SEM (submersible sähkömoottori) - uppomoottorit ovat ESP - käyttöä, joka muuntaa sähköenergian, joka syötetään kolmijohtimisella virtakaapelilla ylhäältä asennuksen ripustusvyöhykkeelle, pumpun mekaaniseksi pyörimisenergiaksi.
SEM on osa sähköisen uppopumpun asennuksen upotettavaa osaa, jota käytetään pumppaamaan muodostusnestettä öljykaivoista.
Upotettavan moottorin keksinnön ansiosta upotettavan sähköisen keskipakopumpun keksiminen tuli mahdolliseksi .
Ensimmäinen upotettava sähkömoottori keksittiin Jekaterinoslavissa ensimmäisen maailmansodan aikana, ensimmäisiä SEM-laitteita käytettiin porakoneena armeijan tarpeisiin.
Upotettavan sähkömoottorin valmistus toteutettiin Petrogradin ammattikorkeakoulusta valmistuneen Armais Arutyunovin idean mukaan.
Vuoden 1917 lokakuun vallankumouksen jälkeen Arutyunov muutti Itävaltaan, missä hän alkoi yhdessä pumppaamoissa työstää venäläisen patentin käyttöä kaivoksissa ja laivoissa vedenpoistoon tarkoitettujen uppopumppujen käyttövoimana veden nostamiseen viemärikaivoista. . Ja sitten muutettuaan Yhdysvaltoihin Arutyunov järjesti Kalifornian osavaltioon pienen työpajan öljyntuotantoon tarkoitettujen uppoavien sähköpumppujen valmistamiseksi hänelle vuonna 1926 myönnetyn patentin mukaisesti. Vuonna 1927 öljy-yhtiö Philips Petroleum, joka oli kiinnostunut uudesta tekniikasta nesteiden nostamiseksi kaivosta, rakensi tehtaan ja perusti REDA Pumps Co:n (lyhenne sanoista Russian Electrical Dynamo of Arutunoff) Bartlesvilleen ( Oklahomassa ), jonka johto oli uskottiin A. S. Arutjunoville. Ensimmäinen upotettava sähkömoottori osana upotettavaa keskipakopumppua laskettiin kaivoon vuonna 1928.
Maassamme asiantuntijaryhmä (A. P. Ostrovsky, N. G. Grigoryan, I. V. Aleksandrov) aloitti uudelleen työskentelyä sähköporien ja upotettavan sähköpumpun uppoavien sähkökäyttöjen luomiseksi 30-luvun alussa Gormashinproekt Bureau of Deep Sea Electric Machines -toimistossa. , A. A. Bogdanov ja muut) Kuitenkin suuri isänmaallinen sota 1941-1945. ei sallinut työn viemistä teolliseen käyttöön. Ja vasta Suuren isänmaallisen sodan päättymisen jälkeen vuonna 1950 perustetussa erityisessä suunnittelutoimistossa syvätangottomien pumppujen suunnittelua, tutkimusta ja toteuttamista varten (OKB BN) oli mahdollista laajentaa laajasti tutkimusta, suunnittelua ja muuta työtä. öljynottoa, kaivostoimintaa ja maaseudun vesihuoltoa varten tarkoitettujen upotettavan keskipakolaitteiston kehittäminen, tuotannon organisointi ja käyttöönotto. OKB BN:n perustaja oli Alexander Antonovich Bogdanov . Armaris Arutyunov tarjosi suurta apua Neuvostoliiton asiantuntijoille Design Bureau BN:n luomisessa. Mutta SEM:ien käyttö osana ESP:tä Neuvostoliiton öljyteollisuudessa alkoi Suuren isänmaallisen sodan aikana vuonna 1943, jolloin Yhdysvalloista saatiin laina-lease-sopimuksella 53 REDA-yksikköä. Ja ensimmäinen kotimainen uppomoottori osana ESP:tä otettiin käyttöön 20. maaliskuuta 1951 Grozneft-yhdistyksen Oktyabrneft-säätiön kaivossa nro 18/11. Tällä hetkellä kotimaiset upotettavat sähkömoottorit ovat: Lysvaneftemash, Novomet-Perm, Almaz-Raduzhny, ALNAS LLC, Benz-Bugulma, Schlumberger Tyumen pumput, REPN. Suurimmat PED-valmistajat ulkomailla ovat: REDA, BAKER HUGHES, WG ESP.
Moottori on yleensä valmistettu kolmivaiheisista , asynkronisista kaksi-, neljä-, kuusinapaisista sähkömoottoreista , joissa on oravahäkkiroottori, öljyllä täytetty ja tiivistetty, suunniteltu jatkuvaan toimintaan vaihtovirtaverkosta. taajuudella 50 Hz. Kaivoon syötettävän kenttäverkon syöttöjännite voi olla pintalaitteistosta riippuen 380, 6000 ja 10000 V. Taajuussäädintä käytettäessä moottoria voidaan käyttää vaihtovirtataajuudella 40 - 60 Hz. Akselin pyörimissuunta on pään sivulta katsottuna myötäpäivään.
