Насосы для добычи нефти

Рис. 13. Форма рабочих колес лопастных насосов

Z J H 7 H

Рис. 14. Форма сечений проточной части (а—е) и лопа­ ток (ж—к) вихревых насосов

О т в о д — устройство для направления жидкой среды из рабо­ чего колеса в отводящий трубопровод насоса или в рабочее колесо следующей ступени, предусмотренное для снижения скорости потока с наименьшими гидравлическими потерями и обеспечения его осесимметричности, чтобы поток стал установившимся.

Конструктивно изготавливают спиральные, кольцевые и двухзавитковые отводы. Спиральный отвод состоит из канала переменной ширины и диффузора.

Кольцевой отвод представляет собой цилиндрический канал пос­ тоянной ширины.

Двухзавитковый отвод применяют для уменьшения поперечной гидравлической силы, возникающей вследствие нарушения осевой симметрии потока.

Н а п р а в л я ю щ и й а п п а р а т (лопаточный отвод), приме­ няемый в многоступенчатых насосах, состоит из нескольких каналов со спиральными и диффузорными участками.

г

Рис. 15. Схемы уравновешивания осевого усилия

Осевая сила может быть значительной и в аварийной ситуации вызывать смещение рабочего колеса, нагрев подшипников, а при смещении ротора соприкосновение колеса с неподвижными частя­ ми корпуса, в результате чего происходят истирание стенок рабочего колеса и поломка насоса.

Для уравновешивания осевой силы в одноступенчатых насосах

предусмотрен для снижения давления в промежуточной камере, тор­ цовый зазор а — для создания осевого усилия в направлении, про­ тивоположном осевой силе, действующей на рабочие колеса, и для дальнейшего снижения давления жидкости перед ее входом в каме­ ру низкого давления.

У п л о т н е н и я . Применяют для уменьшения перетоков жид­ костей вследствие разности давлений в соседних полостях, предуп­ реждения утечек жидкости и засасывания атмосферного воздуха в область между вращающимися и неподвижными деталями насоса, применяются щелевые и концевые уплотнения различной конст­ рукции.

Щелевые уплотнения — уплотнительные кольца, предназначенные для уменьшения перетоков жидкости в проточной части насоса, об­ разуют между корпусом и рабочим колесом щель прямой, ступенча­ той или лабиринтной формы (рис. 16, а—з).

В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливают кон­ цевые уплотнения — сальниковые или торцовые.

Сальниковое уплотнение (рис. 17, а) состоит из эластичной на­ бивки 1 и нажимной втулки 2. При давлении всасывания ро ниже атмосферного в сальнике устанавливают кольцо 3 (рис. 17,6), к ко­ торому из отводящего трубопровода насоса подводится поток жид­ кости. Этим исключается подсасывание воздуха из атмосферы.

Иногда предусматривают разгрузку сальника (рис. 17, в). Жид­ кая среда в этом случае через цилиндрический дросселирующий за­ зор длиной / между валом и втулкой поступает в полость с пони­ женным давлением.

При перекачивании горячих жидкостей и сжиженных газов саль­ ник охлаждается водой, омывающей снаружи его корпус (рис. 17, г) или защитную рубашку вала (рис. 17,6).

Уплотнение типа Т одинарное гидравлически разгруженное с вращающимся узлом аксиально подвижной втулки 4 (рис. 18), установленной в гильзе 8 на закладном уплотнительном кольце 3

круглого сечения. Крутящий момент втулке передается двумя штифтами 2, запрессованными в кольцо 1.

Неподвижная втулка 5 установлена в корпусе 15, прикреплен­ ном к обойме 6 на уплотнительном кольце 6 круглого сечения й удерживается от проворачивания штифтом 13, запрессованным в ла­ биринтную втулку 11, зафиксированной в осевом направлении с по­ мощью скобы 14. Гильза 8 крепится к валу насоса клеммным коль­

По отверстию А в полость между неподвижной и лабиринтной втулками поступает охлаждающая жидкость, стекающая через от­ верстие в корпусе уплотнения. Такая жидкостная завеса способству­ ет отводу тепла от пары трения, а также препятствует испарению жидкости, отводимой на дренаж.

По отверстию В, соединенному трубкой с напорной спиралью насоса, в камеру уплотнения подводится в небольших количествах перекачиваемая жидкость, отводящая тепло от пары трения, а так­ же удаляющая продукты износа рабочих втулок.

Уплотнение типа ТП по конструкции аналогично уплотнению типа Т. Различие заключается лишь в том, что для отвода фрик­ ционного тепла с трущейся пары предусмотрена принудительная циркуляция перекачиваемой жидкости через камеру уплотнения, осуществляемая с помощью встроенного импеллера по системе ка­ мера уплотнения — охлаждаемый бачок — камера уплотнения.

Уплотнение ТВ — торцовое одинарное с теплообменным устрой­ ством. В отличие от уплотнения типа ТП оно имеет специальный холодильник, устанавливаемый в сальниковой камере насоса. Хо­ лодильник предусмотрен для охлаждения вала и жидкости, находя­ щейся в зазоре между валом и холодильником. Характеристика уп­ лотнений приведена в табл. 5.

Т а б л и ц а 5

гично уплотнению типа Т. Различие заключается в том, что предус­

с давлением на 0,05—0,15 МПа, превосходящим давление перекачи­ ваемой (уплотняемой) жидкости. Благодаря этому предотвращается утечка перекачиваемой жидкости или выделение ее паров в атмос-

6 7 8 9 10 1Г !2

Рис. 19.’ Разрез торцового двойного уплотнения типа ТД

феру. В системе подачи уплотнительной жидкости должна быть предусмотрена ее циркуляция для обеспечения интенсивного отвода фрикционного тепла от пары трения.

Внутренняя пара трения воспринимает перепад давления, рав­ ный разности между давлением уплотнительной и уплотняемой жид­ кости. Внешняя пара трения воспринимает больший перепад давле­ ния, равный разности между давлением уплотнительной жидкости в камере уплотнения и атмосферным давлением. В связи с этим внеш­ няя пара рабочих втулок выполнена гидравлически разгруженной,

печивают предварительный контакт рабочих поверхностей в обеих ларах трения. Неподвижные рабочие втулки 3, 11 установлены в корпусе уплотнения 5 и переходнике 7. Втулка 11 удерживается от проворачивания штифтом 12. Стопорное кольцо 10 предназначено для ограничения. перемещения неподвижной втулки при внезапном падении давления уплотнительной жидкости в камере уплотнения.

Уплотнения типа ТД рассчитаны на циркуляционную систему подачи уплотнительной жидкости в камеру уплотнения. Уплотни­ тельная жидкость циркулирует через отверстия в корпусе под дав­ лением на 0,05—0,15 МПа выше, чем давление уплотняемой жид­ кости.

Уплотнение торцовое двойное с затворной жидкостью и тепло­ обменным устройством типа ТДВ по конструкции отличается от уп­ лотнения типа ТД тем, что жидкость, находящаяся в контакте с уз­ лом уплотнения, охлаждается до температуры 80 °С с помощью спе­ циального холодильника, устанавливаемого в сальниковой камере насоса.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НЕФТЯНЫЕ НАСОСЫ

Центробежные насосы разнообразной конструкции широко при­ меняют в технологических процессах добычи нефти, внутрипромыслового сбора и транспорта продукции скважин, магистрального транспорта нефти.

УСТАНОВКИ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ (УЭЦН)

Установки погружных центробежных электронасосов предназна­ чены для откачки из нефтяных скважин пластовой жидкости (неф­ ти, воды, нефтяного газа и механических примесей) со следующей характеристикой: