Новый высокоэффективный привод для погружных центробежных и винтовых насосов (стр. 3 из 3)

Пуск ВД происходит при токах, плавно возрастающих от нуля до рабочих, в отличие от пуска асинхронных ПЭД, при котором пусковые токи кратно превышают токи рабочей нагрузки. Поэтому пусковые режимы ВД не приводят к снижению ресурса вентильного электродвигателя и кабеля.

3. Абсолютная величина потерь мощности в кабеле зависит от длины кабельной линии и сечения жил кабеля, поэтому доля этих потерь в общих энергозатратах при эксплуатации УЭЦН, спускаемых на большую глубину, возрастает.

4. Наличие на предприятии трансформатора с требуемой ступенью напряжения, с учeтом падения напряжения в кабельной линии.

Максимальная частота вращения насоса ограничивается мощностью работающего в составе УЭЦН вентильного электродвигателя:

Nнnmax = Nдnmax , (13),

где Nнnmax — мощность, потребляемая насосом, при максимальной частоте вращения nmax ;

Nдnmax — мощность, развиваемая ВД, при максимальной частоте вращения nmax.

Nнnmax =N29(nmax /2910)3 . (14).

Рекомендуется максимально допустимую частоту вращения ВД рассчитывать из условия ограничения мощности вентильного электродвигателя мощностью максимального ресурса при номинальной частоте вращения 3000 об./мин.

Nдnmax = NR30 = 0,8N30 (15).

С учетом (13), (14) и (15) максимальная частота вращения насоса nRmax из условия загрузки ВД по мощности максимального ресурса:

nRmax = 2700(N30 /N29)1/3 (16).

Максимальные значения параметров насосов, при частоте вращения nRmax :

QRmax = Q29(nRmax/2910) (17),

HRmax = H29(nRmax/2910)2 (18).

С учетом ограничений nmax< 3500 об./мин.

Qmax = 1,2Q29 (19)

Hmax = 1,45H29 (20)

Производство и поставка приводов УЭЦН на основе вентильных электродвигателей были организованы в конце 2001 года.

По состоянию на 25.05.04 количество скважин, эксплуатируемых УЭЦН с приводами на основе вентильных электродвигателей, составляет 88 единиц.

Максимальная текущая наработка по нефтедобывающим предприятиям ОАО «ЛУКОЙЛ» представлена в табл. 4.

Табл. 4. Показатели работы скважин, эксплуатируемых УЭЦН с приводами на основе вентильных электродвигателей
Предприятие	Кол-во скважин, ед.	Максимальная наработка сут.
Предприятие	Кол-во скважин, ед.	остановившихся на ремонт	работающих
ООО «ЛУКОЙЛ», всего	73	545	800
ООО «ЛУКОЙЛ — Западная Сибирь»	44	545	779
ООО «ЛУКОЙЛ — Коми»	14	480	637
ЗАО «ЛУКОЙЛ — Пермь»	6	117	800
ООО «ЛУКОЙЛ — Нижневолжскнефть»	9	-	632
ОАО «РИТЭК»	15	377	383
ИТОГО	88	-	-

Большинство установок эксплуатируются в диапазоне частот вращения 2200-3100 об./мин., что позволяет поддерживать оптимальный режим эксплуатации системы «насос-пласт». Регулирование подачи за счет частоты вращения взамен штуцирования и высокий КПД вентильного электропривода позволяют снизить энергопотребление при эксплуатации УЭЦН.

Снижение энергопотребления на одну скважину при замене в УЭЦН асинхронного электродвигателя ПЭД32 на вентильный составляет 39000 кВт-час/год.

При тарифе за 1 кВт-час 0,90 руб. снижение энергозатрат на одну скважину составляет 35,1 тыс. руб.

На базе вентильного электродвигателя для привода погружных центробежных насосов создан низкооборотный высокомоментный вентильный электродвигатель типа ВВД для привода винтовых насосов. Его характеристики представлены в табл. 5.

Табл. 5. Технические характеристики вентильного электродвигателя типа ВВД 22-117 для привода погружных винтовых насосов

Показатель	Частота вращения, об./мин.
Показатель	1000	500	250
Мощность, кВт	22	11	5,5
Момент, Нм	210
Отношение перегрузочного момента к номинальному	2
Напряжение, В	630	335	150
Ток, А	22	21	20,5
Коэффициент полезного действия, %	91	86	80
Коэффициент мощности, COS φ	0,99
Минимальная скорость охлаждающей жидкости, м/сек	0,01
Перегрев обмотки статора при скорости охлаждения 0,01 м/сек, °С	19	16	15
Максимальная температура перекачиваемой среды, °С	100
Габариты:
— диаметр корпуса, мм	117
— длина, мм	3997
Масса, кг	278

Технические характеристики вентильного электродвигателя типа ВВД 22-117 для привода погружных винтовых насосов приведены в табл. 5.

Двигатель комплектуется станцией управления «РИТЭКС-01» (рис. 3). При работе с частотой вращения до 500 об./мин. напряжение на двигатель подается напрямую от станции управления. При частотах вращения более 500 об./мин. — через трансформатор ТМП63/856.

Две установки УЭВН с приводами на основе вентильного электродвигателя находятся в ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» в подконтрольной эксплуатации в скважинах, в которых серийные установки с асинхронным 4-хполюсным погружным электродвигателем из-за большой вязкости скважиной продукции практически не работает. Средние наработки оборудования в этих скважинах составляли 11 суток и 32 суток. УЭВН с вентильными электродвигателями ВВД22-117 работает в регулируемом диапазоне частот вращения 350-500 об./мин. Текущая наработка на 25.05.04 г. составляет 170 суток.

Появление на рынке нефтяного оборудования низкооборотных приводов УЭВН значительно расширит географию использования погружных винтовых насосов.