4.1.1. Погружные центробежные насосы

Скважинные центробежные насосы являются многоступенчатыми машинами. Это обусловлено в первую очередь малыми значениями напора, создаваемым одной ступенью (рабочим колесом и направляющим аппаратом). В свою очередь небольшие значения напора одной ступени (от 3 до 6-7 м водяного столба) определяются малыми величинами внешнего диаметра рабочего колеса, ограниченного внутренним диаметром обсадной колонны и размерами применяемого скважинного оборудования - кабеля, погружного двигателя и т.д.

Конструкция скважинного центробежного насоса может быть обычной и износостойкой, а также повышенной коррозионной стойкости. Диаметры и состав узлов насоса в основном одинаковы для всех исполнений насоса.

Скважинный центробежный насос обычного исполнения предназначен для отбора из скважины жидкости с содержанием воды до 99%. Механических примесей и в откачиваемой жидкости должно быть не более 0,01% массовых (или 0,1 г/л), при этом твердость механических примесей не должна превышать 5 баллов по Моосу; сероводорода - не более 0,001%. По требованиям технических условий заводов-изготовителей, содержание свободного газа на приеме Насоса не должно превышать 25%. 

Центробежный насос коррозионностойкого исполнения предказначен для работы при содержании в откачиваемой пластовой жидкости сероводорода до 0,125% (до 1,25 г/л).

Износостойкое исполнение позволяет откачивать жидкость с содержанием механических примесей до 0,5 г/л.

Рабочим органом скважинного центробежного насоса служит ступень насосная (СН) с цилиндрическими (ЦЛ) или наклонно- цилиндрическими лопатками (НЦЛ), состоящая из рабочего колеса и направляющего аппарата (рис. 4.5).

Ступени с ЦЛ применяются на номинальные подачи до 125 м3/сут (включительно) в насосах с наружным диаметром 86 и 92 мм, до 160 м3/сут в насосах с диаметром 103 мм и до 250 м3/сут в насосах с диаметром 114 мм.

Ступени с НЦЛ применяются в насосах с большей подачей. В области своего применения ступени с НЦЛ имеют более высокий КПД и более, чем в 1,5 раза увеличенную подачу, чем ступени с ЦЛ в тех же диаметральных габаритах. Наружный диаметр ступеней 70, 80, 90 и 100 мм.

Ступени размещаются в расточке цилиндрического корпуса каждой секции. В одной секции насоса может размещаться от 39 до 200 ступеней в зависимости от их монтажной высоты. Максимальное количество ступеней в насосах достигает 600 штук.

Для возможности сборки ЭЦН с таким количеством ступеней и разгрузки вала от осевой силы применяется плавающее рабочее колесо. Рабочее колесо в насосе не фиксируется на валу в осевом направлении и удерживается от проворота призматической шпонкой-

колесо может свободно перемещаться в осевом направлении в промежутке, ограниченном опорными поверхностями направляющих аппаратов.

Колесо опирается на индивидуальную для каждой ступени насоса (СН) осевую опору, состоящую из опорного бурта направляющего аппарата предыдущей ступени и антифрикционной износостойкой шайбы, запрессованной в расточку рабочего колеса; при этом утечка через переднее уплотнение колеса практически равна нулю. Но механический КПД ступени с плавающим рабочим колесом снижается из-за потерь трения в нижней опоре колеса. Величина этих потерь в первом приближении пропорциональна осевой силе, действующей на рабочее колесо ступени.

Относительная характеристика ступени насоса представлена на рис. 4,6. Под относительной величиной понимается отношение фактической величины к соответствующей величине на оптимальном режиме, при котором КПД достигает максимального значения. 

На режимах, примерно на 10% превышающих подачу нулевой осевой силы, рабочее колесо СН может «всплыть», т.е. переместиться вверх, вплоть до упора, выполненного в виде верхней осевой опоры, состоящей из опорного бурта на направляющем аппарате и шайбы, запрессованной в расточку рабочего колеса. Всплытие рабочего колеса сопровождается скачкообразным снижением напора, КПД и резким повышение потребляемой мощности при увеличении подачи. При уменьшении подачи от режима открытой задвижки рабочее колесо может опускаться в нижнее положение при значениях относительной подачи q = 0,9 - 1,0.

Наиболее распространенный в настоящее время способ разгрузки колеса от осевой силы в ступенях с НЦЛ - создание при помощи выполненного у колеса второго верхнего уплотнения камеры за ведущим диском колеса, в котором давление с помощью отверстий в ведущем диске уравнивается с давлением у входа в колесо (рис. 4.7 а). Разгрузка рабочего колеса позволяет существенно снизить осевую силу. Такие ступени по сравнению с аналогичными ступенями с неразгруженными рабочими колесами имеют ряд преимуществ: повышенный ресурс работы индивидуальной нижней опоры рабочего колеса, увеличенный КПД ступени.

Недостатками ступеней с разгруженными рабочими колесами является усложнение технологии и повышение трудоемкости изготовления, функциональный отказ способа разгрузки при засорении разгрузочных отверстий и при износе верхнего уплотнения рабочего колеса.

Усиление пары индивидуальной осевой опоры и межступенного уплотнения СН может быть достигнуто применением двухопорной конструкции ступени (рис. 4.7 б). Двухопорная конструкция СН имеет по сравнению с одноопорной ступенью повышенный ресурс индивидуальной нижней пяты ступени, более надежную изоляцию вала от абразивной и коррозионно-агрессивной протекающей жидкости, увеличенный ресурс работы и большую жесткость вала насоса из-за увеличенных осевых длин межступенных уплотнений, служащих в ЭЦН помимо уплотнения дополнительными радиальными подшипниками.

Двухопорная конструкция ступени по сравнению с одноопорной более трудоемка в изготовлении.

В погружном центробежном насосе для добычи нефти в зависимости от перекачиваемой продукции, в первую очередь, изнашиваются поверхности трения осевых и радиальных опор, в том числе осевых опор рабочих колес и радиальных межступенных уплотнений, а также поверхности каналов, контактирующие с потоком перекачиваемой жидкости. Повышение надежности и долговечности ступеней достигается путем уменьшения осевой силы, действующей на рабочие колеса, усиления пары трения осевой и радиальной опор, использования соответствующих износостойких и коррозионностойких материалов, Уменьшением действия радиальных сил на ротор путем повышения точности изготовления, балансировки рабочих колес.

