1330
.pdfТрансформатор обеспечивает подачу необходи мого напряжения к погружному электродвигателю, станция управления предназначена для управления погружным электронасосом и отключения всей уста новки при отклонении от нормального режима ее ра боты.
Погружной насос, электродвигатель и гидроза щита соединяются между собой фланцами и шпиль ками. Валы насоса, двигателя и протектора имеют на концах шлицы и соединяются шлицевыми муфтами (табл. 37, 38, 39).
Погружной центробежный насос
Погружной центробежный насос (рис. 35) по принципу действия не отличается от обычных цент робежных насосов, применяемых для перекачки жидкости. Отличие его в том, что он секционный, многоступенчатый, с малым диаметром рабочих сту пеней — рабочих колес и направляющих аппаратов. Выпускаемые в основном для нефтяной промышлен ности погружные насосы содержат от 130 до 415 ступеней.
По диаметрам и поперечным размерам насосы делятся на три условные группы: 5, 5А и 6.
В группу 5 входят насосы с наружным диамет ром корпуса 92 мм, группу 5А — 103 мм, группу 6—
114мм.
Секции насоса 1 и 2, связанные фланцевыми со
единениями, представляют собой металлический кор пус 8, изготовленный из стальной трубы длиной до 5500 мм. Длина насоса определяется числом рабо чих ступеней и секций, число которых, в свою оче редь, определяется основными параметрами насо са — подачей и напором.
Ступень центробежного насоса состоит из ра бочего колеса и направляющего аппарата, выполня емых обычно из модифицированного чугуна методом
литья |
с |
последующей |
механической |
обработкой, |
|||||
Подача |
|
и |
напор |
ступени |
зависят от |
поперечного |
|||
РИС. 35. |
Насос ЭЦН: |
|
|
|
|
|
|
||
/ — верхняя |
секция |
с |
ловильной |
головкой; 2 — ниж |
|||||
няя секция; |
3 — шлицевая |
муфта; |
4 — |
опорная |
пята; |
||||
5 — корпус подшипника; 6 — направляющий |
аппарат; |
7 — |
|||||||
рабочее |
колесо; 8 — |
корпус; |
.9 —гвал; |
10 — шпонка; |
11 — |
подшипник скольжения; 12 — защитная втулка; 13 — осно вание; 14 — фильтр; 15 — приводная муфта
|
Номи |
|
Число |
Число |
Масса секции, |
кг |
Длина секции, |
м |
||
Шифр установки |
нальная |
Напор, м |
|
|
|
|
|
|
||
подача, |
ступеней |
секций |
|
|
|
|
|
|
||
|
м3/сут |
|
|
насоса |
верхней |
средней |
нижней |
верхней |
средней |
нижней |
2ЭЦН5-40-1400 |
40 |
1425—1015 |
273 |
2 |
127 |
_ |
130 |
3,93 |
_ |
4,14 |
ЭЦН5-40-1750 |
40 |
1800 |
349 |
3 |
127 |
75 |
130 |
3,94 |
2,38 |
4,14 |
2ЭЦН5-80-1200 |
80 |
1285—715 |
274 |
2 |
73 |
— |
170 |
2,43 |
— |
5,54 |
ЭЦН5-80-1550 |
80 |
1600 |
364 |
2 |
138 |
— |
165 |
4,63 |
— |
5,54 |
ЭЦН5-80-1800 |
80 |
1780 |
413 |
3 |
76,5 |
119 |
165 |
2,43 |
3,88 |
5,54 |
ЗЭЦН5-130-1200 |
130 |
1330—870 |
283 |
2 |
137 |
— |
185 |
3,93 |
— |
5,54 |
ЭЦН5-130-1400 |
130 |
1460 |
348 |
3 |
137 |
75 |
185 |
3,93 |
