Шелкановское месторождение и разработка нефтяных скважин
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?ЭЦН, на рис.5.2 - электроцентробежный насос.
Рис. 5.1. Установка электроцентробежного насоса
- компенсатор; 2 - погружной электродвигатель; 3 - протектор; 4 - нижняя секция насоса; 5 - верхняя секция насоса; 6 - кабель; 7 - муфта; 8 - металлический пояс; 9 - устьевая арматура; 10 - станция управления; 11 - автотрансформатор; D-диаметр эксплуатационной колонны
5.1 Электроцентробежный насос
Электроцентробежный насос является основным узлом установки. В центробежных насосах перекачиваемая жидкость получает напор на лопатках быстровращающегося рабочего колеса. При этом происходит превращение кинетической энергии движущейся жидкости в потенциальную энергию давления.
Поскольку ЭЦН - центробежный насос, созданный для эксплуатации нефтяных скважин, это повлекло за собой ряд конструктивных особенностей, присущих только этому классу насосов, а именно: а) насос должен иметь минимальные габариты, ограничиваемые диаметром скважин; б) насос должен иметь широкий диапазон производительностей и напоров; в) насос подвешивается в вертикальном положении и недоступен осмотру и обслуживанию.
Рис. 5.2. Погружной центробежный насос
- секция верхняя с ловильной головкой; 2 - секция нижняя; 3 - муфта глянцевая; 4 - пята опорная; 5 - корпус подшипника; 6 - аппарат направляющий; 7 - колесо рабочее; 8 - корпус; 9 - вал; 10 - шпонка; 11 - подшипник скольжения; 12 - втулка защитная; 13 - основание; 14 - сетка фильтра; 15 - муфта приводная
Основными конструктивными элементами ЭЦН являются: рабочее колесо, направляющий аппарат, вал, корпус, гидравлическая пята, уплотнения, подшипники. Эти детали - необходимые компоненты любого центробежного насоса, присущи они и ЭЦН.
Рабочее колесо является основным рабочим органом насоса. Оно состоит из дисков - переднего (по ходу жидкости) кольца с отверстием большого диаметра в центре и заднего - сплошного диска со ступицей (втулкой в центре), через которую проходит вал.
Диски расположены на некотором расстоянии один от другого, а между ними находятся лопатки, отогнутые назад по направлению вращения колеса. Колеса ЭЦН изготовляют из легированного чугуна или полиамидной смолы.
Направляющий аппарат предназначен для изменения направления потока жидкости и преобразования скоростной энергии в давление. Он состоит из двух неподвижных дисков с лопатками, напоминающими лопатки рабочего колеса, закрепленных неподвижно в корпусе насоса.
Рабочее колесо, собранное совместно с направляющим аппаратом, образует ступень насоса. Каждая ступень развивает напор 4-7 м. Учитывая, что глубина, с которой приходится поднимать нефть может достигать 1,5-2 км и более, можно легко рассчитать потребное количество ступеней, образующих насос. И, действительно, их количество достигает 400 штук и более.
Вал предназначен для передачи вращения рабочим колесам. Представляет собой цилиндрический стержень со шпоночным пазом для крепления рабочих колес. Со стороны протектора конец вала имеет шлицы. Длина и диаметр вала регламентируются габаритами насоса. Вал с укрепленными на нем колесами образует ротор насоса
Ротор, собранный совместно с направляющими аппаратами, образует пакет ступеней, который после сборки вставляется в специальную трубу - корпус. Диаметры корпуса современных насосов составляют 92,103 и 114 мм, а длина зависит от числа собранных в нем ступеней.
Корпус сверху заканчивается ловильной головкой, внутри которой выполнена резьба, с помощью которой он присоединяется к колонне. НКТ, а наружная часть обеспечивает захват насоса при его падении в скважину.
Снизу корпус снабжен фильтром и присоединительными фланцами для соединения с очередной секцией или протектором.
Уплотнения в ЭЦН выполнены в виде сальника расположенного в нижней части насоса и представляющего набор колец, выполненных из свинцовой ваты с графитом. В связи с созданием новой гидрозащиты изменилась и функция сальника, которая теперь сводится к предотвращению попадания механических примесей из насоса в протектор.
5.2 Погружной электродвигатель
Погружной электродвигатель (ПЭД) является приводом электроцентробежного насоса (рис.5.3). Применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. В соответствии со спецификой эксплуатации ПЭД выполнен цилиндрическим и сильно развит в длину.
Основными узлами ПЭД являются: статор, ротор, опорная пята, вал. Назначение статора и ротора и принцип их работы аналогичны электродвигателю обычной конструкции.
Специфичным является положение ПЭД в скважине - вертикальное, следовательно, ротор ПЭД нужно удержать и зафиксировать в этом положении.
Для этой цели служит опорная пята и подшипники скольжения, расположенные на валу и фиксируемые в статоре ПЭД. Вал имеет сквозное отверстие, через которое циркулирует масло, принудительно перекачиваемое турбинкой. Масло смазывает подшипники и охлаждает ПЭД.
Наземное оборудование скважины, эксплуатируемой УЭЦН, составляет устьевая арматура, станция управления работой скважинной установки и трансформатор напряжения.
Рис. 5.3. Погружний электродвигатель
- муфта; 2 - радиально-опорный узел; 3 - головка верхняя со штепсельной колодкой; 4 - вал; 5 - турбинка циркуляционная; 6 - статор; 7 - ротор; 8 -подшипник скольжения; 9 - фильтр масляный; 10 - основание с обратным клапаном.
Станция управления обеспечивает запуск и управление работой электронапряжение, получаемое от промысловой электрич?/p>