Ответственной с точки зрения повышения надежности СН являйся верхняя пята рабочего колеса. Рабочее колесо работает на верхней пяте кратковременно на пусковых режимах и на режймах, лежащих правее рекомендованного диапазона подач, т.е. в режимах

возможного всплытия рабочего колеса. При нарушении правил эксплуатации - установлении рабочего режима регулированием подачи от открытой задвижки - всплывшее рабочее колесо может не опускаться в свое нижнее положение и продолжительное время будет работать на своей верхней пяте.

Условия трения в верхней пяте рабочего колеса менее благоприятные, чем условия трения нижней пяты из-за меньшего перепада давления в пяте, и, следовательно, худшей смазки поверхности трения.

Износ поверхности каналов СН, контактирующих с потоком жидкости, возникает в случае применения СН для перекачивания жидкостей, содержащих механические примеси, твердость которых превышает твердость материалов СН.

В насосах типа ЭЦН, ЭЦНИ и ЭЦНК используются ступени с одними и теми же проточными частями. Ступени в насосах разных исполнений отличаются друг от друга материалами рабочих органов, пар трения и некоторыми конструктивными элементами.

Значительные отличия имеет насосная ступень, разработанная и выпускаемая НПФ «Новомет- Пермь» (рис. 4.8), и некоторыми другими фирмами (гр. заводов «Борец», АО «Ижнефтепласт» и др.).

Рабочее колесо 3 имеет на своем верхнем (заднем) диске радиальные лопатки 2, которые вместе с нижним диском направляющего аппарата 1 образуют упрощенную конструкцию вихревого или осевого насоса. Такая конструкция обеспечивает

целый ряд преимуществ: во-первых, на 15-25% увеличивается напор ступени, что позволяет либо увеличивать напор насоса при сохранении длины насоса, либо уменьшить длину насоса при постоянной величине напора. Во-вторых, наличие вихревой ступени обеспечивает гомогенизацию газожидкостной смеси (ГЖС), что позволяет работать погружному насосу с повышенным содержанием свободного газа на приеме (до 35% по объему). В-третьих, нали¬чие радиальных лопаток на верхнем диске снижает величину осевой нагрузки, действующей на рабочее колесо, что увеличивает ресурс нижней опорной шайбы 4 рабочего колеса. Надежность и КПД насоса производства НПФ «Новомет-Пермь» повышает и то, что рабочее колесо выполняется методом порошковой металлургии. Однако, необходимо отметить, что при перекачке вязкой жидкости вихревая часть СН может значительно снизить КПД ступени и ее напор.

Осевые опоры и радиальные подшипники вала насоса

При работе насоса осевые усилия от рабочих колес передаются на направляющие аппараты и на корпус насоса.

При этом на вал насоса действует осевая сила от перепада давления на торец вала и осевая сила, действующая на рабочие колеса, «прихваченные» к валу из-за наличия в пластовой жидкости коррозионно-активных элементов и механических примесей. Для восприятия осевых сил, действующих на вал, в конструкции насоса предусмотрены осевые опоры.

Осевые усилия в таком насосе воспринимаются осевой опорой вала самого насоса (в некоторых отечественных конструкциях ЭЦН - рис. 4.9) или осевой опорой гидрозащиты (насосы импортного производства и современные отечественные разработки - Рис. 4.11).

На рис. 4.9 показана секция центробежного насоса в сборе.

В секции или модуль-секции насоса (рис. 4.9) обычного исполнения применяется гидродинамическая пята (рис. 4.10) или Упорный подшипник, состоящий из кольца 1 с сегментами на °беих плоскостях, устанавливаемого между двумя гладкими шайбами 2, 3. 

подшипник ЭЦН

Сегменты на шайбе пяты 1 выполнены с наклонной поверхностью с углом а = 5-7° и плоской площадкой длиной (0,5-0,7) L (где L - полная длина сегмента). Ширина сегмента В равна (1-1,4)L. 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.

Гидродинамическая пята выполнена с радиальными канавками, скосом и плоской частью на поверхности трения о подпятник. Она обычно изготавливается из бельтинга (технической ткани с крупными ячейками), пропитанного графитом с резиной и завулканизированного («запеченного») в прессформе. При вращении пяты жидкость идет от центра к периферии по канавкам, попадает под скос и нагнетается в зазор Между плоскими частями подпятника и пяты. Таким образом, подпятник скользит по слою жидкости. Такое жидкостное трение (не в пусковом, а в рабочем режиме пяты) обеспечивает низкий коэффициент трения, незначительные потери энергии на трение в пяте, малый износ деталей пяты при достаточном осевом усилии, которое она воспринимает.

Радиальный подшипник ЭЦН воспринимает радиальные нагрузки, возникающие при работе насоса. Радиальный подшипник (рис. 4.12) состоит из опорной втулки с вкладышем 1, которые являются неподвижными деталями, и втулки 2, 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.

Достаточно широко используется конструкция насоса с «плавающим низом», при которой осевая нагрузка, действующая на ротор секции насоса, воспринимается частью (около 40%) верхних ступеней, рабочие колеса которых жестко закреплены на валу, рабочие же колеса нижних ступеней выполнены плавающими.

За счет такой конструкции в модуль-секции насоса образуется Щебенчатая пята.

Фиксирование колес на валу осуществляется между нижними 7 и верхними 3 полукольцами, помещенными в соответствующие кольцевые проточки (рис. 4,15). Два полукольца 7 запираются ступицей первого из закрепленных на валу рабочего колеса.

Распор ступиц рабочих колес достигается вращением специальной гайки относительно втулки, имеющей наружную резьбу. Упором для специальной гайки служат два полукольца, помещенные в верхнюю расточку вала.

Еще одним вариантом является конструкция насоса с закрепленными на валу, распертыми рабочими колесами, при которой все рабочие колеса модуль-секции фиксируются на валу. Обычно такое исполнение выполняется на коротких модуль-секциях длиной до 2,4 м, которые могут помещаться над модуль-секцией насоса, выполненным с плавающим низом, гребенчатая пята которой воспринимает осевую силу этой модуль-секции. При ином конструктивном исполнении осевая сила, действующая на ротор секции насоса с «плавающим низом», передается на осевую опору протектора.

Поперечные (радиальные) усилия в секции насоса, предназначенного для откачки неабразивной жидкости, воспринимаются двумя концевыми радиальными подшипниками, корпуса которых размещены в головке и корпусе входного модуля или в нижней части секции.

В радиальных подшипниках использована пара трения скольжения, материал которой зависит от условий эксплуатации.

