- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Авторы
- •1 Л. Общие сведения о добываемом пластовом продукте (пластовой жидкости)
- •1.2.0 скважине и способах эксплуатации месторождений
- •1.3. Классификация оборудования для добычи нефти и газа
- •1.4. Фонтанная и газлифтная эксплуатация месторождений
- •1.5. Скважинная штанговая насосная установка
- •1.7. Устьевое оборудование
- •2.3. Расчет диаметральных габаритов установки
- •2.7.2. Осевые опоры и радиальные подшипники вала
- •2.7.3. Характеристики насосов и требования к ним
- •2.7.6. Модель эквивалентной вязкости газоводонефтяной эмульсии
- •2.7.7. Ограничения по мехпримесям
- •ГЛАВА 3. УСТАНОВКИ РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
- •3.1. Основные требования к установкам
- •3.3. Комплектация установок.
- •Комплектация установок ОАО «Алнас» типа УЭЦНА
- •Комплектация установок ООО ПК «БОРЕЦ» типа УЭЦН
- •3.4. Требования по безопасности эксплуатации установок
- •ГЛАВА 4. НАСОСЫ РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
- •Параметры некоторых насосов типа ЭЦНА, ЭЦНАК, ЭЦНАКИ производства ОАО «АЛНАС»
- •4.3. Насосы производства ООО ПК «Борец»
- •Изготовитель — ООО ПК «Борец»
- •4.3.1. Насосы с литыми двухопорными и одноопорными ступенями, технические характеристики
- •Параметры некоторых насосов типа ЭЦНМ, ЭЦНМИК производства ООО ПК «Борец»
- •4.5. Область применения российских насосов
- •5.1. Состояние вопроса
- •5.1.1. Газосепараторы
- •5.1.3. Повышение эффективности использования газосепараторов и диспергаторов
- •5.1.4. Конические насосы
- •5.1.6. Различные компоновки
- •6.2. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
- •6.2.1. Условное обозначение электродвигателей
- •6.2.2. Характеристики электродвигателей
- •7.1. Общее
- •ПОГРУЖНЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРИВОДА*
- •Авторы: Иванов Александр Александрович Черемисинов Евгений Модестович
- •Вентильный привод для стандартных лопастных насосов
- •8.1. Общие принципы классификации кабельных изделий
- •8.2. Силовые кабели для кабельных линий УЭЦН, применяемые в 50—70-х годах
- •8.5. Кабели с радиационно-модифицированной изоляцией из полиэтилена высокой плотности
- •8.6. Силовые кабели с изоляцией из силаносшиваемого полиэтилена
- •8.7. Силовые кабели в свинцовой оболочке
- •8.11. Материалы кабельного производства в составе силовых кабелей установок ЭЦН
- •Этап привитой солапимеризации
- •Этап формования
- •9.6. Демонтаж оборудования УЭЦН и расследование причин выхода установок из строя в гарантийный период эксплуатации
- •9.7. Ремонт кабельных линий
- •9.8. Некоторые виды оснастки, применяемой при работах по кабельным линиям УЭЦН
- •10.1. Общее
- •10.2. Сервисные услуги по обслуживанию скважин с УЭЦН
- •10.3. Борьба с АСПО и гидратными пробками при применении нагревательных кабелей
- •Выводы
- •2. Длинно-искровые разрядники особый класс грозозащитных устройств
- •ЛИТЕРАТУРА:
- •НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗАО «НЕФТЯНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПАНИЯ»
- •НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ООО «ПОЗИТРОН»
- •Химическая структура
- •Механические свойства
- •Электрические свойства
- •Стойкость к гидролизу
- •Озон
- •Химическая устойчивость и устойчивость к различным температурам
- •Огнестойкость
- •Излучение
- •Некоторые области применения ТПУ Elastollan ®
- •Заключение
ГЛАВА 7. ГИДРОЗАЩИТА
7.1. Общее
Гидрозащита является неотъемлемой частью погружного двигателя и предназначена для передачи момента вращения электродвигателя насосу, защиты внутренней полости электродвигателя от проникнове ния пластовой жидкости, выравнивания внутреннего давления элект родвигателя с внутрескваженным, компенсации утечки масла и тепло вых изменений его объема при работе электродвигателя и остановках.
