4 Хід роботи

4.1 Описати процес відкачування рідини із свердловини за допомогою ШСН.

4.2 Описати функціональне призначення верстата-качалки і ШСН.

4.3 Перелічити швидкозношувані деталі ШСН та описати причини їх руйнування.

4.4 Уважно оглянути взірці насосних штанг різних типів. Описати їх конструкцію.

4.5 Виконати ескіз насосної штанги з детальним позначенням конструктивних елементів.

4.6 Оглянути взірці насосних штанг, які вийшли з ладу внаслідок аварії. Встановити дефекти.

4.7 Виконати якісний опис дефекту.

4.8 Проілюструвати ескізом втомне руйнування тіла насосної штанги (муфти).

4.9 Описати причини втомного руйнування штанг.

4.10 Описати методи, які вживаються для підвищення довговічності насосних штанг при роботі їх в різних умовах.

5 Оформлення звіту

Звіт повинен містити перелік пунктів, поданих у ході роботи.

6 Запитання для самоперевірки

6.1 Поясніть процес відкачування рідини із нафтових свердловин з допомогою ШСН.

6.2 Перелічіть основні параметри верстатів-качалок.

6.3 Назвіть основні вузли верстата-качалки.

6.4 Як класифікують ШСН за функціональним призначенням?

6.5 Яка особливість конструкцій вставного і невставного насосів?

6.6 Перелічіть основі деталі вставного ШСН.

6.7 Опишіть призначення, типи та конструкцію замкових опор.

6.8 Які конструктивні виконання мають плунжери ШСН та їх застосування?

6.9 Обґрунтуйте переваги i недоліки втулкових i без- втулкових циліндрів ШСН.

6.10 Поясніть, які фактори найбільш суттєво впливають на втрати рідини в щілині пари "плунжер-циліндр".

6.11 Перелічіть деталі ШСН, які піддаються найбільшому зношуванню.

6.12 Які методи застосовують для підвищення довговічності швидкозношуваних деталей?

6.13 Перелічіть послідовність операцій при заміні вставного i невставного насосів під час викоанання підземного ремонту свердловин.

6.14 Які види насосних штанг ви знаєте?

6.15 Яких заходів вживають для підвищення довговічності насосних штанг?

Лабораторне заняття № 7 Вивчення конструкції обладнання уевн

1 Мета і завдання роботи

1.1 Ознайомитись з основними параметрами заглибних електровідцентрових насоciв (EBH) звичайного, модульного, корозійностійкого та зносостійкого виконань, електродвигунів, кабелів, станцій керування та трансформаторів.

1.2 Вивчити конструкцію насоса, електродвигуна, обладнання гідрозахисту (протектора та компенсатора), а також їх вузлів i деталей.

1.3 Вивчити особливості конструкцій ступеней ЕВН.

1.4 Ознайомитись з правилами пуску установки та регулювання режиму її роботи.

Тривалість заняття – 2 год.

2 Обладнання та прилади

2.1 Повнорозмірна лабораторна установка заглибного відцентрового насоса УЕВН5-80-1200.

2.2 Комплект повнорозмірного обладнання (насос, електродвигун, протектор i компенсатор, вхідний модуль, газосепаратор, зворотний та зливний клапани).

2.3 Стенд вузлів і деталей установки ЕВН.

2.4 Ілюстративні матеріали.

3 Теоретичні відомості

3.1 Загальна характеристика обладнання

Установки заглибних відцентрових наcociв (УЕВН) використовуються для відкачування із нафтових свердловин пластової рідини, що містить нафту, воду, газ, механічні домішки, корозійні компоненти.

Установка складається із заглибного насосного агрегату, кабельної лінії, що спускаються у свердловину на насосно-компресорних трубах, наземного обладнання (трансформатора i станції керування) та обладнання устя свердловини.

Заглибний насосний агрегат включає в себе спеціальний електродвигун із гідрозахистом та заглибний насос, над яким встановлюють зворотний i зливний клапани.

3.1.1 Заглибний відцентровий насос

Заглибний насос секційний, багатоступеневий (від 145 до 550 штук).

Залежно від поперечного розміру всі насоси поділяють на три умовні розмірні групи: 5,5А, 6 відповідно з поперечними габаритами 92, 103, 114 мм.

Насос складається із однієї або декількох секцій, корпуси яких з'єднані між собою за допомогою фланців, а вали за допомогою шліцевих муфт. Секція насоса являє собою металевий корпус довжиною до 5,5 м.

В циліндричному корпусі секції насоса розміщають пакет ступеней (робочих коліс та направляючих апаратів) разом з нижнім i верхнім радіальними підшипниками, а також верхньою осьовою опорою. Робочі колеса в насосі не фіксуються на валу в осьовому напрямку і втримуються від провертання призматичною шпонкою. Колесо може вільно переміщатись в осьовому напрямку в проміжку, обмеженому опорними поверхнями направляючих апаратів. Направляючі апарати установлені в корпусі нерухомо, і у верхній частині його підтиснуті гайкою (ніпелем).

Поряд з насосами у звичайному виконанні випускають модульні відцентрові насоси (ЕВНМ) (рис. 1).

1 – вхідний модуль; 2 – модуль-секція; 3 – модуль-головка

Рисунок 1 – ЕВНМ

ЕВНМ за принципом дії не відрізняються від звичайних відцентрових нacocів. Основна відмінність полягає в тому, що модульний складається із вхідного модуля, модуль-секцій, модуль-головки. Модулі ЕВНМ наведені на рис. 2.

Модулі з’єднані між собою фланцями, а вали шліцевими муфтами.

Вхідний модуль (рис. 2, а) має основу з прийомною сіткою для входу пластової рідини.