Кроме того, поперечные усилия в секции воспринимаются радиальными подшипниками, функции которых выполняют пары трения, образованные ступицами рабочих колес и расточками направляющих аппаратов.

Для создания высоконапорных скважинных центробежных насосов в насосе приходится устанавливать множество ступеней (до 600 и более штук). При этом они не могут разместиться в одном корпусе) поскольку длина такого насоса (15-20 м и более) затрудняет транспортировку, монтаж на скважине и изготовление корпуса и вала. Высоконапорные насосы составляются из нескольких модуль- секций. Длина корпуса в каждой секции обычно не более 6 м, хотя в последнее время есть предложения от российских фирм- производителей по выпуску односекционных насосов с длиной до 10 м. Корпусные детали отдельных модуль-секций соединяются фланцами с болтами или шпильками, а валы - шлицевыми муфтами. Каждая секция насоса имеет вал, радиальные опоры вала, ступени. Приемную сетку имеет только входной модуль насоса (рис. 4.13), расположенный в нижней секции или в модуле насосном газосепа-раторе. Ловильную модуль-головку (рис. 4.14) имеет только верхняя секция насоса. Модуль-секции высоконапорных насосов могут иметь длину меньшую, чем 6 м (обычно длина корпуса насоса со¬ставляет 3, 4 и 5 м), в зависимости от числа ступеней, которые надо в них разместить.

При отборе насосом жидкости с небольшим содержанием механических примесей и достаточной смазкой (наличие в жидкости нефти) насосы обычного исполнения обеспечивают длительную эксплуатацию скважины без их ремонта.

В насосе имеются следующие пары трения: текстолит по чугуну в осевых опорах рабочего колеса в ступени; латунная втулка, надетая на вал между рабочими колесами, или удлиненная чугунная ступица рабочего колеса по чугуну направляющего аппарата; втулка резиновая или из силицированного графита по закаленной и шлифованной стальной втулке вала насоса. Все эти пары трения достаточно долговечны при соответствующих условиях эксплуатации. При большой обводненности они работоспособны в течение 200 и более суток, а при достаточно большом количестве нефти в отбираемой жидкости насос может работать без ремонта от года до нескольких лет (есть примеры работы агрегатов ЭЦН без подъема из скважин в течение 3-5 лет).

Скважинные центробежные насосы могут быть выполнены и для осложненных условий эксплуатации, например - для отбора жидкости с большим содержанием песка, отбора сильно обводненной жидкости с повышенной коррозионной агрессивностью.

Для отбора жидкости с большим содержанием механических примесей (в основном, песка) предназначаются износостойкие насосы. Они рассчитаны на отбор жидкости с содержанием от 0,05 до 0,1% (0,5 - 1,0 г/л) механических примесей.

При отборе жидкости с песком свободно движущийся абразив разрушает диски и лопатки рабочего колеса и части направляющего аппарата, особенно в местах изменения направления движения струи жидкости. В местах трения деталей, у текстолитовой опоры, у ступицы колеса попадающий в зазор песок также изнашивает эти детали, причем ступицы изнашиваются до вала. Длинный гибкий вал при вращении получает несколько полуволн изгиба, и на его поверхности места износа четко показывают форму, которую он принимает при работе насоса (рис. 4.16).

Для увеличения срока службы насоса при отборе жидкости с большим содержанием песка в конструкцию насоса могут быть внесены следующие основные изменения.

1. Чугунные рабочие колеса заменены пластмассовыми, стойкими против износа свободным абразивом и не набухающими в воде.

2. Вместо одноопорной применяется двухопорная конструкция рабочего колеса.

3. Текстолитовая опора колеса заменена резиновой, а в направляющем аппарате опорой для этой резиновой шайбы служит стальная термообработанная втулка.

4. Для уменьшения износа ступиц рабочих колес и вала ставятся дополнительные (промежуточное) радиальные опоры, которые пре-пятствуют изгибу вала при его вращении (см. рис. 4.12).

Таким образом, снижаются усилия у радиальной опоры колеса в направляющем аппарате.

С помощью этих и некоторых других изменений обычной конструкции насоса срок службы износостойкого насоса увеличивается в 2,5-7 раз.

Для удержания вала в прямолинейном состоянии необходимо промежуточные (например, резинометаллические) радиальные опоры ставить друг от друга на расстоянии, равном половине полуволны изгиба вала.

Длину полуволны изгиба вала можно найти, учитывая, что при вращении и изгибе вала потенциальная энергия изгиба вала (V) должна быть равна сумме работы центробежных сил ротора насоса (А1) осевых сил, действующих на вал (А2), и гидродинамических сил (Аз), возникающих в радиальной опоре рабочего колеса в каждой ступени. Последние силы обусловлены давлением жидкости в зазоре между ступицей рабочего колеса и опорной в направляющем аппарате.

V = A1 + A2+A3. (4.1)

Анализ всех этих сил применительно к современной конструкции износоустойчивого насоса показывает следующее.

1. Несмотря на применение пластмассовых колес и уменьшение, таким образом, массы ротора центробежного насоса, центробежные силы остаются основными факторами, изгибающими вал.

2. Осевые силы, действующие на вал в предложенной конструкции и при опоре рабочих колес на направляющие аппараты, невелики, так как они воспринимаются в основном верхней осевой опорой, на которой подвешен вал; вес самого вала незначительно увеличивает (на 2-6%) полуволну изгиба вала.

3. Так как износостойкие насосы применяются в основном при большой обводненности, когда вязкость откачиваемой жидкости незначительно отличается от вязкости воды, то гидродинамические силы незначительны. 

Таким образом, для инженерных расчетов в случае, когда условия эксплуатации известны недостаточно точно, можно учитывать только действие центробежных сил и потенциальной энергии изгибаемого вала (последнее обусловлено размерами вала и характеристикой его материала). В этом случае длина полуволны изгиба будет

где Е - модуль упругости материала вала; J - момент инерции сечения вала; g - ускорение свободного падения; q - вес единицы длины ротора насоса (вала, втулок, надетых на вал, рабочих колес); - частота вращения вала.

В более точных расчетах, в основном при исследованиях, необходимо учитывать все указанные силы.

Тогда выражение, из которого надо найти /, принимает следующий вид:

где В, D, I, С и А - величины, зависящие от параметров ротора насоса, его частоты вращения и вязкости перекачиваемой жидкости.