В России выпускают два принципиально различающихся вида гид розащит. Один вид состоит из двух отдельных агрегатов протектора и компенсатора, а второй состоит только из протектора, так называемая безкомпенсаторная или моноблочная гидрозащита. Разрабатывают и производят гидрозащиты в основном те же предприятия что произ водят и электродвигатели. В табл. 7.1 приведены типы гидрозащит и технические условия, по которым они изготавливаются разными про изводителями.
Таблица 7.1
Обозначение и |
Тип гидрозащит |
наименование технических |
|
условий |
|
1 |
2 |
ТУ 3381-026- |
МГ(Т)51, МГ(Т)52 |
21945400-97 Двигатели |
|
асинхронные погружные |
|
унифицированной серии |
|
ПЭД модернизации М. |
|
Технические условия. |
|
ТУ 3381-037-00219454- |
МГ(Т)54, 1МГ(Т)54 |
2000 Гидрозащита МГ54. |
|
Технические условия. |
|
ТУ 3381-055-00219454- |
1Г(Т,Т1)57, 2Г(Т,Т1)57, 2Г(Т)5А7, |
03 Гидрозащита Г57. |
2Г(Т)67 |
Технические условия. |
|
ТУ 3381-033-21945400- |
Г(Т)81, 1Г(Т)87 |
2001 Двигатели |
|
асинхронные погружные |
|
унифицированной серии |
|
ПЭД модернизации М в |
|
габарите 180 мм |
|
ТУ 3665-010-00217780-01 |
ПБ92(Т), 1ПБ92(А), 2ПБ92, |
|
ЗПБ92(Т), ПБ103, ПБ114(A), ПБ130 |
Производители
гидрозащит
3
ОАО «АЛНАС»
ООО «Борец»
7 |
2 |
3 |
ТУ 3381-006-12058737-06 |
ГЗН-86/(0,1,2,3)-(00,01), |
|
Гидрозащиты типа ГЗН |
ГЗН-92Д0,1,2,3)-(00,01,02), |
|
производства «Новомет» |
2ГЗН-92/(0,2)-00, ГЗН- |
ЗАО «Новомет- |
|
103/(0,1,2,3)-(00,01,02,04,05,06), |
|
|
2ГЗН-103/(0,1,2)-(00,01,02,04,05,06 Пермь» |
|
|
,07,08,09,10,11,12), ЗГЗН-103/0-00, |
|
|
ГЗН-114/(0,1)-00, ГЗН-123/0-00, |
|
|
ГЗН-172/0-(00,02,04) |
|
Структураусловных обозначений гидрозащит приведены на рис. 7.1,7.2, 7.3,7.4. Гидрозащиты предназначены для работы в среде пластовой жидкос ти (смесь нефти, попутной воды и газа), имеющей следующие параметры:
Температура окружающей среды, °С, |
|
не более |
90 |
не более |
125 |
не более |
150 |
Механические примеси (с относительной твердостью |
|
частиц не более 7 баллов по шкале Мооса), г/л, |
|
не более |
1,0 |
Сероводород,г/л для гидрозащиты в обычном исполнении, не более.................. 0,01
для гидрозащиты в коррозионностойком
исполнении, не более |
...........................1,25 |
Свободный газ (по объему), %, не более |
55 |
Гидростатическое давление в месте подвески, МПа (кгс/см2), |
|
не более |
25(250) |
не более |
32(320) |
X МГ X X X
Шифр модернизации или модификации (может отсутствовать) 1, 2, и т. д. — порядковый номер модификации
Модернизированная гидрозащита
Исполнение по термостойкости:
—отсутствие буквы — обычное, на температуру пласта 90 °С;
—Т — термостойкое, на температуру пласта 125 °С
Диаметр обсадной колонны в дюймах
Порядковый номер разработки
Рис. 7.1. Структура обозначения гидрозащит, состоящих из протектора и компенсатора производства ОАО «АЛНАС»
Г Т 1 |
Количество диафрагм — 1 или 2 (при отсутствии — одна диафрагма) |
|
|
|
Гидрозащита |
Исполнение по термостойкости:
—отсутствие буквы — обычное, на температуру пласта 90 °С;
—Т — термостойкое, на температуру пласта 125 °С;
—Т, — термостойкое, на температуру пласта 150 °С
Диаметр обсадной колонны в дюймах
Порядковый номер разработки
Рис. 7.2. Структура обозначения моноблочных (однокорпусных)
гидрозащит производства ОАО «АЛНАС»
X ГБ XXX X X
Количество диафрагм — 2 или 3; 1 — гидрозащита для насосов без осевой опоры
Гидрозащита ООО «Борец»
Диаметр корпуса, мм
Исполнение по термостойкости:
—отсутствие буквы — обычное, на температуру пласта 135 °С;
—Т — термостойкое, на температуру пласта 150 °С
Исполнение для насосов без осевой опоры (может отсутствовать)
Рис. 7.3. Структура обозначения гидрозащит производства ООО «Борец»
X ГЗН ХХХ/Х X
Количество диафрагм, шт. (цифра не указывается при наличии одной диафрагмы)
Гидрозащита «Новомет-Пермь»
Диаметр корпуса, мм
Модернизация: 0 — базовая;
1 — коррозионностойкая;
2 — термостойкая;
3 — термокоррозионностойкая
Конструктивные особенности и тип межсекционного соединения
Рис. 7.3. Структура обозначения гидрозащит
производства ЗАО «Новомет-Пермь»
тизации этого соединения. На торце головки имеются шпильки М12 для соединения с насосом.
