6.1 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.6.1) 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.
6.2 Привод штангових гвинтових насосів
Привод гвинтових штангових насосів може мати різне виконання. Найбільш часто використовується механічний привод з одноступінчастою клинопасовою трансмісією (рис.6.2). Такий привод має мінімальну вартість і масу, а для зміни частоти обертання колони штанг необхідно провести заміну шківів клинопасової передачі. Представлені на рис. 6.2, а,б схеми приводів із зубчастими редукторами мають менше поширення через необхідність з’єднання тихохідного вала редуктора з устьовим штоком, що призводить до ускладнення підгонки довжини колони штанг. Крім того, зміна частоти обертання привода можлива тільки за рахунок зміни швидкості обертання вала електродвигуна.
Конструктивна схема привода з клинопасовою трансмісією і вертикальним розміщенням вала приводного електродвигуна показана на рис. 6.3
1 – приводна 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 6.1 - Установка гвинтового штангового насоса
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 6.2 - Схеми приводів гвинтового штангового насоса
Подача насоса визначається за формулою
Q=V∙n∙, (6.1)
де - об’ємний ККД насоса;
V – робочий об’єм насоса.
V=S∙T∙Z, (6.2)
де Z – кількість заходів ротора;
S – площа перерізу робочих органів.
S=4∙e∙d, (6.3)
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.
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 6.3 - Конструктивна схема привода гвинтового штангового насоса