книги / Скважинные насосные установки для добычи нефти

В коррозионно-стойких двигателях корпусные детали вы­ полнены из ферритной стали Redalloy (редаллой), содержащей 0,008 % углерода. Эти стали предназначены для условий рабо­ ты в активно коррозионной среде. Редаллой выдерживает дли­ тельное воздействие пластовой жидкости с высоким содержа­ нием углекислого газа и сероводорода. Покрытия из напылен­ ного металла и на основе полимеров, по мнению фирмы, недо­ статочно эффективны из-за их повреждения при проведении спуско-подъемных операций, ремонте оборудования и его транс­ портировке [3, 9].

Жести (листы) статора и ротора штампуют из высококаче­ ственной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами и равномерной толщиной по всей площади. Пазы статора имеют закрытую форму. Статор состоит из магнитных и немагнитных пакетов. Расположение магнитных пакетов совпа­ дает с положением ротора, а немагнитные пакеты — под ротор­ ными подшипниками. Корпуса подшипников выполнены из за­ каленной азотированной стали, втулки — из бронзы. Стопоре­ ние корпусов подшипников в статоре отсутствует, а их проворот предотвращается за счет высокой точности изготовления. Зазор между ротором и статором — 0,5 мм. Вал двигателя полый, вы­ полнен из высококачественной стали марки 4130. Кривизна вала и корпуса не превышает 0,028 мм на 1 м длины.

Обмотка статора выполняется впротяжку проводом с нагре­ востойкой изоляцией, состоящей из полиимидной пленки типа «Каптон», поверх которой имеется полиимидноамидное и политетрафилюорэтиленовое покрытие. В качестве пазовой изоля­ ции используются высокотемпературные ленты из пленки типа «Каптон» и стеклофторопласта, а также трубки из специальных теплостойких изоляционных материалов.

Статор после обмотки многократно пропитывается нагрево­ стойким лаком на фенольной основе и запекается в печи. Выпол­ ненная таким образом обмотка допускает нагрев до 220 °С (соб­ ственный нагрев двигателя при полной нагрузке составляет 28 °С).

В двигателях фирмы REDA применяется масло Reda № 2 (тор­ говое название Соннеборн 310).

Двигатель REDA, заполненный маслом Reda № 2, допускает эксплуатацию в пластовой жидкости, имеющей температуру до + 149 °С.

Масло типа «Redа-2» имеет следующие характеристики;

Смазывающие и противоизносные свойства масла, по дан­ ным фирмы, в 3 раза выше аналогичных показателей масел, при­ меняемых другими изготовителями.

Электродвигатели комплектуются модульными протектора­ ми с разделительными эластичными элементами, лабиринтами и торцовыми уплотнениями. Типы и массогабаритные харак­ теристики модульных протекторов 387/456 серии представлены в табл. 1.22 [3].

Электродвигатели модели DME серии 375

Таблица 1.23

Приведенные ниже электродвигатели имеют двухсекционное исполнение.

Таблица 1 .24

Приведенные ниже электродвигатели имеют трехсекционное исполнение.

Таблица 1 .25

Электродвигатели FME серии 450 односекционные

Таблица 1.26

Приведенные ниже электродвигатели имеют двухсекционное исполнение.

Таблица 1.27

Статор состоит из магнитных и немагнитных пакетов, имею ­ щих полуоткрытый паз. Корпуса подшипников ротора имеют стопорящее устройство.

Валы двигателей изготовляют из мягкой магнитной стали с пределом текучести свыше 9 МПа. Кривизна вала, как и у фир­ мы REDA, составляет не более 0,028 мм на 1 м. Точно такие же требования для корпусов двигателя и насосов.

Обмотка статора каждой секции соединяется между собой последовательно, а нижней секции — в звезду.

Обмотка статора выполняется впротяжку круглым проводом, изолированным фторопластополиимидной пленкой, намотанной на провод четырьмя слоями вполнахлеста с перекрытием 55 %. Такая изоляция провода выдерживает нагрев до 200 °С.

Паз статора перед обмоткой изолируется гильзой, состоящей из двух слоев тефлона с прокладкой между слоями ленты из «Каптона». Обмотанный статор пропитывают эпоксидной смо­ лой-лаком так, чтобы состав заполнил все пространство в пазу, и тщательно запекают. Выполненная таким способом обмотка статора надежна в эксплуатации, однако перемотка статора в случае ремонта крайне затруднена, так как эпоксидная смола практически не растворяется и ее необходимо выжигать, а это связано с трудоемкой очисткой пазов от смолы, возможной де­ формацией и порчей листов статора. Поэтому фирма выпускает также двигатели с обмоткой, пропитанной лаком на фенольной основе, что исключает трудности с перемоткой.

Двигатель заполняют специальным маслом «фризин» с темпе­ ратурой застывания минус 45 °С (масло «Reda» — минус 20 °С). Коррозионное действие на металл масла «фризин» по методике Пинкевича составляет 24 г/м2, масла «Reda-2» — 12, т.е. в 2 раза меньше.