Компенсатор М К 54 представляет из себя корпус 1 в виде трубы внутри которого размещена резиновая диафрагма 2, закрепленная на каркасе 3. Внутренняя полость диафрагмы заполнена маслом и сооб щается с внутренней полостью электродвигателя по каналу в головке 4, который до монтажа перекрыт пластмассовой пробкой 5.
Особенностью МГ54 является отсутствие в протекторе диафраг мы и наличие газоотводных клапанов. Значительно упростился про цесс монтажа, так как отпала необходимость специальной подготовки компенсатора с учетом температуры пластовой жидкости.
Все гидрозащиты в которых имеется компенсатор как отдельное независимое устройство имеют одну степень защита, так как внутрен няя полость двигателя отделена от пластовой жидкости только стен кой диафрагмы. Для увеличения надежности заводами были разрабо таны и производятся моноблочные гидрозащиты.
7.3.Конструкция моноблочных гидрозащит
Внастоящее время все заводы производители погружных электродвигетелей разработали и выпускают моноблочные гидрозащиты. Рассмотрим их конструкции в привязке к заводам.
7.3.1. Устройство и работа гидрозащиты 1Г 57
Гидрозащита 1Г57, производства ОАО «АЛНАС», представлена на рис. 7.7. Она состоит из головки 1, ниппеля верхнего 2, ниппелей 3(1) и 3(2), корпусов 4, 5(1), 5(2) и 6, ниппеля нижнего 7 и основания 8, последовательно соединенных между собой посредством резьбы.
Вал 9 гидрозащиты вращается в подшипниках, установленных в ниппелях и основании. Осевая нагрузка на вал через пяту 10, зафикси рованную на валу разрезным кольцом 11 и плоским стопорным коль цом 12, воспринимается подпятником 13. Н а валу расположен шнек 27, который обеспечивает циркуляцию масла в полости узла пяты. На обоих концах вала имеются шлицы для соединения с валами насоса и электродвигателя при монтаже на скважине. Гидрозащита имеет три последовательно расположенные камеры и фильтр-холодильник 2 . Камера А образована диафрагмой 14 закрепленной на опоре 15. Верх ний конец опоры соединён с ниппелем верхним 2, нижний - сниппе лем 3(2). Верхний и нижний концы опоры имеют посадочные бурте
тизации этого соединения. На торце головки имеются шпильки М12 для соединения с насосом. Для удаления механических примесей, по падающих в полость над верхним торцовым уплотнением, в ниппеле верхнем 2 имеются боковые отверстия, закрываемые при транспорти ровке полиэтиленовыми пробками 18.
На рис. 7.8 представлен узел охлаждения упорного подшипника воспринимающего нагрузку от вала насосной установки. Движение
диэлектрического масла в данном узле происходит следующим обра зом. Масло, пройдя через сетку (фильтр) 1 захватывается шнеком 2 и подается в отверстия внутри паты 3 и рабочую плоскость между пятой
иподпятником 4. Далее оно проходит по винтовой канавке корпуса 5
иостыв возвращается к фильтру.
Гидрозащиты 1Г57, 2Г57, 2Г5А7, 2Г67, 1Г87 а также их модифика ции идентичны и отличаются только применяемыми материалами, габаритами, количеством диафрагм и лабиринтных отсеков.
