Принцип действия установки следующий.

Тема 2.8 Бесштанговая эксплуатация скважин

225 Область применения УЭЦН. Схемы УЭЦН. Основные узлы УЭЦН.

1. Область применения УЭЦН

Недостаточно высокая подача штанговых глубинных насосов ШСН, металлоемкость станков-качалок и массивный фундамент, опасность обрыва штанг при больших глубинах скважин, сравнительно небольшой межремонтный период и другие причины ограничивают область применения штанговых глубинных насосов. В связи с этим в практике применяют бесштанговые насосы, из которых наиболее широко распространены центробежные электронасосы (УЭЦН).

Для эксплуатации обводненных, высокодебитных, глубоких и наклонных скважин широко распространены погружные центробежные электронасосы (УЭЦН).

Область применения центробежных насосов в нефтедобыче довольно велика: по дебиту 40-1000 м³/сут; по напорам 740 - 1800 м (для отечественных насосов).

Наиболее эффективны эти насосы при работе в скважинах с большими дебитами. Очевидно, что по дебитам центробежные насосы превосходят СШН, а по энергоемкости они предпочтительнее газлифта.

Однако для УЭЦН существуют ограничения по условиям скважин, например высокий газовый фактор, большая вязкость, высокое содержание механических примесей и т.д.

Создание насосов и электродвигателей в модульном исполнении дает возможность точнее подбирать УЭЦН к характеристике скважины по дебитам и напорам.

Все эти факторы с учетом экономической целесообразности должны быть приняты во внимание при выборе способов эксплуатации скважин.

Установки ЭЦН довольно просты в обслуживании, так как на поверхности имеются станция управления и трансформатор, не требующие постоянного ухода.

При больших подачах УЭЦН имеют достаточный КПД, позволяющий конкурировать этим установкам со штанговыми установками и газлифтом.

2. Схемы УЭЦН. Основные узлы УЭЦН

В установку погружного центробежного электронасоса (УЭЦН) входят: наземное и подземное оборудование.

К наземному оборудованию относятся:устьевая арматура; станция управления; трансформатор.

К подземному оборудованию относятся:электроцентробежный насос (ЭЦН); погружной электродвигатель (ПЭД); система гидрозащиты; токоведущий кабель; насосно-компрессорные трубы (НКТ).

Установка погружного центробежного электронасоса (рис. 1) состоит из насосного агрегата, спускаемого в скважину на насосно-компрессорных трубах 5, кабеля 6, арматуры устья 7, кабельного барабана 9, станции управления 11 и автотрансформатора 10.

Погружной насосный агрегат состоит из следующих основных частей: центробежного многоступенчатого насоса 4, погружного электродвигателя 1 и гидрозащита 2 (или протектора или компенсатором). Все эти узлы соединены между собой посредством фланцев. Валы двигателя, протектора и насоса имеют на концах шлицы и соединяются шлицевыми муфтами.

Рис. 1. Общая схема установки погружного электроцентробежного насоса:

1 –электродвигатель ПЭД; 2 – гидрозащита или протектор; 3 – приемная сетка насоса для забора жидкости; 4 – модульный центробежный насос ЦЭН; 5 – НКТ; 6 – токоведущий кабель; 7 – пояски для крепления кабеля к НКТ; 8 – устьевая арматура; 9 – барабан для намотки кабеля; 10 – трансформатор; 11 – станция управления с автоматикой; 12 – компенсатор

Электроцентробежный насос 4, являющийся основным исполнительным узлом установки (ЭЦН) и служит для подъема пластовой жидкости на поверхность.

Погружной электродвигатель (ПЭД) 1, являющийся приводом насоса.

Система гидрозащиты 2, осуществляющая защиту ПЭД от попадания в него пластовой жидкости и состоящая из протектора и компенсатора.

Токоведущий кабель 6, бронированный трехжильный,служащий для подачи электроэнергии к ПЭД.

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) 5, являющиеся каналом, по которому добываемая жидкость поступает от насоса на дневную поверхность.

Устьевая арматура 8 предназначена для отвода продукции скважины в выкидную линию, герметизации устья и кабеля.

Станция управления 11 осуществляет запуск, контроль и управление работой УЭЦН

Трансформатор 10, предназначенный для регулирования величины напряжения, подаваемого к ПЭД. Для защиты от пыли и снега трансформатор устанавливают в будке.

Электроцентробежный агрегат спускают в скважину на НКТ 5.

Так как электродвигатель расположен непосредственно под насосом, насос имеет боковой прием жидкости, которая поступает в него из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и электродвигателем через фильтр-сетку.

Над насосом устанавливают два клапана:

- клапан обратный, исключающий переток жидкости из НК'Г через насос во время остановки насоса и его обратное вращение, облегчает запуск двигателя;

- клапан сливной, обеспечивающий выход жидкости из НКТ перед подъемом установки.

Ток для питания электродвигателя подводится по трехжильному плоскому кабелю 6, который опускает вместе с колонной НКТ и прикрепляют к ним металлическими поясами 7 (клямсами).

Принцип действия установки следующий.

Электрический ток из промысловой сети через трансформатор 10 и станцию управления 11 поступает по кабелю 6 к электродвигателю 1, в результате чего электродвигатель вращает вал насоса и приводит таким образом его в действие. Во время работы агрегата жидкость проходит через фильтр 3, установленный на приеме насоса, и нагнетается по насосным трубам НКТ на поверхность. Чтобы жидкость при остановке агрегата не сливалась из колонны труб в скважину, в трубах над насосом смонтирован обратный клапан. Кроме того, над насосом устанавливают спускной клапан, через который жидкость сливается из колонны труб перед подъемом агрегата из скважины.

Погружной электроцентробежный насос представляет собой набор лопаток (ступеней) и направляющих аппаратов.

Во время работы насоса скважинная жидкость, через всасывающие отверстия, поступает на рабочее колесо, попадает на его лопатки и увлекается ими в полость насоса, где приобретает вращательное движение.

Под влиянием центробежной силы жидкость, протекая между этими лопатками, плавно изменяет направление движения, постепенно теряет скорость и отводится в следующую ступень. На выходе из последнего рабочего колеса жидкость приобретает необходимый напор и выбрасывается в НКТ.

Вопросы для контроля

1. Какое оборудование относиться к наземному и какое к подземному? Заполните таблицу.

наземное оборудование	подземное оборудование

2. Какой основной узел служит для подъема пластовой жидкости на поверхность?

3. Какой узел являющийся приводом насоса?

4. Как электроэнергия подается к электродвигателю ПЭД?

5. Как спускают в скважину погружной насосный агрегат?

6. Как крепиться кабель к НКТ?

7. Для чего предназначена станция управления?

8. Какие два клапана устанавливают над насосом?

9. Какой прием жидкости имеет погружной насос?

!!! Если Вы смогли ответить на вопросы для контроля, то вы усвоили тему данного урока. Если нет – вернитесь к лекционному материалу.