RU159811U1 - SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR - Google Patents

SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR Download PDF

Info

Publication number
RU159811U1
RU159811U1 RU2015140165/03U RU2015140165U RU159811U1 RU 159811 U1 RU159811 U1 RU 159811U1 RU 2015140165/03 U RU2015140165/03 U RU 2015140165/03U RU 2015140165 U RU2015140165 U RU 2015140165U RU 159811 U1 RU159811 U1 RU 159811U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
submersible
power factor
packer
tubing string
centrifugal pump
Prior art date
Application number
RU2015140165/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Копырин
Олег Владимирович Смирнов
Алексей Леонидович Портнягин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ)
Priority to RU2015140165/03U priority Critical patent/RU159811U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU159811U1 publication Critical patent/RU159811U1/en

Links

Images

Abstract

Погружная насосная установка с повышенным коэффициентом мощности, содержащая блок телеметрии, хвостовик, оборудованный пакером, колонну насосно-компрессорных труб с установленными на ней последовательно сверху вниз сливным клапаном, обратным клапаном, погружным центробежным насосом, газосепаратором, сетчатым фильтром, узлом гидрозащиты, погружным электродвигателем и силовой кабель, закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб при помощи зажимов, отличающаяся тем, что к погружному электродвигателю жестко присоединен внутрискважинный компенсатор реактивной мощности с установленными на нем последовательно блоком телеметрии и хвостовиком, оборудованным пакером.A submersible pump installation with an increased power factor, comprising a telemetry unit, a shank equipped with a packer, a tubing string with a drain valve, a check valve, a submersible centrifugal pump, a gas separator, a strainer, a hydraulic protection unit, a submersible motor and a power cable fixed to the tubing string using clamps, characterized in that the end Azhinov reactive power compensator mounted thereon sequentially telemetry unit and the shank equipped with a packer.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для добычи пластового флюида. Коэффициент мощности установок электроцентробежных насосов, определяемый в основном cosφ погружного электродвигателя, находится в пределах 0,7-0,85 при номинальной нагрузке. На cosφ влияет и уровень нагрузки на ПЭД, чем больше недогрузка, тем меньше коэффициент мощности и больше потери активной мощности при ее передаче, при недогрузках cosφ может снижаться до 0,6-0,75. Для увеличения cosφ необходимо компенсировать реактивную составляющую тока.The utility model relates to the oil industry and can be used to produce reservoir fluid. The power factor of the installations of electric centrifugal pumps, determined mainly by the cosφ of the submersible electric motor, is in the range of 0.7-0.85 at the rated load. Cosφ is also affected by the level of load on the SEM, the larger the underload, the lower the power factor and the greater the loss of active power during its transmission, with underload the cosφ can decrease to 0.6-0.75. To increase cosφ, it is necessary to compensate for the reactive component of the current.

Известна установка электроцентробежная насосная (УЭЦН) для добычи пластового флюида [RU 136502 U1 опубликованная 10.01.2014], содержащая оборудование устья скважины, пульт управления, силовой кабель, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с хвостовиком, установленные на колонне в скважине последовательно сверху вниз погружной центробежный насос с приемной сеткой, погружной электродвигатель (ПЭД) с гидрозащитой, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным центробежным насосом, кинематически связанным с ПЭД, оборудование устья скважины выкидной линией соединено с колонной НКТ, при этом в нижней части ПЭД перед нижней гидрозащитой установлен погружной блок телеметрии, соединенный валом с последней и ПЭД в одну систему.A known installation of an electric centrifugal pump (ESP) for the production of formation fluid [RU 136502 U1 published January 10, 2014] containing wellhead equipment, a control panel, a power cable, a tubing string with a liner installed on the string in the well in series from above down submersible centrifugal pump with a receiving grid, a submersible electric motor (SEM) with hydraulic protection, characterized in that it is equipped with an additional centrifugal pump kinematically connected with the SEM, the wellhead equipment idnoy line is connected to the tubing, with the bottom of the SEM before the bottom seal section is mounted submersible telemetry unit connected with the latter and the shaft of the SEM in the same system.