Технические характеристики насосов

Основные требования технических условий на электроприводные центробежные насосы для добычи нефти приведены в таблице 4.2 [1]. Типичные технические характеристики некоторых типоразмеров электроприводных центробежных насосов для добычи нефти, изготавливаемых российскими фирмами по техническим условиям, приведенным в таблице 4.2, представлены в таблице 4.3 и на рисунке 4.17-4.19. Характеристики насосов обычного, коррозионно- стойкого, теплостойкого и коррозионно-теплостойкого исполнении имеют одинаковый вид. Наиболее полную информацию о технических характеристиках отечественных и импортных центробежных насосов для добычи нефти можно найти в [1, 7]. 

Таблица 4.2

Наименова­ние

ТУ 26-06- 1485-96

ТУ 3665- 25- 00220440- 94

ТУ 3631- 025- 21945400- 97

ТУ 3665- 026- 00220440- 96

ТУ 3631- 00217930- 004-96

ТУ 3665-004- 00217780-98

I

2

3

4

5

6

7

ТТип насосов

ЭЦНМ, ЭЦНМК, ЭЦНМТ, ЭЦНМКТ

ЭЦНМ4

ЭЦНА, ЭЦНАК

2ЭЦНМ

ЛЭЦНМ, лэцнмк

эцнд

2. Группы по диаметру корпуса

5,5А, 6

4

5, SA, 6

4,5, 5А

5,5А, 6

S

3. Наруж­ный диа­метр насосов, мм

92, 103, 114

86

92, 103, 114

86, 92, 103

92, 103,114

92

4. По характеристике пластовой жидкости

4.1. Макси­мальная весовая концентра­ция твердых частиц

0,01% (0,1 г/л)

0,01% (0,1 г/л)

0,01% (0.1 г/л)

0,05% (0,5 г/л)

0,01% (0,1 г/л)

0,02% (0,2 г/л)

4.2. Макси­мальная концентра­ция серо­водорода

Для насосов ЭЦНМ, ЭЦНМТ - 0,001% (0,01 г/л); для насосов ЭЦНМК, ЭЦНМКТ -0,125% (1,25 г/л)

0,001% (0,01 г/л)

Для насо­сов ЭЦ- НА - 0,001% (0,01 г/л); для насо­сов ЭЦ- HAK- 0,125% (1,25 г/л)

0,002% (0,02 г/л). С валом из сплава Н65Д29ЮТ -ИЩ (К-монель) -до 1,25 г/л

Для насосов ЛЭЦНМ - 0,001% (0,01 г/л); для насосов ЛЭЦНМК- 0,125% (1,25 г/л)

0,001% (0,01 г/л)

43. Темпе­ратура от­качиваемой жидкости, Не более

Для насо­сов ЭЦНМ, ЭЦНМК - 90 "С; для насосов ЭЦНМТ, ЭЦНМКТ - 140 "С

90 "С

90 "С

100 "С

90 "С

100 "С

Наименова­

ТУ 26-06-

ТУ 3665-

ТУ 3631-

ТУ 3665-

ТУ 3631-

ТУ 3665-

ние

1485-96

25-

025-

026-

00217930-

004-

00220440-

21945400-

00220440-

004-96

00217780-98

94

97

96

1

2

3

4

5

6

7

5. Допусти­

Плюс 10

Плюс 10

Плюс 10

2ЭЦНМ5,

Плюс 10

Плюс 10

мые произ­

Минус 5

Минус б

Минус 5

2ЭЦНМ5А

Минус 5

Минус 5

водствен­

-плюс 10,

ные откло­

минус 5;

нения

2ЭЦНМ4-

напора в

плюс 10,

рабочей

минус 5

части ха­

рактеристи­

ки в % от

значения

напора на

номиналь­

ном режиме

6. Допусти­

ЭЦНМ,

Минус 3

Минус 2

2ЭЦНМ5,

лэцнм-

Мниус 3

мые произ­

эцнмт-

2ЭЦНМ5А

минус 2;

водствен­

минус 2;

- минус 3

лэцнмк-

ные откло­

ЭЦНМК,

2ЭЦНМ4-

минус 4

нения КПД

эцнмкт

минус 3

в %(абсо­

-минус 4;

лютных)

типораз-

для насосов

меры-

ЭЦНМ5-

125,

ЭЦНМК5

-125

— минус 6

7. Показатели надежности

7.1 Средний

ЭЦНМ н

5,5 лет

ЭЦНА-

Прн кон­

ЛЭЦНМ -

4 года

срок служ­

эцнмт-

5,5 лет

центрации в

5,5 лет;

бы до спи­

5,5 лет,

ЭЦНАК -

жидкости

лэцнмк-

сания насо­

ЭЦНМК и

5,0 лет

твердых

5,0 лет

сов,

эцнмкт

частиц до

не менее

- 5,0 лет

0,1 г/л - не

мсисс 5,5

лет;

до 0,5 г/п -

3,5 лет

Напорная характеристика ЭЦН, как видно на приведенных выше рисунках, может быть как монотонно падающей (в основном для среднедебитных установок), так и с переменным знаком производной. Такой характеристикой, в основном, обладают высоко дебитные насосы.

Характеристики N - Q практически всех ЭЦН имеют минимум при нулевой подаче (так называемый «режим закрытой задвижки»)1, что обуславливает применение обратного клапана в колонне НКТ над насосом.

Рабочая часть характеристики ЭЦН, рекомендуемая фирмами- изготовителями, очень часто не совпадает с рабочей частью характеристик, определяемой общими методиками насосостроения. В последнем случае границами рабочей части характеристики являются величины подач в (0,7-0,75)Qo и (1,25-1,3) Q0- .., где подача насоса- в оптимальном режиме работы, т.е при максимальном значении КПД. Необходимо отметить и то, что в шифрах погружных центробежных насосов очень часто указывается не оптимальная подача насоса, а так называемая «номинальная подача», хотя этот термин не является узаконенным в насосостроении.

Российскими специалистами [7] были сделаны выводы по определению границ рабочей области характеристик погружных центробежных насосов, которые они предложили использовать всем производителям этого вида оборудования.

1. Правая граница рекомендуемой рабочей зоны определяется в первую очередь всплытием рабочего колеса. Работа насоса правее этой границы допустима, но происходит с пониженной экономичностью и большим износом верхней опоры.

2. Для ступеней с западающей левой ветвью напорной кривой левая граница рабочей зоны определяется подачей, меньше которой начинается снижение напора. Работа левее левой границы недопустима.

3. Ступени с параллельным оси абсцисс участком напорной кривой допускают работу левее левой границы только при условии стабильности динамического уровня в скважине.

