
Схемы поршневых насосов
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
чугуна ЧН16Д7ГХШ типа «нирезист». Рабочие колеса насосов обычного исполнения можно изготовлять из радиационномодифицированного полиамида.
Модуль-головка рис. 4.60 состоит из корпуса, с одной стороны которого имеется внутренняя коническая резьба для подсоединения обратного клапана (насосно-компрессорной трубы), с другой стороны -фланец для подсоединения к модулю-секции двух ребер и резинового кольца. Ребра прикреплены к корпусу модуля-головки болтом с гайкой и пружинной шайбой. Резиновое кольцо герметизирует соединение модуля-головки с модулем-секцией.
Модули-ГОЛОВКИ насосов группы 5 И 5А имеет резьбу муфты насосно-компрессорной гладкой трубы 73 ГОСТ 633-80.
Модуль-головка насосов группы 6 имеет два исполнения: с резьбой муфты 73 и 89 ГОСТ 633-80.
Модуль-головка с резьбой 73 применяется в насосах с номинальной подачей до 800 м3/сут, с резьбой 89 - более 800 м3/сут.
Модуль-секция состоит из корпуса, вала, пакета ступеней (рабочих колес и направляющих аппаратов), верхнего подшипника, нижнего подшипника, верхней осевой опоры, головки, основания, двух
-218-
ребер и резиновых колец. Число ступеней в модулях-секциях указано в табл. 4.4. [15] Соединение модулей-секций между собой, а также резьбовые соединения и зазор между корпусом и пакетом ступеней герметизируются резиновыми кольцами.
Ребра предназначены для защиты плоского кабеля с муфтой от механических повреждений о стенку обсадной колонны при спуске и подъеме насосного агрегата. Ребра прикреплены к основанию модуля-секции болтом с гайкой и пружинной шайбой.
Грань головки модуля-секции, имеющая минимальное угловое смещение относительно поверхности основания между ребрами, помечена пятном краски для ориентирования относительно ребер другого модуля-секции при монтаже на скважине.
Модули-секции поставляются опломбированными гарантийными пломбамиклеймом предприятия-изготовителя на паяных швах.
Входной модуль состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой жидкости, подшипниковых втулок и сетки, вала с защитными втулками и шлицевой муфты для соединения вала модуля с валом гидрозащиты.
При помощи шпилек модуль верхним концом подсоединяется к модулю-секции. Нижний конец входного модуля присоединяется к гидрозащите двигателя.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Входной модуль для насосов группы 6 имеет два исполнения: одно -с валом диаметром 25 мм - для насосов с подачами 250, 320, 500 и 800 м3/сут, другое - с валом диаметром 28 мм - для насосов с подачами 1000, 1250 м3/сут.
Входные модули и модули-секции поставляются опломбированными консервационными пломбами-пятнами синей или зеленой краски на гайках и болтах (шпильках) фланцевых соединений.
Обратные клапаны насосов групп 5 и 5А, рассчитанных на любую подачу, и группы 6 с подачей до 800 м3/сут включительно конструктивно одинаковы и имеют резьбу муфты насосно-компрессорной гладкой трубы 73 ГОСТ 633-80. Обратный клапан для насосов группы 6 с подачей свыше 800 м3/сут имеет резьбу муфты насосно-компрессорной гладкой трубы 89 ГОСТ 633-80.
Спускные клапаны имеют такие же исполнения по резьбе, как обратные.
Осевое давление, действующее на рабочее колесо 1 (рис. 4.62), передается от него на нижнюю текстолитовую шайбу 4 и затем на бурт направляющего аппарата 3.
Направляющие аппараты соединяются между собой по линии 2 и все вместе опираются в нижней части насоса на основание, а сверху зажаты гайкой, ввинченной в
корпус насоса. Частично осевое давление передается валу вследствие трения колеса о вал или прихвата колеса
-219-
при отложении солей в зазоре между ним и валом или в результате коррозии металлов. Крутящий момент передается от вала к рабочим колесам латунной шпонкой, входящей в паз рабочего колеса. Шпонка расположена по * всей длине сборки колес и состоит из 400...1000-мм отрезков. Вал насоса имеет вверху осевую 3 и радиальную 4 опоры скольжения, а внизу - радиальную опору скольжения 9 рис.4.58.
Рабочие колеса 7 и направляющие аппараты 6 насоса изготавливаются литыми из специального чугуна.