Наиболее близкой по технической сущности является «Погружная насосная установка» [RU 132836 U1 опубликованная 27.09.2013], содержащая подвешенные на колонне НКТ ниже водоносного пласта погружной электродвигатель, нижнюю гидрозащиту, входной модуль, электроцентробежный насос перевернутого типа, погружной расходомер и хвостовик, снабженный пакером выше нефтеносного пласта, отличающаяся тем, что погружной электродвигатель выполнен двухсторонним и выше него дополнительно расположены верхняя гидрозащита, входной модуль и электроцентробежный насос.The closest in technical essence is the "Submersible pump installation" [RU 132836 U1 published 09/27/2013], containing a submersible electric motor suspended on a tubing below the aquifer, a lower hydraulic protection, an input module, an inverted-type electric centrifugal pump, a submersible flow meter and a shank equipped with a packer above the oil reservoir, characterized in that the submersible motor is made two-sided and above it there is an upper hydraulic protection, an input module and an electric centrifugal pump wasps

Недостатком данных установок является отсутствие в их конструкции устройства для компенсации реактивной мощности внутри скважины. Это приводит к дополнительным потерям активной мощности в питающем погружной электродвигатель кабеле.The disadvantage of these installations is the lack in their design of a device for compensating reactive power inside the well. This leads to additional losses of active power in the cable that feeds the submersible motor.

Задачей полезной модели является создание погружной насосной установки с повышенным коэффициентом мощности, при осуществлении которой достигается технический результат, заключающийся в увеличении коэффициента мощности установки, тем самым повышается энергоэффективность, за счет уменьшения тока, протекающего по питающему кабелю ПЭД.The objective of the utility model is to create a submersible pump unit with a high power factor, the implementation of which achieves the technical result of increasing the power factor of the plant, thereby increasing energy efficiency by reducing the current flowing through the power cable of the SEM.

Указанный технический результат достигается тем, что погружная насосная установка с повышенным коэффициентом мощности содержит блок телеметрии, хвостовик, оборудованный пакером, колонну насосно-компрессорных труб, с установленными на ней последовательно сверху вниз сливным клапаном, обратным клапаном, погружным центробежным насосом, газосепаратором, сетчатым фильтром, узлом гидрозащиты, погружным электродвигателем и силовой кабель, закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб при помощи зажимов, отличающаяся тем что, к погружному электродвигателю жестко присоединен внутрискважинный компенсатор реактивной мощности, с установленными на нем последовательно блоком телеметрии и хвостовиком, оборудованным пакером.The specified technical result is achieved in that the submersible pump installation with a high power factor comprises a telemetry unit, a shank equipped with a packer, a tubing string, with a drain valve, a non-return valve, a submersible centrifugal pump, a gas separator, and a strainer installed sequentially from top to bottom , a hydraulic protection unit, a submersible electric motor and a power cable fixed to the tubing string using clamps, characterized in that a downhole reactive power compensator is rigidly connected to the electric motor, with a telemetry unit and a shank equipped with a packer installed sequentially on it.

На фиг. 1 - изображена принципиальная схема погружной насосной установки с повышенным коэффициентом мощности.In FIG. 1 - shows a schematic diagram of a submersible pump installation with a high power factor.

Погружная насосная установка с повышенным коэффициентом мощности представляет собой линейную конструкцию, содержащую подвеску колонны насосно-компрессорных труб 1, бронированный электрический кабель 2, зажимы 3 для кабеля, погружной центробежный насос 4, газосепаратор 5, сетчатый фильтр 6, сливной клапан 7, обратный клапан 8, узел гидрозащиты 9, погружной электродвигатель 10, компенсатор 11, внутрискважинный компенсатор реактивной мощности 12, блок телеметрии 13, хвостовик 14, пакер (уплотнитель) 15, расположенные в эксплуатационной колонне скважины (фиг. 1). Погружной центробежный насос 4 жестко соединен с колонной насосно-компрессорных труб 1. Для возможности спуска жидкости из насосно-компрессорных труб 1 перед подъемом погружного центробежного насоса 4 из скважины или предотвращения слива жидкости при его остановке, между колонной насосно-компрессорных труб 1 и погружным центробежным насосом 4 установлены сливной клапан 7 и обратный клапан 8 соответственно. При эксплуатации скважин с высоким газосодержанием откачиваемой нефти для уменьшения вредного влияния свободного газа на работу погружного центробежного насоса 4 к нему жестко присоединен газосепаратор 5. К газосепаратору 5 присоединен сетчатый фильтр 6. В скважинах, где входное объемное газосодержание менее 30% (например, в высокообводненных скважинах) вредного влияния газа на работу погружного центробежного насоса 4 не отмечается и газосепаратор 5 можно исключить. В таком случае сетчатый фильтр 6 присоединяется к погружному центробежному насосу 4. Для защиты от попадания пластовой жидкости в полость погружного электродвигателя 10, компенсации температурного расширения объема масла, передачи вращающего момента валу погружного центробежного насоса 4 к сетчатому фильтру 6 присоединен узел гидрозащиты 9, к которому жестко присоединен погружной электродвигатель 10. Для компенсации объема масла внутри погружного электродвигателя 10 при изменении температурного режима, к нему жестко присоединен компенсатор 11. Внутрискважинный компенсатор реактивной мощности 12 жестко соединен компенсатором 11. Передача электрической энергии от источника питания к погружному электродвигателю 10 и внутрискважинному компенсатору реактивной мощности 12 осуществляется при помощи бронированного электрического кабеля 2, закрепленного на колонне насосно-компрессорных труб 1 при помощи зажимов 3 (фиг. 1). Бронированный электрический кабель 2 входит во внутрискважинный компенсатор реактивной мощности 12 и выходит из него в погружной электродвигатель 10. Для определения температуры и давления к внутрискважинному компенсатору 12 жестко присоединен блок телеметрии 13. К блоку телеметрии 13 присоединен хвостовик 14, оборудованный пакером 15 (фиг. 1).The submersible pump unit with an increased power factor is a linear design containing a suspension of the tubing string 1, an armored electric cable 2, cable clamps 3, a submersible centrifugal pump 4, a gas separator 5, a strainer 6, a drain valve 7, a check valve 8 , hydroprotection unit 9, submersible motor 10, compensator 11, downhole reactive power compensator 12, telemetry unit 13, liner 14, packer (seal) 15, located in the production casing of wells us (FIG. 1). The submersible centrifugal pump 4 is rigidly connected to the tubing string 1. To allow liquid to be drained from the tubing 1 before lifting the submersible centrifugal pump 4 from the well or to prevent fluid from draining when it stops, between the tubing string 1 and the submersible centrifugal pump 4 has a drain valve 7 and a check valve 8, respectively. When operating wells with a high gas content of pumped oil to reduce the harmful effect of free gas on the operation of a submersible centrifugal pump 4, a gas separator 5 is rigidly attached to it. A strainer 6 is attached to the gas separator 5. In wells where the inlet gas content is less than 30% (for example, in highly watered wells) the harmful effects of gas on the operation of a submersible centrifugal pump 4 is not observed and the gas separator 5 can be excluded. In this case, the strainer 6 is attached to the submersible centrifugal pump 4. To protect against penetration of the formation fluid into the cavity of the submersible electric motor 10, to compensate for the thermal expansion of the oil volume, to transmit torque to the shaft of the submersible centrifugal pump 4, a hydraulic protection unit 9 is attached to the strainer 6, to which a submersible motor 10 is rigidly connected. To compensate for the volume of oil inside the submersible motor 10 when the temperature regime changes, compensation is rigidly attached to it torus 11. The downhole reactive power compensator 12 is rigidly connected to the compensator 11. Electric energy is transmitted from the power source to the submersible motor 10 and the downhole reactive power compensator 12 using an armored electric cable 2, mounted on the tubing string 1 using clamps 3 ( Fig. 1). An armored electric cable 2 enters the downhole reactive power compensator 12 and leaves it into the submersible electric motor 10. To determine the temperature and pressure, the telemetry unit 13 is rigidly attached to the downhole compensator 12. A shank 14 equipped with a packer 15 is attached to the telemetry unit 13 (Fig. 1 )

