RU2745800C1 - Power supply system of electrical centrifugal pump unit - Google Patents

Power supply system of electrical centrifugal pump unit Download PDF

Info

Publication number
RU2745800C1
RU2745800C1 RU2019133677A RU2019133677A RU2745800C1 RU 2745800 C1 RU2745800 C1 RU 2745800C1 RU 2019133677 A RU2019133677 A RU 2019133677A RU 2019133677 A RU2019133677 A RU 2019133677A RU 2745800 C1 RU2745800 C1 RU 2745800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrical
wellhead
cable line
protective casing
supply system
Prior art date
Application number
RU2019133677A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Алексеевна Гуськова
Владимир Дмитриевич Зимин
Акрам Александрович Рыбаков
Назир Назарович Садыков
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
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 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
Priority to RU2019133677A priority Critical patent/RU2745800C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745800C1 publication Critical patent/RU2745800C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G9/00—Installations of electric cables or lines in or on the ground or water
    • H02G9/06—Installations of electric cables or lines in or on the ground or water in underground tubes or conduits; Tubes or conduits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to equipment for oil production, particularly to a design of a power supply system for an electrical submersible pump unit (ESP unit) at production and injection wells. The power supply system of an electrical submersible pump unit comprised of wellhead equipment of production and injection wells, surface electrical equipment: a transformer substation, a control station, electrical cable lines and a wellhead extension. The electrical cable line is laid underground in a protective casing. Wherein the protective casing is made as a pipe, filled with filler and has stopper plugs at the ends of the branches. Posts are used to attach the protective casing. The electric cable line is laid in the protective casing between the control station and the outlet near the wellhead and is connected with the wellhead extension, which allows dismantling the charging terminal due to lack of demand and thereby reducing voltage losses at the connection points of the electrical cable line.
EFFECT: improved ergonomic characteristics and reliability.
1 cl, 2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of the oil industry, namely to equipment for oil production, in particular to the design of the power supply system for the installation of an electric centrifugal pump (ESP) on the producing and. injection wells.

Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.Analysis of the current state of the art in this area showed the following.

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.From practice, electric cable lines are known that are laid in a suspended form from the connecting terminals of the box to the cable entry of the wellhead or are attached-passed through the tubing (tubing), and are mounted from the connecting terminals of the box on the wellhead.

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.Known electrical cable lines for supplying electricity from the surface of the earth (from the control station) to the submersible electric motor (V. N. Ivanovsky and others. Equipment for oil and gas production. M., Russian State University "Oil and Gas" named after IM Gubkin , 2002, part I, pp. 557-558, copy attached). The specified electrical cable line consists of a main supply electrical cable lines (round or flat section) and a flat extension cable connected to it with a cable gland.

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.The disadvantage of the known electric cable line is the complexity of installation, since in case of an electrical breakdown, it is necessary to replace the electric cable line and / or ESP, which will lead to a decrease in the reliability of operation and increased material costs.

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.The prototype for the proposed technical solution for use is a system for powering the installation of an electric centrifugal pump and heating a well fluid (RF Patent No. 2353753, class E21B 36/04, publ. 04/27/2009), including two sections of an electric cable line, one of which is connected to power source through the control station, and the second section is connected to the electric cable line of the ESP.

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.The disadvantage of the prototype is its limited application, which is possible only when producing on production wells with high-viscosity oil or complicated by asphaltene-resin-paraffins (ARPO), and not - the possibility of its use on production and injection wells that do not require heating the well fluid.

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.Connecting the electric cable line of the electric centrifugal pump installation to the control station includes two sections of electric cable lines, one of which is connected to the power source from the control station to the box terminals, and the second section. the electric cable line is connected from the terminals of the box to the ESP, the section of the electric cable line from the terminals of the box to the cable entry of the wellhead is laid suspended or fixed - passed through the tubing.

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.The aim of the invention is to provide a reliable and efficient circuit for connecting the electric cable line of the electric centrifugal pump installation to the electric cable line of the control station, to reduce the ground electrical equipment, to simplify the ESP piping at the production and injection wells.

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.This goal is achieved by the power supply system of the electric centrifugal pump installation, the electric cable line of which is laid in the ground with an outlet near the wellhead, for use when connecting the electric cable line of the electric centrifugal pump installation to the electric cable line of the control station using a wellhead extension.

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.The novelty is that the electric cable line is laid underground in a protective casing, and the protective casing is filled with filler and has plugs at the ends of the branches, while the protective casing is made in the form of a pipe, pedestals are used to fix the protective casing, and the electric cable line is stretched in a protective the casing from the control station to the exit near the wellhead and is connected to the wellhead extension, which will allow dismantling the connection terminal box due to the lack of demand and thereby reduce voltage losses at the electrical cable line connection points.

