционных электродвигателей) или узел электрического соединения электродвигателей (для секционных электродвигателей).

   Токоввод — изоляционная колодка, в пазы которой встав­лены кабели с наконечниками.

Узел электрического соединения обмоток верхнего, среднего и нижнего электродвигателей состоит из выводных кабелей с наконечниками и изоляторов, закрепленных в головках и кор­пусах торцов секционирования.

   Отверстие под пробкой служит для закачки масла в протек­тор при монтаже двигателя.

В корпусе, находящемся в нижней части электродвигателя (под статором), расположены радиальный подшипник ротора и пробки. Через отверстия под пробку проводят закачку и слив масла в электродвигатель.

   В этом корпусе электродвигателей имеется фильтр для очи­стки масла. Термоманометрическая система ТМС-3 предназначена для контроля некоторых технологических параметров скважин, обо­рудованных УЭЦН, и защиты погружных агрегатов от аномаль­ных режимов работы (перегрев электродвигателя или снижение давления жидкости на приеме насоса ниже допустимого).

   Система ТМС-3 состоит из скважинного преобразователя, трансформирующего давление и температуру в частотно-манипулированный электрический сигнал, и наземного прибора, осу­ществляющего функции блока питания, усилителя-формирова­теля сигналов и устройства управления режимом работы погружным электронасосом по давлению и температуре.

   Скважинный преобразователь давления и температуры (ПДТ) выполнен в виде цилиндрического герметичного контейнера, размещаемого в нижней части электродвигателя и подключенного к нулевой точке его статорной обмотки.

   Наземный прибор, устанавливаемый в комплектное устрой­ство ШГС, обеспечивает формирование сигналов на ее отклю­чение и выключение насоса по давлению и температуре.

   В качестве линии связи и энергопитания ПДТ используется силовая сеть питания погружного электродвигателя.

Техническая характеристика термоманометрической системы приведена ниже.

Диапазон контролируемого давления, МПа       ........ О—20

Диапазон рабочих температур ПДТ, °С     ..........         25—105

Предельная температура погружного электродвигателя, °С 100

Диапазон рабочих температур наземного блока, °С ......     —45 — +50

Отклонение значения давления, формирующего сигнал управле­ния на отключение или запуск УЭЦН, от заданной уставки, МПа, не более    ...................... ±1

Средняя наработка на отказ, ч     .............. 12 000

Установленный срок службы, лет,       ............ 5

Диаметр скважинного преобразователя, мм       ........ 87

Длина скважинного преобразователя, мм      ......... 305

Габаритные размеры, мм: блока управления      ...................    180X161X119

устройства питания    ...................    241X121X105

Масса, кг:

скважинного преобразователя    .............. 4

блока управления      ................... 2

устройства питания    ................... 4,2