Система питания установки электроцентробежного насоса Российский патент 2021 года по МПК H02G9/06 H02K11/33 F04B47/00 

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти, в частности к конструкции системы питания установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) на добывающих и. нагнетательных скважинах.

Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.

Из практики известны электрические кабельные линии, которые прокладывают в подвешенном виде от соединительной клемм коробки до кабельного ввода устья скважины или крепятся-пропускаются через насосно-компрессорные трубы (НКТ), и монтируются от соединительной клемм коробки на устьевой арматуре.

Известны электрические кабельные линий для подачи электроэнергии с поверхности земли (от станции управления) к Погружному электродвигателю (В.Н. Ивановский и др. Оборудование для добычи нефти и газа. М., РГУ «Нефти и газа» им. И.М. Губкина, 2002 г., часть I, с. 557-558, копия прилагается). Указанная электрическая кабельная линия состоит из основной Питающей электрической кабельной линий (круглого или плоского сечения) и соединенной с ней плоского кабеля-удлинителя с муфтой кабельного ввода.

Недостатком известной электрической кабельной линии является сложность при монтаже, так как при электрическом пробое необходима замена электрической кабельной линии и/или УЭЦН, что приведет к снижению надежности работы и повышенным материальным затратам.

Прототипом к предлагаемому техническому решению по применению является система для питания установки электроцентробежного насоса и обогрева скважинной жидкости (Патент РФ №2353753, кл. Е21В 36/04, опубл. 27.04.2009), включающая два участка электрической кабельной линии, один из которых подключен к источнику питания через станцию управления, а второй участок подсоединен к электрической кабельной линии УЭЦН.

Недостатком прототипа является ограниченное применение, которое возможно только при добыче на добывающих скважинах с высоковязкой нефтью или осложненных асфальтеносмолопарафинами (АСПО), и не - возможность его применения на добывающих и нагнетательных скважинах, которые не требуют прогрева скважинной жидкости.

Подключение электрической кабельной линии установки электроцентробежного насоса к станции управления, включает два участка электрической кабельной линий, один из которых подключен к источнику питания от станции управления до клемм коробки, а второй участок. электрической кабельной линия подключен от клемм коробки и до УЭЦН, участок электрической кабельной линии от клемм коробки до кабельного ввода устья скважины прокладывают в подвешенном виде или крепят - пропускают через НКТ.

Целью изобретения является обеспечение надежной и эффективной схемы для подключения электрической кабельной линии установки электроцентробежного насоса к электрической кабельной линии станции управления, сокращение наземного электрооборудования, упрощение обвязки УЭЦН на добывающих и нагнетательных скважинах.

Указанная цель достигается системой питания установки электроцентробежного насоса, электрическую кабельную линию которой прокладывают в Земле с выходом возле устья скважины, для использования при подключении электрической кабельной линии установки электроцентробежного насоса к электрической кабельной линии станции управления с использованием устьевого удлинителя.

Новым является то, что электрическая кабельная линия проложена под землей в защитном кожухе, причем защитный кожух заполнен наполнителем и на концах отводов имеет заглушки, при этом защитный кожух выполнен в виде трубы, для фиксации защитного кожуха служат тумбы, а электрическая кабельная линия протянута в защитном кожухе от станции управления до выхода возле устья скважины и соединяется с устьевым удлинителем, что позволит демонтировать соединительную клемм коробку в связи с отсутствием потребности и тем самым уменьшить потери напряжения в местах соединения электрической кабельной линии.

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса иллюстрируется чертежами.

- На фиг. 1 показана существующая электрическая обвязка при эксплуатации УЭЦН.

- На фиг. 2 представлена предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса.

Существующая электрическая обвязка при эксплуатации УЭЦН (фиг. 1) состоит из электрических кабельных линий 1, 2 (круглого или плоского сечения) и электрической кабельной линии УЭЦН 3, оборудования устья скважины и наземного электрооборудования: трансформаторной подстанции 4, станции управления 5, соединительной клемм коробки 6, сальникового ввода 7.

Электрическая кабельная линия 1 от трансформаторной подстанции 4 Идет до станции управления 5, электрическая кабельная линия 2 от станции управления 5 проходит до соединительной клемм коробки 6, а электрическая кабельная линия УЭЦН 3 проложена от соединительной клемм коробки 6 сквозь сальниковый ввод 7 до УЭЦН (на фиг. не указан).

Трансформаторная подстанция 4 преобразует напряжение промысловой сети до оптимальной величины на зажимах УЭЦН с учетом потерь напряжения в электрических кабельных линиях 1, 2, 3. Станция управления 5 обеспечивает управление работой УЭЦН и его защиту при оптимальных режимах. Соединительная клемм коробка 6 обеспечивает место соединения/разъединения электрической кабельной линии 2 от станции управления 5 к электрической кабельной линии УЭЦН 3.