4. Положение левой границы рабочей зоны может определяться сроком службы нижнего упорного подшипника, износ которого возрастает из-за увеличения осевой силы, действующей на рабочее колесо, и ухудшения условий охлаждения по мере снижения подачи

насоса.

5. Дополнительный нагрев перекачиваемой жидкости в результате выделения энергии в насосе и электродвигателе может достигать в ряде установок существенной величины. Это - один из факторов, влияющих на работоспособность питающего кабеля, и должен приниматься во внимание при назначении левой границы рабочей зоны.

Погружные центробежные насосы зарубежных фирм

Среди зарубежных фирм, выпускающих ЭЦН, наиболее известными являются фирмы REDA, Centrilift, ODI, ESP. Некоторые фирмы в Китае и Восточной Европе выпускают ЭЦН по лицензиям вышеназванных фирм (в основном - REDA).

Основными конструктивными отличиями насосов американского производства являются:

- осевая сила от валов насоса передается осевой опоре, помещенной в протекторе;

- наличие насосов с частично или полностью фиксированными на валу рабочими колесами модуль-секции;

- более свободная посадка по сопряжению «направляющий аппарат - расточка корпуса насоса» и установка резиновых колец, помещенных в это сопряжение. Это позволяет компенсировать возможные несоосности и амортизировать радиальную вибрацию.

Фирма «REDA» выпускает насосы типа A, AN, DN и GN. В условном обозначении насоса первая буква обозначает серию (наружный диаметр в дюймах, умноженный на 100): А - 338 серия, D - 400 серия, G - 513 серия. Обозначение серии отражает диаметр установки ЭЦН в дюймах, умноженный на 100. При исполнении рабочих органов из специального чугуна марки «нирезист» в обозначении насоса используется буква N. Если буквы нет, то рабочие органы ^полнены из материала «райтон». Следующее после букв число обозначает номинальную подачу насоса в баррелях в сутки при час- т°те вращения ротора насоса 3500 мин"1.

Необходимо отметить, что насосы фирмы REDA имеют левое направление вращения вала (против часовой стрелки), если смотреть сверху. Это отличие следует отнести к недостаткам, т. к. в местах резьбовых соединений корпуса с основанием и головкой насоса не- обходимо применять приваренные пластины, предохраняющие от саморазвинчивания резьб, что увеличивает наружный поперечный размер агрегата.

Фирмой REDA выпускаются насосы для следующих условий эксплуатации:

- малоаргессивная, неабразивная продукция;

- агрессивная, неабразивная продукция;

- агрессивная, абразивная продукция;

- малоаргессивная, абразивная продукция;

- высокотемпературная продукция.

Разные исполнения насосов отличаются материалами и конст-руктивным исполнением основных узлов: вала, рабочих органов, радиальных и осевых опор.

Конструкция насосов фирмы REDA модульная. Насос состоит из одного и более модулей-секций (рис. 4.20), входного модуля и модуля-головки. Для работы в абразивосодержащей среде фирма предлагает специальные конструкции модуль-секций насоса: ES и ARZ. В модуль-секции ES используются керамические подшипники жесткой конструкции, помещаемые в головке и в основании секции (рис. 4.21 и 4.22), а также аналогичные промежуточные подшипники.

При высокой концентрации механических примесей фирма рекомендует применять модуль-секции и входной модуль типа ARZ, которые включают запатентованную подшипниковую систему, в основе которой плавающая подшипниковая секция с циркониевым керамическим подшипником (рис. 4.23).

При высокой температуре откачиваемой жидкости фирма REDA предлагает использовать систему Hotline с насосом и входным модулем исполнения ARZ, в которых выбираются специальные допуски и зазоры с учетом теплового расширения, а также применяются специальные эластомеры в соответствии с рабочей температурой. В данной конструкции используются фиксируемые на валу ступени.

Технические характеристики некоторых видов центробежных насосов фирмы REDA представлены в табл. 4.4. Более полная информация о характеристиках ЭЦН фирмы REDA представлена в [1, 7].

Фирма Centrilift выпускает ЭЦН типа DC, FC, FV, FS, GC. В условном обозначении насоса первая буква обозначает серию (диаметр корпуса): D -338 (3 3/8 дюйма) серия, F - 400 серия, G - 513 серия. Вторая буква в условном обозначении означает конструктивную модификацию насоса. Следующее после букв число обозначает номинальную подачу насоса в баррелях в сутки при частоте вращения ротора насоса 3500 мин"1. 

Таблица 4.4

Тип нвсоса	Серия насоса	Наруж­ный диа­	Ми- ним. наруж.	Напор ступе­ни при СЮ, м	Рекомендуемый диапазон подач, м/еуг		Оптимальным режим			Мак­сим, мощ­
		метр насоса, мм	диа­метр колон­ны, мм		Мини­маль­ная подача	Макси­маль­ная подача	Пода­ча, м'суг	Напор ступени, м	КПД, %	ность, ступе­ни, л.с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	II
А230	338	85,9	114,3	3,5	13	46	34,5	2,6	40	0,034
А400				4.6	27	66	53	3,4	41	0,06
AN550				4,72	53	93	75	3,1	46,5	0,078
AHW0				4,62	93	140	115	2.75	54	0,085
AMI200				4,43	106	219	152	2,85	53	0,125
АМ1500				3,74	133	265	198,7	2,5	44	0.17
DN280	400	101,6	139,7	4,53	13	66	50	2,9	45,9	0,045
DN440				5,98	13	73	58,3	3,83	48	0,075
DN450				5.6	45	74	59,6	3,85	50	0,07
DN525				5,7	40	82	70,0	3,6	52.5	0,114
DN610				6,8	46	102	80,8	5,43	58,3	0,12
DN675				7,0	42	III	89,1	5,02	60	0,117
DN800				6,7	52	127	106	4,8	59	0,135
DN 1000				6.0	77	167	132,5	4,7	58,2	0,16
DN 1100				6,42	79	179	145,0	4,85	62,0	0,175
DN 1300				6.0	127	220	170	4,35	62,4	0,18
DN 1750				6,4	155	275	238	3,95	68,5	0,21
DN 1800			• '	6,7	159	318	250,0	3,8	74,0	0,198
DN2150				6.8	170	345	271	4,95	58,5	035
DN3000				6.3	280	495	370	4,1	63,5	0,375
DN3100				6.0	318	530	415	3,9	66,0	0,375
DN 4000				5.7	450	690	580	2,6	61	0,375
GN 1600	513	130,3	168.3	12,2	159	265	226	9.2	60	0,54
ON 2100				11.7	219	331	291	8,8	63.5	0,6
GN 2500				10,9	239	411	315	9,1	62	0,72
GN2700				11,0	265	451	357,8	9.1	65	0,76
GN 3200				12,1	292	543	458	8	65,5	0,82
GN4000				11,3	424	636	530	7,2	68	0,86
GN 5200				9.7	517	875	724	6.1	66	1,0
GN 5600				9,5	530	994	825	5,75	70	1.03
GN 7000				10,3	663	1193	980	6,7	66,5	1.48
GN~ 10000				9,2	1060	1590	1280	6,5	66	1,95

Параметры насосов фирмы REDA

Конструкция насосов фирмы Centrilift (США) - многосекционая. Конструкция секций отличается друг от друга незначительно в частности, в верхней секции имеется ловильная головка, а в нижней - входной модуль или газосепаратор.

Во всех секциях имеются верхние радиальные подшипники с парой трения «бронза - нирезист». Кроме того, в секции помещены промежуточные подшипники, образуемые фигурной обрезиненной втулкой и расточкой направляющего аппарата (рис. 4.27). Количество радиальных подшипников зависит от типоразмера насоса.

На входном модуле (или в газосепараторе) устанавливают радиальные подшипники с парой трения «бронза - закаленная сталь».

Конструктивно модуль-секция насосов выполнена с плавающими рабочими колесами, при этом осевые усилия, действующие на торец вала, передаются на упорный подшипник, помещенный в протекторе.

В насосах фирм REDA, ESP, Centrilift применяется двухопорная конструкция рабочего колеса для малой и средней подачи, а также одноопорная ступень с разгрузкой рабочего колеса от осевого усилия для высокодебитных насосов.

Для откачки жидкости с механическими примесями фирма Centrilift предлагает насосы типа AR (Abrasive Resistant), в которой используются следующие конструктивные особенности: двухопорное рабочее колесо с износостойкой осевой и радиальной опорой; конструкция с распертыми рабочими колесами, при которой осевая нагрузка передается на вал и осевую опору, расположенную в протекторе, а радиальные нагрузки воспринимаются промежуточными радиальными подшипниками (рис. 4.24),

Технические характеристики центробежных насосов фирмы Centrilift мало отличаются от соответствующих по размерам насосов фирмы Reda.

Фирма ESP (США) выпускает ЭЦН с шифром, аналогичным шифру насосов фирмы REDA. Отличие в шифре состоит в наличии перед обозначением насоса буквы «Т», которая указывает, что насос произведен фирмой ESP. 

Каждая модуль-секция насоса может быть использована как верхняя, средняя и нижняя секции насоса.

Секции насоса фирмы ESP соединяются между собой, с ловильной головкой и входным модулем болтовыми соединениями. Используются осерадиальные и диагональные ступени в насосах соответственно на низкие, средние и высокие подачи.

Насосы с осерадиальными ступенями выполнены с плавающими рабочими колесами; осевое усилие на валы воспринимается упорным подшипником протектора.

В насосах с диагональными ступенями рабочие колеса фиксируются на валу, и осевое усилие, действующее на весь ротор насоса, передается на упорный подшипник протектора.

Поперечные усилия в модуль-секции передаются на радиальные подшипники. В стандартной конструкции модуль-секции насоса (Standart Sistem) использованы два концевых радиальных подшипника. В радиально-стабилизированной конструкции модульсекции (Radially Stabilized Sistem-RRS) количество радиальных подшипников выбирается в зависимости от длины модуль-секции. 

Стабилизирующий подшипник RS (Radial Sleeve) состоит из корпуса и двух колец из нержавеющей стали (рис, 4.25). Сопряженная кольцу подшипника поверхность упрочняется до 9 единиц по шкале MOL боронитридным процессом.

Технические характеристики центробежных насосов фирмы ESP аналогичны соответствующим насосам фирмы Reda.

Фирма ODI (США) выпускает насосы, имеющие значительные отличия в обозначении от ранее рассмотренных. Первая буква шифра обозначает серию - условный диаметр обсадной колонны скважины, для эксплуатации которой предназначен насос: R-55 серия, К-70 серия (55 и 70 - диаметр в дюймах, умноженный на 10). Вторая буква, если она есть, обозначает модификацию насоса. Следующее после букв число обозначает номинальную подачу насоса в баррелях в сутки, уменьшенную в 100 раз, при частоте вращения ротора насоса 3500 мин"1.

Фирма изготавливает насосы различных конструктивных исполнений: стандартная конструкция и конструктивные исполнения, 

дредназначенные для различного содержания песка в откачиваемой

жидкости.

Конструктивно стандартный насос фирмы ODI компонуется из нижней, средней и верхней секций. Конструктивные отличия секций насоса фирмы ODI незначительные.

Средняя и верхняя секции — идентичны, нижняя секция насоса отличается от верхней и средней наличием приемной сетки и нижнего подшипника.

Особенностью вала нижней секции по сравнению с валами верхней и средней секций является увеличенный размер шпицевого конца вала за счет приваренной к нему втулки с наружными шлицами. Соединение валов секций - шлицевое эвольвентное.

Осевая сила, действующая на валы, передается с вала на вал каждой секции (все валы имеют возможность перемещаться в осевом направлении в пределах 10-12 мм), и воспринимается помещенной в протекторе осевой опорой, как в установках фирм REDA и Centrilift.

Поперечные силы воспринимаются радиальными подшипниками. В каждой секции насоса имеется верхний подшипник с парой трения: бронза (защитная втулка вала) по никелевому чугуну (нирезисту). В нижней секции насоса, кроме верхнего радиального подшипника установлен нижний подшипник (закаленная сталь по бронзе).

Кроме того, через определенное количество ступеней размещается бронзовая втулка, составляющая промежуточный подшипник с расточкой направляющего аппарата.

В насосах фирмы используют ступени двухопорной конструкции.

Основные детали насоса - корпус, головка, основание - изготавливаются из углеродистой стали. Для защиты от H₂S и СО₂, корпуса могут изготавливаться из нержавеющей ферритной стали с покрытием из напыленного монеля толщиной 0,15 или 0,3 мм.

При наличии песка фирма рекомендует применять насосы исполнения «S», в которых используются резиновые подшипники, выдерживающие температуру до 250 °F (121 °С). Буква «S» записывается в конце обозначения насоса, например, «R-14S».

Для скважин с высоким содержанием песка фирма выпускает насосы запатентованной конструкции - Superior Service Pump (SSP).