2,38 |
5,54 |
2ЭЦН5-200-800 |
200 |
960—545 |
225 |
2 |
99 |
— |
140 |
3,93 |
— |
5,54 |
1ЭЦН5А-100-1350 |
100 |
1520—1090 |
264 |
2 |
128 |
— |
191 |
3,14 |
_ |
4,82 |
1ЭЦН5А-160-1100 |
160 |
1225—710 |
224 |
2 |
94 |
— |
248 |
2,44 |
_ |
5,52 |
2ЭЦН5А-160-1400 |
160 |
1560—1040 |
274 |
2 |
152 |
— |
248 |
3,94 |
|
5,52 |
ЭЦН5А-160-1750 |
160 |
1755 |
346 |
3 |
152 |
ИЗ |
248 |
3,94 |
3,08 |
5,52 |
1ЭЦН5А-250-800 |
250 |
890—490 |
145 |
2 |
157 |
— |
217 |
3,84 |
_ |
4,82 |
1ЭЦН5А-250-1000 |
250 |
1160—610 |
185 |
2 |
211 |
— |
230 |
5,34 |
_ |
5,52 |
1ЭЦН5А-250-1400 |
250 |
1580—930 |
265 |
3 |
185 |
213 |
230 |
4,64 |
5,28 |
5,52 |
1ЭЦН5А-360-600 |
360 |
660—490 |
134 |
2 |
125 |
— |
230 |
3,14 |
_ |
5,52 |
2ЭЦН5А-360-700 |
360 |
810—550 |
161 |
2 |
182 |
— |
220 |
4,64 |
_ |
5,52 |
2ЭЦН5А-360-850 |
360 |
950—680 |
184 |
3 |
148 |
151 |
194 |
3,94 |
3,88 |
4,12 |
|
Номи |
|
Число |
Число |
Масса секции, |
кг |
Длина секции,. м |
|||
Шифр установки |
нальная |
Напор, м |
|
|
|
|
|
|
||
подача» |
ступеней |
секций |
верхней |
средней |
нижней |
верхней |
средней |
нижней |
||
|
м3/сут |
|
|
насоса |
||||||
2ЭЦН5А-360-1100 |
360 |
1260—920 |
248 |
3 |
182 |
213 |
220 |
4,64 |
5,28 |
5,52 |
1ЭЦН5А-500-800 |
500 |
850—700 |
213 |
3 |
198 |
199 |
239 |
4,64 |
4,58 |
5,52 |
1ЭЦН6-100-1500 |
100 |
1610—1090 |
213 |
2 |
125 |
— |
202 |
2,45 |
— |
4,15 |
2ЭЦН6-160-1450 |
160 |
1715—1230 |
249 |
2 |
111 |
— |
269 |
2,45 |
— |
5,55 |
4ЭЦН6-250-1050 |
250 |
1100—820 |
185 |
2 |
120 |
— |
252 |
2,45 |
— |
5,55 |
2ЭЦН6-250-1400 |
250 |
1590—1040 |
231 |
2 |
193 |
— |
252 |
3,95 |
— |
5,55 |
ЭЦН6-250-1600 |
250 |
1700—1080 |
253 |
2 |
218 |
— |
252 |
4,64 |
— |
4,85 |
2ЭЦН6-350-850 |
350 |
1035—560 |
127 |
2 |
245 |
— |
279 |
2,45 |
— |
5,55 |
2ЭЦН6-350-1100 |
350 |
1120 |
168 |
2 |
226 |
— |
279 |
4,64 |
— |
5,55 |
2ЭЦН6-500-750 |
500 |
930—490 |
145 |
2 |
245 |
— |
250 |
4,65 |
— |
4,85 |
1ЭЦН6-500-1100 |
500 |
1350—600 |
217 |
3 |
245 |
240 |
250 |
4,65 |
4,58 |
4,85 |
1ЭЦН6-700-800 |
700 |
850—550 |
152 |
3 |
223 |
262 |
272 |
3,95 |
4,58 |
4,85 |
ЭЦН6-700-1100 |
700 |
1220—780 |
233 |
4 |
246 |
235 |
276 |
4,92 |
4,65X2 |
5,56 |
ЭЦН6-1000-900 |
1000 |
1085—510 |
208 |
4 |
260 |
251 |
260 |
5,62 |
5,35X2 |
5,56 |
2ЭЦНИ6-350-1100 |
350 |
1170—710 |
154 |
2 |
220 |
— |
241 |
4,68 |
— |
5,53 |
2ЭЦНИ6-500-750 |
500 |
860—480 |
157 |
2 |
202 |
— |
270 |
5,34 |
— |
5,55 |
ЭЦНК5-80-1200 |
80 |
1250—785 |
274 |
2 |
73 |
— |
170 |
2,43 |
— |
5,54 |
ЭЦН К5-80-1550 |
80 |
1600 |
364 |
2 |
142 |
— |
168 |
4,63 |
— |
5,54 |
ЭЦНК5-130-1200 |
130 |
1330—870 |
283 |
2 |
137 |
— |
185 |
3,93 |
— |
5,54 |
ЭЦН К5-130-1400 |
130 |
1460 |
348 |
3 |
137 |
75 |
185 |
3,93 |
2,38 |
5,54 |
размера и конструкции проточной части (формы лопаток), а также от частоты вращения.
В корпуса секций насоса вставляется пакет ступеней, представляю щий собой собранные на валу 9 рабочие колеса 7 и направляющие ап параты 6. Рабочие колеса устанавливаются на валу на продольной приз матической шпонке 10 по ходовой посадке и могут перемещаться в осе
вом направлении. Направляющие аппараты закреплены |
от |
проворота |
в корпусе специальной гайкой — ниппелем, расположенным |
в |
верхней ча |
сти корпуса. Снизу в корпус ввинчивают основание насоса 13 с прием ными отверстиями и фильтром 14, через которые жидкость из скважины поступает к первой ступени насоса.
Для уменьшения силы трения между направляющим аппаратом и
рабочим колесом, обусловленной действующим на колесо осевым уси лием, которое при нормальном режиме работы насоса направлено сверху вниз, и создания уплотнения в ступени в расточку нижнего диска ко
леса запрессована шайба из антифрикционного материала, обычно из текстолита. Шайбы образуют с ответными выступами направляющих ап паратов торцовые опоры ступеней, через которые осевые усилия, возни кающие в рабочих колесах, передаются на корпуса направляющих ап паратов, основание и ниппель и воспринимаются корпусом насрса. Верхние
диски рабочих колес также снабжены текстолитовыми шайбами меньшей толщины, что необходимо для снижения трения при работе насоса в ре жиме, когда осевые усилия направлены снизу вверх, например, во время
запуска насоса при открытой выкидной задвижке.
Верхний конец вала насоса вращается в подшипнике скольжения и заканчивается специальной пятой 4, воспринимающей нагрузку на вал
и его вес через пружинное кольцо.
Радиальные усилия в насосе воспринимаются подшипниками сколь жения /У, устанавливаемыми в основании, ниппеле и на валу насоса.
Кроме того, между колесами устанавливаются латунные втулки, ко
торые, вращаясь в отверстиях направляющих аппаратов, также служат
подшипниками |
(где отсутствует ступица рабочего колеса). |
В верхней |
части насоса (верхней секции) находится ловильная го |
ловка, в которой устанавливается обратный клапан и к которой крепятся НКТ (табл. 40).
Погружной электродвигатель
Приводом погружных центробежных насосов служит специальный маслонаполненный погружной асинхронный электродвигатель трехфаз
ного переменного тока с короткозамкнутым ротором вертикального ис
полнения типа ПЭД (рис. 36).
Электродвигатели имеют диаметры корпусов 103, 117, 123, 130 и 138 мм. Поскольку диаметр двигателя ограничен, при больших мощно стях двигатель имеет большую длину, а в некоторых случаях выполня ется и секционным.
Так как электродвигатель работает погруженным в жидкость и часто под большим гидростатическим давлением, основное условие надежной ра боты — его герметичность.
