Лабораторная установка по изучению работы штангового скважинного насоса Назначение и основные узлы установки
Лабораторная установка фирмы «Festo» предназначена:
для наблюдения работы штангового скважинного насоса и определения производительности насоса на разных режимах его работы;
для получения экспериментальных значений растяжений штанг и определения коэффициента, учитывающего упругие деформации колонны штанг;
для исследования влияния газа на фактическую подачу штангового скважинного насоса при различном содержании газа на приеме насоса, определения величины коэффициента наполнения штангового скважинного насоса;
для экспериментального получения графиков перемещения штока от времени, нагрузки на штоке от времени, обоснования характера влияния газа на экспериментальную динамограмму.
Лабораторный стенд размещается на профильной доске, которая в свою очередь на двух мобильных основаниях.
Принципиальная схема установки представлена на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 – Принципиальная схема установки
A1 – бесштоковый линейный пневматический привод; V02, V03, V04 – обратные клапаны; V1, V4 – отсечные краны; V2 – пропорциональный регулятор давления; Z1, Z2 – аналоговые датчики давления; Z3 – аналоговый датчик расхода сжатого воздуха; Z4 – аналоговый индуктивный датчик перемещения; Z5 – линейный потенциометр; Н1 – мерный бак; Н2 – бак; Р1 – насос; С1 – компрессор;
T1 – ресивер.
В нижней части установки размещена рама для установки резервуара с жидкостью (Н2). Резервуар имеет внутреннюю герметичную перегородку, разделяющую его на две части, основную и подпиточную. Нижняя часть штангового насоса погружена в основную часть резервуара. Наличие герметичной перегородки позволяет при помощи циркуляционного насоса (Р1) осуществлять поддержание постоянного динамического уровня жидкости, что необходимо при проведении эксперимента. Подача циркуляционного насоса превышает подачу штангового насоса, поэтому излишки жидкости, подаваемые в основную часть резервуара, переливаются через перегородку и собираются в подпиточной части резервуара.
Модуль, имитирующий растяжение штока, и ультразвуковой датчик измерения относительного перемещения штока и каретки привода располагаются на каретке привода. К модулю присоединён шток диаметром 16 мм (имитирующий колонну штанг), имеющий на конце поршень с нагнетательным клапаном. Диаметр поршня 32 мм. Колонна насосно-компрессорных труб смоделирована прозрачной трубой, позволяющей наблюдать работу насоса. В нижней части трубы установлен всасывающий клапан.
Для имитации вредного влияния газа на работу насоса, в районе всасывающего клапана имеется отверстие, по которому имеется возможность подавать в поршневую полость дозированное количество воздуха.
На силовой «клетке» размещены два пневматических редукционных клапана, обеспечивающих питание двух систем: модуля, имитирующего растяжение штока, и системы подачи воздуха в полость штангового насоса.
Под приводом, на профильной доске, размещается мерный бак для измерения объёмной подачи насоса. Рабочей жидкостью, используемой в экспериментах, является техническая дистиллированная вода.