Трущиеся детали (пята подшипника) при использовании масла «фризин» изнашиваются в 3 раза быстрее, чем, например, дета­ ли, смазываемые маслом «Reda-2». Масло «фризин» гигроско­ пичнее, хранится в закрытых банках.

Допустимая общая максимальная температура нагрева двига­ теля Centrilift с обмоткой, пропитанной эпоксидом, заполнен­ ной маслом «фризин», составляет 180 °С [3].

Внутри двигателя масло для охлаждения ротора и смазки под­ шипников циркулирует по отверстию в валу, а в обратном на­ правлении — по двум продольным пазам, расположенным диа­ метрально противоположно по наружному диаметру вала. Цир­ кулирующее в двигателе масло проходит через фильтр, где оно очищается от механических примесей. Кроме того, в зоне филь­ тра помещен магнит, улавливающий стальную пыль, образую­

щуюся при износе деталей, и, возможно, оставшуюся в двигате­ ле стружку.

Характеристика гидрозащиты фирмы Centrilift приведена в табл. 1.28 и 1.29 [3].

Секция гидрозащиты серии 400

Таблица 1.28

Секция гидрозащиты серии 400

Таблица 1.29

Двигатели фирмы ESP и ZTS выпускаются по лицензии фир­ мы REDA и имеют те же самые характеристики, что и двигатели фирмы REDA.

Электродвигатели фирмы Temtex

Техническая характеристика электродвигателей китайской нефтяной корпорации Temtex — 114 серии, на 50 Гц, на температуру +90 °С, диаметр корпуса 114 мм представлена в табл. 1.30 [3].

Кроме того, Temtex выпускает электродвигатели по лицензии фирмы REDA серии 387, 400, 456, 540, в том числе на темпера­ туру +120 °С.

Погружные электродвигатели инофирм заполняются маслом под вакуумом, что обеспечивает практически полную дегазацию масла и отсутствие остатков (пузырей) воздуха в полости двига­ теля.

1.4. СИСТЕМА ТОКОПОДВОДА УСТАНОВО^К ЭЦН

Электроэнергия подается к погружному электро­ двигателю от промысловой сети напряжением 380 В. Мощные установки питаются от сети напряжением 6000 В. Система токоподвода состоит из станции управления, трансформатора, по­ вышающего напряжение, и кабеля.

Станция управления позволяет осуществить ручной и авто­ матический запуск установки и ее остановку. При некоторых аварийных режимах станция управления автоматически отклю­ чает установку, например, при коротком замыкании в кабеле или двигателе, перегрузке двигателя (с выдержкой времени), зна­ чительной недогрузке двигателя, отключении напряжения в пи­

Устройства управления УЭЦН изготавливаются различных ти­ пов, которые определяются системой энергоснабжения скважи­ ны,’мощностью управляемого электродвигателя, климатическим исполнением и количеством управляемых насосных установок.

Устройства управления выпускаются в соответствии со сле­ дующими нормативными документами:

Устройства комплектные серии ШГС5805 ТУ УЗ. 18-002-1652-006-95; Устройства комплектные серии ШГС5806ТУ 16-90ИНБЮ.674591.077 ТУ; Комплектные устройства серии КУПНА-83ТУУЗ.10-00216852-017-98; Станции управления погружным электроцентробежным насосом СУПЭН У1 ТУ 3430-007-00110473-96; Станция управления электродвигателями погружных насосов и стан­

ков-качалок типа СУPC 1 ТУ 3416-001-10489924-97;

Комплектные трансформаторныеподстанции серии КТППН

ТУ 16-530.292-83;

Комплектные трансформаторные подстанции для кустов скважин се­

рии КТППН КС ТУ 16-674.055-85.

По отдельному заказу поставляются комплектные устройства ШГС 5810 для УЭЦН (разработчик и изготовитель ОАО СКТБПЭ «Потенциал», Украина) и Ирби 61-СУ (НПФ «Ирбис», Новоси­ бирск, Россия).

Устройство комплектное предназначено для наружной уста­ новки в условиях умеренного климата при температуре окружа­ ющей среды от -40 до +40 °С.

Питание погружного электродвигателя осуществляется от

трансформатора ТМПН, который в состав комплектного Уст­ ройства не входит.

Комплектное устройство выполнено в виде металлического шкафа (двухстороннего обслуживания) наружной установки.

Аппараты, находящиеся под напряжением выше 660 В, а так­ же выключатель (разъединитель) и силовые предохранители рас­ положены в отдельном отсеке, имеющем механическую блоки­

ровку, предотвращающую доступ в отсек при включенном вык­ лючателе (разъединителе).

Аппараты управления, сигнализации и контроля выведецы на переднюю дверь шкафа. Лицевые части аппаратов управ;*е_