Система питания установки электроцентробежного насоса при эксплуатации УЭЦН представлена на фиг. 2.

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса содержит: электрические кабельные линии 1, 2 (круглого или плоского сечения) и электрическую кабельную линию УЭЦН 3, оборудование устья скважины и наземное электрооборудование: трансформаторную подстанцию 4, станцию управления 5, устьевой удлинитель 8, защитный кожух 9 металлического, стекловолоконного или пластмассового исполнения и т.д., с наполнителем (строительной пеной, минеральной ватой, кварцевым песком и т.д.), с заглушками на концах 10 и тумбы 11 (бетон).

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса работает следующим образом.

При выполнении технологических операций бригады подземного ремонта скважин и капитального ремонта скважин по монтажу и демонтажу устьевого оборудования на добывающих и нагнетательных скважинах, на устье которых применяется устьевой удлинитель 8 осуществляют разъединение электрической кабельной линии 2 от электрической кабельной линии УЭЦН 3 и откидывание электрической кабельной линии 2 в сторону, предварительно одев на нее колпачок во избежание ее загрязнения.

Электрическая кабельная линия 1 от трансформаторной подстанции 4 идет до станции управления 5. Прокладка электрической кабельной линии 2 осуществляется В земле в защитном кожухе 9, внутреннее пространство между электрической кабельной линией 2 и защитным кожухом 9 забивается наполнителем. Защитный кожух 9 выполнен в виде трубы (в котором протянута электрическая кабельная линия 2). На концах защитного кожуха 9 изготовлены отводы (на фиг. не обозначены), электрическая кабельная линия 2, выходящая из одного из отводов соединена со станцией управления 5, а другой конец электрической кабельной линии 2, выходящий из отвода возле устья скважины, соединен с устьевым удлинителем 8. Отводы необходимо зафиксировать: как пример, зацементировать в бетонные тумбы 11, а основная часть защитного кожуха 9 прокладывается в земле.

Данное размещение электрической кабельной линии 2 позволит демонтировать соединительную клемм коробку 6 в связи с отсутствием потребности. Сэкономить значительные материальные и финансовые средства при расчете длины электрической кабельной линии 3 от УЭЦН до устьевого удлинителя 8 и обслуживании соединительной клемм коробки 6.

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса позволит:

- исключить риск случаев кражи электрической кабельной линии;

- улучшить условия труда обслуживающего персонала;

- улучшить условия эксплуатации и повысить культуру производства;

- сократить затраты на соединительную клемм коробку и ее обслуживание (в связи с отсутствием потребности);

- сократить затраты на электрическую кабельную линию от соединительной клемм коробки до устья добывающих и нагнетательных скважин;

- сократить время работы бригады электромонтеров подрядной организации, обслуживающей установки УЭЦН.

Применение предлагаемой системы питания установки электроцентробежного насоса позволит обезопасить работу на устье добывающих и нагнетательных скважин, обуславливает компактность исполнения при минимальной металлоемкости и простоте конструкции, что свидетельствует о промышленной пригодности заявляемого изобретения, позволит снизить материальные затраты и увеличить его надежность.

Изобретение соответствует условиям производства, его использование позволит соблюдать правила безопасности труда, и требования по защите окружающей среды от воздействия вредных веществ.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к оборудованию для добычи нефти, в частности к конструкции системы питания установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) на добывающих и нагнетательных скважинах. Технический результат заключается в повышении эргономичности и надежности. Система питания установки электроцентробежного насоса содержащая оборудование устья добывающих и нагнетательных скважин, наземное электрическое оборудование: трансформаторную подстанцию, станцию управления, электрические кабельные линии и устьевой удлинитель. Электрическая кабельная линия проложена под землей в защитном кожухе. Причем защитный кожух выполнен в виде трубы и заполнен наполнителем и на концах отводов имеет заглушки. Для фиксации защитного кожуха служат тумбы. Электрическая кабельная линия протянута в защитном кожухе от станции управления до выхода возле устья скважины и соединяется с устьевым удлинителем, что позволит демонтировать соединительную клемм коробку в связи с отсутствием потребности и тем самым уменьшить потери напряжения в местах соединения электрической кабельной линии. 2 ил.

Система питания установки электроцентробежного насоса содержащая оборудование устья добывающих и нагнетательных скважин, наземное электрическое оборудование: трансформаторную подстанцию, станцию управления, электрические кабельные линии и устьевой удлинитель, отличающаяся тем, что электрическая кабельная линия проложена под землей в защитном кожухе, причем защитный кожух заполнен наполнителем и на концах отводов имеет заглушки, при этом защитный кожух выполнен в виде трубы, для фиксации защитного кожуха служат тумбы, а электрическая кабельная линия протянута в защитном кожухе от станции управления до выхода возле устья скважины и соединена с устьевым удлинителем для осуществления соединения/разъединения электрической кабельной линии с электрической кабельной линией УЭЦН.