4 5
Рис. 7.8. Узел охлаждения упорного подшипника пщрозащиты 1Г57
7.3.2.Устройство и работа гидрозащиты ПБ92
Гидрозащита ПБ92, производства ООО «Борец», представлена
на рис. 7.9. Она состоит из головки 15, ниппеля верхнего 4, ниппе ля среднего 5 и ниппеля нижнего 6, корпусов 29, 30, и основания 1, последовательно соединенны х между собой посредством резьбы.
Вал 27 гидрозащиты вращается в подшипниках, установленных
в ниппелях и основании. Осевая нагрузка на вал через пяту 22 вос принимается подпятником нижним 3. На обоих концах вала име ются шлицы для соединения с валами насоса и электродвигателя
при монтаже на скважине. Гид розащита имеет два торцевых уплотнения 39(1) и 39(2), гид розатворную и диафрагменную камеры.
Сброс излишков масла при температурном расш ирении и сброс газа, попавшего во внут реннюю полость диафрагмы, происходит через два обратных клапана. Так как гидрозатвор ная камера сразу соединена с затрубным пространством, то герметичность внутренней по лость обеспечивает только ниж нее торцовое уплотнение и диа фрагма.
Г идрозащ иты П Б 9 2 (Т ), 1ПБ92(А), 2П Б92, ЗП Б92(Т), ПБ103 ПБ114(A), ПБ130 а так же их модификации идентичны
иотличаются только применяе мыми материалами, габаритами
иколичеством диафрагм и лаби ринтных отсеков.
7.3.3.Устройство и работа гццрозащиты ГЗН-92
Гидрозащита ГЗН -92, произ водства ЗАО «Новомет-Пермь», представлена на рисунке 7.10. Она состоит из головки верхней 41, ниппеля верхнего 7, корпуса 26,2-хниппелей средних 5, нип пеля нижнего 3, фильтра-холо дильника 2, узла подш ипника 1, двух корпусов 27, корпуса 35, основания нижнего 43.
Неправильный подбор гидрозащиты приведет к преждевременно му выходу из строя двигателя, так как данный параметр зависит не только от диаметра вала. Так же при работе с двигателями мощнос тью свыше 180 кВт следует обратить внимание на то, что ряд изго товителей начали применять на гидрозащитах и электродвигателях эвольвентные шлицы, для увеличения передаваемого момента на валу. Размеры этих шлицов в данной книге не рассматриваются изза отсутствия единого подхода между компаниями по их примене нию, типу и модулю шлицов.
Таблица 7.2
с
ё
1
Г(Т)57
1Г(Т,Т1)57
2Г(Т,Т1)57
2Г(Т,Т1)5А7
2Г(Т,Т1)67
1Г(Т)87
ПБ92(Т)
1ПБ92
1ПБ92А
2ПБ92
ЗПБ92СГ)
ПБ103
ПБ114
Передаваемая мощность, кВт, не более |
Осевая нагрузка на вал протектора, кг, не более |
2 |
3 |
90 |
|
90 |
700 |
180 |
700 |
300 |
800 |
500 |
900 |
750 |
1000 |
125 |
|
125 |
500 |
125 |
750 |
125 |
|
300 |
|
300 |
1200 |
450 |
|
Потребляемая мощность, кВт, не более
без нагрузки |
с нагрузкой |
4 |
5 |
0,4 |
|
0,45 |
1,4 |
0,4 |
1,4 |
0,7 |
1,5 |
0,8 |
1,8 |
1,0 |
2,0 |
0,4 |
|
0,5 |
9 |
0,5 |
9 |
0,4 |
|
0,4 |
|
0,5 |
9 |
0,7 |
|
Количество секций, шт.
