SEM (sänkbar elmotor) - dränkbara motorer är ESP -drivanordningar , som omvandlar elektrisk energi, som tillförs genom en strömkabel med tre kärnor från ovan till installationsupphängningszonen, till mekanisk energi för pumprotation.
SEM är en del av den dränkbara delen av installationen av en elektrisk dränkbar pump som används för att pumpa formationsvätska från oljekällor.
Tack vare uppfinningen av den dränkbara motorn blev uppfinningen av den dränkbara elektriska centrifugalpumpen möjlig .
Den första nedsänkbara elmotorn uppfanns i Jekaterinoslav under första världskriget, de första SEM:erna användes som en borrenhet för arméns behov.
Produktionen av en nedsänkbar elmotor utfördes enligt idén om en examen från Petrograd Polytechnic Institute Armais Arutyunov
Efter oktoberrevolutionen 1917 emigrerade Arutyunov till Österrike, där han vid en av pumpanläggningarna började arbeta med användningen av ett ryskt patent som drivkraft för dränkbara pumpar för avvattning i gruvor och på fartyg, för att lyfta vatten från dräneringsbrunnar . Och sedan, efter att ha flyttat till USA, organiserade Arutyunov en liten verkstad i delstaten Kalifornien för tillverkning av dränkbara elektriska pumpar för oljeproduktion enligt ett patent som utfärdades till honom 1926. 1927 byggde oljebolaget Philips Petroleum, intresserad av en ny teknik för att lyfta vätska från en brunn, en anläggning och skapade REDA Pumps Co (en förkortning för Russian Electrical Dynamo of Arutunoff) i Bartlesville ( Oklahoma ), vars ledning var anförtrodd åt A. S. Arutyunov. Den första dränkbara elmotorn som en del av en dränkbar centrifugalpump sänktes ner i brunnen 1928.
I vårt land återupptogs arbetet med att skapa dränkbara elektriska drivenheter för elektriska borrar och dränkbara elektriska pumpar i början av 30-talet vid Gormashinproekt Bureau of Deep Sea Electric Machines av en grupp specialister (A.P. Ostrovsky, N.G. Grigoryan, I.V. Alexandrov , A. A. Bogdanov och andra) Men det stora fosterländska kriget 1941-1945. inte tillät att föra arbetet till industriellt genomförande. Och först efter slutet av det stora fosterländska kriget, i en speciell designbyrå för design, forskning och implementering av djupa stavlösa pumpar (OKB BN), speciellt skapad 1950, var det möjligt att i stor utsträckning utöka forskning, design och annat arbete på utveckling, organisation av produktion och implementering av dränkbara centrifugalinstallationer för oljeutvinning, gruvdrift och vattenförsörjning på landsbygden. Grundaren av OKB BN var Alexander Antonovich Bogdanov . Armaris Arutyunov gav stor hjälp till sovjetiska specialister i skapandet av Design Bureau BN. Men användningen av SEM som en del av ESP:er i oljeindustrin i Sovjetunionen började under det stora fosterländska kriget 1943, då 53 REDA-enheter togs emot från USA under utlåning. Och den första inhemska dränkbara motorn som en del av ESP lanserades den 20 mars 1951 i brunn nr. 18/11 av Oktyabrneft-stiftelsen i Grozneft-föreningen. För närvarande är inhemska tillverkare av dränkbara elmotorer: Lysvaneftemash, Novomet-Perm, Almaz-Raduzhny, ALNAS LLC, Benz-Bugulma, Schlumberger Tyumen pumps, REPN. De största PED-tillverkarna utomlands är: REDA, BAKER HUGHES, WG ESP.
Motorn är som regel gjord i form av trefasiga , asynkrona två-, fyra-, sexpoliga elmotorer med en ekorrburrotor, oljefylld och tätad, designad för kontinuerlig drift från ett växelströmsnätverk med en frekvens på 50 Hz. Matningsspänningen för fältnätverket som tillförs brunnen kan vara 380, 6000 och 10000V, beroende på ytutrustningen. Vid användning av en frekvensregulator kan motorn drivas med en växelströmsfrekvens på 40 till 60 Hz. Arbetsriktningen för axelns rotation är medurs sett från sidan av huvudet.