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса иллюстрируется чертежами.The proposed power supply system for the electric centrifugal pump installation is illustrated by drawings.

- На фиг. 1 показана существующая электрическая обвязка при эксплуатации УЭЦН.- In FIG. 1 shows the existing electrical piping during the operation of the ESP.

- На фиг. 2 представлена предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса.- In FIG. 2 shows the proposed power supply system for the installation of an electric centrifugal pump.

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.The existing electrical piping during the operation of the ESP (Fig. 1) consists of electrical cable lines 1, 2 (round or flat section) and an electrical cable line of the ESP 3, wellhead equipment and ground electrical equipment: transformer substation 4, control station 5, connecting terminals of the box 6, stuffing box 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).Electric cable line 1 from transformer substation 4 goes to control station 5, electric cable line 2 from control station 5 goes to connecting terminals of box 6, and electric cable line ESP 3 is laid from connecting terminals of box 6 through gland 7 to ESP (in Fig. . not specified).

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.Transformer substation 4 converts the voltage of the field network to the optimal value at the ESP clamps, taking into account the voltage losses in the electric cable lines 1, 2, 3. Control station 5 provides control of the ESP operation and its protection under optimal conditions. The connecting terminal box 6 provides a place for connecting / disconnecting the electrical cable line 2 from the control station 5 to the electrical cable line ESP 3.

Система питания установки электроцентробежного насоса при эксплуатации УЭЦН представлена на фиг. 2.The power supply system of the electric centrifugal pump installation during operation of the ESP is shown in Fig. 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).The proposed power supply system for the installation of an electric centrifugal pump contains: electrical cable lines 1, 2 (round or flat section) and an electrical cable line ESP 3, wellhead equipment and ground electrical equipment: transformer substation 4, control station 5, wellhead extension cable 8, protective casing 9 metal , fiberglass or plastic version, etc., with filler (construction foam, mineral wool, quartz sand, etc.), with end caps 10 and curbstone 11 (concrete).

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса работает следующим образом.The proposed power supply system for the installation of an electric centrifugal pump works as follows.

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.When performing technological operations of the underground workover team and workover of wells for the installation and dismantling of wellhead equipment at production and injection wells, at the wellhead of which a wellhead extension cord 8 is used, the electrical cable line 2 is disconnected from the electrical cable line ESP 3 and the electrical cable line 2 is folded back into side, after putting a cap on it to avoid contamination.

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.The electrical cable line 1 from the transformer substation 4 goes to the control station 5. The electrical cable line 2 is laid in the ground in the protective casing 9, the inner space between the electrical cable line 2 and the protective casing 9 is clogged with filler. The protective casing 9 is made in the form of a pipe (in which the electric cable line 2 is stretched). At the ends of the protective casing 9, bends are made (not indicated in the figure), the electric cable line 2 coming out of one of the bends is connected to the control station 5, and the other end of the electrical cable line 2 coming out of the bend near the wellhead is connected to the wellhead extension 8. Bends must be fixed: for example, they must be cemented in concrete pedestals 11, and the main part of the protective casing 9 is laid in the ground.

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.This arrangement of the electrical cable line 2 will allow dismantling the connection terminal box 6 due to the lack of need. Save significant material and financial resources when calculating the length of the electrical cable line 3 from the ESP to the wellhead extension cable 8 and servicing the connection terminals of the box 6.

Предлагаемая система питания установки электроцентробежного насоса позволит:The proposed power supply system for the installation of an electric centrifugal pump will allow:

- исключить риск случаев кражи электрической кабельной линии;- eliminate the risk of cases of theft of the electric cable line;

- улучшить условия труда обслуживающего персонала;- improve the working conditions of the service personnel;

- улучшить условия эксплуатации и повысить культуру производства;- to improve the operating conditions and improve the culture of production;

- сократить затраты на соединительную клемм коробку и ее обслуживание (в связи с отсутствием потребности);- to reduce the cost of the connection terminal box and its maintenance (due to lack of need);

- сократить затраты на электрическую кабельную линию от соединительной клемм коробки до устья добывающих и нагнетательных скважин;- to reduce the cost of an electric cable line from the connecting terminals of the box to the wellhead of production and injection wells;

- сократить время работы бригады электромонтеров подрядной организации, обслуживающей установки УЭЦН.- to reduce the work time of a team of electricians of a contractor organization servicing ESP installations.

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.The use of the proposed power supply system for the installation of an electric centrifugal pump will make it possible to secure work at the mouth of production and injection wells, provides a compact design with minimal metal consumption and simplicity of design, which indicates the industrial suitability of the claimed invention, will reduce material costs and increase its reliability.

