Реферат - Нефтегазопромысловое оборудованию. Эксплуатация скважи. Центробежные насосы установки уэцн общие сведения Схема установки

• Название: Центробежные насосы установки уэцн общие сведения Схема установки
• Дата: 12.06.2022
• Размер: 1.53 Mb.
• Имя файла: Реферат - Нефтегазопромысловое оборудованию. Эксплуатация скважи.docx
• Тип: Документы; #587107
• страница: 2 из 10

Конструкция центробежного насоса

Конструкция ступени

Рабочим органом скважинного центробежного насоса служит ступень насосная (СН) с цилиндрическими (ЦЛ) или наклонно- цилиндрическими лопатками (НЦЛ), состоящая из рабочего ко­леса и направляющего аппарата (рис. 2).



Рис. 2. Ступень ЭЦН
Ступени с ЦЛ применяются на номинальные подачи до 125 м³/сут (включительно) в насосах с наружным диаметром 86 и 92 мм, до 160 м³/сут в насосах с диаметром 103 мм и до 250 м³/сут в насосах с диаметром 114 мм.

Ступени с НЦЛ применяются в насосах с большей подачей. В области своего применения ступени с НЦЛ имеют более вы­сокий КПД и более, чем в 1,5 раза увеличенную подачу, чем ступени с ЦЛ в тех же диаметральных габаритах. Наружный ди­аметр ступеней 70, 80, 90 и 100 мм.

Ступени размещаются в расточке цилиндрического корпуса каждой секции. В одной секции насоса может размещаться от 39 до 200 ступеней в зависимости от их монтажной высоты. Максимальное количество ступеней в насосах достигает 550 штук.

Для возможности сборки ЭЦН с таким количеством ступе­ней и разгрузки вала от осевой силы применяется плавающее рабочее колесо. Рабочее колесо в насосе не фиксируется на валу в осевом направлении и удерживается от проворота призмати­ческой шпонкой. Колесо может свободно перемещаться в осе­вом направлении в промежутке, ограниченном опорными по­верхностями направляющих аппаратов.

Колесо опирается на индивидуальную для каждой СН осевую опору, состоящую из опорного бурта направляющего аппарата предыдущей ступени и антифрикционной износостойкой шай­бы, запрессованной в расточку рабочего колеса; при этом утечка через переднее уплотнение колеса практически равна нулю. Но механический КПД ступени с плавающим рабочим колесом сни­жается из-за потерь трения в нижней опоре колеса. Величина этих потерь в первом приближении пропорциональна осевой силе, действующей на рабочее колесо ступени.

Относительная характеристика ступени насоса представлена на рис. 3. Под относительной величиной понимается отноше­ние фактической величины к соответствующей величине на оп­тимальном режиме, при котором КПД достигает максимального значения.



Рис. 3. Относительная характеристика ступени:

1— относительный КПД (Л);

2— относительный напор (Н);

3— относительная осевая сила (Р);

4—относительная мощ­ность (N);

q — относительная подача; Q — фактическая по­дача;

Q_o — оптимальная пода­ча, соответствующая макси­мальному КПД
На режимах, примерно на 10% превышающих подачу нуле­вой осевой силы, рабочее колесо СН может «всплыть», т.е. пере­меститься вверх вплоть до упора, выполненного в виде верхней осевой опоры, состоящей из опорного бурта на направляющем аппарате и шайбы, запрессованной в расточку рабочего колеса. Всплытие рабочего колеса сопровождается скачкообразным сни­жением напора, КПД и резким повышение потребляемой мощ­ности при увеличении подачи. При уменьшении подачи от ре­жима открытой задвижки рабочее колесо может опускаться в нижнее положение при значениях относительной подачи q= 0,9-1,0.

Наиболее распространенный в настоящее время способ раз­грузки колеса от осевой силы в ступенях с НЦЛ — создание при помощи выполненного у колеса второго верхнего уплотнения камеры за ведущим диском колеса, в котором давление с помо­щью отверстий в ведущем диске уравнивается с давлением у входа в колесо (рис. 4, а). Разгрузка рабочего колеса позволяет суще­ственно снизить осевую силу. Такие ступени по сравнению с аналогичными ступенями с неразгруженными рабочими колеса­ми имеют ряд преимуществ: повышенный ресурс работы инди­видуальной нижней опоры рабочего колеса, увеличенный КПД ступени.

