13. Назовите и объясните способы защиты погружного насоса от вредного влияния газа.

Как уже было отмечено, одним из основных факторов, снижаю­щих эффективную работу ЭЦН, является свободный газ в откачива­емой жидкости (на входе в насос). Устранение его влияния связано с увеличением глубины погружения приема ЭЦН, т.е. с увеличением давления на приеме ЭЦН. Этот метод является достаточно простым, но в ряде случаев не может быть применен, например, тогда, когда забойное давление ниже давления насыщения. Кроме того, увели­чение глубины спуска УЭЦН приводит к снижению КПД установки за счет роста электрических потерь в кабеле и гидравлических по­терь в НКТ. Нетрудно получить условие по глубине спуска ЭЦН, при котором повышение КПД установки за счет ликвидации вред­ного влияния свободного газа компенсируется его снижением за счет роста гидравлических и электрических потерь, т.е. нулевой техноло­гический эффект; но при этом возрастают капитальные затраты (НКТ, кабель), длительность и стоимость подземного ремонта, т.е. отрицательный экономический эффект. Поэтому наиболее предпоч­тительным является такое решение, при котором снижение вредно­го влияния свободного газа не приводило бы к снижению КПД уста­новки за счет роста потерь энергии, связанных с глубиной спуска установки. К такому решению относится создание газосепаратора к погружным центробежным электронасосам.

Сепа­ратор состоит из следующих основных элементов: корпуса с голов­кой, каналов отвода газа и жидкости, сепарирующего узла, ра­бочего колеса «суперкавитирующего» типа, решетки, отбойника, шнека, каналов подвода продукции, приемной сетки. Вал сепаратора имеет узел верхнего подшипника и узел нижнего под­шипника. Сепаратор работает следующим образом. Продукция скважины через приемную сетку и каналы подвода поступает на шнек. В шнеке происходит предварительное разделение продук­ции на жидкую и газовую фазы: жидкая фаза отбрасывается на пери­ферию шнека, а газовая занимает центральную часть. Часть жидко­сти, содержащаяся в газовой фазе, отбивается отбойником. Разде­ленная на фазы продукция, пройдя решетку, попадает в рабочее колесо, в котором происходит дополнительное деление фаз. На вы­ходе из рабочего колеса смесь попадает в сепарирующий узел, где происходит окончательное отделение газа от жидкости. Жидкость с небольшим количеством свободного газа через канал подводится к входу центробежного насоса, а основная часть свободного газа через канал сбрасывается в затрубное пространство.

Таким образом, жидкая фаза с небольшим количеством свобод­ного газа, не влияющим на эффективность работы центробежного насоса, откачивается насосом на поверхность. Свободный газ, сбро­шенный в затрубное пространство, приводит к подъему определен­ного количества жидкости из затрубного пространства на поверх­ность (фонтанирование скважины по затрубному простран­ству): суммарная подача установки возрастает, что является по­ложительным фактором. В то же самое время большое количество свободного газа в затрубном пространстве при определенных усло­виях может привести к образованию гидратных или парафино-гидратных пробок, перекрывающих затрубное пространство и созда­ющих условия для резкого ухудшения работы сепаратора и уста­новки в целом, вплоть до срыва подачи.