SEM (motor electric submersibil) - motoarele submersibile sunt antrenare ESP , care convertesc energia electrică, care este furnizată printr-un cablu de alimentare cu trei fire de sus către zona de suspensie a instalației, în energie mecanică de rotație a pompei.
SEM face parte din partea submersibilă a instalației unei pompe electrice submersibile utilizate pentru pomparea fluidului de formare din puțurile de petrol.
Datorită invenției motorului submersibil, a devenit posibilă invenția pompei centrifuge electrice submersibile .
Primul motor electric submersibil a fost inventat la Ekaterinoslav în timpul Primului Război Mondial, primele SEM au fost folosite ca un dispozitiv de foraj pentru nevoile armatei.
Producția unui motor electric submersibil a fost realizată conform ideii unui absolvent al Institutului Politehnic din Petrograd Armais Arutyunov
După Revoluția din octombrie 1917, Arutyunov a emigrat în Austria, unde la una dintre uzinele de pompare a început să lucreze la utilizarea unui brevet rusesc ca motor pentru pompe submersibile pentru deshidratarea în mine și pe nave, pentru ridicarea apei din puțurile de drenaj. . Și apoi, după ce s-a mutat în SUA, Arutyunov a organizat un mic atelier în statul California pentru fabricarea de pompe electrice submersibile pentru producția de ulei, conform unui brevet eliberat în 1926. În 1927, compania petrolieră Philips Petroleum, interesată de o nouă tehnologie de ridicare a fluidului dintr-un puț, a construit o fabrică și a creat REDA Pumps Co (abreviere pentru Russian Electrical Dynamo of Arutunoff) în Bartlesville ( Oklahoma ), a cărei conducere era încredinţat lui A. S. Arutyunov. Primul motor electric submersibil ca parte a unei pompe centrifuge submersibile a fost coborât în puț în 1928.
În țara noastră, lucrările la crearea de acționări electrice submersibile pentru burghie electrice și pompe electrice submersibile au fost reluate la începutul anilor 30 la Biroul Gormashinproekt de mașini electrice de adâncime de către un grup de specialiști (A.P. Ostrovsky, N.G. Grigoryan, I.V. Alexandrov). , A. A. Bogdanov ș.a.) Cu toate acestea, Marele Război Patriotic din 1941-1945. nu a permis aducerea lucrării la implementare industrială. Și numai după sfârșitul Marelui Război Patriotic, într-un birou special de proiectare pentru proiectarea, cercetarea și implementarea pompelor fără tije adânci (OKB BN), special creat în 1950, a fost posibilă extinderea pe scară largă a cercetării, proiectării și a altor lucrări privind dezvoltarea, organizarea producției și implementarea instalațiilor centrifuge submersibile pentru extracția petrolului, minerit și alimentarea cu apă rurală. Fondatorul OKB BN a fost Alexander Antonovich Bogdanov . Armaris Arutyunov a oferit o mare asistență specialiștilor sovietici în crearea Biroului de proiectare BN. Dar utilizarea SEM-urilor ca parte a ESP-urilor în industria petrolieră a URSS a început în timpul Marelui Război Patriotic din 1943, când 53 de unități REDA au fost primite din SUA sub împrumut-închiriere. Și primul motor submersibil intern ca parte a ESP a fost lansat pe 20 martie 1951 în puțul nr. 18/11 al trustului Oktyabrneft al asociației Grozneft. În prezent, producătorii autohtoni de motoare electrice submersibile sunt: Lysvaneftemash, Novomet-Perm, Almaz-Raduzhny, ALNAS LLC, Benz-Bugulma, pompe Schlumberger Tyumen, REPN. Cei mai mari producători de PED din străinătate sunt: REDA, BAKER HUGHES, WG ESP.
Motorul este realizat, de regulă, sub formă de motoare electrice trifazate , asincrone cu doi, patru, șase poli , cu rotor cu colivie, umplute cu ulei și etanșate, concepute pentru funcționare continuă dintr-o rețea de curent alternativ cu o frecventa de 50 Hz. Tensiunea de alimentare a rețelei de câmp alimentată puțului poate fi de 380, 6000 și 10000V, în funcție de echipamentul de suprafață. Când se utilizează un regulator de frecvență, motorul poate fi funcționat la o frecvență de curent alternativ de 40 până la 60 Hz. Direcția de lucru de rotație a arborelui este în sensul acelor de ceasornic când este privită din partea laterală a capului.
