잠수 펌프
Submersible pump
잠수 펌프(또는 전기 잠수 펌프(ESP))는 펌프 본체에 밀착된 밀폐된 모터를 가진 장치입니다.전체 어셈블리가 펌핑할 유체에 잠깁니다.이 유형의 펌프의 주요 장점은 펌프와 유체 표면 간의 높은 고도 차이와 관련된 문제인 펌프 캐비테이션을 방지한다는 것입니다.잠수 펌프는 제트 펌프가 아닌 수면으로 유체를 밀어냅니다. 제트 펌프는 진공 상태를 만들어 대기압에 의존합니다.잠수정은 전기 모터 대신 수면에서 가압된 유체를 사용하여 유압 모터 다운홀을 구동하며, 가열된 물을 동력 유체로 하는 중유 용도로 사용됩니다.
역사
1928년 아르메니아 석유 공급 시스템 엔지니어이자 발명가인 Armais Arutunoff는 유전에 최초의 수중 오일 [1]펌프를 성공적으로 설치했습니다.1929년, Pleuger Pumps(현재의 Pleuger Industries)는 현대 다단 잠수 [2]펌프의 선구자인 잠수 터빈 펌프의 설계를 개발했습니다.
작동 원리
전기 잠수 펌프는 수직 위치에서 작동하는 다단 원심 펌프입니다.액체, 임펠러에 의해 가속, 확산에서 운동의 압력 에너지로 변환이 일어나는 운동 에너지도 떨어집니다.레이디얼과 혼류 펌프의 핵심 운영 메커니즘.그 HSP에서 모터도 있는 유압 모터보다는 전기 모터는 주기(전원 액을 생산된 액에서 별도의)또는 개방 사이클(생산된 유체 하향공과, 뇌 표면의 분리를 유체 혼화) 닫힐 수 있다.
펌프 샤프트는 펌프 하단에 있는 기계적 커플링을 통해 가스 분리기 또는 프로텍터에 연결됩니다.오일은 흡기 스크린을 통해 펌프로 유입되고 펌프 단계에 의해 상승됩니다.다른 부품으로는 샤프트 길이를 따라 분포된 레이디얼 베어링(부싱)이 있어 펌프 샤프트를 레이디얼 지지합니다.옵션인 스러스트 베어링은 펌프에서 발생하는 축력의 일부를 차지하지만, 이러한 힘의 대부분은 프로텍터의 스러스트 베어링에 의해 흡수됩니다.
나사식 잠수 펌프도 있고, 작업 요소로 사용되는 강철 나사가 있습니다.이 나사를 사용하면 모래 함량이 높은 물이나 기타 기계적 불순물에서도 펌프가 작동할 수 있습니다.
적용들
잠수 펌프는 많은 용도에 사용됩니다.1단 펌프는 배수, 하수 펌핑, 일반 산업용 펌핑 및 슬러리 펌핑에 사용됩니다.폰드 필터에도 인기가 있습니다.다단 잠수 펌프는 일반적으로 시추공 아래로 내려가며, 일반적으로 주거용, 상업용, 도시용 및 산업용 물 추출(추출), 유정 및 유정에 사용된다.
잠수 펌프의 다른 용도에는 하수 처리장, 해수 처리, 소방(난연 케이블이기 때문에), 우물 및 심층 우물 시추, 연안 시추 장치, 인공 승강기, 광산 탈수 및 관개 시스템이 포함됩니다.
가연성 액체 또는 가연성 액체로 오염될 수 있는 물에 사용되는 전기적 위험 위치에 있는 펌프는 액체 또는 증기에 불이 붙지 않도록 설계해야 합니다.
유정에서 사용
수중 펌프는 석유 생산에 사용되며, 광범위한 유속과 [3][4]깊이에 걸쳐 작동할 수 있는 비교적 효율적인 형태의 "인공 리프트"를 제공합니다.우물 바닥의 압력을 낮춤으로써(바닥 구멍의 유압을 낮추거나 드로우 다운을 증가시킴으로써) 자연 [citation needed]생산량에 비해 훨씬 더 많은 기름을 우물에서 생산할 수 있습니다.펌프는 일반적으로 전기적으로 구동되며, ESP(Electrical Submible Pumps)라고도 하며, 유압으로 구동되는 경우에는 유압식 Submible Pumps(HSP)[citation needed]라고도 합니다.
ESP 시스템은 표면 구성 요소(예: 오일 플랫폼)와 표면 구성 요소(웰 구멍에 있음)로 구성됩니다.표면 구성 요소에는 모터 컨트롤러(종종 가변 속도 컨트롤러), 표면 케이블 및 변압기가 포함됩니다.지표면 아래 컴포넌트는 표면에 있을 때 튜브 스트링의 아래쪽 구멍 끝에 부착하여 전개한 후 튜브와 함께 웰 보어 안으로 내려갑니다.
표면의 고전압(3~5kV) 교류원이 지표면 모터를 구동합니다.최근까지 ESP는 전원에서 모터까지 연장되는 전기 케이블이 필요하기 때문에 설치 비용이 많이 들었습니다.이 케이블은 접합된 튜브에 감겨 각 접합부에 연결되어야 했습니다.새로운 코일 튜브 탯벌은 단일 기존 코일 튜브 유닛을 사용하여 파이프와 전기 케이블을 모두 전개할 수 있도록 합니다.센서 및 제어 데이터용 케이블도 포함될 수 있습니다.