En asynkron elmotor består av en fast del - statorn. I den inre delen av statorn finns en roterande del - rotorn. För att minska virvelströmsförlusterna är statorns och rotorns magnetiska kretsar gjorda av tunna (0,5 mm) elektriska stålplåtar isolerade från varandra med lack. Statorlindningen läggs i statorslitsarna (tre spolar förskjutna 120°). Det finns en kortsluten lindning i rotorns spår. När statorlindningen är ansluten till ett trefasnätverk uppstår ett roterande statormagnetfält , vars rotationsfrekvens är n1. det roterande statorfältet inducerar EMF i rotorlindningen . Den inducerade EMF skapar strömmar i rotorlindningen. Interaktionen mellan dessa strömmar med statorfältet skapar ett vridmoment och rotorn roterar i statorfältets rotationsriktning med en frekvens n2. Rotorns rotation genom axeln överförs till ställdonet. Rotationsriktningen för statorns magnetfält, och därför rotorns rotation, beror på ordningen för fasväxlingen av spänningen som tillförs statorlindningen. Rotationsfrekvensen för rotorn n2, kallad asynkron, är alltid mindre än rotationsfrekvensen för fältet n1, eftersom endast i detta fall inducerar EMF i asynkronmotorns rotorlindning. Skillnaden mellan rotationerna för n1 och n2 kallas slip och betecknas med bokstaven S=(n1-n2)/n1 * 100%. Slirningen beror på motorbelastningen. Vid startögonblicket S=1. När belastningen minskar minskar slirningen. När n1=n2 S=0 och det inte finns något vridmoment. För de flesta elmotorer är S = upp till 6 %. Under motordrift tillhandahålls oljecirkulationen antingen av ett speciellt pumphjul installerat i den övre delen av rotorn, eller av ett femte, som har radiella hål. Oljan stiger nerifrån och upp längs axelns centrala kanal, genom de radiella hålen i axeln kommer den in för att smörja lagren och sprids av pumphjulet i den övre främre delen av statorn. Sedan, längs gapet mellan rotorn och statorn, faller den in i basen och genom filtret tillbaka in i axelns centrala kanal. För normal drift av pumphjulet är det nödvändigt att en speciell skruv installeras i den övre änden av axeln, vilket blockerar axelns inre kanal.
Statorn är ett hus tillverkat av ett speciellt rör i vilket en magnetisk krets av elektrisk stålplåt pressas in. En trefaslindning ansluten till en stjärna läggs i statorslitsarna.
RotorRotorn är en uppsättning paket separerade av mellanlager och sekventiellt placerade på axeln. Rotoraxeln är gjord ihålig för att säkerställa oljecirkulation. Rotorpaketen är gjorda av elstål, kopparstänger svetsade i ändarna med kopparringar placeras i rotorns spår.
PED-huvudSEM-huvudet är en monteringsenhet placerad i den övre delen av motorn, i vilken en axiallagerenhet är placerad, bestående av en häl och ett axiallager, extrema radiella lager på rotorn, strömledningsenheter och en plugg genom vilken olja pumpas in i motorn under installationen.
BottenbasDen är placerad i botten av motorn, som innehåller ett oljefilter, en backventil för att pumpa in olja i motorn, en bypass-ventil och magneter för att fånga upp slitageprodukter. Den nedre basen är också en nod till vilken den ytterligare upphängda utrustningen i ESP är ansluten; för detta är den nedre delen av basen gjord i form av en fläns eller har en inre gänga med en diameter på 60 mm.
SEM med en effekt på mer än 100 kW produceras i två- och tresektionsversioner. I själva verket är dessa 2 eller 3 motorer, vars faser är seriekopplade, i samband med vilka sektionernas spänning adderas, och strömmen förblir gemensam för alla sektioner. Alla sektioner i monteringen plus hydrauliskt skydd är ett tätat system fyllt med olja som cirkulerar genom hela motorn.