РИС. 36. Погружной электродвигатель с корпусом диаметром 103 и 123 мм:
/ — крышка |
верхняя; |
2 — крышка |
кабельного |
ввода; 3 — колодка кабельного ввода: |
|
4 — муфта |
шлицевая; |
5 |
— пята; |
6 — подпятник; 7 — головка; 8 — фильтр; 9 — тур- |
|
бинка; 10 — статор; // |
— |
ротор; 12 — основание; |
13 — крышка нижняя |
Двигатель заполняется специальным маловязким, высокой диэлектри ческой прочности маслом, служащим как для охлаждения, так и для смазки. Тип масла МА-ПЭД8 и 12 ТУ38-101-579-75.
Погружной электродвигатель состоит из статора 10, ротора 11, го ловки 7 и основания 12 (см. рис. 36). Корпус статора изготавливается
РИС. 37. |
Погружной электродвигатель с корпусом |
диаметром |
117 мм: |
|
||||
/ — пята; |
2 — основание подпятника; |
3 — колодка |
кабельного |
ввода; |
4 — крышка |
ка |
||
бельного |
ввода; 5 — кольцо; 6 — проставок; 7 — турбинка; 8 — крышка верхняя; |
9 — |
||||||
муфта |
шлицевая; |
10 — подпятник; |
// — головка; |
/2 — втулка; 13 — щит подшипни |
||||
ковый; |
14 — клапан |
обратный; 15 — гайка накидная; 16 — шайба; |
/7 — корпус |
под |
||||
шипника; |
18 — фильтр; 19 — основание; 20 — статор; 21 — ротор; 22 — крышка нижняя |
из стальной трубы, на концах которой предусмотрена резьба для под соединения головки и основания двигателя.
Магнитопровод статора собирается из активных и немагнитных ших тованных жестей, имеющих пазы, в которых располагается обмотка. Об-
мотка статора может быть однослойной протяжной катушечной или двухслойной стержневой петлевой. Фазы обмотки соединены в звезду.
Активная часть магнитопровода совместно е обмоткой создает в эле ктродвигателе вращающееся магнитное поле, а немагнитная часть служит опорами для промежуточных подшипников ротора. К концам обмотки статора припаивают специальные выводные концы, изготовленные из многожильного медного провода с изоляцией, имеющей высокую элект рическую и механическую прочность. К выводным концам припаивают штепсельные гильзы, в которые входят штепсельные наконечники кабеля. Выводные концы обмотки статора соединяют с кабелем через специаль ную изоляционную штепсельную колодку (муфту) кабельного ввода 3. Токоввод погружного электродвигателя может быть и ножевого типа (рис. 37). Он представляет собой плоскую колодку, контакты в которой залиты резиной.
Ротор двигателя короткозамкнутый, многосекционный. В состав ро тора входят вал, сердечники (пакеты ротора), радиальные опоры (под шипники скольжения). Вал ротора выполнен из пустотелой калиброван ной стали, сердечники — из листовой электротехнической стали. В пазы сердечников уложены медные стержни, сваренные по торцам с короткозамыкающими кольцами.
Сердечники набираются на вал, чередуясь с радиальными подшип никами, и соединены с валом шпонками. Весь набор сердечников на валу затянут в осевом направлении гайками или турбинкой 9 (см. рис. 36). Турбинка служит для обеспечения принудительной циркуляции масла для выравнивания температуры двигателя на длине статора. Для обеспе чения циркуляции масла на наружной поверхности магнитопровода име
ются продольные пазы. Масло |
циркулирует через эти |
пазы, фильтр 8 |
в нижней части двигателя, где |
оно очищается, и через |
отверстие в валу. |
В головке двигателя расположены пята 5 и подпятник 6 (см. рис. 36). Переводник в нижней части двигателя служит для размещения фильтра, перепускного клапана и клапана для закачки масла в двигатель.