диафрагменных |
гидрозатворных |
6 |
7 |
1 |
2 |
1 |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
торцовыхКоличество уплотнений 8
3
3
3
3
3
3
2
2
2
3
2
2
Количество масла в гидрозащите, л
9
5,8
5,8
5,9
8,5
9,0
20
4,25
7,0
7,0
7,0
7,0
11,5
11,5
2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
ПБ114А |
450 |
1500 |
0,7 |
? |
2 |
1 |
2 |
11,5 |
ПБ130 |
450 |
2000 |
0,7 |
9 |
2 |
1 |
2 |
11,5 |
ГЗН-86 |
125 |
560 |
0,4 |
1,34 |
1 |
2 |
3 |
4,8 |
ГЗН-92 |
125 |
680 |
0,4 |
1,34 |
1 |
2 |
3 |
5,5 |
2ГЗН-92 |
125 |
680 |
0,4 |
1,34 |
2 |
1 |
3 |
5,5 |
2ГЗН-ЮЗ |
125 |
930 |
0,45 |
1,34 |
2 |
1 |
3 |
6,6 |
ГЗН-114 |
450 |
1200 |
0,45 |
1,0 |
1 |
2 |
3 |
8,15 |
ГЗН-123 |
450 |
1380 |
1,00 |
1,5 |
1 |
2 |
3 |
8,5 |
ГЗН-172 |
900 |
2700 |
1,5 |
2,1 |
1 |
2 |
3 |
14,5 |
Примечание: показатели гидрозащит ООО «Борец» взяты из каталога оборудова ния 2006 года;
—величины автору не известны;
—параметры производителем не указаны.
7.5. Торцовые уплотнения
Для разделения полостей в гидрозащитах, как это видно из опи санных выше конструкций, используют два основных элемента это торцовые уплотнения и диафрагмы.Торцовые уплотнения, приме няемые в Российских гидрозащитах, в основном производства Ук раины (тип 2Р), фирмы «John Crane» (тип 2100) и Российские ком пании НПК «Герметика» (тип 212.N4) и ООО «Компакт» (тип УТВ). (Рекламу Российских производителей вы можете найти в конце книги.)
Торцовые уплотнения являются основным элементом гидрозащиты, позволяющим герметизировать вращающийся вал при од новременном разделении двух жидкостей. Они представляют собой одинарные, гидравлически неразгруженные уплотнения, с безраз личным направлением вращения.
Торцовые уплотнения Н П К «Герметика» 212.N4 изготавлива ют в соответствии с техническими условиями ЛКДП.305310.003ТУ «Уплотнение торцовое для гидрозащ ит погружных электродви гателей». Схема уплотнения 212.N 4 представлена на рис. 7.12. В качестве пар трения используется карбид кремния и графит с про питкой. Торцовое уплотнение 212.N 4 в зависимости от применя
емого сильфона рассчитано на работу при температуре жидкости
160 и 200°С и устанавливаются на валы диаметром 25 и 35 мм. Торцовые уплотнения ООО «Компакт» УТВ25 и УТВ28 изготав
ливают по Т У 3639-003-27844430-2002 и устанавливаются на валы диаметром 25 и 28 мм. На рис. 7.13 приведена схема данных уплот нений, В качестве пар трения в УТВ25 и УТВ28 применяется кар бид кремния по ТУ 1915-01023042805-2003.В зависимости от при меняемы х резинотехнических материалов торцовые уплотнения применяю тся для разных температур рабочих жидкостей: УТВ25 и УТВ28 для 90 °С; УТВ25-01 и УТВ28-01 для 160°С; УТВ25-02 и УТВ28-02 для 250 °С
7.6. Диафрагмы
Диафрагмы также как и торцовые уплотнения применяются во всех гидрозащ итах Российского производства. Именно этот эле мент гидрозащиты позволяет уравновешивать давление внутрен ней полости двигателя с давлением в скважине. Также, как это бы ло сказано выше, объем внутренней полости диафрагмы влияет на «живучесть» двигателя связанную с утечками через торцовые уп лотнения. Разделяя две агрессивные жидкости, диэлектрическое масло внутри двигателя и пластовую жидкость, диафрагма наибо лее уязвимый элемент конструкции и требует пристального вни мания на всех этапах от изготовления до монтажа в скважину.
Самыми крупными изготовителями диафрагм являются ОАО «АНАС», ООО «РЕАМ -РТИ » и ООО «Маяк-РТИ». (Рекламу дан ных предприятий вы можете найти в конце книги). На рис. 7.14, 7.15, 7.16 представлены некоторые виды диафрагм, применяемые в изготовлении моноблочны х гидрозащит. Используя резиновую см есь 3826 по ТУ 380051166-98 или ТУ 2512-046-00152081-2003 производят диафрагмы на температуру пластовой жидкости 90°С. Применяя резиновую смесь Н410 по ТУ 2512.003.45055793-98 и РС26ч по ТУ 2512-003-36523570-97 получают изделия на температуру пластовой жидкости 125°С. А для температуры пластовой жидкости 150°С применяю т резину «Aflas» или «С»-ФД по ТУ 2512.003.М- РТИ 02-003-06.