Тип двигателя | Характеристика | |||||
Uн (В) | Iн (А) | Р (кВт) | КПД | cos φ | Nном об/мин. | |
ПРЭДУ117-15-35(2) | 72÷80 | 0,78÷0,855 | ||||
ПРЭД У103-23-65(5) | 72÷80 | 0,78÷ 0,85 |
Изготовитель допускает колебание напряжения при различных интервалах регулирования оборотов до +20...–50%. Зона устойчивой работы ПРЭДУ по частоте вращения вала — n = (75 — 85) % n д; по напряжению — U = (50 — 100) % Uн.
Анализ применения электродвигателей ПРЭД и РППЭД в комплекте с насосами типа ЭЦН показал, что кроме достоинств такого вида привода (плавный запуск, более гибкая характеристика УЭЦН, малая длина двигателя), существуют и недостатки:
- высокие значения рабочего тока повышают потери в кабеле на 30÷38%;
- удельный расход электроэнергии на тонну добываемой жидкости выше на 10÷20 %;
- параметрический электродвигатель за счет повышенного скольжения имеет более низкую частоту вращения, что приводит к снижению напорной характеристики, увеличению длины насоса для компенсации напора, увеличению затрат.
Продолжаются работы по улучшению изоляционных свойств кабеля, герметичности и стойкости его брони против коррозии.
Заводом фирмы «АЛНАС» созданы опытные образцы установок с частотой вращения ротора в 6000 об/мин с однопроводной линией питания. Первые установки проходят промысловые испытания в АО «Татнефть». В состав установки входит вентильный электродвигатель мощностью 45 кВт, ротор которого выполнен на постоянных магнитах, и короткий (65 ступеней) насос производительностью 100 м3/сут с напором 1400 м. Питание двигателя осуществляется по одножильному кабелю от специальной станции управления типа СУВ. К нижней части двигателя крепится специальное электронное устройство — инвертор, который преобразует постоянное напряжение в трехфазное переменное. Погружная часть установки в 2,5 раза короче серийного аналога, КПД электродвигателя достигает 92%. Привод обеспечивает мягкий пуск и остановку, а также регулирование частоты вращения от 3000 до 6000 об/мин, что позволяет оптимально сочетать параметры установки и скважины. Однопроводный кабель более надежен, а за счет его удешевления вся цена установки не намного будет выше цены обычной серийной установки аналогичной производительности и напора.
Применение установки вентильного двигателя может значительно снизить себестоимость добываемой нефти и увеличить добычу на 10 — 15 % за счет:
- экономии электроэнергии на 10 — 15 %, т.к. КПД вентильного двигателя — 0,95 (асинхронного — 0,8);
- увеличения срока службы погружного оборудования и скважины за счет установки оптимального режима добычи;
- возможности монтажа и спуска оборудования в скважину со сложной геометрией, т.к. данная установка имеет общую длину всего 6 м;
- работы в скважине с переменным дебитом, «раскачка скважины».
Реактивные потери в двигателе и кабеле на 20 — 25% ниже, чем у асинхронного двигателя, что также позволяет снизить, потребление электроэнергии
УЭЦН с вентильными ПЭД кроме расширения областей применения имеют и такое существенное преимущество, как возможность автоматического подстраивания работы установки к условиям работы системы «пласт — скважина — насосная установка» Эго происходит, во-первых, за счет гибкой характеристики вентильного ПЭД, которая является практически характеристикой ЭД постоянного тока. Во-вторых, инверторный блок, встроенный в погружной насосный агрегат, позволяет отлеживать параметры работы системы «пласт — скважина — насосная установка» и изменять, при необходимости, режим Работы насосного агрегата.
Необходимо отметить, что параллельно с АО «АЛНАС» работами над установками ЭЦН с использованием погружных вентильных двигателей заняты еще несколько отечественных фирм. Так, например, фирма «КБ Нефтемаш» спроектировало и выпускает установку «ЦУНАР-100» [14].
Приводом данной установки является маслозаполненный электродвигатель вентильного типа с ротором на постоянных магнитах из редкоземельных металлов.
Гидрозащита состоит из двух модулей — лабиринтного и диафрагменного типа.
Кабель для питания электродвигателя используется, в зависимости от типа блока управления двигателем, либо трехжильный, либо двухжильный, либо одножильный.
Преобразователь частоты вращения двигателя выпускается двух типов —на транзисторных элементах типа ЮВТ (импортные) и на тиристорных элементах отечественного производства.
Блок управления может оснащаться специальным эхолотом, обеспечивающим автоматическую адаптацию подачи установки к изменяемому притоку скважины (отслеживается по значению динамического уровня)