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Einführung

In Russland sind elektrische Kreiselpumpen unter den kolbenstangenlosen Pumpen die am weitesten verbreitete Installation. Über 35 % des gesamten Brunnenbestands des Landes sind damit ausgestattet. Anlagen mit elektrischen Kreiselpumpen (ESP) haben einen sehr großen Durchflussbereich (von 10 bis 1000 m³/Tag oder mehr) und können einen Druck von bis zu 2000 m entwickeln. Im Bereich großer Durchflussmengen (über 80 m³/Tag). ) haben ESPs den höchsten Koeffizienten nützliche Aktion(Effizienz) unter allen mechanisierten Methoden der Ölförderung. Im Angebotsbereich von 50 bis 300 m³/Tag. Effizienz Der ESP liegt bei über 40 %, im Bereich geringer Durchflussmengen ist der Wirkungsgrad jedoch geringer Das ESP fällt stark ab. Hinsichtlich der Möglichkeit, eine Fernüberwachung des Zustands zu organisieren und die Leistung zu regulieren, ist das ESP den Stabgeräten deutlich überlegen. Außerdem wird die Leistung des ESP weniger durch die Krümmung des Bohrlochs beeinflusst.

Der Einfluss der Krümmung des Bohrlochs auf die Leistung des ESP wirkt sich hauptsächlich bei Auslöse- und Hebevorgängen aufgrund der Möglichkeit einer Beschädigung des Kabels aus und hängt (bis zu einem bestimmten Wert) nicht mit dem Bohrlochneigungswinkel und der Anstiegsrate zusammen in seiner Krümmung), wie im Fall der SPU, mit dem Operationsprozess selbst. Allerdings funktionieren ESPs in korrosiven Umgebungen, wenn Sand transportiert wird, unter Bedingungen hoher Temperatur und hohem Gasfaktor nicht gut.

ESPs sind zum Pumpen von Formationsflüssigkeit aus Ölquellen konzipiert und werden zum Erzwingen der Flüssigkeitsentnahme eingesetzt.

Für einen zuverlässigen Betrieb der Pumpe muss diese für den jeweiligen Brunnen richtig ausgewählt werden. Während des Betriebs eines Bohrlochs ändern sich ständig die Parameter der Formation, die Bodenlochzone der Formation und die Eigenschaften der entnommenen Flüssigkeit: Wassergehalt, Menge des Begleitgases, Menge mechanischer Verunreinigungen und infolgedessen , es liegt ein Flüssigkeitsmangel vor oder die Pumpe läuft im Leerlauf, was die Überholungszeit der Pumpe verkürzt. Derzeit liegt der Schwerpunkt auf zuverlässigerer Ausrüstung, um die Durchlaufzeit zu erhöhen und infolgedessen die Kosten für das Heben von Flüssigkeiten zu senken. Dies kann durch den Einsatz von Zentrifugal-ESPs anstelle von SPUs erreicht werden, da Kreiselpumpen eine lange Überholungszeit haben.

Die ESP-Anlage kann zum Abpumpen von Flüssigkeiten verwendet werden, die Gas, Sand und korrosive Elemente enthalten.

1 . Design und technische Eigenschaften von ESP

1.1 NaziZweck und technische Daten von ESP

Tauchzentrifugeneinheiten sind für das Pumpen von Formationsflüssigkeit aus Ölquellen konzipiert. Elektrische Tauchkreiselpumpen für die Ölförderung sind für den Betrieb von teilweise stark bewässerten Ölquellen mit kleinem Durchmesser und großer Tiefe konzipiert; sie gewährleisten einen störungsfreien und langfristigen Betrieb in Flüssigkeiten, die aggressives Formationswasser mit darin gelösten verschiedenen Salzen enthalten. Gas (einschließlich Schwefelwasserstoff), mechanische Verunreinigungen in Form von Sand. Die Eintauchtiefe der Pumpe erreicht 2500 m oder mehr und die Temperatur der gepumpten Flüssigkeit erreicht manchmal 100 0 C. Die Anforderungen an Formationsflüssigkeit für den Betrieb eines Bohrlochs mit elektrischen Tauchpumpen sind in Tabelle 1.1 aufgeführt.

Tabelle 1.1 – Akzeptable Eigenschaften der Formationsflüssigkeit für den Bohrlochbetrieb mit ESP-Einheiten

Technische Eigenschaften der Formationsflüssigkeit

Technischer Spezifikationswert

Maximaler Gehalt an produziertem Wasser, %

Wasserstoffindex des produzierten Wassers, pH-Wert

Maximale Dichte der Flüssigkeit, kg/m 3

Maximale kinematische Viskosität einer einphasigen Flüssigkeit, die den Pumpenbetrieb ohne Druck- und Wirkungsgradänderung gewährleistet, mm 2 /s

Maximale Massenkonzentration fester Partikel für Pumpen, g/l:

Reguläre Version

Korrosionsbeständige Ausführung

Verschleißfeste, korrosionsbeständige Ausführung

Erhöhte Korrosions- und Verschleißfestigkeit

Wenn Pumpen mit einem Feinfilter ausgestattet sind

Mikrohärte von Partikeln nach Morse, Punkte, nicht mehr:

Standardmäßige, korrosionsbeständige Ausführung

Erhöhte Korrosions- und Verschleißfestigkeit, verschleißfestes, korrosionsbeständiges Design

Maximaler freier Gasgehalt am Pumpeneinlass, Vol.-%:

Reguläre Version

Verwendung eines Gasabscheiders als Teil der Installation

Verwendung eines Gastrenn-Dispergiermittels

Verwendung eines Eingangsverteilungsmoduls als Teil der Installation

Maximale Schwefelwasserstoffkonzentration für Pumpen, g/l:

Standardmäßige, verschleißfeste Ausführung

Korrosionsverschleißfeste Ausführung, erhöhte Korrosionsverschleißbeständigkeit

Maximale Temperatur der gepumpten Flüssigkeit, C

Maximaler hydrostatischer Druck im Aufhängungsbereich der Installation, MPa

Menge aggressiver Bestandteile, nicht mehr (bei Einsatz von Pumpen mit erhöhter Korrosionsverschleißfestigkeit, korrosionsverschleißfester Ausführung), g/l:

Die Brunnen, in denen die Anlagen betrieben werden, müssen folgende Bedingungen erfüllen:

a) der minimale Innendurchmesser des Brunnens für jede Anlagengröße gemäß der technischen Beschreibung für Pumpen und Motoren;

b) die maximale Steigerungsrate der Bohrlochkrümmung beträgt 2° pro 10 Meter und im Installationsbereich 3 Minuten pro 10 Meter;

c) maximaler hydrostatischer Druck im Aufhängungsbereich der Anlage – 40 MPa;

d) Im Einsatzgebiet der Tauchanlage sollte die Abweichung des Bohrlochs von der Vertikalen nicht mehr als 60 Grad betragen.

1.2 Vor- und Nachteile von ESP

Tauchanlagen von elektrischen Kreiselpumpen sind in unserem Land weit verbreitet. Die durchschnittliche Förderleistung einer mit einer solchen Einheit ausgestatteten Ölquelle beträgt 120–140 Tonnen/Tag, während die Förderleistung von Bohrlöchern, die mit Sauggestängepumpeneinheiten ausgestattet sind, nur 15 Tonnen/Tag beträgt. Der große Vorteil dieser Einheiten ist die einfache Wartung und die lange Überholungszeit – 1 Jahr. Es gibt häufige Fälle, in denen einzelne Felder Anlagen laufen mehr als 2-3 Jahre ohne Hubarbeiten.

1.2.1 Vorteile elektrischer Kreiselpumpen

Brunnen, die mit elektrischen Tauchkreiselpumpen ausgestattet sind, schneiden im Vergleich zu Brunnen, die mit Tiefbrunnenpumpeneinheiten ausgestattet sind, gut ab.

Hier an der Oberfläche gibt es keine Mechanismen mit beweglichen Teilen, es gibt keine riesigen metallintensiven Maschinen – Pumpstühle und massive Fundamente, die für deren Installation erforderlich sind.

Durch den Einsatz solcher Geräte können Brunnen zu jeder Jahreszeit, auch in den härtesten Wintermonaten, unmittelbar nach dem Bohren in Betrieb genommen werden, ohne dass viel Zeit und Geld für den Bau von Fundamenten und die Installation schwerer Geräte aufgewendet werden muss. Beim Betrieb von ESP-Bohrlöchern kann der Bohrlochkopf leicht abgedichtet werden, wodurch das Begleitgas gesammelt und entfernt werden kann. ESP-Anlagen zeichnen sich durch das Fehlen einer Zwischenverbindung von Sauggestängen aus, was die Durchlaufzeit für den Bohrlochbetrieb erhöht.

Der Anwendungsbereich der Pumpförderung aus tiefe Brunnen und erzwungene Flüssigkeitsentnahme aus stark bewässerten Brunnen sowie Richtbrunnen.

1.2.2 Nachteile elektrischer Kreiselpumpen

Zu den Nachteilen stangenloser Pumpeinheiten gehören: komplexe Brunnenreparaturen, wenn Rohre herunterfallen, was manchmal zu keinem Ergebnis führt; komplexe Geräte, die einen hochqualifizierten Elektriker erfordern.

Bei hohen Geschwindigkeiten vermischt sich Öl mit Wasser und es entsteht Abfall große Menge Energie, um Öl aus Wasser zu trennen. ESPs können auch zur Injektion von Wasser zwischen Lagerstätten und zur Aufrechterhaltung des Lagerstättendrucks in Öllagerstätten eingesetzt werden.

a) Die Flüssigkeiten enthalten eine erhebliche Menge Sand, was zu einem schnellen Verschleiß der Arbeitsteile der Pumpe führt.

b) mit einer großen Menge Gas, was die Pumpenleistung verringert.

1.3 Teil der Ausrüstung

Der Satz einer Tauchanlage zur Ölförderung umfasst: einen Elektromotor mit hydraulischem Schutz, eine Pumpe, eine Kabelleitung, elektrische Bodenausrüstung und eine automatische Kontrollstation (Abbildung 1.1).