Рис. 4. Конструкции ступеней:

а — с разгруженным рабочим колесом, б — двухопорная.

1 — корпус; 2 — направляющий аппа­рат; 3 — рабочее колесо
Недостатками ступеней с разгруженными рабочими колеса­ми является усложнение технологии и повышение трудоемкости изготовления, функциональный отказ способа разгрузки при засорении разгрузочных отверстий и при износе верхнего уп­лотнения рабочего колеса.

Усиление пары индивидуальной осевой опоры и межступенного уплотнения СН может быть достигнуто применением двухопорной конструкции ступени (рис. 1.3, б). Двухопорная кон­струкция СН имеет по сравнению с одноопорной ступенью, по­вышенный ресурс индивидуальной нижней пяты ступени, более надежную изоляцию вала от абразивной и коррозионно-агрессивной протекающей жидкости, увеличенный ресурс работы и большую жесткость вала насоса из-за увеличенных осевых длин межступенных уплотнений, служащих в ЭЦН помимо уплотне­ния дополнительными радиальными подшипниками.

Двухопорная конструкция ступени по сравнению с одноопор­ной более трудоемка в изготовлении.

В погружном центробежном насосе для добычи нефти в за­висимости от перекачиваемой продукции, в первую очередь, изнашиваются поверхности трения осевых и радиальных опор, в том числе осевых опор рабочих колес и радиальных межступен- ных уплотнений, а также поверхности каналов, контактирую­щие с потоком перекачиваемой жидкости. Повышение надеж­ности и долговечности ступеней достигается путем уменьшения осевой силы, действующей на рабочие колеса, усиления пары трения осевой и радиальной опор, использования соответствую­щих износостойких и коррозионностойких материалов, умень­шением действия радиальных сил на ротор путем повышения точности изготовления, балансировки рабочих колес.

Ответственной с точки зрения повышения надежности СН является верхняя пята рабочего колеса. Рабочее колесо работает на верхней пяте кратковременно на пусковых режимах и на ре­жимах, лежащих правее рекомендованного диапазона подач, т.е. в режимах возможного всплытия рабочего колеса. При наруше­нии правил эксплуатации — установлении рабочего режима ре­гулированием подачи от открытой задвижки — всплывшее рабо­чее колесо может не опускаться в свое нижнее положение и продолжительное время будет работать на своей верхней пяте.

Условия трения в верхней пяте рабочего колеса менее благо­приятные, чем условия трения нижней пяты из-за меньшего перепада давления в пяте, и, следовательно, худшей смазки по­верхности трения.

Износ поверхности каналов СН, контактирующих с потоком жидкости, возникает в случае применения СН для перекачива­ния жидкостей, содержащих механические примеси, твердость которых превышает твердость материалов СН.

В насосах типа ЭЦН, ЭЦНИ и ЭЦНК используются ступени с одними и теми же проточными частями. Ступени в насосах разных исполнений отличаются друг от друга материалами ра­бочих органов, пар трения и некоторыми конструктивными эле­ментами.

Осевые опоры и радиальные подшипники вала насоса

При работе насоса осевые усилия от рабочих ко­лес передаются на направляющие аппараты и на корпус насоса.

При этом на вал насоса действует осевая сила от перепада давления на торец вала и осевая сила, действующая на рабочие колеса, прихваченные к валу из-за наличия в пластовой жидко­сти коррозионно-активных элементов и механических приме­сей. Для восприятия осевых сил, действующих на вал, в конст­рукции насоса предусмотрены осевые опоры.

Осевые усилия в таком насосе воспринимаются осевой опо­рой вала самого насоса (в отечественных конструкциях ЭЦН) или осевой опорой гидрозащиты (большая часть насо­сов импортного производства).

На рис. 5 показан скважинный центробежный насос в сбо­ре. Осевое усилие, действующее на вал, воспринимается гидро­динамической пятой 1. Вал 3 расположен в радиальных под­шипниках скольжения 2 и 8. Радиальными подшипниками вала являются и опоры скольжения у втулок вала и внутреннего диа­метра направляющих аппаратов 5 у каждой ступени. Крутящий момент передается от вала к рабочим колесам 7 через шпонку 6. Вся сборка ротора насоса размещена в корпусе 4 и сжата сверху корпусом подшипника 2, а внизу — основанием 10, на котором размещена приемная сетка 9. В верхней части насоса на корпус подшипника 2 навернута ловильная головка насоса, в которой имеется резьба для соединения с НКТ. Вал насоса соединяется с валом гидрозащиты шлицевой муфтой 11.

