Разработка конструкция насоса УЭЦНМ-50 с внедренным усовершенствованием гидрозащиты погружного электродвигателя. Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Техническая характеристика УЭЦНМ5-1100
1. Показатели назначения по перекачиваемым средам
1.1. Среда – пластовая жидкость (смесь нефти, попутной воды, нефтяного газа)
1.2. Максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и К.П.Д. – 1 мм3/с
1.3. Водородный показатель попутной воды рН 6-8.5
1.4. Максимальная массовая концентрация твердых частиц – 0.01% (0,1 г/л)
1.5. Микротвердость частиц не более 5 баллов по Моосу
1.6. Максимальное содержание попутной воды – 99%
1.7. Максимальное содержание свободного газа (по объему) у основания двигателя – 25%
1.8. Максимальная концентрация сероводорода (для установки обычного исполнения) – 0,001% (0,01 г/л)
1.9. Температура перекачиваемой жидкости в зоне работы погружного агрегата не более 900С
1.10. Максимальная плотность водонефтяной смеси - 1380 кг/м3
2. Показатели назначения по параметрам
2.1. Частота вращения (приведенная) вала насоса 2910 об/мин
2.2. Частота тока сети 50Гц. Отклонение частоты тока по ГОСТ 13109 – 87
2.3. Номинальное значение подачи – 50м3/сут.
2.4. Номинальное значение напора – 1100 м (Рабочий интервал подачи 25-70 м3/сут, напора – 1190-850м)
2.5. Номинальное значение мощности (без учета потерь в наземном оборудовании и кабельной линии) составляет 19,3 кВт.
2.6. К.П.Д. насоса (при работе на воде плотностью 1000кг/м3) составляет 43%
2.7. К.П,Д. насосного агрегата (при работе на воде плотностью 1000кг/м3) составляет 34%
3. Конструктивные показатели
3.1. Масса насосного агрегата 502 кг., не более, насоса – 236 кг.
3.2. Габаритные размеры насосного агрегата:
• Поперечный габарит с кабелем не более 113,5 мм.
• Длина насосного агрегата не более 13202 мм
• Длина насоса не более 7252 мм.
4. Показатели надежности
4.1. Средняя наработка установки до отказа не менее 19000 ч.
Отказ установки определяется необходимостью подъема насосного агрегата из-за отказа насоса, двигателя, кабеля в сборе или снижения сопротивления изоляции системы «кабель-двигатель» до величины не менее 0,05 МОм
4.2. Средняя наработка насоса до отказа не менее 26400ч.
Под отказом насоса следует понимать нарушение его работоспособности, не связанное с отказами других составляющих элементов установки и скважинного оборудования.
4.3. Средний срок службы до списания установки и насоса не менее

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ ТЕМЫ
Широкое распространение на территории Татарстана получили скважины оборудованные установками ЭЦН для добычи нефти. Из них наиболее часто встречаемые это насосы с подачей 50 и 80 м3/сут. Глубина спуска таких насосов не превышает 1000м.
Основываясь на среднестатистических данных выберем для проектирования УЭЦНМ5-50-1100.
При эксплуатации такой установки и установок с другими параметрами у нефтедобывающих предприятий возникали трудности с выходом из строя погружного электродвигателя.
Основной причиной выхода из строя погружного электродвигателя является нарушение его изоляции от пластового  жидкости, которое приводит к перегоранию обмотки.
В процессе эксплуатации во внутренней полости двигателя образуются газы, которые приводят к газовой пробки. В результате этого явления снижается пробивное напряжение масла и электродвигатель выходит из строя.
Нами было предложено установить в протектор клапаны, для отвода образовавшегося газа из внутренней полости двигателя в процессе эксплуатации в затрубное пространство. Клапаны также позоляют осуществить регулирование давления при температурных расширениях масла.
Между тем ведущие зарубежные фирмы, поставляющие УЭЦН в Россию, в последние годы уделяют серьезное внимание разработке установок для осложненных условий труда и эксплуатации установок.
Фирма «Реда» предлагает образивостойкий ЭЦН АРZ (Abrasion Resistant Pumps), а «Центрилифт» - «Sand Handler». Для коррозионных сред предлагают насосы с коррозионностойкими рабочими органами, в том числе пластиковыми – из материала «Райтон», который значительно превосходит полиамиды, ранее применявшиеся в одной из модификации отечественных УЭЦН. Применение Райтона устраняет причину отказа от использования пластмасс в ЭЦН, так как этот материал не теряет своих свойств при температуре 232 0С.
Компания REDA выпускает 49 типов насосов 9 радиальных габаритов серии 338, 400, 540, 565, 675, 862, 950, 1000, 1125 (номер серии – наружный диаметр насоса в десятичных дюймах, умноженный на 100).
Больше половины типов насосов выпускаются с рабочими органами из нирезиста. Альтернативным материалом рабочих колес является композитный термопластик Райтон. Выпускаются насосы обычного исполнения с корпусом из углеродистой стали и абразивостойкие насосы с корпусом из редаллоя. Все насосы рассчитаны на предельную температуру перекачиваемой среды 93 0С.