Электродвигатель секционного исполнения состоит из верхней и нижней секций. Каждая секция имеет такие же основные узлы, как и односекционный двигатель, но различающиеся по конструкции. Конст руктивные особенности головки нижней секции, основания и вала верх ней секции обусловлены секционированием двигателя. Механическое со единение корпусов секций фланцевое, валы соединяются шлицевой муф той. Электрическое соединение осуществляется специальной муфтой, состоящей из верхней и нижней полумуфт. При стыковке секций проис ходит автоматическое соединение полумуфт.
Обмотки статора верхней и нижней секций соединены последова тельно. Нулевая точка расположена в статоре нижней секции. На ниж
нем конце вала верхней секции установлена трубка |
с пружиной, кото |
рая позволяет монтировать двигатель, не сливая |
масло из верхней |
секции.
В корпусе подшипника нижней секции двигателя установлена тур бинка, обеспечивающая дополнительную циркуляцию масла и смазку под шипников ротора (табл. 41).
^ Заказ № 1076
Техническая характеристика погружных электродвигателей
Параметры
ПЭД14103АВ5 |
ПЭД20-103АВ5 |
ПЭД28-103АВ5 1 |
ПЭД40-103АВ5 |
ПЭД45-117АВ5 |
ПЭД65-117АВ5 |
Номинальная мощность, кВт |
16 |
22 |
32 |
45 |
45 |
63 |
|
Напряжение линейное, В |
500 |
700 |
850 |
1000 |
1400 |
2000 |
|
Сила номинального тока, А |
31,5 |
31 |
37 |
43 |
27,5 |
27 |
|
Частота, Гц |
|
|
|
50 |
|
|
|
Частота вращения синхрон |
|
|
3000 |
|
|
|
|
ная, мин-1 |
% |
6,5 |
6,5 |
6,7 • |
8 |
5,5 |
5,5 |
Скольжение, |
|||||||
Коэффициент мощности |
0,77 |
0,77 |
0,77 |
0,8 |
0,84 |
0,84 |
|
К- п. д., % |
окружающей |
76 |
76 |
76 |
76 |
81 |
81 |
Температура |
70 |
70 |
70 |
70 |
50 |
50 |
|
среды, °С |
|
|
|
1Г51 |
|
|
|
Тип гидрозащиты |
0,06 |
0,06 |
0,12 |
0,27 |
0,27 |
||
Скорость |
охлаждающей |
0,085 |
|||||
жидкости, м/с |
|
|
|
|
|
|
Параметры
|
|
П р о д о л ж е н и е |
т а б л . 41 |
||||
ПЭДС90-117А В5 |
ПЭД 17-123АВ5 |
ПЭД35-123АВ5 |
ПЭД46-123АВ5 |
ПЭД55-123АВ5 |
/■ |
ПЭД 100123АВ5 |
ПЭД 125-138АВ5 |
Номинальная мощность, кВт |
90 |
22 |
32 |
45 |
63 |
90 |
125 |
|
Напряжение линейное, В |
2000 |
380 |
520 |
700 |
800 |
950 |
1900 |
|
Сила номинального тока, А |
38 |
48,5 |
51,5 |
54 |
66 |
79,5 |
52,5 |
|
Частота, Гц |
|
|
|
|
50 |
|
|
|
Частота вращения синхрон |
|
|
|
3000 |
|
|
|
|
ная, мин-1 |
% |
5,5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
5 |
6 |
4.5 |
Скольжение, |
||||||||
Коэффициент мощности |
0,84 |
0,84 |
0,84 |
0,84 |
0,84 |
0,84 |
0,87 |
|
К. п. д., % |
окружающей |
81 |
82 |
82 |
82 |
82 |
82 |
84 |
Температура |
50 |
70 |
70 |
70 |
70 |
70 |
50 |
|
среда, °С |
|
|
|
|
1Г51 |
|
|
|
Тип гидрозащиты |
0,75 |
0,1 |
0,12 |
0,2 |
0,3 |
0,9 |
||
Скорость |
охлаждающей |
0,12 |
||||||
жидкости, м/с |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
18 |
17 |
Z6 |
25 24 |
11 |
21 |
20 |
РИС. 38. Протектор Г: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 — крышка |
упаковочная; |
2 — головка |
верхняя; 3 — кожух; 4 |