Die Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben und fördert Formationsflüssigkeit aus dem Bohrloch durch Rohrleitungen an die Oberfläche in die Pipeline.

Die Kabelleitung dient der Stromversorgung des Elektromotors. Der Anschluss an den Elektromotor erfolgt über eine Kabeleinführungskupplung.

1 - Elektromotor; 2 - Beschützer; 3 - Pumpensieb; 4 - Tauchkreiselpumpe; 5 - Spezialkabel; 6 - Führungsrolle; 7 - Kabeltrommel; 8 - Spartransformator; 9 - automatische Kontrollstation; 10 - Gürtel zur Kabelbefestigung

Abbildung 1.1 – Aufbau der ESP-Ausrüstung

Das Kabel wird mit Metallgurten, die im Lieferumfang der Pumpe enthalten sind, an den Hydraulikschutz-, Pumpen- und Kompressorrohren befestigt.

Bodengebundene elektrische Geräte – eine komplette Umspannstation oder Steuerstation mit einem Transformator wandelt die Spannung des Feldnetzes in einen Wert um, der dem Elektromotor unter Berücksichtigung von Spannungsverlusten im Kabel eine optimale Ausgangsspannung liefert und die Steuerung des Betriebs ermöglicht Tauchinstallation und deren Schutz unter anormalen Bedingungen. Die Elektropumpe ist eine Einheit, die aus einem speziellen ölgefüllten Wechselstrom-Tauchelektromotor, einem Schutz, der den Motor vor dem Eindringen umgebender Flüssigkeit schützt, und einer mehrstufigen Kreiselpumpe besteht. Die Gehäuse von Elektromotor, Protektor und Pumpe sind über Flansche miteinander verbunden. Die Wellen haben Keilwellenverbindungen. In der zusammengebauten Einheit befindet sich unten der Elektromotor, darüber der Protektor und über dem Protektor die Pumpe.

Die Elektropumpe wird über einen Schlauch in den Brunnen abgesenkt und an einer Aufhängescheibe ohne zusätzliche Befestigung im Brunnen aufgehängt. Der Motor wird über ein spezielles ölbeständiges rundes dreiadriges Kabel der Marke KRBK mit flexibler Bandpanzerung elektrisch angetrieben, das durch die Aufhängungsscheibe verläuft und mit Metallbändern an den Pumpenrohren befestigt ist. Sie installieren lediglich eine Kontrollstation und einen Spartransformator an der Oberfläche sowie ein Manometer und ein Ventil am Bohrlochkopf. Um die diametralen Abmessungen der Taucheinheit zu minimieren, wird entlang dieser ein spezielles Flachkabel KRBP in flexibler Bandpanzerung verlegt, das durch an der Pumpe angeschweißte Rippen und Schutzabdeckungen vor Beschädigungen geschützt ist.

Komplette Umspannstation oder Kontrollstation

und der Transformator wird auf einem Fundament oder Sockel in einer Entfernung von mindestens 20 m vom Bohrlochkopf installiert und befestigt. Die Höhe der Fundamente (Sockel) muss so bemessen sein, dass Überschwemmungen durch Wasser und Schneeverwehungen über die darauf aufgestellten Geräte ausgeschlossen sind. In einer Entfernung von 15-20 m vom Bohrlochkopf, Stellen Sie die Trommel mit dem Kabel auf eine speziell vorbereitete ebene Fläche und installieren Sie sie auf einer mechanischen Kabeltrommel oder auf Stützen, auf denen sich die Trommel dreht. Die Trommel sollte so positioniert werden, dass ihre Drehachse senkrecht zu einer gedachten Linie verläuft, die vom Bohrlochkopf zur Mitte der Trommel verläuft. Das Absenken der Anlage ist bequemer, wenn Sie die Trommel so positionieren, dass das Kabel von ihrem oberen Teil abgewickelt wird.

Um die Führung des Kabels beim Absenken in das Bohrloch zu erleichtern, wird eine sogenannte Kabelrolle verwendet, die in geringer Höhe über dem Bohrlochkopf hängt.

Bereiten Sie Pumpen-Kompressor-Rohre und Unterrohre vor und platzieren Sie sie auf Laufstegen oder Stützen so, dass die Rohrkupplungen zum Bohrlochkopf zeigen, sodass die Rohre im Sichtfeld des Bedieners der Hebeanlage liegen und die Arbeit nicht beeinträchtigen mit dem Kabel. Die äußeren und inneren Hohlräume der Rohre müssen sauber sein.

Beim Betrieb von Bohrlöchern mit elektrischen Tauchkreiselpumpen kann der Bohrlochkopf leicht abgedichtet werden, wodurch das Begleitgas gesammelt und entfernt werden kann. Erden Sie elektrische Geräte aufgrund ihrer geringen Abmessungen, ihres geringen Gewichts und des Vorhandenseins von Schutzabdeckungen Klimabedingungen kann entweder direkt im Freien oder in einer kleinen unbeheizten Kabine installiert werden, so dass weder Schneeverwehungen noch Überschwemmungen den normalen, unterbrechungsfreien Betrieb des Brunnens beeinträchtigen.

Ein charakteristisches Merkmal elektrischer Tauchkreiselpumpen ist ihre Wartungsfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit und eine relativ lange Überholungszeit für ihren Betrieb. Die Dauer des Pumpenbetriebs zwischen den Hebungen für Reparaturen beträgt in den meisten Fällen mehr als 200 Tage; in vielen Brunnen werden sie zwei bis drei Jahre lang ohne Hebungen betrieben.

1,4 OÜbersicht über ausländische Installationen

In den USA werden Tauchpumpen je nach angegebenem Druck sowohl in einteiliger als auch in zwei-, drei- und vierteiliger Ausführung hergestellt.

Ein charakteristisches Merkmal der Byron-Jackson-Pumpen, das sie von anderen Pumpenkonstruktionen unterscheidet, ist das Fehlen eines Absatzes am Pumpenschaft sowohl bei einteiligen als auch bei mehrteiligen Pumpen. Die auf das Wellenende wirkende Axialkraft aufgrund des von der Pumpe entwickelten Drucks und der Masse der Welle selbst wird vom fünften, im Dichtungsabschnitt (Lauffläche) befindlichen Abschnitt wahrgenommen. Bei Gliederpumpen sind die Wellen zusammengefügt, liegen aneinander und bilden sozusagen eine einzige lange Welle. Die axiale Abstützung der Pumpe im Dichtungsabschnitt zu platzieren ist durchaus sinnvoll, weil... Die Ferse arbeitet in diesem Fall in reinem Öl. Folglich sollte seine Zuverlässigkeit höher sein als die eines Fersensystems, das direkt in der Formationsflüssigkeit arbeitet.

Bei den ersten Konstruktionen der Reda-Pumpen bestand die axiale Wellenlagerung aus Schrägkugellagern vom Typ „Duplex“, die sich im unteren Teil in einer speziellen Kammer befanden.

Bei Byron-Jackson-Pumpen kann die Wellenlänge von 3 - 4 Sektionen 25...30 m erreichen. Die Wellen sind untereinander und mit der Welle der Dichtungssektion über Keilwellenkupplungen verbunden, ihre Enden liegen durchgängig aneinander an einen Stift oder eine Unterlegscheibe in der Keilwellenkupplung.

Um der Welle während des Betriebs Stabilität zu verleihen, schlug Byron Jackson die Verwendung von Gummi-Metall-Zwischenlagern vor, die in 6 Stufen angeordnet sind. Im Gegensatz zu heimischen Konstruktionen werden Gummi-Metall-Lager von Byron Jackson nicht anstelle der entsprechenden Stufen eingebaut, sondern in den Leitschaufeln montiert.

Reda Pump-Pumpen zeichnen sich durch die Gestaltung der Einzelteile aus. Zunächst ist zu beachten, dass Reda Pump-Pumpen von oben gesehen eine linksdrehende Wellendrehrichtung haben.

Der Angelkopf und die Basis bestehen aus separaten Strukturelementen, sodass sie sowohl an eine einteilige als auch an eine mehrteilige Pumpe angeschlossen werden können. Dies trägt zur Vereinheitlichung von Teilen und Baugruppen bei.

Die meisten Reda-Pump-Designs haben oben keinen Absatz. Anstelle eines Absatzes werden einige Laufräder (bis zu 40 %) durch Anschläge, die in Nuten auf der Pumpenwelle befestigt sind, in axialer Richtung streng auf der Welle fixiert. Dadurch wird verhindert, dass sich der obere Teil der Laufräder, dessen Buchsen aneinander anliegen, axial bewegt.

Bei Tauchpumpen von Byron Jackson werden die Axialkräfte der schwimmenden Laufräder der Stufen von den Leitschaufeln gleichzeitig auf zwei Oberflächen der Träger wahrgenommen, wenn die Kraft nach unten gerichtet ist, und auf einer Oberfläche, wenn das Laufrad aufschwimmt. Diese Art der Stufenkonstruktion wird als Doppelunterstützung bezeichnet.

Doppelstützstufen werden auch von Reda Pump Co., Oil Dynamics und Oilline in Fällen eingesetzt, in denen es erforderlich ist, die spezifische Belastung der Stütze zu reduzieren.

Im Gegensatz zur Einzelträgerstufe verfügt die Doppelträgerstufe zusätzlich zum Hauptträger, der auf dem Leitschaufelbund aufliegt, über einen zweiten Träger, der auf der Leitschaufelbuchse aufliegt. Auf diese Weise, Gesamtfläche steigt, die spezifische Belastung des Trägers nimmt ab, der Verschleiß nimmt ab und die Haltbarkeit steigt.

Die Doppelstützstufe ermöglicht aufgrund der Dicke der Stützscheiben bzw. der entsprechenden Achsabmessungen der Manschetten, die Stützen einzeln in Betrieb zu nehmen.

Stufen mit Entlastungslöchern im Laufrad werden häufig in Pumpen von Reda Pump, Oilline und Oil Dynamics verwendet.