Un motor electric asincron este format dintr-o parte fixă - statorul. În partea interioară a statorului există o parte rotativă - rotorul. Pentru a reduce pierderile de curent turbionar , circuitele magnetice ale statorului și rotorului sunt realizate din foi subțiri de oțel electric (0,5 mm) izolate între ele cu lac. Înfășurarea statorului este așezată în fantele statorului (trei bobine deplasate cu 120°). Există o înfășurare scurtcircuitată în canelurile rotorului. Când înfășurarea statorului este conectată la o rețea trifazată, apare un câmp magnetic rotativ al statorului , a cărui frecvență de rotație este n1. câmpul rotativ al statorului induce EMF în înfăşurarea rotorului . EMF indus creează curenți în înfășurarea rotorului. Interacțiunea acestor curenți cu câmpul statoric creează un cuplu și rotorul se rotește în sensul de rotație al câmpului statoric cu o frecvență n2. Rotația rotorului prin arbore este transmisă actuatorului. Sensul de rotație al câmpului magnetic al statorului și, prin urmare, rotația rotorului, depind de ordinea alternanței de fază a tensiunii furnizate înfășurării statorului. Frecvența de rotație a rotorului n2, numită asincron, este întotdeauna mai mică decât frecvența de rotație a câmpului n1, deoarece numai în acest caz EMF induce în înfășurarea rotorului motorului asincron. Diferența dintre rotațiile lui n1 și n2 se numește alunecare și se notează cu litera S=(n1-n2)/n1 * 100%. Alunecarea depinde de sarcina motorului. În momentul pornirii S=1. Pe măsură ce sarcina scade, alunecarea scade. Când n1=n2 S=0 și nu va exista cuplu. Pentru majoritatea motoarelor electrice, S = până la 6%. În timpul funcționării motorului, circulația uleiului este asigurată fie de un rotor special instalat în partea superioară a rotorului, fie de un al cincilea, care are orificii radiale. Uleiul se ridică de jos în sus de-a lungul canalului central al arborelui, prin găurile radiale din arbore intră pentru a lubrifia rulmenții și este împrăștiat de rotor în partea frontală superioară a statorului. Apoi, de-a lungul spațiului dintre rotor și stator, cade în bază și prin filtru înapoi în canalul central al arborelui. Pentru funcționarea normală a rotorului, este necesar ca un șurub special să fie instalat în capătul superior al arborelui, blocând canalul intern al arborelui.
Statorul este o carcasă realizată dintr-o țeavă specială în care este presat un circuit magnetic din tablă de oțel electric. O înfășurare trifazată conectată la o stea este așezată în fantele statorului.
RotorRotorul este un set de pachete separate de rulmenți intermediari și așezate secvenţial pe arbore. Arborele rotorului este scobit pentru a asigura circulația uleiului. Pachetele rotorului sunt realizate din oțel electric, în canelurile rotorului sunt plasate tije de cupru sudate la capete cu inele de cupru.
Cap PEDCapul SEM este o unitate de asamblare situată în partea superioară a motorului, în care este amplasat un ansamblu de rulmenți axiali, format dintr-un călcâi și un rulment de tracțiune, rulmenți radiali extremi ai rotorului, ansambluri de plumb de curent și un dop prin care uleiul. este pompat în motor în timpul instalării.
Baza de josEste situat în partea de jos a motorului, care conține un filtru de ulei, o supapă de reținere pentru pomparea uleiului în motor, o supapă de bypass și magneți pentru a capta produsele de uzură. Baza inferioară este, de asemenea, un nod la care este conectat echipamentul suplimentar suspendat al ESP; pentru aceasta, partea inferioară a bazei este realizată sub formă de flanșă sau are un filet interior cu un diametru de 60 mm.
SEM-urile cu o putere mai mare de 100 kW sunt produse în versiuni cu două și trei secțiuni. De fapt, acestea sunt 2 sau 3 motoare ale căror faze sunt conectate în serie, în legătură cu care se adună tensiunea secțiunilor, iar curentul rămâne comun pentru toate secțiunile. Toate secțiunile ansamblului plus protecția hidraulică sunt un sistem etanș umplut cu ulei care circulă prin motor.