Изобретение соответствует условиям производства, его использование позволит соблюдать правила безопасности труда, и требования по защите окружающей среды от воздействия вредных веществ.The invention complies with the production conditions, its use will allow observing labor safety rules, and requirements for protecting the environment from exposure to harmful substances.

Claims (1)

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.The power supply system of the electric centrifugal pump installation containing the equipment of the wellhead of production and injection wells, surface electrical equipment: a transformer substation, a control station, electrical cable lines and a wellhead extension, characterized in that the electric cable line is laid underground in a protective casing, and the protective casing is filled with filler and at the ends of the branches it has plugs, while the protective casing is made in the form of a pipe, pedestals are used to fix the protective casing, and the electric cable line is stretched in the protective casing from the control station to the exit near the wellhead and is connected to the wellhead extension for connecting / disconnecting the electrical cable lines with electric cable line ESP.
RU2019133677A 2018-04-26 2018-04-26 Power supply system of electrical centrifugal pump unit RU2745800C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133677A RU2745800C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Power supply system of electrical centrifugal pump unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133677A RU2745800C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Power supply system of electrical centrifugal pump unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745800C1 true RU2745800C1 (en) 2021-04-01

Family

ID=75353526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133677A RU2745800C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Power supply system of electrical centrifugal pump unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745800C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716960A (en) * 1986-07-14 1988-01-05 Production Technologies International, Inc. Method and system for introducing electric current into a well
RU66778U1 (en) * 2007-05-07 2007-09-27 Общество с ограниченной ответственностью Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства "Техпроект" DEVICE FOR HEATING OIL-PRODUCING WELL
RU2353753C1 (en) * 2007-07-19 2009-04-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" System for feeding submersible electric motor and for heating well fluid
RU2435022C1 (en) * 2010-04-15 2011-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "МАГНИТРОН" Installation for power supply of immersed electric engine and/or well fluid heating
RU2605789C2 (en) * 2015-04-10 2016-12-27 Ахсян Аглямович Фасхутдинов Installation of electric submersible hydraulic piston pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716960A (en) * 1986-07-14 1988-01-05 Production Technologies International, Inc. Method and system for introducing electric current into a well
RU66778U1 (en) * 2007-05-07 2007-09-27 Общество с ограниченной ответственностью Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства "Техпроект" DEVICE FOR HEATING OIL-PRODUCING WELL
RU2353753C1 (en) * 2007-07-19 2009-04-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" System for feeding submersible electric motor and for heating well fluid
RU2435022C1 (en) * 2010-04-15 2011-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "МАГНИТРОН" Installation for power supply of immersed electric engine and/or well fluid heating
RU2605789C2 (en) * 2015-04-10 2016-12-27 Ахсян Аглямович Фасхутдинов Installation of electric submersible hydraulic piston pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12009762B2 (en) Wireline power supply during electric powered fracturing operations
RU2606034C1 (en) Telemetering equipment for systems with multiphase electric motor
US7748444B2 (en) Method and apparatus for connecting, installing, and retrieving a coiled tubing-conveyed electrical submersible pump
US20160138749A1 (en) Electrically heated fluid transportation pipe
EP2654144A2 (en) Smart bonding method for equipment including a remote control panel and a control panel having a metal case for underground wells
RU2745800C1 (en) Power supply system of electrical centrifugal pump unit
CN104514703A (en) Oil extraction device of non-metal pipe oil-submersible screw pump
WO2016040220A1 (en) Bottom hole injection with pump
RU196510U1 (en) Pump installation
CN102996097A (en) Three-phase continuous pitshaft heat tracing device for electric pump well
RU179746U1 (en) Wellhead Extension Cable Extension
CN207454312U (en) A kind of submersible electric pump group loss protecting device
Nave Considerations for application of electrical submersible pumps for underground coal mine dewatering
RU2578017C1 (en) Device for fixation and protection of submersible telemetry system units
CN107448175A (en) Pulling cable type submersible screw pump
CN203176579U (en) Tubing coupling for protecting cable
CN203640696U (en) Water lifting equipment for well
RU172542U1 (en) CORROSION PUMP UNIT PROTECTION DEVICE
CN106122033A (en) A kind of energy-saving oil-submersible screw-pump oil production system
EP0073785A1 (en) Electrical power units
RU2509871C2 (en) Geophysical lubricator with protection against hydrate formation
CN203337873U (en) Cable down lead bushing plugging material protecting device
RU199201U1 (en) OHMIC WELL HEATING INSTALLATION
CN206575098U (en) Trough type bridge frame outlet structure
CN210957741U (en) Cable laying arrangement structure