В секции или модуль-секции насоса (рис. 5) обычного исполнения применяется упорный подшипник или гидродинамическая пята (рис. 6), состоящий из кольца 1 с сегментами на обеих плоскостях, устанавливаемого между двумя гладкими шай­бами 2, 3.




Рис. 5. Модуль-секция насоса

1 — головка; 2 — вал; 3 — опора; 4 — верхний подшипник; 5 — кольцо; 6 — направляющий аппарат; 7 — рабочее колесо; 8 — корпус; 9 — ниж­ний подшипник; 10 — ребро; 11 — основание
Сегменты на шайбе пяты 1 выполнены с наклонной по­верхностью с углом а = 5—7° и плоской площадкой длиной (0,5—0,7)L (где L — полная длина сегмента). Ширина сегмента В равна (1...1,4)Х. Для компенсации неточностей изготовления и восприятия ударных нагрузок под гладкие кольца помещены эластичные резиновые шайбы-амортизаторы 4, 5, запрессован­ные в верхнюю 6 и нижнюю 7 опоры. Осевая сила от вала пере­дается через пружинное кольцо 8 опоры вала и дистанционную втулку 9 упорному подшипнику.



Рис 6. Упорный подшипник
Гидродинамическая пята выполнена с радиальными канавка­ми, скосом и плоской частью на поверхности трения о подпят­ник. Она обычно изготавливается из бельтинга (технической ткани с крупными ячейками), пропитанного графитом с рези­ной и завулканизированного («запеченного») в пресс-форме. При вращении пяты жидкость идет от центра к периферии по канав­кам, попадает под скос и нагнетается в зазор между плоскими частями подпятника и пяты. Таким образом, подпятник сколь­зит по слою жидкости. Такое жидкостное трение (не в пуско­вом, а в рабочем режиме пяты) обеспечивает низкий коэффици­ент трения, незначительные потери энергии на трение в пяте, малый износ деталей пяты при достаточном осевом усилии, ко­торое она воспринимает.

Радиальный подшипник ЭЦН воспринимает радиальные на­грузки, возникающие при работе насоса. Радиальный подшип­ник (рис. 7) состоит из опорной втулки с вкладышем 1, кото­рые является неподвижными деталями и втулки 2, вращающейся вместе с валом. В каждой модуль-секции насоса обычного ис­полнения вал имеет два радиальных подшипника — верхний и нижний, а в модуль-секциях насосов износостойкого исполне­ния, кроме перечисленных радиальных подшипников, исполь­зуются промежуточные радиальные опоры.



Рис. 7. Радиальный подшип­ник

Типы и конструкция погружных электродвигателей

Погружные электродвигатели, служащие для привода центро­бежных насосов, — асинхронные, с короткозамкнутыми роторами, маслоза- полненные. При частоте тока 50 Гц синхронная частота вращения их вала равна 3000 мин^-1.

Двигатели, как и насосы, имеют малые диаметры, различные для скважин с обсадными ко­лоннами 168 и 146 мм. Их мощность достигает 125 кВт. Напряжение тока у двигателей (400—2000 В) зависит от типоразмера двигателя. Рабочая сила тока 20—85 А, скольжение 6 %.

Малые диаметры и большие мощности вызывают необходимость увеличивать длину двигателей, которая иногда превышает 8 м.

Погружной электродвигатель (рис. 8), как и всякий электро­двигатель, имеет статор и ротор. Статор и ротор погружного элек­тродвигателя секционные. Каждая секция длиной около 300 мм. Секция статора имеет набор магнитных жестей 9, по обе стороны которого имеется пакет немагнитных жестей 8, в последних распо­ложены корпуса радиальных опор скольжения 7 вала 11. Секция ротора имеет набор жестей ротора 10 и втулки опор 7 вала. Жести статорных секций имеют отверстия для катушек обмотки статора. В жестях роторных секций расположена «беличья клетка». Статор запрессован в корпус 12. Ротор собран на валу 11. Число секций ротора и статора доходит до 12—15. В верхней части двигателя имеется головка 2, в которой размещена осевая опора вала (детали 3 и 4) и подсоединение кабеля (кабельный ввод) 5. Вал двигателя в верхней части заканчивается шлицевой муфтой 1, соединяющей валы двигателя и гидрозащиты. В нижней части двигателя, в его основании 14, расположен фильтр 13 и клапаны, соединяющие по­лость двигателя с компенсатором, расположенным ниже двигателя.