В насосах исполнения SSP каждый пакет ступеней из 4-10 ступеней имеет свою осевую и радиальную опору (рис. 4.26 и 4.27). Вкладыши радиальных опор и подпятники осевых опор изготавливаются из борированной закаленной стали или из карбида вольфрама. В конце обозначения насоса такого исполнения записывается «SSP».

Насосы исполнения SSP имеют более широкий диапазон подач рабочей части характеристики, чем аналогичные стандартные насосы. Например, рабочая часть характеристики насоса RC-12 SSP соответствует диапазону подач 46-225 м3/сут (п = 2916 об/мин"1), тогда как у насоса RC-12 этот диапазон равен 119-199 м3/сут.

Основные технические характеристики насосов фирмы ODI приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5- Параметры погружных центробежных насосов для добычи нефти фирмы ODI

Габарит		Тип насо­са	Оптимальный режим			Номинальный режим
Се­рия	Диаметр об­садной колон­ны, дюйм		Пода­ча, м/сут	Напор, м	КПД, %		Пода­ча, м/сут	Напор, м	КПД, %
55	5 ш	R2	35,812	4,02	30,7		26,48	4,85	28
		R3	43,3	4,82	44		39,72	5,13	43,5
		RC5	63,29	5,0	52		66,2	4,75	52
		R7	96,61	5,55	61,3		92,69	5,68	61
		RA7	ПО	5,6	60,7		92,69	6,3	58,4
		R9	129,09	5,896	63		119,17	6,24	66
		RCI2	154,9	5,896	66		158,89	5,79	66
		RI4	200	5,41	64		185,38	5,48	64
		RAI6	233,2	5,6	64,5		211,86	5,23	64
		RA22	299,8	4,76	68		291,3	4,89	68
		R 32	366,45	4,82	66		423,72	4,09	64,5
		R 38	533	3,6	64		503,17	3,78	63,5
70	7	KI6	199,88	11,44	63		211,86	10,95	62,5
		К20	299,82	9,41	68		264,83	10,54	" 67,5
		К28	391,44	10,4	70		370,76	10,8	67д5_
		КЗ 4	485,07	10,68	72		450,21	10,8	[jF]
		К47	620	9,71	71		622,35	9,36	71
		К62	882,82	8,6	70		820,97	9,29	72,7
		К75	1049,39	8,04	73,5		993,11	8,6	73Ц
		KI00	1300	7,1	66		1324,23	7,0	66_

Материалы, применяемые для изготовления ЭЦН

Материалы для изготовления основных деталей центробежных насосов для добычи нефти приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.g Материалы основных деталей насосов типа ЭЦН

Наимено­вание детали	Тип насоса								Насосы фирмы REDA
	ЭЦНМ, ЭЦНМК эцнмт, эцнмкт ТУ 26-06- 1485-96		ЭЦНМ4 ТУ 3665-020- 00220440-94	ЭЦНА, ЭЦНАК ТУ 3631- 025-219 45400-97	2ЭЦНМТУ 3665-026- 00220440-96	лэцнмк, ЛЭЦНМК ТУ 3631- 00217930- 004-96	ЭЦНТУ 3665- 004-00 217780- 98
Колесо рабочее (Р-ь) Аппарат направля­ющий (на)	Чугун СЧОЗЦОШ ТУ 26-4111- 001-88 Чугун ЧН16Д7ГХШ ТУ26-06-1305- 95»		Чугун СЧОЗЦОШ ТУ 26-4111- 001-88		Чугун ЧН16Д7ГХ Ш ТУ26-06- 1305-95		Чугун ЧН16Д 7ГХШ ТУ 26- 06- 1305- 95	Стандартный Шфезнст-тип 1. Модернизирован- пик нирезнст- тип Д-4 Райтон (Р-к.)
Вал	Пруток д-г-з-т- 03X14H7B ТУ 14-1-3645- 83 Пруток Д- Н65Д29ЮТ- ИШ (К-мо- нсль)ТУ 14-1- 3917-85		Сталь 03Х14Н7В ТУ 14-1- 3645-83		Сталь 03X14H7B ТУ 14-1- 3645-83	Материа­лы, анало­гичные приведен­ный в ТУ 26-06- 1485-96	В ТУ не приве­дены	К-мопель
Корпус	Труба Д 1 5 ТУ 14-3-1941- 94		Сталь 22ПО ТУ 14-243- 320-91		Сталь 22ПО ТУ 14-3- 1754-90			Углеродистая сталь типа 20 Г Редаллой
Подпят­ник	Гост 56 32-72'!			ВТУне приведе­ны	Сталь 40* 13 Гост 5632-72			-
Втулка защитная								В стандартны» на­сосах пе имеется, В насосах АК2. - циркониевая керамика
Шайба колеса верхняя	Текстолит ГТТК, высший сорт Гост 5-78				Резина Ш-ЗВ-12, 3825 с ТУ 38 1051082-86			Фснольный ламннат
Шайба колеса средняя								В стандартных насосах - фенояь- нын ламннат. В насосах АК2- композитный материал
Шайба колеса нижняя	Текстолит НТК, высший сорт Гост 5-78
Шайба пяты	ТП-3 ТУ 6-07-5015226-14-89
Диск	Силици- ровднный графит СГ-П ТУ 48-20-89- 90				Склицнро- ванныи графит СТ-Л ТУ 48-20-89- 90

Срок службы насосов и межремонтный период их работы определяется конструкцией насосов и коррозионно- и абризивостойкостью их деталей, в основном, рабочих органов.

В зависимости от требуемой коррозионной стойкости для изготовления рабочих органов применяются материалы различного химического состава (табл. 4.7).

Таблица 4.7

Химический состав и механические свойства материалов рабочих органов насосов типа ЭЦЫ

Химсостав	Материалы рабочих орпшов российских насосов			Материалы рабочих органов фирмы REDA
	Чугун СЧ03Щ1БТУ 26-4111-001-88	Чугун ЧШ6ВТГХШ ТУ 26-06- 1305-95	ЖГр|Д15 ТУ 3631-001- 24064238-94	Ni-Resisl, тип I	Ni-Resisl, тип Д-4 (сплав REDA 5530)
Железо	92	70	81...87.5	75	55
Углерод	3,2-3,9	2.7-3,1	0,5-1,0	-	-
Никель	-	15-17	-	15	30
Медь	-	6,1-8	12,0-18,0	6	3
Хром	<0,12	0,7-1.5	-	2	5
Кремний	2,1-2,7	1,2-1,9	-	2	5
Молибден	-	-	-	-	2
Церий	<0,03	-	-	-	-
Бор	<0,01	-	-	-	-
Марганец	0,4-0,6	0,85-1,5	-	-	-
Серо	<0,05	-	-	-	-
Фосфор	<0.3	-	-	-	-
Механические свойства
Твердость по Брииелю (HB)	130-180	120-180	100-140»	120-160	180-220
Предел прочности, Кг/мм2	12,5 (на растяжепне)	18 (на сжатие)	18 (ив сжатие)

Цериево-бористый чугун СЧОЗЦ01Б применяется в основное для насосов обычного исполнения.