— кольцо; |
— шайба; 6 — уплотнение торцевое; 7 |
— кольцо; 8 — кольцо |
||
неподвижное; |
9 — ниппель |
нижний; 10, 15 — уплотнительные |
кольца; |
И — корпус; 12 — диафрагма; 13 — вал; |
14— |
клапан обратный; 16 |
||
головка нижняя; 17 — втулка подшипника; 18— крышка упаковочная; |
19 — болт специальный; 20 — кольцо; |
21 — гайка; 22 — подпятник; |
||||||
2 3 —шпонка; |
24 — пята; |
25 — шпонка; |
26 — корпус пяты;' 27 — винт; |
28 — ниппель верхний; 29 — уплотненно торцевое |
|
В настоящее время в связи с разработкой двигателей новых серий на повышенную температуру окружающей среды в производстве будут
находиться двигатели |
серий ДВ5 и КВ5, рассчитанные на температуру |
|||||
+ 60—70 °С, |
БВ5 |
и |
ЛВ5 — на |
температуру |
+90 °С. |
|
Основные |
конструктивные |
решения двигателей идентичны, |
отлича |
|||
ются они энергетическими характеристиками (табл. 42). |
|
|||||
Гидрозащита |
|
|
|
|
|
|
Гидрозащита |
погружного |
электронасоса |
предназначена |
для за |
щиты погружного электродвигателя от проникновения в его полость пластовой жидкости. Гидрозащита состоит из протектора (рис. 38) и компенсатора (рис. 39).
Протектор устанавливается между насосом и электродвигателем, ком пенсатор присоединяется к основанию электродвигателя.
Энергетические характеристики погружных электродвигателей различных серий
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
А |
|
|
АВ5 |
|
|
|
|
ДВ5 |
|
|
БВ5 |
£•« |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 * |
fffl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mС |
и , В |
I. А |
Л« % |
COS ф |
S, 96 |
и , В |
/, А |
л. % |
COS Ф |
5 . 96 |
и . В |
|
3 о |
||||||||||||
2 о. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Еч * |
< * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
700 |
31 |
76,5 |
0,77 |
6,5 |
550 |
37,5 |
76,5 |
0,81 |
6,5 |
600 |
103 |
32 |
850 |
37 |
76,5 |
0,77 |
6,7 |
800 |
37,5 |
76,5 |
0,81 |
6,5 |
870 |
45 |
1000 |
43 |
76,5 |
0,80 |
8 |
950 |
42,5 |
76,5 |
0,84 |
7 |
1050 |
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
1400 |
27 |
81,5 |
0,84 |
5,5 |
1300 |
28 |
82 |
0,86 |
4,5 |
1000 |
117 |
45 |
|||||||||||
63 |
2000 |
26,5 |
81,5 |
0,84 |
5,5 |
1870 |
28 |
82 |
0,85 |
4,5 |
1400 |
|
|
90 |
2000 |
38 |
81,5 |
0,84 |
5,5 |
2000 |
37,5 |
82 |
0,84 |
4,5 |
1950 |
|
125 |
380 |
48,5 |
82,5 |
0,84 |
4,5 |
|
|
|
__ |
_ |
1950 |
|
22 |
— |
— |
— |
_ |
|||||||
|
32 |
520 |
51,5 |
82,5 |
0,84 |
4,5 |
— |
— |
— |
_ |
_ |
_ |
|
45 |
700 |
53,5 |
82,5 |
0,84 |
4,5 |
— |
— |
— |
— |
_ |
_ |
123 |
63 |
800 |
65,5 |
82,5 |
0,84 |
5 |
— |
— |
— |
_ |
_ |
1400 |
90 |
950 |
79 |
82,5 |
0,84 |
6 |
— |
— |
— |
— |
_ |
1950 |
|
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1950 |
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1850 |
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1850 |
|
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130125
180
250
45
138 |
63 |
|
90 |
1900 52 84 0,87 4,5 — — — — — 1900 |
|
|
125 |