Двигатель заполнен изоляционным сухим трансформаторным маслом. При большой длине статора двигателя масло в зазоре ме­жду статором и ротором перегревается. Для того чтобы избежать местного перегрева масла, в двигателе осуществляется его цирку­ляция. Вал двигателя имеет отверстие, по которому масло посту­пает от фильтра 13 к турбинке 6. Турбинка, вращаясь с валом, на­гнетает масло из внутренней полости вала в верхнюю часть двига­теля. Создается перепад давления масла, находящегося в верхней части двигателя и у фильтра. Масло движется сверху к фильтру по зазору между статором и двигателем.


Рис. 8.Схема погружного электродвигателя

Таким образом уравни­вается температура всего масла, заполняющего двигатель, и в то же время масло способствует отбору теплоты от перегретых частей двигателя. На своем пути масло подается и к радиальным опорам вала для их смазки.

Теплостойкость обмоточных проводов электродвигателя огра­ничивается 130 °С. С учетом перегрева двигателя за счет потерь энергии в нем температура окружающей среды ограничена у боль­шинства двигателей 60—70 °С. Имеются отдельные двигатели, пред­назначенные для работы при температуре окружающей среды до 90 °С. Эта группа двигателей в последние годы расширяется.

Если невозможно выполнить двигатель необходимой мощности в одном корпусе, двигатель может быть составлен из двух секций, подобно тому как составляются секционные насосы.

Погружные электродвигатели изготавливают двух типов: со стержневой и протяжной обмотками. Стержневая обмотка представляет собой стержни из медного провода, изолированные стекломиколентой, пропитанной грифтальмасляным лаком или фторпластовой лентой. Протяжную обмотку выполняют из медного обмоточного провода, изолированного лавсановой пленкой с подклейкой полиамидным лаком, или из медного провода с фторопластовой изоляцией. За счет более полного заполнения паза статора протяжной обмоткой повышается мощность двигателя и уменьшается его длина.

В шифре электродвигателей, например, ПЭДС-90-117В5 приняты следующие обозначения: ПЭД — погружной электродвигатель, С — секционный, 90 — номинальная мощность (в кВт), 117—внешний диаметр двигателя (в мм), В5—исполнение двигателя, соответствующее климатическим условиям применения.

Конструкция кабельного ввода

Узел токоввода служит для питания обмотки статора и содер­жит кабельную муфту и электроизоляционную колодку (рис. 9). В колодке размещены составные электрические контакты, свя­занные с выводами обмотки статора. Соединение кабельной муфты с головкой ПЭД герметично, при этом электрические контакты узла токоввода находятся в полости двигателя, запол­ненного диэлектрическим маслом.

Колодка имеет три отверстия для установки контактных гильз и центральное отверстие для прохода диэлектрического масла. Она выполнена из электроизоляционных пластмасс.



Рис. 9. Токоввод

Выводной провод обмотки статора с впаянным наконечни­ком имеет резьбовое окончание для соединения с контактной гильзой. Материал выводного провода типа ПФС или ПФТ, наконечник выполнен из меди.

Контактная гильза выполнена из латуни, имеет в осевом на­правлении разрезы, а в верхней части кольцевую пружину, которая предназначена для сжатия лепестков гильзы. В нижней части кон­тактной гильзы имеется резьбовое отверстие, которое предназна­чено для соединения составных контактов (наконечника и гильзы). В отверстиях колодки токоввода имеются буртики, удерживающие гильзу с наконечником от перемещения в осевом направлении.

Установленные в колодке контакты (гильзы) имеют незначи­тельную свободу перемещения, что обеспечивает их самоуста­новку при соединении с контактами кабельной муфты.

Газосепараторы.

Позволяют отделить часть газа до его входа в насос. Имеет центробежный принцип действия (но не колесо, а шнек).

Вал вращается. Т.к. среда не однородная, то к стенке отделяется более тяжелая среда (жидкость), а в центре около вала остается газ. Есть специальное устройство, которое переводит газ в затрубье и газ из затрубья отделяется.