Diese Konstruktion reduziert die Axialkraft um bis zu 25 % und erfordert daher keine zweite Stütze. Allerdings verringert sich dadurch der Wirkungsgrad um 4...6 %. Bei Tauchpumpen, deren Wirkungsgrad bereits niedrig ist, werden Entlastungslöcher in den Laufrädern nicht angebracht.

Ausländische Unternehmen zahlen großartige Aufmerksamkeit die Sauberkeit der Strömungskanäle der Arbeitselemente der Pumpen, da davon die Effizienz der Stufen abhängt. Byron Jackson beispielsweise fertigt Laufräder und Leitschaufeln präzisionsgegossen, um den Strömungskanälen eine saubere, glatte Oberfläche zu verleihen.

Präzisionsgegossene Laufräder haben eine gleichmäßige Dicke der Scheiben, Schaufeln und Buchsen sowie eine strenge Konzentrizität der Elemente, die das notwendige Auswuchten aller Laufräder gewährleistet.

2 . Patententwicklung

2.1 Möglichkeiten der Patententwicklung

2.1.1 Patent 66417 Russische Föderation,E21B43/38

Tauchbrunnenpumpanlage für die Ölförderung, Schlammfalle und Sicherheitsventil der Tauchbrunnenpumpanlage. Gouverneur Artem Savelievich, Terpunov Vyacheslav Abelevich; Anmelder und Patentinhaber „Oil-producing Equipment Development Center (OPE) (SC)“. - Nr. 2007113036/22, Anmeldung. 10.04.2007; publ. 10.09.2007.

Technische Lösungen beziehen sich auf Geräte zur Reinigung von Formationsflüssigkeit in Ölquellen und können in der Ölindustrie zum Schutz von Tauchpumpengeräten vor den Auswirkungen fester Verunreinigungen in der gepumpten Flüssigkeit verwendet werden, hauptsächlich nach dem hydraulischen Fracking, während der Bohrlochentwicklung sowie während Förderung von Öl aus sandproduzierenden Bohrlöchern mit einer Feststoffkonzentration von bis zu 5 g/l sowie zum Schutz der Pumpausrüstung vor anormalen Betriebsbedingungen bei verstopften Trennvorrichtungen. Eine Tauchbrunnenpumpanlage zur Ölförderung, die das Erreichen des oben genannten technischen Ergebnisses gewährleistet, umfasst eine Tauchpumpe, einen Elektromotor und einen Schlammfang. In diesem Fall ist die Pumpeneinheit mit einem Sicherheitsventil ausgestattet, das den Pumpeneinlass hydraulisch mit dem Ringraum hinter dem Schlammfang verbindet, sofern die Bewegung der gepumpten Flüssigkeit durch den Schlammfang gestoppt wird. Das erzielte technische Ergebnis besteht darin, einen wirksamen Schutz der Tauchpumpenausrüstung vor den Auswirkungen fester Verunreinigungen in der gepumpten Flüssigkeit zu gewährleisten, ohne die Bodenlochzone des Bohrlochs zu verschmutzen, sowie den Schutz der Pumpausrüstung vor anormalen Betriebsbedingungen, wenn der Schlammsammler in Betrieb ist überfüllt und/oder der Abscheider ist mit Partikeln fester Verunreinigungen verstopft.

Das Sicherheitsventil umfasst einen Körper mit einer Bypass-Loch und eine Spulenhülse mit einer Bypass-Loch. Die Spulenhülse ist so konstruiert, dass sie sich unter dem Einfluss des von einer Tauchpumpe gepumpten Flüssigkeitsstroms bewegt. Zwischen der Spulenbuchse und dem Gehäuse wird ein Differentialhohlraum gebildet. Das erreichte technische Ergebnis besteht darin, die Empfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen Sicherheitsventil.

Im Patent US 5494109 A vom 27.02.1996 ist ein bekanntes Sicherheitsventil für eine Tauchbrunnenpumpeinheit zur Ölförderung beschrieben, das ein Gehäuse umfasst, das so konfiguriert ist, dass es an eine Rohrleitung angeschlossen werden kann, um die gepumpte Flüssigkeit dem Pumpeneinlass zuzuführen. In der Seitenwand des Gehäuses befinden sich Bypass-Löcher. Das Ventil umfasst außerdem eine Spulenhülse mit einem Bypass-Loch, die im Gehäuse mit der Möglichkeit einer axialen Bewegung so platziert ist, dass es in der oberen Position der Hülse möglich ist, die gepumpte Flüssigkeit durch die Bypass-Löcher des Gehäuses zu bewegen und die Hülse zur Aufnahme der Pumpe unter Umgehung der Filterelemente, die sich am Einlass der genannten Rohrleitung befinden. Dies schützt die Pumpe vor einem Versorgungsausfall und den Tauchmotor vor einer Überhitzung, wenn die Filterelemente durch Partikel mechanischer Verunreinigungen verstopft sind. Die Verschiebung der Spulenhülse in die obere Position erfolgt, wenn der Druck im Ringraum unter der Wirkung eines Differentialkolbens ansteigt, dessen Stange sich im axialen Loch des Ventilkörpers befindet.

Die Hauptnachteile des Prototyps sind die unzureichende Empfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit des Ventils, das auf einen Druckanstieg im Ringraum reagiert, der durch das Aufhören der Flüssigkeitsbewegung durch den Filter verursacht wird, und nicht auf die fehlende Bewegung der gepumpten Flüssigkeit .

Das durch die Umsetzung des Gebrauchsmusters erzielte technische Ergebnis besteht darin, die Empfindlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit des Sicherheitsventils zu erhöhen.

Das Sicherheitsventil einer Tauchbrunnenpumpanlage zur Ölförderung, das das Erreichen des oben genannten technischen Ergebnisses gewährleistet, umfasst ein Gehäuse mit einem Bypassloch, das für den Anschluss an eine Rohrleitung zum Zuführen der gepumpten Flüssigkeit zum Pumpeneinlass konfiguriert ist, a Spulenhülse mit einem Bypass-Loch im Gehäuse mit der Möglichkeit einer axialen Bewegung, so dass es in einer der Positionen der Hülse möglich ist, die gepumpte Flüssigkeit durch die Bypass-Löcher des Gehäuses und der Hülse zu bewegen. In diesem Fall ist die Spulenbuchse im Gegensatz zum Prototyp so konstruiert, dass sie sich unter dem Einfluss des von einer Tauchpumpe gepumpten Flüssigkeitsstroms in eine Position bewegen kann, in der die Möglichkeit einer Bewegung der gepumpten Flüssigkeit durch die Bypasslöcher der Pumpe besteht Gehäuse und Buchse sind ausgeschlossen. Zwischen der Spulenhülse und dem Gehäuse wird ein Differentialhohlraum gebildet, sodass die Richtung der resultierenden Kraft, die beim Platzieren des Sicherheitsventils im Bohrloch auf die Spulenhülse wirkt, entgegengesetzt zur Richtung des auf die Spule wirkenden gepumpten Flüssigkeitsstroms ist Ärmel.

Die Bypass-Öffnungen sind in der Seitenwand des Gehäuses und der Buchse angebracht, und die Möglichkeit der Bewegung der gepumpten Flüssigkeit durch die Bypass-Öffnungen des Gehäuses und der Buchse ist in der niedrigsten Position der Spulenbuchse relativ zur Betriebsposition gewährleistet des Ventils im Brunnen.

Die Spulenbuchse ist mit einem Kugelrückschlagventil ausgestattet, das das zentrale Loch der Buchse verschließt, wenn sich die Flüssigkeit entgegen der Richtung des von der Tauchpumpe gepumpten Flüssigkeitsstroms bewegt.

Die Spulenhülse ist in der Richtung federbelastet, in der der von der Tauchpumpe gepumpte Flüssigkeitsstrom auf die Hülse wirkt, und die von der Feder erzeugte Kraft ist in jeder Position der Spulenhülse geringer als die oben genannte resultierende Kraft.

Das Sicherheitsventil der Pumpeneinheit dient dazu, den Pumpeneinlass mit dem Ringraum hinter dem Schlammfang in Bewegungsrichtung der gepumpten Flüssigkeit zu verbinden, sofern die Bewegung der gepumpten Flüssigkeit durch den Schlammfang gestoppt wird.

Das Sicherheitsventil (Abbildung 2.1) umfasst ein Gehäuse 23 mit Bypasslöchern 24 in der Seitenwand, die für den Anschluss an ein Rohr oder einen Schaft hinter dem Hydrozyklonabscheider vorgesehen sind. Im Inneren des Gehäuses 24 befindet sich eine Spulenhülse 25 mit radialen Bypasslöchern 26 in der Seitenwand. Die Hülse 25 ist axial verschiebbar eingebaut. In der äußersten unteren Position der Buchse werden die Bypasslöcher 24 und 26 kombiniert und die Möglichkeit der Bewegung der gepumpten Flüssigkeit vom Ringraum zum Pumpeneinlass gewährleistet. Zwischen der Hülse und dem Körper wird ein Differentialhohlraum 27 gebildet, der die Richtung der resultierenden Kraft, die auf die Spulenhülse wirkt (bei Vorhandensein eines Überdrucks im Hohlraum des Sicherheitsventils, d. h. beim Einsetzen des Sicherheitsventils in den Schacht). ) ist entgegengesetzt zur Richtung des Einflusses der gepumpten Flüssigkeiten auf die Spulenhülse. Die Schieberhülse 25 ist in der Einflussrichtung der Strömung des Fördermediums federbelastet und die von der Feder 16 erzeugte Kraft ist in jeder Stellung der Hülse 25 geringer als die oben genannte resultierende Kraft Ausgestattet mit einem Kugelrückschlagventil 22, das das zentrale Loch der Hülse verschließt, wenn sich die Flüssigkeit nach dem Stoppen der Pumpe nach unten bewegt.

Abbildung 2.1 – Sicherheitsventil

Wenn der Schlammfang mit Partikeln fester Verunreinigungen gefüllt ist, stoppt die Flüssigkeitsbewegung durch das Sicherheitsventil, wodurch sich das Kugelventil 22 und die Spulenhülse 25 unter dem Einfluss der dadurch entstehenden Druckdifferenz schließen Das Vorhandensein eines Differentialhohlraums 27 geht nach unten und nimmt die unterste Position ein, wobei die Feder 16 zusammengedrückt wird. Durch die kombinierten Bypasslöcher 24 und 26 gelangt das Arbeitsmedium in den Pumpeneinlass.

Ein Sicherheitsventil einer Tauchbrunnenpumpanlage zur Ölförderung, einschließlich eines Gehäuses mit einem Bypass-Loch, das für den Anschluss an eine Rohrleitung zum Zuführen der gepumpten Flüssigkeit zum Pumpeneinlass konfiguriert ist, und einer darin platzierten Spulenhülse mit einem Bypass-Loch das Gehäuse mit der Möglichkeit einer axialen Bewegung, so dass es in einer der Positionen der Buchse möglich ist, die gepumpte Flüssigkeit durch die Bypass-Öffnungen des Gehäuses und der Buchse zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenbuchse für eine Unterbewegung ausgelegt ist der Einfluss des von der Tauchpumpe gepumpten Flüssigkeitsstroms auf eine Position, in der die Möglichkeit einer Bewegung der gepumpten Flüssigkeit durch die Bypassöffnungen des Gehäuses und der Buchsen besteht, während in dieser ein Differenzhohlraum zwischen der Spulenbuchse und dem Gehäuse gebildet wird so, dass die Richtung der resultierenden Kraft, die beim Einsetzen des Sicherheitsventils in das Bohrloch auf die Spulenbuchse wirkt, entgegengesetzt zur Richtung des gepumpten Flüssigkeitsstroms ist, der auf die Spulenbuchse wirkt.

2.1.2 Patent 2480630 Russische Föderation, F04D15/02,F04 D13/10

Bypassventil für eine elektrische Tauchkreiselpumpe. Shramek V.B., Sablin A.Yu., Matveev D.F., Smirnov I.G.; Anmelder und Patentinhaber Unternehmen mit beschränkte Haftung„Russisches Elektrotechnikunternehmen“. - Nr. 2011139811/06; Anwendung 29.09.2011; publ. 27.04.2013.

Die Erfindung bezieht sich auf Ölförderanlagen und kann bei der Förderung von Formationsflüssigkeit aus einem Bohrloch verwendet werden, insbesondere zum Durchleiten von Flüssigkeit aus dem Eingangsmodul (Filter) oder Gasabscheider zur Aufnahme einer elektrischen Bohrlochkreiselpumpe (ESP) und zur Flüssigkeitszufuhr vom Ringraum zur Pumpe bei Verstopfung der Filterelemente durch Partikel mechanischer Verunreinigungen.

Ein bekanntes Sicherheitsventil für eine Tauchbrunnenpumpeneinheit (Patent Nr. 66417, E21B 43/38, Veröffentlichungsdatum 10.09.2007), als Prototyp übernommen, einschließlich eines Gehäuses mit Bypasslöchern in der Seitenwand, das dafür ausgelegt ist

hydraulische Verbindung des Pumpeneinlasses mit dem Ringraum hinter dem Schlammfang in Bewegungsrichtung der Förderflüssigkeit, sofern die Bewegung der Förderflüssigkeit durch den Schlammfang, die Schieberhülse mit radialen Bypasslöchern in der Seitenwand gestoppt wird. Die Buchse ist axial verschiebbar eingebaut. In der untersten Position der Buchse sind die Bypasslöcher des Gehäuses und der Buchse ausgerichtet und es ist möglich, die gepumpte Flüssigkeit vom Ringraum zum Pumpeneinlass zu bewegen. Insbesondere ist die Buchse federbelastet und mit einem Kugelrückschlagventil ausgestattet, das so konfiguriert ist, dass es das zentrale Loch der Buchse schließt, wenn sich die Flüssigkeit nach dem Stoppen der Pumpe in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Die Nachteile des bekannten Sicherheitsventils für ein Tauchbrunnenpumpenaggregat sind:

Geringe Zuverlässigkeit des Ventilbetriebs aufgrund eines Verklemmens der Spulenhülse, wenn in der Flüssigkeit enthaltene Partikel mechanischer Verunreinigungen in den Spalt zwischen dem Gehäuse und der Spulenhülse gelangen;

Die geringe Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs des bekannten Ventils hängt mit der geringen Empfindlichkeit des Ventils aufgrund der geringen Bewegungsgeschwindigkeit der Schieberhülse im Falle einer Füllung des Schlammfangs oder einer Verstopfung des Abscheiders mit mechanischen Verunreinigungen zusammen. In diesem Fall kann die Pumpenversorgung unterbrochen werden, bevor sich die Spulenhülse in die Position bewegt, in der die Bypass-Löcher der Hülse und des Gehäuses ausgerichtet sind. An diesem Punkt fließt Flüssigkeit vom Ringraum zum Pumpeneinlass.

Geringe Wartbarkeit des Ventils, da es unmöglich ist, Teile des Sicherheitsventils auszutauschen, ohne es zuerst vom Trennrohr und Packerstopfen oder Hohlzylinderschaft zu demontieren und den Ventilkörper zu demontieren, um Teile auszutauschen;

Durch die Platzierung eines Sicherheitsventils zwischen dem Motor und dem nachgeschalteten Schlammfang erhöht sich die Länge der gesamten ESP-Anlage erheblich, was zusätzliche Schwierigkeiten beim Absenken und Heben des Aggregats im Brunnen mit sich bringt und auch zur möglichen Zerstörung der am stärksten belasteten Elemente führt, z B. die Flanschverbindung des Motors, mit anschließendem Absinken der nachgeschalteten Ausrüstung auf den Bohrlochboden. Eine Erhöhung der Gewichts- und Größeneigenschaften der Anlage führt zu einem erhöhten Verschleiß der Pumpenteile und einer Verringerung der Betriebszeit der Pumpanlage, wenn diese in einem Bereich mit erhöhter Bohrlochkrümmung betrieben wird.

Ziel der Erfindung ist es, ein Bypassventil zu schaffen, das den Fluss von Formationsflüssigkeit zum Pumpeneinlass im Falle einer Verstopfung des Filterelements des Einlassmoduls oder des Gasabscheiders ermöglicht und gleichzeitig das Auftreten einer mit einer Störung verbundenen Notsituation verhindert Ausfall der Formationsflüssigkeitsversorgung durch die Pumpe und Ausfall der ESP-Einheit mit anschließender Hebung aus dem Bohrloch.

Das durch die Lösung des Problems erzielte technische Ergebnis besteht darin, die Zuverlässigkeit des Ventils, die Wartbarkeit, die einfache Bedienung und die Verlängerung der Zeitspanne zwischen Ausfällen der ESP-Installation zu erhöhen.

Das angegebene technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass das erfindungsgemäße Bypassventil für eine elektrische Tauchkreiselpumpe ein Gehäuse mit Bypasslöchern enthält, das für den Anschluss an eine Rohrleitung zur Zuführung der gepumpten Flüssigkeit zum Pumpeneinlass bestimmt ist ist mit einer im Gehäuse installierten Welle mit der Möglichkeit der Drehung und Verbindung eines Wellenendes mit der Welle des Eingangsmoduls oder Gasabscheiders und des anderen Endes der Welle mit der Welle der Elektropumpe ausgestattet, während der Bypass vorhanden ist Im abgestuften Teil des Gehäuses befinden sich Löcher in einem Winkel zur Mittelachse des Ventils in Strömungsrichtung der produzierten Flüssigkeit. In jedem Bypassloch ist ein Rückschlagventil einschließlich eines Sitzes und eines Absperrventils installiert ein im Rückschlagventilgehäuse eingebautes Element mit der Fähigkeit, sich zu bewegen.

Wenn Sie die Bypass-Löcher in einem Winkel zur Mittelachse des Ventils in Strömungsrichtung der erzeugten Flüssigkeit anbringen, können Sie den hydraulischen Widerstand der aus dem Ringraum durch die Bypass-Löcher des Ventils strömenden Flüssigkeit im Falle einer Störung verringern Verstopfung des unteren Einlassmoduls oder Gasabscheiders, wodurch der Pumpendruck und seine Leistung erhöht werden, die Zuverlässigkeit des Ventils erhöht wird und ein Ausfall der Pumpenversorgung verhindert wird, was die Zeit zwischen Ausfällen der ESP-Installation verlängert.

Durch den Einbau von Rückschlagventilen in die Bypassöffnungen kann die Empfindlichkeit der Ventilreaktion bei steigendem Druck im Ringraum erhöht werden, was die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit des Ventils erhöht und einen Ausfall des Pumpenflusses verhindert.

Durch die Vorfertigung des Ventilkörpers, der aus zwei Teilen besteht, werden die Bedingungen für die Montage/Demontage des Ventils verbessert, was die Wartbarkeit des Ventils erhöht.

Der Einbau einer Wellenhalterung in das Ventilgehäuse mithilfe einer lösbaren Verbindung, beispielsweise einer Gewindeverbindung, erhöht die Wartbarkeit des Ventils.

Durch den Einbau des Rückschlagventils in die Bypassbohrung über eine lösbare Verbindung, beispielsweise über ein Gewinde, ist ein schneller Austausch oder eine Reparatur möglich.

Die Ausbildung des Absperrelements des Rückschlagventils in Form einer Kugel gewährleistet die Dichtheit des Rückschlagventils in der geschlossenen Position und gewährleistet außerdem die Selbstzentrierung der Kugel im Hohlraum des Ventilkörpers, wenn das Ventil geöffnet wird. Der Punktkontakt zwischen Kugel und Gehäuse beim Bewegen der Kugel entlang der Achse des Rückschlagventils verhindert ein Verklemmen im Gehäuse, was die Zuverlässigkeit des Bypassventils insgesamt erhöht.

Federn der Rückschlagventilkugel in die entgegengesetzte Richtung

Die Einflussrichtung des vom Ringraum kommenden Flüssigkeitsstroms auf die Kugel ermöglicht den Einsatz des Ventils sowohl in horizontalen als auch in geneigten Bohrlöchern, was die Funktionalität des Ventils erweitert.

Die Ausführung des Bypassventils als eigenständiges Produkt mit Verbindungselementen am Gehäuse und an beiden Enden der Welle, beispielsweise Keilkupplungen zur Verbindung mit der Welle des Eingangsmoduls bzw. Gasabscheiders und der Pumpe, erhöht den Bedienkomfort und Wartbarkeit des Ventils.

Abbildung 2.2 zeigt generelle Form Bypassventil für eine elektrische Tauchkreiselpumpe. Das Bypassventil enthält ein abgestuftes Gehäuse 1 mit einer Öffnung für den Flüssigkeitsdurchtritt 2, beispielsweise vorgefertigt, einschließlich eines Oberteils 3 und Unterteil 4 Gebäude. Im Gehäuse 1 befindet sich eine Welle 5, die insbesondere in einem Lagerträger 6 befestigt ist, in dem Radialgleitlager 7 eingebaut sind. Im Träger 6 befinden sich Kanäle 8 für den Durchtritt der Förderflüssigkeit. Die Befestigung des Lagerträgers 6 im Gehäuse 1 erfolgt über eine lösbare Verbindung, beispielsweise ein Gewinde. An den Enden der Welle 5 sind Keilkupplungen 9 und 10 installiert, um die Welle 5 mit der Welle des Eingangsmoduls oder Gasabscheiders bzw. der Welle der ESP-Pumpe zu verbinden (nicht gezeigt). Im abgestuften Teil des Gehäuses 1 befinden sich Bypasslöcher 11, die in einem Winkel zur Mittelachse des Ventils in Strömungsrichtung der erzeugten Flüssigkeit angeordnet sind. In jedem Bypassloch 11 ist ein Rückschlagventil 12 installiert. Das Rückschlagventil 12 enthält ein Ventilpaar, einschließlich eines Sitzes 13 und eines Verriegelungselements (Kugel) 15, federbelastet durch eine Feder 14, installiert im Loch 16 des Körpers 17 des Rückschlagventils 12 mit der Möglichkeit, sich zu bewegen. Rückschlagventile 12 werden in den Bypasslöchern 11 beispielsweise über eine Gewindeverbindung installiert.

Abbildung 2.2 – Bypassventil

Das Gehäuse 1 enthält einen Anschlussflansch 18 mit Löchern 19 für Befestigungselemente, die die Installation des Bypassventils am Einlassmodul (nicht dargestellt) ermöglichen. Gehäuse 1 ist mit Befestigungselementen (Stehbolzen) 20 zur Verbindung mit dem Gehäuse der ESP-Pumpe ausgestattet.

Wenn die Pumpeinheit eingeschaltet ist, gelangt die Formationsflüssigkeit unter dem Druck der Flüssigkeitssäule im Bohrloch vom Eingangsmodul oder Gasabscheider (nicht dargestellt) durch Loch 2 in das Bypassventil und gelangt durch die Kanäle 8 des Lagerträger 6 und wird vom ESP empfangen. In diesem Fall wird die Kugel 15 des Rückschlagventils 12 durch eine Feder 14 auf den Sitz 13 gedrückt, wodurch die Zufuhr von Formationsflüssigkeit aus dem Ringraum durch die Bypasslöcher 11 in das Bypassventil und damit zum Einlass von verhindert wird die ESP-Pumpe. Wenn das Eingangsmodul oder der Gasabscheider (nicht dargestellt) teilweise oder vollständig mit Partikeln mechanischer Verunreinigungen verstopft ist, erhöht sich die Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck außen und der Flüssigkeit im inneren Hohlraum des Bypassventils. In diesem Fall öffnet sich das Rückschlagventil 12, wobei sich die Kugel 15 vom Sitz 13 bewegt und die Feder 14 des Rückschlagventils 12 zusammendrückt. Die Formationsflüssigkeit fließt durch das Loch 16 des Rückschlagventils 12 aus dem Ringraum in den Körper 1 des Bypassventils und weiter durch die Kanäle 8 des Lagerträgers 6 verlässt das Ventil das Ventil und gelangt in die Pumpe, wodurch diese mit Flüssigkeit versorgt wird, um den Betrieb fortzusetzen, wodurch verhindert wird, dass die Pumpe unterbrochen wird.

2.2 PatententwicklungBypassventil

Ziel der Patentstudie ist die Verbesserung des Bypassventils für eine elektrische Tauchkreiselpumpe (Patent Nr. 2480630, F04D15/02, F04D13/10).

Eines der Hauptelemente des Bypassventils (Abbildung 2.2) ist ein Rückschlagventil, das dazu dient, Formationsflüssigkeit einzulassen, wenn das Einlassmodul oder der Gasabscheider teilweise oder vollständig mit Partikeln mechanischer Verunreinigungen verstopft ist. Der Nachteil dieser Konstruktion ist das schnelle Verstopfen des Rückschlagventils durch das Eindringen großer Partikel in die Rückschlagventilbohrung. Dieses Problem ist für verschleißfeste elektrische Kreiselpumpen sehr relevant. Die Lösung besteht darin, ein Aufnahmefilternetz 13 (Abbildung 2.3) entlang des Bewegungspfads der Formationsflüssigkeit in das Rückschlagventil 1 zu installieren, das der Filterung großer mechanischer Partikel dient. Durch diese konstruktive Umsetzung erhöht sich die Betriebszeit des Bypassventils im Normalbetrieb und damit die Lebensdauer der Pumpe.

Der Einbau des Bypassventils dieser Bauart ist aufgrund der fehlenden Nut für den Einbau in die Aufzugsbefestigungsklemme kompliziert. Die Lösung besteht darin, im Bereich des Kopfes 5 des Bypassventils eine Nut zu schneiden, was den Installationsprozess vereinfacht, seine Geschwindigkeit erhöht und ihn dem Installationsprozess anderer Pumpenabschnitte ähnelt.

Abbildung 2.3 – Modernisiertes Bypassventil

Ebenfalls im modernisierten Design des Bypassventils sind obere 9 und untere 10 Abdeckungen enthalten, die dazu dienen, den inneren Hohlraum bei Lagerung und Transport vor Verunreinigungen zu schützen.

Der Nachteil dieser Bauweise des modernisierten Aggregates liegt in der im Vergleich zum vorliegenden Patent vergrößerten Baugröße in axialer Richtung.

3 . Aufbau und Funktionsprinzip der Pumpe

Die ESP-Anlage besteht aus einer Tauchpumpeneinheit (einem Elektromotor mit hydraulischem Schutz und einer Pumpe), einer Kabelleitung (Rund- und Flachkabel mit Kabeleinführungskupplung), einem Rohrstrang, Bohrlochkopfausrüstung und elektrischen Oberflächengeräten: einem Transformator und eine Kontrollstation (oder ein komplexes Gerät).

Eine Tauchpumpeneinheit, bestehend aus einer Pumpe und einem Elektromotor mit hydraulischem Schutz, wird über Schlauchleitungen in das Bohrloch abgesenkt. Die Kabelleitung dient der Stromversorgung des Elektromotors. Das Kabel wird mit Metallbändern am Rohr befestigt.

Entlang der Länge der Pumpe und des Schutzes ist das Kabel flach, mit Metallbändern daran befestigt und durch Gehäuse oder Klemmen vor Beschädigungen geschützt.

Über den Pumpen sind Rückschlagventile und Ablassventile installiert. Die Pumpe pumpt Flüssigkeit aus dem Bohrloch und fördert sie durch den Rohrstrang an die Oberfläche. Die Bohrlochkopfausrüstung gewährleistet die Aufhängung des Rohrstrangs mit einer Elektropumpe und einem Kabel am Gehäuseflansch, die Abdichtung von Rohren und Kabeln sowie das Abfließen von Flüssigkeit in die Fließleitung.

Tauchpumpe, Kreiselpumpe, mehrstufig. Tauchelektromotor, dreiphasig, asynchron, ölgefüllt mit Käfigläufer. Der hydraulische Schutz des Elektromotors besteht aus einem Protektor und einem Kompensator. Doppelkammerschutz mit Gummimembran und Gleitringdichtungen, Kompensator mit Gummimembran. Dreiadriges Kabel mit Polyethylenisolierung.

Der Transformator versorgt den Tauchelektromotor mit der erforderlichen Spannung; die Steuerstation dient zur Steuerung der Tauchelektropumpe und zum Abschalten der gesamten Anlage, wenn sie vom normalen Betriebsmodus getrennt wird.

Tauchpumpe, Elektromotor und Hydraulikschutz sind durch Flansche und Bolzen miteinander verbunden. Die Pumpen-, Motor- und Schutzwellen sind an den Enden verzahnt und durch Keilwellenkupplungen verbunden.

Das Funktionsprinzip einer Tauchkreiselpumpe unterscheidet sich nicht von herkömmlichen Kreiselpumpen, die zum Pumpen von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Der Unterschied besteht darin, dass es mehrstufig ist und einen kleinen Durchmesser der Arbeitsstufen aufweist – Laufräder und Leitschaufeln. Vor allem für die Ölindustrie verfügen Tauchpumpen über 130 bis 415 Stufen.

Eine Kreiselpumpe ist eine einfache hydraulische Maschine, die dazu dient, Flüssigkeiten durch eine Rohrleitung von einem Ort zum anderen zu heben und zu transportieren. Die Pumpe besteht im Wesentlichen aus einem Laufrad mit Schaufeln, einem Leitflügel, einer Welle und einem Gehäuse.

Das Funktionsprinzip der Pumpe kann man sich vereinfacht wie folgt vorstellen: Die durch den Filter und das Saugventil angesaugte Flüssigkeit strömt durch das Rohr auf die Schaufeln des rotierenden Rades und nimmt unter deren Einfluss Geschwindigkeit und Druck an . Eine Tauchpumpe hat viele Stufen und dieser Vorgang wiederholt sich in jeder Stufe, wodurch eine höhere Geschwindigkeit und ein höherer Druck erreicht werden. Im Spiralkanal wird die kinetische Energie des Fluids in Druck umgewandelt. Am Auslass der Pumpe wird der Flüssigkeitsstrom gesammelt und in einen Schlauchstrang geleitet.

Die Hauptparameter der Pumpe sind: Durchfluss, Druck, Saughöhe, Stromverbrauch und Effizienz. Die Pumpenparameter werden beim Betrieb mit Wasser angezeigt.

3.1 Pumpenaufbau

Elektrische Tauchkreiselpumpen sind nach dem Sektionalprinzip aufgebaut und bestehen im Allgemeinen aus Einlassmodul (MV), Mittelteil (MC), Oberteil (SV), Rückschlagventil (KO) und Ablassventilen (KS) (Abbildung 3.1, a). Bei hohem Gasgehalt ist in der Pumpe ein Pump-Gas-Separator-Modul (PGS) enthalten (Abbildung 3.1, b). Das Design bietet Möglichkeiten, Pumpen mit einem Unterteil (LS) auszustatten, das über ein Aufnahmenetz verfügt, während das Einlassmodul von der Pumpe ausgeschlossen ist (Abbildung 3.1, c). Bei Verwendung des Unterteils kann der Gasabscheider nicht in die Pumpe integriert werden. Bei hohem Gasgehalt kann die Pumpe einen Gasabscheider mit Aufnahmegitter (MGN) enthalten (Abbildung 3.1, d). Ein Eingabemodul ist nicht erforderlich.

Pumpen werden je nach Querabmessungen in drei Gruppen hergestellt: 5, 5A und 6. Die Gruppe bestimmt herkömmlicherweise den minimalen Innendurchmesser des Produktionsstrangs, der für Gruppe 5 - 123,7 mm, 5A - 130 mm, 6 - 148,3 beträgt mm. Der Durchmesser des Pumpengehäuses beträgt 92, 103 bzw. 114 mm.

Abbildung 3.1 – ESP-Layout

3.2 Moduldesign und Pumpenbetrieb

Die Tauchpumpe besteht aus dem MV-Einlassmodul, dem MNG-Pumpen-Gasabscheidermodul, dem Mittelteil SS (eins + vier) und dem Oberteil SV, die durch Flansche mit Stehbolzen und Bolzen miteinander verbunden sind.

Das Rückschlagventil wird in den Angelkopf des Oberteils eingeschraubt, das Ablassventil wird in das Rückschlagventil eingeschraubt. Der Antrieb der Pumpe erfolgt über einen Tauchelektromotor. Die gepumpte Flüssigkeit gelangt über das Eingangsmodul in den Gasabscheider, wo das Begleitgas abgetrennt wird, und gelangt dann in den Pumpenabschnitt, wo der erforderliche Druck erzeugt wird. Durch das Rückschlag- und Ablassventil gelangt die Flüssigkeit in die Druckrohrleitungssäule. Die Rückschlag- und Ablassventile können über 6...7 Rohre über dem Angelkopf der Pumpe installiert werden.

Das Eingabemodul dient zum Empfang und grobe Reinigung gepumpte Flüssigkeit, um die Abschnitte mit dem Motor zu verbinden und Drehmoment von der Motorwelle auf die Wellen der Pumpenabschnitte zu übertragen. Das Eingangsmodul ist in Abbildung 3.2 dargestellt und besteht aus einer Basis 1 mit Löchern für den Durchgang von Formationsflüssigkeit, in der sich eine Welle 2 auf Gleitlagern dreht. Die Außenseite der Basis ist mit einem Aufnahmenetz 3 bedeckt. Zum Anschluss des Moduls Welle mit der Motorschutzwelle wird eine Keilwellenkupplung 4 verwendet. Mit Bolzen 5 wird das obere Ende des Moduls am Mittelteil der Pumpe oder des Pumpen-Gasabscheider-Moduls befestigt. Der untere Flansch befestigt das Eingangsmodul mit Bolzen und Muttern am Schutz. Für die Zeit des Transports und der Lagerung ist das Eingabemodul mit den Abdeckungen 6 und 7 verschlossen.

Das Pumpen-Gasabscheidermodul (Gasabscheider) dient dazu, den Volumengehalt an freiem Gas am Einlass zu den Pumpenabschnitten zu reduzieren. Der MNG-Gasabscheider ist in Abbildung 3.3 dargestellt und besteht aus einem Rohrkörper 1 mit einem Kopf 2, einem Sockel 3 an seinen Enden und einem Schaft 4 mit darin befindlichen Teilen. Das Gehäuse enthält eine Mutter 5, die das Paket der Arbeitsteile durch einen Anschlag 6, ein Lager 7, eine Distanzhülse 8, Leitschaufeln 9, 10 und einen Stützring 11 sichert. Die Welle enthält 12 Radiallagerbuchsen und eine Keilwellenkupplung 19 , eine Schraube 13, ein Laufrad 14, Buchsen 15, Gitter 16 und Separatoren 17. Ein Unterteil 18 ist in den Kopf 2 eingepresst und bildet eine Querstromkupplung mit dem Kopf; ein perforiertes Rohr 20 ist außerhalb des Kopfes befestigt und fungiert als zusätzliche Trenneinheit.

Während Transport und Lagerung ist der Gasabscheider mit den Deckeln 21 und 22 verschlossen.

Die Basis des Gasabscheiders wird mit Bolzen und Muttern am Eingangsmodul befestigt. Der Gasabscheiderkopf wird an den Mittelteil der Pumpe angeflanscht und mit Stehbolzen oder Bolzen daran befestigt. Die Wellen werden über Keilwellenkupplungen verbunden. Die Basis des Gasabscheiders verfügt über eine Version mit Aufnahmegitter; in diesem Fall wird das Eingangsmodul nicht benötigt und der Gasabscheider wird direkt mit dem Protektor verbunden (MNGN-Version).

Abbildung 3.3 – Pumpen-Gasabscheidermodul

Der Gasabscheider funktioniert wie folgt. Das Gas-Flüssigkeits-Gemisch gelangt durch das Eingangsmodul oder das Netz am Boden des Gasabscheiders auf die Schnecke und weiter zu den Arbeitsteilen. Durch den Druckaufbau gelangt das Gas-Flüssigkeits-Gemisch in eine rotierende Trennkammer mit radialen Rippen, wo unter dem Einfluss von Zentrifugalkräften das Gas von der Flüssigkeit getrennt wird. Anschließend fließt die Flüssigkeit vom Rand der Trennkammer durch die Rillen des Unterteils zum Pumpeneinlass, und das getrennte Gas-Flüssigkeits-Gemisch gelangt in den Hohlraum des perforierten Rohrs, wo eine weitere Trennung von Gas und Flüssigkeit erfolgt. Diese Flüssigkeit strömt durch die Öffnungen des Rohrs aus, fließt an der Außenseite des Gasabscheiderkörpers nach unten und tritt erneut in den Einlass ein. Dadurch wird der Gasanteil im Gemisch reduziert, das über das Eingangsmodul in den Gasabscheider gelangt. Das Gas wird durch ein perforiertes Rohr in den Ringraum abgeleitet. Die Gasabscheider MNG(K)5, MNGN(K)5 werden mit Pumpen mit einer Kapazität von bis zu 250 m3/Tag und MNG(K)5A, MNGN(K)5A – mit Pumpen mit einer Kapazität von bis zu 400 m3/Tag verwendet m3/Tag.

Der Mittelteil ist in Abbildung 3.4 dargestellt und stellt den Hauptteil der Pumpe dar. Der Mittelteil besteht aus einem Gehäuse 1, einer Welle 2, einem Stufenpaket (Laufräder 3 und Leitschaufeln 4), einem oberen Lager 5, einem unteren Lager 6, Zwischenlagern 17, einer oberen Axialstütze 7, einem Kopf 8, eine Basis 9, zwei Rippen 10, Gummiringe 11, 13, eine Keilwellenkupplung 14 und Abdeckungen 15 und 16. Laufräder und Leitschaufeln sind in Reihe eingebaut. Die Leitschaufeln im Gehäuse werden durch das obere Lager und den Sockel festgespannt und sind während des Betriebs bewegungslos. Die Laufräder sind über eine Passfeder auf einer Welle montiert und drehen sich dadurch. Wenn sich die Räder drehen, erhöht sich der Druck der gepumpten Flüssigkeit von Stufe zu Stufe.

Das obere Zwischenlager 5 und das untere Lager 6 sind radiale Lager der Welle, und das obere axiale Lager 7 nimmt Lasten auf, die entlang der Wellenachse wirken. Gummiringe 11 dichten den inneren Hohlraum des Abschnitts vor Undichtigkeiten des Pump- und Eingangsmoduls ab.

Die Keilwellenkupplung 14 dient zur Verbindung mit der Welle des angedockten Abschnitts oder Eingangsmoduls oder Gasabscheiders oder -schutzes und überträgt die Drehung von einer Welle auf eine andere. Während des Transports und der Lagerung wird der Abschnitt mit Deckeln verschlossen.

Die Rippen 10 sollen das zwischen ihnen befindliche Elektrokabel vor mechanischer Beschädigung an der Wand der Mantelrohre beim Absenken und Anheben der Pumpe schützen. Die Rippen werden mit einer Schraube und einer Mutter an der Basis des Abschnitts befestigt.

Das in Abbildung 3.5 dargestellte Rückschlagventil soll die Rückwärtsdrehung der Pumpenlaufräder unter dem Einfluss der Flüssigkeitssäule in der Druckleitung beim Anhalten der Pumpe verhindern und deren Wiederanlauf erleichtern; es wird für die anschließende Druckprüfung des Rohrstrangs verwendet Absenken der Anlage in den Brunnen.

