Организация эксплуатации и ремонта установок электроцентробежных насосов в нефтедобывающей отрасли. Том 1. Эксплуатация. С. Ш. Шарипов
с открытием новых месторождений нуждалась в насосах для отбора из скважин большего объема жидкости за единицу времени. Естественно, для этого наиболее подходящими являются быстроходные лопастные насосы с рабочими колёсами центробежного типа, обеспечивающие высокую подачу. Они могут обеспечить и большой напор, и подачу жидкости, сохранив при этом высокий КПД и небольшие габариты.
Что из себя представляет УЭЦН? УЭЦН – это установка электроцентробежного насоса, состоящая из наземного и подземного оборудования. К наземному оборудованию относится "интеллектуальная" станция управления с частотным приводом и повышающий трансформатор. В состав подземного оборудования, спускаемого в скважину на глубину до 4000 м на насосно-компрессорных трубах (НКТ), входят:
а) погружной электродвигатель (ПЭД) мощностью до 650 кВт, диаметр 96130 мм, длина 5-38 м.
б) телеметрическая система (ТМС) для измерения давления, температуры и вибрации, пристыкованная к основанию двигателя;
в) гидрозащита (ГЗ);
г) электроцентробежный насос (ЭЦН), специально сконструированный для работы в условиях агрессивного воздействия механических примесей, газа и соли. Длина насоса колеблется от 5 до 30 м в зависимости от требуемого напора, а диаметр от 50 до 117 мм.
д) погружной кабель на 3–4 кВ с температурной стойкостью не менее 120°C.
Подобные установки целесообразно использовать в диапазоне подач от 15 до 6000 м3/сут.
С открытием сибирских нефтяных месторождений, отличающихся высокопродуктивными пластами, стало ясно, что в первую очередь именно здесь экономически целесообразно использовать данную технологию.
С использованием УЭЦН в России, например в 2014 г., добыто 412 млн т нефти, что составляет 80% из общей добычи (514 млн т нефти).
Роль погружного силового кабеля для УЭЦН в системе "кабель + ПЭД" является одной из самых важных в сложнейших условиях работы в скважине. Современные погружные кабели передают огромную высоковольтную энергию в ПЭД, спущенный на глубину до 4000 м, в осложненных условиях эксплуатации.
Все системы и узлы установки УЭЦН (станция управления, частотный преобразователь, трансформатор ТМПН, силовой погружной кабель, термометрическая система (ТМС), гидрозащита и газосепаратор и т. д.) предназначены для подъема жидкости из скважины на поверхность Земли. В этой системе основными узлами – сердцевиной системы – являются центробежные рабочие ступени. Все остальные системы в установке служат для максимально возможной реализации потенциала рабочей ступени – рабочего колеса УЭЦН.
В СССР возник парадокс: ОКБ БН непрерывно, строго по плану, разрабатывало новые системы нефтедобычи, но в производство они не внедрялись. Директора заводов отчитывались за план массового производства старых типов УЭЦН. Стимулы осваивать новую номенклатуру отсутствовали. Это привело к заметному отставанию технического уровня отечественных погружных установок от американских. В результате стала