Рис. 10. Газосепаратор типа МН(К)-ГСЛ

1- корпус; 2 - головка; 3 - основание; 4 - вал; 5 - канал для газа, б - канал для жидкости;

7 - радиальный подшипник; 8 - приемные каналы; 9 - подпятник; 10 - радиальный подшипник; 11 - пята, 12 - шнек; 13 - осевое колесо; 14 - сепараторы;

15 - втулки подшипников; 16 - направляющий аппарат

Гидрозащита

Для увеличения работоспособности погружного электродви­гателя большое значение имеет надежная работа его гидрозащи­ты, предохраняющей электродвигатель от попадания в его внут­реннюю полость пластовой жидкости и компенсирующей изме­нение объема жидкости в двигателе при его нагреве и охлажде­нии, а также при утечке масла через негерметичные элементы конструкции. Пластовая жидкость, попадая в электродвигатель, снижает изоляционные свойства масла, проникает через изоля­цию обмоточных проводов и приводит к короткому замыканию обмотки. Кроме того, ухудшается смазка подшипников вала дви­гателя.

В настоящее время на промыслах Российской Федерации широко распространена гидрозащита типа Г.

Гидрозащита типа Г состоит из двух основных сборочных единиц: протектора, который устанавливается между насосом и двигателем, и компенсатора, расположенного в нижней части двигателя.

Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 11) состоит из голов­ки, верхнего, среднего и нижнего ниппелей, нижнего корпуса и основания, последовательно соединенных между собой резьбой.



Рис .11. Протектор гидрозащиты типа Г
На валу протектора установлены три радиальных подшип­ника скольжения. Осевые нагрузки через пяту воспринимают­ся верхним и нижним подпятниками. На обоих концах вала — шлицы для соединения с двигателем и насосом. На валу пос­ледовательно установлены три торцовых уплотнения, зафик­сированные пружинными кольцами. Внутри корпусов разме­щены две короткие диафрагмы — верхняя и нижняя, концы которых посредством хомутов герметично закреплены на опо­рах. Внутренняя полость нижней диафрагмы сообщается при соединении протектора с двигателем с его внутренней полос­тью. Задиафрагменная полость нижней диафрагмы продольными каналами в нижнем ниппеле сообщена с внутренней полостью верхней диафрагмы, а полость верхней диафрагмы продольны­ми каналами в среднем ниппеле сообщается с полостью между верхним и средним торцовыми уплотнениями. Протектор за­полняют маслом через отверстия под пробки с обратными кла­панами, выпуская при этом воздух через соответствующие пробки.

Защита от проникновения пластовой жидкости обеспечива­ется торцовыми уплотнениями и резиновой диафрагмой.

При работе электродвигателя в процессе его включений и выключений масло, его заполняющее, периодически нагревает­ся и охлаждается, изменяясь соответственно в объеме. Измене­ние объема масла компенсируется за счет деформации эластич­ной диафрагмы компенсатора.

В процессе работы происходит утечка масла через торцовые уплотнения. По мере расхода масла диафрагма компенсатора складывается, а диафрагмы протектора расширяются. После полного расхода масла из компенсатора наступает второй пери­од работы гидрозащиты, когда используются компенсационные возможности диафрагмы протектора. При падении давления во внешней полости диафрагмы протектора, при остановке элект­родвигателя и охлаждении масла обратный клапан открывается и впускает во внешнюю полость пластовую жидкость, тем са­мым выравнивая давления.

Последовательное дублирование эластичных диафрагм и тор­цовых уплотнений в протекторе повышает надежность защиты электродвигателя от попадания в него пластовой жидкости.

Компенсатор (рис. 12) расположен в нижней части двига­теля и предназначен для выравнивания давления в двигателе и пополнения его маслом.



Рис. 12. Конструкция компенсатора гидрозащиты типа Г:

1 — поршень автоматического клапана; 2 — диафрагма
Компенсатор состоит из корпуса и каркаса, к которому кре­пится диафрагма. Полость за диафрагмой сообщена с затруб- ным пространством отверстиями в корпусе компенсатора. Проб­ка, расположенная на наружной поверхности компенсатора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внутренне отверстие под заглушку — для выхода воздуха при заполнении его маслом, а также для сообщения полости двигателя и ком­пенсатора. После заполнения маслом компенсатора заглушка должна быть закрыта, а после монтажа установки и спуска ее в скважину заглушка автоматически открывается, при погруже­нии компенсатора под уровень пластовой жидкости на 15—30 м.