Das Rückschlagventil besteht aus einem Körper 1, auf dessen einer Seite sich ein konisches Innengewinde zum Anschluss des Ablassventils und auf der anderen Seite ein konisches Außengewinde zum Einschrauben in den Angelkopf des Oberteils befindet. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein gummierter Sitz 2, auf dem die Platte 3 ruht. Die Platte hat die Fähigkeit, sich in der Führungshülse 4 axial zu bewegen. Unter dem Einfluss der Strömung der gepumpten Flüssigkeit hebt sich die Platte und öffnet dadurch das Ventil . Wenn die Pumpe stoppt, senkt sich die Platte unter dem Einfluss der Flüssigkeitssäule in der Druckleitung auf den Sitz und das Ventil schließt.

Abbildung 3.5 – Rückschlagventil

Das Ablassventil ist in Abbildung 3.6 dargestellt und dient zum Ablassen von Flüssigkeit aus der Druckleitung (Rohrstrang), wenn die Pumpe aus dem Bohrloch gehoben wird. Das Ablassventil besteht aus einem Gehäuse 1, auf dessen einer Seite sich ein konisches Innengewinde der Kupplung zum Anschluss an einen Schlauch mit einem Nenndurchmesser von 73 mm und auf der anderen Seite ein konisches Außengewinde zum Einschrauben befindet das Rückschlagventil.

Abbildung 3.6 – Ablassventil

In das Gehäuse ist eine Armatur 2 eingeschraubt, die mit einem Gummiring 3 abgedichtet ist. Vor dem Anheben der Pumpe aus dem Bohrloch wird das Ende der Armatur, das sich im Innenhohlraum des Ventils befindet, mit einem abgeschlagen (abgebrochen). Mit einem Spezialwerkzeug fließt die Flüssigkeit aus dem Rohrstrang durch das Loch in der Armatur in den Ringraum. Bei Transport und Lagerung ist das Rückschlagventil mit den Deckeln 4 und 5 verschlossen. Tauchelektromotoren zum Antrieb von Kreiselpumpen sind Asynchronmotoren mit Käfigläufern, ölgefüllt. Bei einer Stromfrequenz von 50 Hz beträgt die Drehzahl der Synchronwelle 3000 U/min. Die Motoren haben wie die Pumpen kleine Durchmesser, die sich bei Bohrlöchern mit Gehäusesträngen von 140, 146 und 168 mm unterscheiden. Gleichzeitig kann ihre Leistung 125 kW erreichen. In diesem Zusammenhang werden Motoren manchmal länger als 8 m gebaut.

Um den Elektromotor vor dem Eindringen von Formationsflüssigkeit in seinen inneren Hohlraum zu schützen, um Änderungen des Ölvolumens im Motor beim Erhitzen und Abkühlen auszugleichen und um Öllecks durch Lecks zu vermeiden, wird ein hydraulischer Schutz (Protektor) verwendet.

Der hydraulische Schutz befindet sich zwischen Motor und Pumpe und versorgt durch die Erzeugung von Überdruck gleichzeitig die Dichtung der Kreiselpumpe mit dickem Öl und verhindert so ein Austreten der geförderten Flüssigkeit.

Die Stromversorgung des Tauchmotors erfolgt über ein spezielles Panzerkabel. Der Hauptteil des Kabels hat einen kreisförmigen Querschnitt. Entlang der Taucheinheit (Pumpe, Hydraulikschutz, Motorkopf) wird ein Flachkabel verlegt, das den erforderlichen Durchmesserabmessungen des Aggregates entspricht.

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Ich habe schon lange davon geträumt, alles, was ich über ESPs weiß, auf Papier zu schreiben (auf einem Computer auszudrucken).
Ich werde versuchen, Ihnen in einfacher und verständlicher Sprache etwas über die Installation einer elektrischen Kreiselpumpe zu erzählen – das Hauptwerkzeug, das 80 % des gesamten Öls in Russland fördert.

Irgendwie stellte sich heraus, dass ich mein ganzes Erwachsenenleben lang mit ihnen verbunden war. Im Alter von fünf Jahren begann er mit seinem Vater zu den Brunnen zu reisen. Mit zehn konnte er jede Station selbst reparieren, mit vierundzwanzig wurde er Ingenieur in dem Unternehmen, in dem sie repariert wurden, mit dreißig wurde er Stellvertreter Generaldirektor, wo sie hergestellt werden. Es gibt eine Menge Wissen zu diesem Thema – ich habe nichts dagegen, es weiterzugeben, zumal mich viele, viele Leute ständig nach diesem oder jenem Thema im Zusammenhang mit meinen Pumpen fragen. Um dasselbe nicht viele Male in verschiedenen Worten zu wiederholen, werde ich es im Allgemeinen einmal schreiben und dann Prüfungen ablegen;). Ja! Es wird Rutschen geben... ohne Rutschen geht es nicht.


Was ist das.
ESP ist eine Installation einer elektrischen Kreiselpumpe, auch bekannt als kolbenstangenlose Pumpe, auch bekannt als ESP, auch bekannt als diese Stöcke und Trommeln. ESP ist genau das (weiblich)! Obwohl es aus ihnen besteht (männlich). Dies ist eine besondere Sache, mit deren Hilfe tapfere Ölarbeiter (oder vielmehr Servicekräfte für Ölarbeiter) Formationsflüssigkeit aus dem Untergrund extrahieren – so nennen wir Mulyaka, das dann (nach einer speziellen Verarbeitung) mit allen möglichen Arten bezeichnet wird interessante Wörter wie URALS oder BRENT. Das der ganze Komplex Ausrüstung, für deren Herstellung das Wissen eines Metallurgen, Metallarbeiters, Mechanikers, Elektrikers, Elektronikingenieurs, Hydraulikingenieurs, Kabelingenieurs, Ölarbeiters und sogar eines kleinen Gynäkologen und Proktologen erforderlich ist. Das Ding ist ziemlich interessant und ungewöhnlich, obwohl es vor vielen Jahren erfunden wurde und sich seitdem nicht viel verändert hat. Im Großen und Ganzen handelt es sich um eine normale Pumpeinheit. Das Ungewöhnliche daran ist, dass es dünn ist (am häufigsten wird es in einem Brunnen mit einem Innendurchmesser von 123 mm platziert), lang (es gibt Installationen mit einer Länge von 70 Metern) und unter solch schmutzigen Bedingungen funktioniert, in denen mehr oder weniger Ein komplexer Mechanismus sollte überhaupt nicht existieren.

Jedes ESP enthält also die folgenden Komponenten:

ESP (elektrische Kreiselpumpe) ist die Haupteinheit – alle anderen schützen und versorgen sie. Die Pumpe holt am meisten ab – aber sie erledigt die Hauptaufgabe – das Anheben der Flüssigkeit – so ist ihre Lebensdauer. Die Pumpe besteht aus Abschnitten und die Abschnitte bestehen aus Stufen. Je mehr Stufen, desto größer ist der Druck, den die Pumpe entwickelt. Je größer die Stufe selbst ist, desto größer ist die Durchflussrate (die pro Zeiteinheit gepumpte Flüssigkeitsmenge). Je größer die Durchflussmenge und der Druck, desto mehr Energie wird verbraucht. Alles ist miteinander verbunden. Neben Fördermenge und Druck unterscheiden sich Pumpen auch in Größe und Bauart – Standard, verschleißfest, korrosionsbeständig, verschleißfest, sehr, sehr verschleißfest.

SEM (Tauchmotor) Der Elektromotor ist die zweite Haupteinheit – er dreht die Pumpe – er verbraucht Energie. Dies ist ein gewöhnlicher (elektrisch) asynchroner Elektromotor – nur ist er dünn und lang. Der Motor hat zwei Hauptparameter – Leistung und Größe. Und auch hier gibt es verschiedene Ausführungen: Standard, hitzebeständig, korrosionsbeständig, besonders hitzebeständig und generell unzerstörbar (als ob). Der Motor ist mit Spezialöl gefüllt, das neben der Schmierung auch den Motor kühlt und den von außen auf den Motor ausgeübten Druck weitgehend ausgleicht.

Der Protektor (auch hydraulischer Schutz genannt) ist eine Sache, die zwischen der Pumpe und dem Motor steht – er trennt erstens den mit Öl gefüllten Motorhohlraum vom mit Formationsflüssigkeit gefüllten Pumpenhohlraum, während er die Rotation überträgt, und zweitens löst er die Problem des Druckausgleichs innerhalb des Motors und außerhalb (es können tatsächlich bis zu 400 atm herrschen, das ist etwa ein Drittel der Tiefe). Marianengraben). Es gibt sie in verschiedenen Größen und wiederum in allen möglichen Designs, bla bla bla.

Ein Kabel ist eigentlich ein Kabel. Kupfer, dreiadrig... Es ist auch gepanzert. Kannst Du Dir vorstellen? Gepanzertes Kabel! Natürlich hält es nicht einmal einem Schuss eines Makarovs stand, aber es hält fünf oder sechs Abstiegen in den Brunnen stand und wird dort ziemlich lange funktionieren.
Seine Panzerung ist etwas anders und eher auf Reibung als auf einen scharfen Schlag ausgelegt – aber trotzdem. Das Kabel ist in verschiedenen Querschnitten (Kerndurchmessern) erhältlich, unterscheidet sich in der Bewehrung (normal verzinkt oder Edelstahl) und ist außerdem temperaturbeständig. Es gibt ein Kabel für 90, 120, 150, 200 und sogar 230 Grad. Das heißt, es kann unbegrenzt bei einer Temperatur betrieben werden, die doppelt so hoch ist wie der Siedepunkt von Wasser (Achtung: Wir fördern so etwas wie Öl und es brennt nicht besonders gut – Sie benötigen jedoch ein Kabel mit einer Hitzebeständigkeit von über 200). Grad - und fast überall).