Погружная насосная установка с повышенным коэффициентом мощности работает следующим образом.Submersible pumping unit with a high power factor works as follows.

При подаче напряжения по бронированному электрическому кабелю 2 погружному электродвигателю 10, он приходит во вращение. Вращающий момент при помощи вала передается на газосепаратор 5 и погружной центробежный насос 4. Газосепаратор 5 через сетчатый фильтр 6 начинает втягивать жидкость, отделяя содержащийся в ней газ. Далее жидкость поступает в погружной центробежный насос 4 и по колонне насосно-компрессорных труб 1 выталкивается на поверхность. Откачка жидкости только из нефтяного пласта осуществляется при помощи хвостовика 14, оборудованного пакером 15. При подаче напряжения по бронированному электрическому кабелю 2 внутрискважинному компенсатору реактивной мощности 12, он начинает вырабатывать реактивную мощность. Коэффициент мощности определяется по формуле 1 [1]:When applying voltage through the armored electric cable 2 to the submersible motor 10, it comes into rotation. The torque is transmitted via a shaft to the gas separator 5 and the submersible centrifugal pump 4. The gas separator 5 through the strainer 6 starts to draw in the liquid, separating the gas contained in it. Next, the fluid enters the submersible centrifugal pump 4 and is pushed to the surface through the tubing string 1. Pumping fluid only from the oil reservoir is carried out using a liner 14 equipped with a packer 15. When voltage is applied through the armored electric cable 2 to the downhole reactive power compensator 12, it begins to generate reactive power. The power factor is determined by the formula 1 [1]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где S - полная мощность, ВА; Р - активная мощность, Вт; QL - индуктивная мощность, вар; QC - емкостная мощность, вар.where S is the total power, VA; P - active power, W; Q L - inductive power, var; Q C - capacitive power, var.

Погружной электродвигатель 10 потребляет активную и индуктивную мощность. Внутрискважинный компенсатор реактивной мощности 12 вырабатывает емкостную мощность. Так индуктивная и емкостная мощности находятся в противофазе, то они компенсируют друг друга. Тем самым увеличивается коэффициент мощности, уменьшается ток, протекающий по бронированному электрическому кабелю 2. Измерение температуры и давления в скважине осуществляется блоком телеметрии 13.Submersible motor 10 consumes active and inductive power. Downhole reactive power compensator 12 generates capacitive power. Since inductive and capacitive powers are in antiphase, they cancel each other out. Thus, the power factor increases, the current flowing through the armored electric cable 2 decreases. The temperature and pressure in the well are measured by the telemetry unit 13.

Claims (1)

Погружная насосная установка с повышенным коэффициентом мощности, содержащая блок телеметрии, хвостовик, оборудованный пакером, колонну насосно-компрессорных труб с установленными на ней последовательно сверху вниз сливным клапаном, обратным клапаном, погружным центробежным насосом, газосепаратором, сетчатым фильтром, узлом гидрозащиты, погружным электродвигателем и силовой кабель, закрепленный на колонне насосно-компрессорных труб при помощи зажимов, отличающаяся тем, что к погружному электродвигателю жестко присоединен внутрискважинный компенсатор реактивной мощности с установленными на нем последовательно блоком телеметрии и хвостовиком, оборудованным пакером.
Figure 00000001
A submersible pump installation with an increased power factor, comprising a telemetry unit, a shank equipped with a packer, a tubing string with a drain valve, a check valve, a submersible centrifugal pump, a gas separator, a strainer, a hydraulic protection unit, a submersible motor and a power cable fixed to the tubing string using clamps, characterized in that the end Azhinov reactive power compensator mounted thereon sequentially telemetry unit and the shank equipped with a packer.
Figure 00000001
RU2015140165/03U 2015-09-21 2015-09-21 SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR RU159811U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140165/03U RU159811U1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140165/03U RU159811U1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU159811U1 true RU159811U1 (en) 2016-02-20