Asynkroninen sähkömoottori koostuu kiinteästä osasta - staattorista. Staattorin sisäosassa on pyörivä osa - roottori. Pyörrevirtahäviöiden vähentämiseksi staattorin ja roottorin magneettipiirit on valmistettu ohuista (0,5 mm) sähköteräslevyistä, jotka on eristetty toisistaan lakalla. Staattorin käämitys asetetaan staattorin uriin (kolme kelaa siirretty 120°). Roottorin urissa on oikosuljettu käämitys. Kun staattorikäämi kytketään kolmivaiheiseen verkkoon, syntyy pyörivä staattorin magneettikenttä , jonka pyörimistaajuus on n1. pyörivä staattorikenttä indusoi EMF :ää roottorin käämitykseen . Indusoitu EMF luo virtoja roottorin käämiin. Näiden virtojen vuorovaikutus staattorikentän kanssa muodostaa vääntömomentin ja roottori pyörii staattorikentän pyörimissuuntaan taajuudella n2. Roottorin pyöriminen akselin läpi välittyy toimilaitteeseen. Staattorin magneettikentän pyörimissuunta ja siten roottorin pyörimissuunta riippuvat staattorin käämitykseen syötettävän jännitteen vaihevaihtelun järjestyksestä. Roottorin n2 pyörimistaajuus, jota kutsutaan asynkroniseksi, on aina pienempi kuin kentän n1 pyörimistaajuus, koska vain tässä tapauksessa EMF indusoi asynkronisen moottorin roottorikäämissä. Eroa n1:n ja n2:n kiertojen välillä kutsutaan luistoksi ja sitä merkitään kirjaimella S=(n1-n2)/n1 * 100%. Luisto riippuu moottorin kuormituksesta. Aloitushetkellä S=1. Kuorman pienentyessä luisto pienenee. Kun n1=n2 S=0 ja vääntömomenttia ei ole. Useimmissa sähkömoottoreissa S = jopa 6 %. Moottorin käytön aikana öljyn kierto saadaan aikaan joko roottorin yläosaan asennetulla erityisellä juoksupyörällä tai viidennellä, jossa on radiaaliset reiät. Öljy nousee alhaalta ylöspäin akselin keskikanavaa pitkin, akselin säteittäisten reikien kautta se menee sisään voitelemaan laakereita ja hajoaa staattorin yläetuosassa olevaa juoksupyörää. Sitten se putoaa roottorin ja staattorin välistä rakoa pitkin alustaan ja suodattimen läpi takaisin akselin keskikanavaan. Juoksupyörän normaalia toimintaa varten on välttämätöntä, että akselin yläpäähän on asennettu erityinen ruuvi, joka estää akselin sisäisen kanavan.
Staattori on erityisestä putkesta valmistettu kotelo, johon painetaan sähköteräslevystä valmistettu magneettipiiri. Staattorin koloihin asetetaan tähteen kytketty kolmivaihekäämi.
RoottoriRoottori on sarja paketteja, jotka on erotettu välilaakereilla ja asetettu peräkkäin akselille. Roottorin akseli on tehty ontoksi öljyn kiertämisen varmistamiseksi. Roottoripaketit on valmistettu sähköteräksestä, päistä kuparirenkailla hitsatut kuparitangot on sijoitettu roottorin uriin.
PED-pääSEM-pää on moottorin yläosassa sijaitseva asennusyksikkö, johon on sijoitettu painelaakerikokoonpano, joka koostuu kantapäästä ja painelaakerista, roottorin äärimmäisistä säteittäislaakereista, virtajohtokokoonpanoista ja tulppasta, jonka läpi öljy kulkee. pumpataan moottoriin asennuksen aikana.
AlaosaSe sijaitsee moottorin pohjassa, joka sisältää öljynsuodattimen, takaiskuventtiilin öljyn pumppaamiseksi moottoriin, ohitusventtiilin ja magneetteja kuluvien tuotteiden vangitsemiseksi. Alempi pohja on myös solmu, johon on kytketty ESP:n lisäripustus; tätä varten pohjan alaosa on tehty laipan muotoiseksi tai siinä on sisäkierre, jonka halkaisija on 60 mm.
Yli 100 kW tehoisia SEM-laitteita valmistetaan kaksi- ja kolmiosaisina versioina. Itse asiassa kyseessä on 2 tai 3 moottoria, joiden vaiheet on kytketty sarjaan, joiden yhteydessä osien jännite lasketaan yhteen ja virta pysyy kaikille osille yhteisenä. Kaikki kokoonpanon osat sekä hydraulinen suojaus ovat suljettu järjestelmä, joka on täytetty öljyllä, joka kiertää moottorin läpi.