В шифре гидрозащиты, например, 1Г51 приняты следующие обозначения: 1 — модификация, Г — тип защиты, 5 — условный размер обсадной колонны, 1 — номер разработки.
Кроме гидрозащиты типа Г, на нефтяных промыслах России нашла широкое применение гидрозащита типа П.



Рис. 13. Протектора типа П

1 — головка верхняя; 2 — трубка; 3 — пробка; 4 — пробка; 5 — корпус; 6 — диафрагма; 7 — пробка; 8 — пробка; 9 — диафрагма; 10 — подпятник; 11 — пята; 12— торце­вое уплотнение; 13 — вал; 14— подшипник; 15 — трубка; 16 — трубка; 17 — корпус; 18 — нижняя головка
Основные составные части протектора типа П (рис. 13): вал, торцовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидрав­лически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотне­ний. Внутренние полости диафрагм заполнены маслом. Торцовые уплотнения с двумя диафрагмами, закрепленными на цилиндрах, образуют верхнюю камеру над торцовым уплот­нением, в районе верхней диафрагмы — среднюю камеру, в рай­оне нижней диафрагмы — нижнюю камеру. Трубки между поло­стями камер расположены таким образом, что при движении сверху жидкость должна проходить по лабиринту и в двух местах этот путь механически разделяется двумя диафрагмами.

Полости, образованные диафрагмами, снабжены клапанами, через которые сбрасывается масло при избыточном давлении.

Заполнение полости протектора производится снизу. Диэлек­трическое масло проходит по валу к трубке, через отверстия в трубе заполняет нижнюю полость, воздух и избыток масла через отверстия в трубе поступает в зону нижнего торцового уплотне­ния, заполняет его полость и под избыточным давлением через клапан выходит в следующую полость. Воздух выходит в отвер­стие ниппеля под пробку между нижней и средней камерами, а масло стекает на дно полости, заполняет ее до появления в от­верстие под пробку и после ее закрытия пробкой продолжает поступать в полость верхней диафрагмы. Далее заполняют поло­сти в средней и верхней камеры, при этом для удаления воздуха используются пробки в верхней головке.

Полости внутри диафрагмы защищены от проникновения пластовой жидкости по валу торцевым уплотнением. Нижний конец диафрагмы протектора закреплен герметично, верхний имеет упругое крепление при помощи браслетных пружин, что позволяет осуществлять регулирование давления при темпера­турных расширениях масла [3].

Для устранения перепада давления в верхней камере имеется трубка, через которую поступает пластовая жидкость в наруж­ную полость, расположенную над диафрагмой средней камеры.

При работе двигателя масло расширяется, при этом растяги­вает резиновую диафрагму и прижимает ее к внутренней повер­хности корпуса протектора. Лишний объем масла будет выдав­лен через верхний конец диафрагмы, который имеет упругое крепление.

При остановке и охлаждении двигателя объем масла будет уменьшаться и резиновая диафрагма, воспринимая давление окружающей среды, будет втягиваться внутрь и пополнять мас­лом полость двигателя.

При последующем включении двигателя процесс измене­ния объема масла повторится, то есть при любых изменени­ях объема и давления масла диафрагмы будут «дышать» и отслеживать объем находящегося масла в двигателе и уравно­вешивать давление в его полости с давлением окружающей среды.

Основным узлом протекторов являются торцевые уплотне­ния, предназначенные для герметизации вращающихся валов диаметром 25 мм и 35 мм. Торцовые уплотнения производятся по техническим условиям:

ТУ 3639-003-00217573-93. Торцовые уплотнения;

ТУ 3632-14-00217573-97. Уплотнения УТ1Р.025;

ТУ УЗ. 10-00216852-013-97. Уплотнения торцовые релито- вые серии 2Р;

ТУ 3639-006-46874052-01. Уплотнения торцовые для гидро­защит погружных электродвигателей.

Уплотнения (рис. 1.104 и 1.105) состоят из двух колец (вра­щающегося и невращающегося), поджатых друг к другу пружи­ной. На вращающемся кольце установлен сильфон, обжимае­мый каркасом, другой конец сильфона через обойму с корпусом поджимается к валу. На невращающемся кольце установлена манжета или резиновое уплотнительное кольцо.



Рис. 14. Гидрозащита типа ГД.
Гидрозащита типа ГД (рис. 14.) состоит из двух узлов: протектора, защищающего полость двигателя от попадания пластовой жидкости, и компенсатора, компенсирующего утечки через торцовое уплотнение жидкого масла и температурные изменения объема масла в системе «двигатель — гидрозащита».

Гидрозащита ГД применяется в установках с насосами, имеющими в основании радиально-упорный подшипник и набивное уплотнение.

Протектор гидрозащиты ГД устанавливается между насосом и двигателем. Компенсатор подсоединяется к нижней части двигателя при помощи переводника.

Протектор (рис. а) состоит из двух камер А и Б. Камеры А и В разделяются между собой эластичным элементом (резиновой диафрагмой 7) и торцовым уплотнением 2. Камера А защищена от проникновения пластовой жидкости по валу набивным уплотнением, расположенным в насосе, и заполняется густым маслом. Избыточное давление в протекторе создается лопастным колесом 10. Вал протектора размещен в трех подшипниках скольжения 1, 5 и 11 и зафиксирован в осевом направлении при помощи пят 4 и 6. Компенсатор (рис. б) состоит из камеры, образованной эластичным элементом (резиновой диафрагмой 15) и заполненной жидким маслом. Диафрагма помещена в стальном кожухе 14, защищающем ее от повреждений. Масло заправляют через отверстие В. Полость за резиновой диафрагмой сообщена со скважиной отверстиями Г и Д.

Кабель

ПЭД питается электроэнергией по трехжильному кабелю, спускаемому в скважину параллельно с НКТ. Кабель крепится к внешней поверхности НКТ металлическими поясками по два на каждую трубу. Кабель работает в тяжелых условиях. Верхняя его часть находится в газовой среде, иногда под значительным давлением, нижняя - в нефти и подвергается еще большему давлению. При спуске и подъеме насоса, особенно в искривленных скважинах, кабель подвергается сильным механическим воздействиям (прижимы, трение, заклинивание между колонной и НКТ и т. д.). По кабелю передается электроэнергия при высоких напряжениях. Использование высоковольтных двигателей позволяет уменьшить ток и, следовательно, диаметр кабеля. Однако кабель для питания высоковольтного ПЭДа должен обладать и более надежной, а иногда и более толстой изоляцией. Все кабели, применяемые для УПЦЭН, сверху покрыты эластичной стальной оцинкованной лентой для защиты от механических повреждений. Необходимость размещения кабеля по наружной поверхности ПЦЭН уменьшает габариты последнего. Поэтому вдоль насоса укладывается плоский кабель, имеющий толщину примерно в 2 раза меньше, чем диаметр круглого, при одинаковых сечениях токопроводящих жил.

Все кабели, применяемые для УПЦЭН, делятся на круглые и плоские. Круглые кабели имеют резиновую (нефтестойкая резина) или полиэтиленовую изоляцию, что отображено в шифре: КРБК означает кабель резиновый бронированный круглый или КРБП - кабель резиновый бронированный плоский. При использовании полиэтиленовой изоляции в шифре вместо буквы Р пишется П: КПБК - для круглого кабеля и КПБП - для плоского.

Круглый кабель крепится к НКТ, а плоский - только к нижним трубам колонны НКТ и к насосу. Переход от круглого кабеля к плоскому сращивается методом горячей вулканизации в специальных прессформах и при недоброкачественном выполнении такой сростки может служить источником нарушения изоляции и отказов. В последнее время переходят только к плоским кабелям, идущим от ПЭДа вдоль колонны НКТ до станции управления. Однако изготовление таких кабелей сложнее, чем круглых (табл. 1).

Имеются еще некоторые разновидности кабелей с полиэтиленовой изоляцией, не упомянутые в таблице. Кабели с полиэтиленовой изоляцией на 26 - 35 % легче кабелей с резиновой изоляцией. Кабели с резиновой изоляцией предназначены для использования при номинальном напряжении электрического тока не более 1100 В, при температурах окружающей среды до 90 °С и давлении до 1 МПа. Кабели с полиэтиленовой изоляцией могут работать при напряжении до 2300 В, температуре до 120 °С и давлении до 2 МПа. Эти кабели обладают большей устойчивостью против воздействия газа и высокого давления.

Все кабели имеют броню из волнистой оцинкованной стальной ленты, что придает им нужную прочность.



Рис. 15.Схема кабеля.

1— жила кабеля; 2 — электроизоляция и слой, защищающий от внешней среды;

3 — подложка под броню;

4 — металлическая броня