지표면 아래 구성 요소에는 일반적으로 펌프 부분과 모터 부분이 포함되며 펌프에서 나오는 모터 다운홀이 있습니다.모터는 샤프트를 회전시키고, 이 샤프트는 펌프 임펠러를 회전시켜 생산 튜브를 통해 유체를 표면으로 끌어올립니다.이러한 구성 요소는 최대 1000마력(750kW)의 높은 에너지 요구 사항과 함께 최대 3.7km 깊이의 깊은 우물에서 최대 300°F(149°C)의 고온과 최대 5,000psi(34MPa)의 고압에서 안정적으로 작동해야 합니다.펌프 자체는 다단계 장치이며, 작동 요건에 따라 단계 수가 결정됩니다.각 스테이지에는 임펠러와 디퓨저가 있습니다.각 임펠러는 회전축에 결합되어 샤프트 부근에서 반경 방향으로 유체를 가속합니다.그런 다음 오일은 비회전식 디퓨저로 들어갑니다. 이 디퓨저는 샤프트에 결합되지 않고 샤프트 쪽으로 오일을 돌려보내는 베인을 포함합니다.펌프의 직경은 90mm(3.5인치)에서 254mm(10인치)까지이며 길이는 1m(3피트)에서 8.7m(29피트)까지 다양합니다.펌프를 구동하는 데 사용되는 모터는 일반적으로 3상 다람쥐 케이지 유도 모터로, 명판 전력 정격은 7.5kW ~ 560kW(60Hz)[3]입니다.
ESP 어셈블리는 또한 모터와 펌프 사이의 축에 연결된 씰, 모래를 제거하는 스크린 및 펌프 흡입구의 [3]오일 분리기를 포함할 수 있습니다.ESP는 가스의 비중이 상당히 낮아서 펌프 흡입구의 부피가 약 10%를 초과하므로 펌프 전에 가스와 오일을 분리하는 것이 중요합니다.일부 ESP에는 물을 다시 주입할 수 있는 물/오일 분리기가 포함되어 있습니다.일부 유정은 최대 90%의 물을 생성하며 유체 리프트는 상당한 비용이 들기 때문에 표면으로 끌어올리기 전에 물을 다시 주입하면 에너지 소비를 줄이고 경제성을 향상시킬 수 있습니다. ESP는 최대 4,000rpm(67Hz)의 높은 회전 속도와 엄격한 간극을 고려할 때 모래와 같은 고형물에 대해 매우 내성이 없습니다.
전 세계에서 사용되는 유전 ESP 브랜드는 최소 15개입니다.
케이블
수중 펌프 케이블은 젖은 땅이나 물속에서 사용하도록 설계된 전기 도체로 펌프 환경 [5][6][7]조건에 특화된 유형입니다.
잠수펌프케이블은 깊은 우물 또는 이와 유사한 가혹한 조건에서 잠수펌프에 사용하기 위한 특수제품이다.설치 장소와 환경은 매우 제한적일 뿐만 아니라 위험성이 높기 때문에 이러한 유형의 응용 프로그램에 필요한 케이블은 내구성과 신뢰성이 뛰어나야 합니다.따라서 수중 펌프 케이블은 민물 및 소금물 양쪽에 사용할 수 있다.또한 직접 매장 및 우물 주물 내에도 적합합니다.잠수 펌프 케이블의 설치 영역은 물리적으로 제한됩니다.케이블 제조원은, 가능한 한 높은 신뢰성을 실현하기 위해서, 이러한 요소를 염두에 둘 필요가 있습니다.수중 펌프 케이블의 크기와 모양은 설치자의 사용, 선호도 및 펌프 기구에 따라 달라질 수 있습니다.펌프 케이블은 단일 및 다중 도체 유형으로 제작되며 단면이 평평하거나 둥글 수 있습니다. 일부 유형에는 펌프 모터용 전원 도체뿐만 아니라 제어 와이어가 포함됩니다.도체는 식별을 위해 종종 색상으로 구분되며 케이블 재킷 전체도 색상으로 구분될 수 있습니다.
주요 케이블 유형은 다음과 같습니다.
그림 우측 SPC 타입의 3&4 코어 케이블에서는 플레인 구리/주석 구리선이 도체로 사용되었습니다.
- PVC 3&4 코어 케이블
- 플랫 케이블
- 원형 케이블
- 고무 3 & 4 코어 케이블
- 플랫 케이블
- 원형 케이블
- 플랫 드라이버블
- HO7RN-F 케이블
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ "A Historical Perspective of Oilfield Electrical Submersible Pump Industry". esppump.com. ESP pump.com. September 17, 2012. Retrieved November 16, 2017.
With three employees, Arutunoff built and installed the first ESP in an oil well in the El Dorado field near Burns, Kansas.
- ^ "A brief history of pumps". worldpumps.com. Elsevier Ltd. March 23, 2009. Retrieved November 16, 2017.
1929: Pleuger pioneers the submersible turbine pump motor
- ^ a b c Lyons (ed), 석유 및 천연가스 엔지니어 표준 핸드북, 662페이지
- ^ 다른 형태의 인공 리프트로는 가스 리프트, 빔 펌핑, 플런저 리프트 및 프로그레시브 캐비티 펌프가 있습니다.
- ^ Pelikan, Bob (21 June 2017), "Submersible pump cable", The Pump Book, pp. 67–74, ISBN 978-0-615-18509-5
- ^ Ray C. Mullin, Phil Simmons (2011), "Submersible Pump Cable", Electrical Wiring Residential, pp. 423–424, ISBN 978-1-4354-9826-6
- ^ Robert J. Alonzo (19 January 2010). Electrical Codes, Standards, Recommended Practices and Regulations: An Examination of Relevant Safety Considerations. Elsevier. pp. 317–. ISBN 978-0-8155-2045-0. Retrieved 16 November 2012.
- Lyons, William C., ed. (1996). Standard Handbook of Petroleum & Natural Gas Engineering. Vol. 2 (6 ed.). Gulf Professional Publishing. ISBN 0-88415-643-5.
