10.1 Склад обладнання
ГШНУ включає в свій склад наземне та свердловинне обладнання.
Наземне обладнання встановлюється на трубній головці свердловини і призначено для перетворення енергії приводного двигуна в механічну енергію обертової колони насосних штанг.
Наземне обладнання складається з:
трійника для відбору пластової рідини;
приводної головки;
рами для кріплення приводного двигуна;
трансмісії;
приводного двигуна з пристроєм керування;
пристрою для затискання (підвіски) устьового штока.
Приводна головка призначена для передачі крутного моменту колоні штанг, сприйняття осьових навантажень від ваги штанг і рухомих деталей насоса.
Свердловинне обладнання ГШНУ (див. рис.10.1)
складається із:
- колони НКТ, в нижній частині якої встановлюється статор насоса.
- насосних штанг, які обертаються в центраторах, а нижній кінець з’єднаний з ротором насоса. Компоновка низу колони НКТ в залежності від умов експлуатації свердловини може включати наступні елементи: фільтр газовий і пісочний сепаратори, якір центратор або фонар статора; зворотний і циркуляційний клапани; упорний палець насоса. Упорний палець в насосі служить для правильної підгонки довжини колони штанг.
1 – привідна головка; 2 – трійник для відводу пластової рідини;
3 – штанговий превентор; 4 – трубна головка; 5 – полірований шток; 6 – насосна штанга; 7 – центратор; 8 – ротор; 9 – статор;
10 – палець;11 – електродвигун;12 – рама
Рисунок 10.1 - Установка гвинтового штангового насоса
10.2 Привод штангових гвинтових насосів
Привод гвинтових штангових насосів може мати різне виконання. Найбільш часто використовується механічний привод з одноступінчастою клинопасовою трансмісією (рис.10.2). Такий привод має мінімальну вартість і масу, а для зміни частоти обертання колони штанг необхідно провести заміну шківів клинопасової передачі. Представлені на рис. 10.2, а,б схеми приводів із зубчастими редукторами мають менше поширення із-за необхідності з’єднання тихохідного вала редуктора з устьовим штоком, що приводить до ускладнення підгонки довжини колони штанг. Крім того, зміна частоти обертання привода можлива тільки за рахунок зміни швидкості обертання вала електродвигуна.
а) із планетарною трансмісією; б) із зубчастою трансмісією;
в) із клинопасовою трансмісією 1 – електродвигун; 2 – планетарний редуктор; 3 – муфтове з’єднання вала привода і устьового штока; 4 – корпус ущільнення устьового штока
Рисунок 10.2 - Схеми приводів гвинтового штангового насоса
Конструктивна схема привода з клинопасовою трансмісією і вертикальним розміщенням вала приводного електродвигуна показана на рис. 10.3
1–захоплювач устьового штока; 2–ведений шків клинопасової передачі; 3–корпус; 4–основний підшипник; 5–гальмівний пристрій; 6–устьовий шток; 7–ущільнення полірованого штока
Рисунок 10.3 - Конструктивна схема привода гвинтового штангового насоса
Подача насоса визначається за формулою
Q=V∙n∙,
де - об’ємний ККД насоса;
V – робочий об’єм насоса.
V=S∙T∙Z,
де Z – кількість заходів ротора;
S – площа перерізу робочих органів.
S=4∙e∙d,
де е – ексцентриситет гвинта;
d – діаметр перерізу гвинта насоса.
В Росії створені насоси декількох параметричних рядів: (Q = 1 – 100 м3/добу):
серії при діаметральному габариті 42 – 89 мм
серії при діаметральному габариті 90 – 106 мм.