7. Конструкция уэцн, осевые и радиальные опоры, токовводы, клапаны, фильтры. Методика подбора и расчета уэцн.
Конструкция скважинного центробежного насоса может быть обычной и износоустойчивой, а также повышенной коррозионной стойкости. Диаметры и состав узлов насоса в основном одинаковы для всех исполнений насоса.
Установка погружного насоса состоит :
погружной маслонаполненный электродвигатель,
гидрозащита,
многоступенчатый насос,
специальный кабель,
трансформатор,
спускной клапан,
пояс,
НКТ,
устьевое оборудование,
станция управления,
обратный клапан
Насос - погружной центробежный.
Двигатель – погружной трехфазный асинхронный маслонаполненный с короткозамкнутым ротором.
Направление вращения вала погружного агрегата, если смотреть на него сверху - по часовой стрелке.
Обратный клапан(комбинированный клапан)-для уменьшения пусковых токов, для невозможности обратного вращения установки, для возможности слива жидкости.
Кабель крепится к погружному агрегату и к колонне НКТ металлическими поясами.
Защита кабеля, расположенного вдоль погружного агрегата, обеспечивается специальными ребрами, установленными на модулях насоса.
Оборудование устья скважины обеспечивают подвеску колонны НКТ с насосным агрегатом и кабелем на фланце обсадной колонны, герметизацию труб и кабеля, а также отвод жидкости в выкидной трубопровод.
Трансформаторная подстанция преобразует напряжение промысловой сети до значения оптимального напряжения на зажимах электродвигателя с учетом потерь напряжения в кабеле.
Жидкость поступает в насос ч/з сетку. Сетка обесп6ечивает фильтрацию пластовой жидкости.
Клапаны:
Обратный клапан – с его помощью можно после спуска агрегата в скважину производить заливку НКТ ж-тью перед пуском и удерживать ж-ть в трубах при последующих остановках насоса. Жидкость, нах-ся в НКТ, создает опред. давление и значительно облегчает запуск ЭЦН. Если при этом закрыть еще и задвижку на устье скважины, то перегрузка двигателя во время пуска будет минимальной.
- Сливной клапан (монтируется над обратным) – при подъеме труб обратный клапан задерживает ж-ть в трубах, что может привести при развинчивании труб к попаданию ж-ти на устье скважины. Присутствие ж-ти в НКТ также увеличивает вес поднимаемой колонны, следовательно снижает скорость подъема. Исп-е сливного клапана позволяет освободить НКТ от ж-ти. Состоит из патрубка в который сбоку ввинчивается штуцер, имеющий, просверленное с одного конца отверстие. Перед тем как приступить к подъему в НКТ сбрасывают Ме стержень, он отламывает штуцер и ж-ть сливается ч/з отверстие. При следующем спуске насоса сломанный штуцер заменяют новым.
Осевые опоры: При работе насоса рабочее колесо опирается на опорный бурт направляющего аппарата, в результате чего осевые усилия от рабочих колес передаются на направляющие аппараты и на корпус насоса.
В этом случае вал насоса испытывает в основном осевое усилие от напора насоса, действующего на площадь поперечного сечения вала, от собственного веса и от колес при их залипании.
Основной опорой вала, воспринимающей осевое
усилие, является упорный подшипник или
гидродинамическая пята. Состоит из кольца
1 с сегментами на обеих плоскостях, устанавливаемого
между двумя гладкими шайбами 2, 3. Для компенсации
неточностей изготовления и восприятия ударных
нагрузок под гладкие кольца помещены эластичные
резиновые шайбы-амортизаторы 4, 5, запрессованные в верхнюю 6 и нижнюю 7 опоры. Осевая сила от вала передается через пружинное кольцо 8 опоры вала и дистанционную втулку 9 упорному подшипнику.
Радиальный подшипник ЭЦН воспринимает радиальные нагрузки, возникающие при работе насоса. Радиальный подшипник состоит из опорной втулки с вкладышем, которые является неподвижными деталями и втулки, вращающейся вместе с валом. В каждой модуль - секции насоса обычного исполнения вал имеет два радиальных
подшипника — верхний и нижний, а в модуль-секциях насосов
износостойкого исполнения кроме перечисленных радиальных
подшипников используются промежуточные радиальные опоры.
Промежуточные радиальные опоры в зависимости от типа насоса монтируют в его корпусе через 16-25 ступеней вместе с направляющими аппаратами. Промежуточная опора
представляет собой резинометаллический подшипник, запрессованный в корпус. Рабочая поверхность подшипника, выполненная из резины имеет длину 45-55 мм. Наружный диаметр корпуса подшипника соответствует наружному диаметру направляющего аппарата насоса.
Токовводы: служат для питания обмотки статора, размещается в верхней части двигателя, выводные концы обмотки статора имеют резьбовое окончание для соединения с контактными гильзами, изготовленными из латуни. Материал выводного провода выполнен из меди. Колодка имеет 3 отверстия для установки контактных гильз и центральное отв-е для прохода диэлектрического масла. В отверстиях колодки токоввода имеются буртики, удерживающие гильзу от осевого перемещения.
Общая методика подбора:
Под подбором УЭЦН понимается опред-е типоразмеров установки, обеспечивающей заданную добычу пластовой жидкости при оптимальных или близких к оптимальным раб. показателям .
Исходные данные:
а) Глубина скв., диаметр ОК, инклинограмма.
б) Добывные возможности скв.:
планируемый дебит; давление на забое, коэффициент продуктивностим/МПасут.
в) Физико -химические св-ва пластовой ж-ти и газа:
плотность Н, Г и В; вязкость; обводненность; газовый фактор; пластовое давление, давление насыщения, Тс.
2 . Порядок подбора:
а) По исходным данным определяем расположение динамического ур-ня .
б) По величине дин. ур-ня определяем глубину подвески насоса (в кач-ве одного из критериев м.б. выбрано давление при кот. свободное газосодержание не превышает определенную величину) , если величина спуска оказ-ся больше глубины скв., то расчет повторяется с п.1 с изм исходных данных.
в) По глубине подвески, по планируемому дебиту, обводненности, Г, вязкости и плотности пластового флюида опред-м потребный напор насоса.
г) По планируемому дебиту, потребному напору выбираются насосные установки, чьи рабочие характеристики лежат близко от расчетных величин Q и H. Проводится пересчет их ”водяных” рабочих характеристик на данные пластовой жидкости.
д) Опред-ся число рабочих ступеней, удовлетворяющих данным значениям Q и H. Определяется мощность насоса и выбирается приводной ЭД.
е) Проверяем установку на теплоотвод, по минимально доп-ой ск-ти охлаждения в кольцевом сечении.
ж) Проверяется возможность работы установки на тяжелой жидкости (т.е. на ж-ти глушения при проведении подземных ремонтов).
з) Если выбранный насосный агрегат не в состоянии отбрать треб-мое кол-во ж-ти при выбранной глубине подвески насоса, то глубина подвески увеличивается на 10-100 м и расчет повторяется.