Family

ID=55314292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140165/03U RU159811U1 (en) 2015-09-21 2015-09-21 SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU159811U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703577C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Submersible unit for lifting of formation fluid
RU2737409C1 (en) * 2020-05-18 2020-11-30 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible pump unit on load carrying cable and method of its operation
RU2743265C1 (en) * 2020-07-17 2021-02-16 Иван Соломонович Пятов Electric centrifugal pump assembly
RU2748631C1 (en) * 2020-10-22 2021-05-28 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible pump unit on loading cable
RU205204U1 (en) * 2020-07-14 2021-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Submersible pumping unit with increased electromagnetic moment of the submersible electric motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703577C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Submersible unit for lifting of formation fluid
RU2737409C1 (en) * 2020-05-18 2020-11-30 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible pump unit on load carrying cable and method of its operation
RU205204U1 (en) * 2020-07-14 2021-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Submersible pumping unit with increased electromagnetic moment of the submersible electric motor
RU2743265C1 (en) * 2020-07-17 2021-02-16 Иван Соломонович Пятов Electric centrifugal pump assembly
RU2748631C1 (en) * 2020-10-22 2021-05-28 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible pump unit on loading cable
WO2022086366A1 (en) * 2020-10-22 2022-04-28 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Submersible pump assembly on a load-bearing cable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU159811U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH INCREASED POWER FACTOR
CN103498663B (en) A kind of sucker rod pump hoisting system pumping technological parameter defining method and device
CN204754886U (en) Submersible motor overhead directly drives formula screw pump oil production device
CN104153982B (en) A kind of acquisition characteristic method and device of rod-pumped well downhole system
RU2673477C2 (en) Progressing cavity pump system with fluid coupling
CN203231065U (en) Lubricating oil replacing device for main gear box of wind generator set
CN104533351A (en) Multifunctional swabbing and bailing lift device suitable for dynamic and intelligent production management
CN105422053A (en) Huff-and-puff oil production device with submersible directly-driven screw pump
CN204457675U (en) Similar displacement pump relay lifting extracting device of oil
Zejun et al. Artificial lift technique of multistage sliding vane pump used in thermal production well
CN202360063U (en) Automatic degassing and recovering device for oil well casing
RU163687U1 (en) STEPPED SUBMERSIBLE BRANCH-FREE ELECTRIC PUMP INSTALLATION
RU214157U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH SYNCHRONOUS COMPENSATOR AND INCREASED ELECTROMAGNETIC TORQUE OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR
RU144762U1 (en) INSTALLING A BODY PUMP FOR OPERATION OF A WELL WITH A SIDE BORE
CN202560659U (en) Scale prevention separator of centrifugal pump
RU205204U1 (en) Submersible pumping unit with increased electromagnetic moment of the submersible electric motor
GB2549365A (en) Improved lift system for use in the production of fluid from a well bore
RU2703577C1 (en) Submersible unit for lifting of formation fluid
CN103939319A (en) Three-tube type linear motor oil well pump
RU2678284C2 (en) Device for extraction of high-viscosity oil from deep wells
CN104695910A (en) Relay lifting oil production device and method for same type of volumetric pumps
RU105664U1 (en) OIL PRODUCTION PLANT
RU167165U1 (en) SUBMERSIBLE ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION
RU155750U1 (en) INTEGRATED SUBMERSIBLE BARBED ELECTRIC PUMP INSTALLATION
CN203847360U (en) Three-pipe type linear motor oil well pump

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200922