Цериево-бористый чугун отличается от обычного серого чугуна весьма мелкой микроструктурой и повышенными эксплуатационными свойствами. Одним из отрицательных технологических свойств цериево-бористого чугуна является его склонность к отбелу в тонких частях отливки.

Чугун аустенитный модифицированный с большим содержанием никеля и меди применяется в износостойких и коррозионностойких насосах.

Американские, китайские и европейские фирмы отливают рабочие органы из «нирезиста» - чугуна, близкого по составу к аустенитному коррозионностойкому чугуну.

Литейные свойства цериево-бористого чугуна и аустенитного коррозионностойкого чугуна значительно отличаются: коррозионностойкий чугун обладает повышенными усадочными свойствами и имеет высокую температуру заливки.

Аустенитный коррозионностойкий чугун склонен к мартенсит- ному превращению, сопровождающемуся увеличением объема отливки при низких температурах. Поэтому весьма важным свойством аустенитного коррозионностойкого чугуна является «ростоустойчивость» при температурах минус 55-60 °С.

Порошковая технология изготовления ступеней позволяет существенно повысить КПД и напор насосов (рис. 4.28).

При этом форма напорной характеристики ступени удовлетворяет эксплуатационным требованиям освоения скважин после ремонта, хотя при этом КПД высоконапорных ступеней по сравнению с аналогичными ступенями, изготовленными по порошковой же технологии, несколько снижается.

Высокие гидравлические характеристики насосов обеспечивает материал райтон, который фирма REDA использует наряду с нирезистом для изготовления рабочих органов насосов низкой и средней производительности.

Райтон - полифенилиновая сульфидная смола (полисульфон), созданная фирмой «Philips Petroleum Со» (США) для изготовления деталей и покрытий. Материал характеризуется отличной химической сопротивляемостью и способностью не терять своих свойств при температурах выше 232 °С. Райтон используется для изготовления рабочих колес насосов. В шифрах таких насосов опущена буква «N», обозначающая нирезист, например, насос D1400.

Валы импортных насосов изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали (Nitronic 50 или эквивалентной). Материалом Муфты валов является высокопрочная нержавеющая сталь или сплав К-500 Monel.

Болты для соединения секций насоса изготавливаются из стали А] 51 3140, 4037 или 5137. Имеются также болты из сплава К-500 Monel.

Все кольцевые уплотнения отливаются из высоконасыщенного нитрила, используемого также в погружных электродвигателях.

Сетка входного модуля изготавливается из нержавеющей стали. 

Для снижения отложений солей и парафинов применяются эпоксидные и тефлоновые покрытия. Толщина эпоксидного покрытия - 0,1-0,2 мм, тефлонового - 0,025-1,8 мм. Напыление твердого покрытия (вольфрам, карбид хрома) повышает абразивостойкость ступени.

Требования к корпусам насосов

Особенности конструкции насосов, характеризующиеся большим соотношением длины к диаметру и высокими нагрузками на корпуса и валы, обуславливают высокие требования к точности их изготовления и прочностным характеристикам (табл. 4.8,4.9).

Таблица 4.8

Наименование	Технические требования фирмы Centrilift	По ТУ 14-3-1941-94
Непрямолинейность оси внутренней поверхности, мм на 1000 мм	0,08	0,15
Допуск иа внутренний диаметр, мм	0,078	0,12
Допуск на наружный диаметр, мм	0,279	0,36-0,53
Шероховатость внутренней поверхности	Ra 1,6	Ra 1,6 ...4,5
Предел текучести, МПа	550	400
Вид обработки внутренней поверхности	Хонингование, растачивание	Без обработки

Валы отечественных погружных центробежных насосов изготавливают из прутков со специальной отделкой поверхности. В качестве материалов для прутков используют коррозионностойкую высокопрочную сталь ОЗХ14Н7В (ст„=930 МПа, стт=785 МПа) и сплав Н65Д29ЮТ-ИЩ (К-монель) с пределами прочности и текучести ста=980 МПа, стт=880 МПа. Заготовки для валов (прутки) выпускаются диаметром 17,20, 22, 25, 28 и 30 мм (табл. 4.10).

Для передачи крутящего момента на рабочие колеса насоса используют шпоночное соединение. На валу фрезеруют общую шпоночную канавку, в которую закладывают чистотянутые прутки квадратной шпонки из латуни или стали. 

Осевые опоры рабочих колес выполняют в виде торцового выкупа направляющего аппарата и шайбы рабочего колеса. Материал пары трения чугун (или нирезист) - текстолит марки ПТК.

Для насосов износоустойчивого исполнения шайбы рабочих колес изготавливают из маслонефтестойкой резины (смесь 8470), а т0рцовый выступ направляющего аппарата - из стали марки 40Х с закалкой ТВЧ до HRC 48-56.

Другим вариантом является применение для износостойких насосов материалов, приведенных в таблице 4.9.

Для повышения износостойкости опор скольжения ЭЦН в ИМАШ РАН разработаны два типа конструкционной оксидной керамики: на основе диоксида циркония, стабилизированного 3% окиси иттрия, и на основе окиси алюминия, упрочненной диоксидом циркония (23,5-30%). Для условий работы в активнокоррозионной среде фирма REDA выпускает насосы с корпусными деталями (модуль насоса, входной модуль, головка) из сплава Redalloy (редаллой), представляющего собой ферритную сталь, содержащую 0,008% углерода.

	Материал
Показатель	К-Монель (США)	ОЗХ14Н7В ТУ 14-1-3645-83	Н65Д29-ЮТ- ИШ (К-Монель) ТУ 14-1-3917-85
Максимальная кривизна на 1 м, мм	0,028	0,15	0,15
Предел прочности, МПа	1,08-1,09	не менее 0,930	0,930
Предел текучести, МПа	0,99-1,02	не менее 0,785	0,780
Относительное удлинение, %	23,3-25,6	не менее 10	ие менее 11
Относительное сжатие, %	54-54,7	не менее 50	не менее 20