Gasabscheider (oder Gasabscheider-Dispergiermittel, oder nur ein Dispergiermittel, oder ein Dual-Gasabscheider, oder sogar ein Dual-Gasabscheider-Dispergiermittel). Eine Sache, die freies Gas von Flüssigkeit trennt ... oder besser gesagt Flüssigkeit von freiem Gas ... kurz gesagt, es reduziert die Menge an freiem Gas am Einlass der Pumpe. Oft, sehr oft, reicht die Menge an freiem Gas am Pumpeneinlass völlig aus, damit die Pumpe nicht funktioniert – dann wird eine Art Gasstabilisierungsvorrichtung installiert (die Namen habe ich am Anfang des Absatzes aufgelistet). Wenn kein Gasabscheider installiert werden muss, installieren sie ein Eingangsmodul, aber wie soll die Flüssigkeit in die Pumpe gelangen? Hier. Sie bauen auf jeden Fall etwas ein. Entweder ein Modul oder einen Gasmotor.

TMS ist eine Art Tuning. Wer entschlüsselt es – thermomanometrisches System, Telemetrie... wer weiß wie. Richtig (das ist ein alter Name – aus den zottigen 80ern) – ein thermomanometrisches System, nennen wir es mal so – es erklärt fast vollständig die Funktion des Geräts – es misst Temperatur und Druck – dort – direkt darunter – praktisch im Unterwelt.

Es gibt auch Schutzvorrichtungen. Dabei handelt es sich um ein Rückschlagventil (am gebräuchlichsten ist KOSH – ein Kugelrückschlagventil) – damit beim Anhalten der Pumpe keine Flüssigkeit aus den Rohren abfließt (das Anheben einer Flüssigkeitssäule durch ein Standardrohr kann mehrere Stunden dauern – schade für dieses Mal). Und wenn Sie die Pumpe anheben müssen, stört dieses Ventil – ständig strömt etwas aus den Rohren und verschmutzt alles um sich herum. Für diese Zwecke gibt es ein Knock-Down-Ventil (oder Ablassventil) KS – eine lustige Sache – das jedes Mal kaputt geht, wenn es aus dem Brunnen gehoben wird.

All diese Geräte hängen an Pump- und Kompressorrohren (Schläuche – daraus werden in Ölstädten sehr oft Zäune hergestellt). Hängt in der folgenden Reihenfolge:
Entlang des Schlauchs (2-3 Kilometer) verläuft ein Kabel, oben - das CS, dann das KOSH, dann das ESP, dann die Zapfsäule (oder das Eingangsmodul), dann der Protektor, dann das SEM und noch weiter unten TMS. Das Kabel verläuft entlang des ESP, des Gashebels und des Schutzes bis zum Motorkopf. Eka. Alles ist kurz. Von der Spitze des ESP bis zur Unterseite des TMS können es also 70 Meter sein. Und durch diese 70 Meter verläuft ein Schacht, und alles dreht sich... und um ihn herum herrschen hohe Temperaturen, enormer Druck, viele mechanische Verunreinigungen, eine korrosive Umgebung. Schlechte Pumpen...

Alle Dinge sind sektional, Abschnitte nicht länger als 9-10 Meter (wie sonst in den Brunnen einbauen?) Die Installation wird direkt am Brunnen montiert: PED, ein Kabel, Schutz, Gas, Abschnitte einer Pumpe, Ventil, daran sind Rohre befestigt. Ja! Vergessen Sie nicht, das Kabel mit Klammern (z. B. Spezialstahlbändern) an allem zu befestigen. Das alles wird in den Brunnen getaucht und funktioniert dort (hoffe ich) lange. Um all dies mit Strom zu versorgen (und irgendwie zu steuern), sind am Boden ein Aufwärtstransformator (TMPT) und eine Kontrollstation installiert.

So etwas wird verwendet, um etwas zu gewinnen, das sich später in Geld verwandelt (Benzin, Dieselkraftstoff, Plastik und anderer Mist).

Versuchen wir herauszufinden, wie das alles funktioniert, wie es gemacht wird, wie man es auswählt und wie man es verwendet.

Der Anwendungsbereich von Kreiselpumpen in der Ölförderung ist recht groß: Fördermenge 40-1000 m 3 /Tag; durch Druck 740-1800 und (für Haushaltspumpen). Diese Pumpen sind am effektivsten, wenn sie in Brunnen mit hohen Durchflussraten betrieben werden. Für ESP gibt es jedoch Einschränkungen aufgrund der Bohrlochbedingungen, z. B. hoher Gasfaktor, hohe Viskosität, hoher Gehalt an mechanischen Verunreinigungen usw.

Die Schaffung von Pumpen und Elektromotoren in modularer Bauweise ermöglicht eine genauere Auswahl des ESP an die Eigenschaften des Bohrlochs in Bezug auf Durchflussraten und Drücke. Alle diese Faktoren müssen unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Machbarkeit bei der Auswahl der Methoden zum Betrieb von Brunnen berücksichtigt werden.

Tauchpumpenanlagen werden mit Rohren mit folgenden Durchmessern in den Brunnen abgesenkt: 60 mm bei einem Flüssigkeitsdurchfluss Q Nr. bis 150 m 3 /Tag, 73 mm bei 150< Q» < 300 м 3 , - сут. 89 мм при Q e >> 300 m 3 /Tag. Die berechneten Eigenschaften des ESP werden für Wasser angegeben und für bestimmte Flüssigkeiten (Öl) durch entsprechende Koeffizienten spezifiziert. Es empfiehlt sich, eine Pumpe anhand der Fördermengen und Drücke im Bereich höchster Effizienz und minimal erforderlicher Leistung auszuwählen. ESP-Geräte können mit Flüssigkeiten betrieben werden, die bis zu 1,25 g/l H, S enthalten, während herkömmliche Geräte Flüssigkeiten mit bis zu 0,01 g/l H: S verarbeiten können.

Herkömmliche Pumpen werden für Brunnen empfohlen, die bis zu 0,1 g/l mechanische Verunreinigungen in der gepumpten Flüssigkeit enthalten; Pumpen mit erhöhter Verschleißfestigkeit – für Brunnen mit einem Gehalt an mechanischen Verunreinigungen in der Förderflüssigkeit von mehr als 0,1 g/l, jedoch nicht mehr als 0,5 g/l; Pumpen mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit – für Brunnen mit einem Schwefelwasserstoffgehalt von bis zu 1,25 g.l und einem pH-Wert von 6,0-8,5.

Zur Auswahl aggressiver Formationsflüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit einem erheblichen Gehalt an mechanischen Verunreinigungen (Sand) werden Membranbrunnen verwendet Pumpeinheiten. Es handelt sich um elektrisch angetriebene Verdrängerpumpen.

Die ESP-Installation umfasst eine elektrische Tauchpumpeneinheit, die einen Elektromotor mit hydraulischem Schutz und einer Pumpe kombiniert; Kabelleitung mittels Hebeschlauch in den Brunnen abgesenkt; Bohrlochkopfausrüstung Typ OUEN 140-65 oder Weihnachtsbaumbeschläge. AFK1E-65x14; Kontrollstation und Transformator, die in einem Abstand von 20-30 vom Bohrlochkopf installiert sind. Die Stromversorgung des Motors erfolgt über eine Kabelleitung. Das Kabel wird mit Metallbändern an der Pumpe und den Schlauchleitungen befestigt. Über der Pumpe sind Rückschlagventile und Ablassventile installiert. Die aus dem Bohrloch gepumpte Flüssigkeit gelangt durch den Rohrstrang an die Oberfläche. Die elektrische Tauchpumpe, der Elektromotor und der hydraulische Schutz sind durch Flansche und Bolzen miteinander verbunden. Die Pumpen-, Motor- und Schutzwellen sind an den Enden verzahnt und durch Keilwellenkupplungen verbunden.

ESP-Anwendbarkeitskriterium:

  • 1 Die Industrie produziert Pumpen zur Förderung von Flüssigkeiten von 1000 m3 pro Tag bei einem Druck von 900 m
  • 2 Schwefelwasserstoffgehalt in extrahierten Produkten – bis zu 0,01
  • 3 Mindestgehalt des produzierten Wassers bis zu 99 %
  • 4 Gehalt an mechanischen Verunreinigungen bis 0,5
  • 5 Freier Gasgehalt nicht mehr als 25 %

Die Erläuterung der Symbole der Anlagen erfolgt am Beispiel von U2ETsNI6-350-1100.

U - Installation; 2 (1) – Änderungsnummer;

E – angetrieben durch einen Tauchelektromotor;

C - Zentrifugal;

N - Pumpe;

I – erhöhte Verschleißfestigkeit (K – erhöhte Korrosionsbeständigkeit);

  • 6 (5; 5A) - Installationsgruppe;
  • 350 - Pumpendurchfluss im optimalen Modus für Wasser in m 3 / Tag;
  • 1100 ist der von der Pumpe entwickelte Druck in Metern Wassersäule.

Die Installation einer Tauchkreiselpumpe umfasst Tauch- und Oberflächenausrüstung. Die Tauchausrüstung umfasst: eine elektrische Pumpeneinheit, die in das Bohrloch unter dem Flüssigkeitsspiegel am Rohrstrang abgesenkt wird. Die Elektropumpeneinheit besteht aus: einem Elektromotor mit hydraulischem Schutz, einem Gasabscheider, einer Kreiselpumpe sowie Rückschlag- und Ablassventilen. Zur Oberflächenausrüstung gehören: elektrische Ausrüstung der Anlage und Bohrlochkopfausrüstung (Verrohrungskopf und Bohrlochkopfarmaturen, die mit der Durchflussleitung verbunden sind). Die elektrische Ausrüstung umfasst je nach Stromkreis entweder eine komplette Umspannstation für Tauchpumpen (KTPPS) oder eine Umspannstation (TS), eine Leitstation und einen Transformator. Die Stromversorgung vom Transformator zum Tauchmotor erfolgt über eine Kabelleitung, die aus einem oberirdischen Versorgungskabel und einem Hauptkabel mit Verlängerungskabel besteht. Der Anschluss des Erdkabels an das Hauptkabel der Kabelleitung erfolgt in einem Anschlusskasten, der in einem Abstand von 3-5 Metern vom Bohrlochkopf installiert wird.