Модуль-секція (рис. 2, б) складається iз корпусу, вала, пакета ступеней, верхнього i нижнього підшипників, верхньої осьової опори, основи.

Модуль-головка (рис. 2, в) складається з корпусу, з однієї сторони якого є внутрішня конічна різьба для приєднання зворотного клапана, а з другої – фланець для приєднання до модуль-секції. При наявності вільного газу в пластовій рідині від 25 % до 55 % в конструкції заглибного агрегату УЕВНМ передбачено модуль-газосепаратор (рис. 3).

1 – основа; 2 – вал; 3 – втулка підшипника; 4 – сітка; 5 – захисна втулка; 6 – шліцева муфта

Рисунок 2а - Вхідний модуль насоса

ВІДСУТНІЙ РИСУНОК

1 – головка; 2 – вал; 3 – опора; 4 – верхній підшипник; 5 – кільце; 6 – направляючий апарат; 7 – робоче колесо; 8 – корпус; 9 – нижній підшипник; 10 – ребро; 11 – основа

Рисунок 2б – Модуль-секція насоса

1 – корпус; 2 – ребро; 3 – кільце

Рисунок 2в – Модуль-головка насоса

1 – головка; 2 – втулка радіального підшипника; 3 – вал; 4 – сепаратор; 5 – направляючий апарат; 6 – робоче колесо;

7 – корпус; 8 – шнек; 9 – основа

Рисунок 3 – Модуль-газосепаратор

3.1.2 Заглибний електродвигун

Трифазний, асинхронннй короткозамкнений, маслонаповнений електродвигун, який випускається у звичайному i корозійностійкому виконанні. Внутрішня порожнина електродвигуна заповнена малов’язким маслом, яке служить як для його змащування так i для охолодження. Електродвигун складається із корпусу, в середині якого розміщені статор i ротор, вал якого пустотілий i встановлений на підшипниках ковзання, причому у головці розміщений упорний підшипник. Статором є циліндрична труба, в яку запресований магнітопровід з магнітних i немагнітних секцій, що чергуються (в немагнітних секціях розміщені радіальні підшипники ковзання). В нижній частині двигуна знаходиться перехідник для розміщення фільтра, перепускного клапана i клапана для подачі масла в двигун.

Електродвигун може бути секційного виконання i складатись із верхньої i нижньої секції. Кожна секція має такі ж вузли, як i односекційний двигун, але відрізняється за конструкцією.

Робоча напруга двигунів складає 470 – 2300 В.

3.1.3 Гідрозахист

Гідрозахист складається із протектора або із протектора i компенсатора. Гідрозахист може бути виготовлений в трьох конструктивних виконаннях (П, ПД, Г). Гідрозахист типу Г складається iз протектора i компенсатора.

Протектор встановлюється між насосом i електродвигуном i приєднюється до основи електродвигуна. Протектор складається з двох камер, заповнених маслом двигуна. Камери розділені гумовою діафрагмою i двома торцевими ущільненнями. Вал протектора обертається на трьох підшипниках i опирається на гідродинамічну п’яту, яка сприймає осьові навантаження. Тиск в протекторі вирівнюється із тиском у свердловині через зворотний клапан, який розміщений в нижній частині протектора.

Компенсатор приєднується до нижньої частини електродвигуна i складається із камери, яка утворена гумовою діафрагмою, заповненою маслом електродвигуна i стального корпусу. Порожнина за діафрагмою сполучена із свердловиною отворами.

3.1.4 Зворотний клапан

Призначений для попередження зворотного обертання ротора насоса під дією стовпа рідини в колоні НКТ при зупинках i полегшення повторного запуску насосного агрегату.

3.1.5 Зливний клапан

Служить для зливу рідини iз колони НКТ при підйомі насосного агрегату iз свердловини.

3.1.6 Кабельна лінія

Забезпечує підведення напруги до електродвигуна i складається із основного круглого кабеля i з’єднаного з ним плоского кабеля, який має муфту кабельного вводу.

3.1.7 Трансформатор

Трансформатор перетворює напругу промислової сітки до оптимальної величини на затисках електродвигуна з врахуванням втрат напруги в кабелі.

3.1.8 Станція керування

Станція керування дозволяє здійснювати ручний і автоматичний запуск установки та її зупинку. При деяких аварійних режимах (при короткому замиканні в кабелі або двигуні, перевантаженні або недовантаженні двигуна, недопустимому зниженні опору ізоляції системи кабель – двигун) станція автоматично відключає установку.

3.1.9 Обладнання устя свердловини

Призначене для герметизації затрубного простору, підвішування колони НКТ разом iз заглибним агрегатом i кабелем, контролю i регулювання режиму експлуатації та проведення деяких технологічних операцій на свердловинах.

3.2 Опис установки

Схема повнорозмірної лабораторної установки ЕВН наведена на рис. 4.

Схема включає заглибний агрегат, резервуар 22, мірну ємність 20, вхідні і вихідні трубопроводи. Трубопроводи обладнані засувками 12, 13, 16, 18, 19, 21, 23, 24, 25, вентилем 15, манометром 17 та електроконтактним манометром 14.

Заглибний агрегат установки ЕВН складається із електродвигуна 2 з гідрозахистом типу Г (компенсатор 1 i протектор 3), насоса 6, зворотного 5 та зливного клапанів, кабельної лінії 4 (круглого i плоского кабеля з муфтою кабельного вводу), колони насосно-компресорних труб 8, обладнання устя свердловини 9 та наземного електрообладнання (трансформатора 10 i станції управління 11). Кабельна лінія прикріплена до колони НКТ металевими поясами 7.