Материалы пар трения в осевой опоре вала - бельтинг, пропитанный графитом и резиной по стали; в верхней и нижней радиальных опорах вала -латунь или бронза по стали (для износостойких насосов - резина по стали); в осевой опоре рабочего колеса - текстолит по чугуну (для износостойких насосов - резина по стали); в радиальной опоре вала в направляющем аппарате - чугун по латуни.
Насосы повышенной износостойкости для подачи пластовой жидкости с песком

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
отличаются от насосов обычного исполнения наличием пластмассовых (вместо чугунных) рабочих колес, материалами пар трения в опорах и наличием дополнительных резинометаллических радиальных опор, препятствующих изгибу вала при его вращении и уменьшающих его износ.
Вопрос 4.42. Гидрозащита электродвигателя
Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 4.63) устанавливается между насосом и электродвигателем б и служит для защиты последнего от попадания в него пластовой жидкости, а также компенсирует температурные изменения объема.
Протектор состоит из двух камер А и Б, разделенных резиновой диафрагмой 4. Камеры заполнены тем же маслом, что и двигатель.
При нагреве масла во время работы двигателя давление в камере Б растет, оно передается диафрагмой в полость А и далее в полость В. Масло из полости А будет вытесняться в полость В до тех пор, пока давление в камере А не снизится и пластовая жидкость не станет поступать в нее через обратный клапан 5- Чтобы диафрагма не изолировала друг от друга полости А и В, в протекторе предусмотрена соеди-
-220- нительная трубка 8. Для более надежной
герметизации двигателя имеются два торцевых уплотнения 1 и 3. Опора 2 воспринимает осевые усилия, действующие на вал.
При гидрозащите типа Г опоры скольжения вала насоса работают в подаваемой пластовой жидкости.
Компенсатор 7 гидрозащиты располагается ниже электродвигателя и предназначен для компенсации изменения объема масла в двигателе при его нагреве и охлаждении и компенсации перехода масла из двигателя в полость Б. Компенсатор (рис.4.64) представляет собой камеру, образуемую эластичной диафрагмой, заполняемую тем же маслом, что и электродвигатель. Диафрагма защищена от повреждений стальным корпусом.
Полость за диафрагмой сообщена с затрубным пространством отверстиями в корпусе компенсатора.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Пробка, расположенная на наружной поверхности компенсатора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внутреннее отверстие под заглушку -для выхода воздуха при заполнении его маслом, а также для сообщения полости двигателя и компенсатора.
После заполнения маслом компенсатора заглушка должна быть закрыта, а после монтажа установки и спуска ее в скважину заглушка автоматически открывается, при погружении компенсатора под уровень пластовой жидкости на 15...30 м.
В шифре гидрозащиты, например, 1Г51 приняты следующие обозначения: 1 - модификация, Г - тип защиты, 5 - условный размер обсадной колонны, 1 - номер разработки. Кроме гидрозащиты типа Г, на нефтяных промыслах России нашла широкое применение гидрозащита типа П.
Основные составные части протектора типа П (рис. 4.65): вал, торцовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидравлически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотнений.
-221-
Внутренние полости диафрагм заполнены маслом.
Торцовые уплотнения с двумя диафрагмами, закрепленными на цилиндрах, образуют верхнюю камеру над торцовым уплотнением, в районе верхней диафрагмы - среднюю камеру, в районе нижней диафрагмы - нижнюю камеру. Трубки между полостями камер расположены таким образом, что при движении сверху жидкость должна проходить по лабиринту и в двух местах этот путь механически разделяется двумя диафрагмами.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Полости, образованные диафрагмами, снабжены клапанами, через которые сбрасывается масло при избыточном давлении.
Заполнение полости протектора производится снизу. Диэлектрическое масло проходит по валу к трубке, через отверстия в трубе заполняет нижнюю полость, воздух
иизбыток масла через отверстия в трубе поступает в зону нижнего торцового уплотнения, заполняет его полость и под избыточным давлением через клапан выходит в следующую полость. Воздух выходит в отверстие ниппеля под пробку между нижней
исредней камерами, а масло стекает на дно полости, заполняет ее до появления в отверстие под пробку и после ее закрытия пробкой продолжает поступать в полость верхней диафрагмы. Далее заполняют полости средней и верхней камеры, при этом для удаления воздуха используются пробки в верхней головке.
Полости внутри диафрагмы защищены от проникновения пластовой жидкости по валу торцевым уплотнением. Нижний конец диафрагмы протектора закреплен герметично, верхний имеет упругое крепление при помощи браслетных пружин, что позволяет осуществлять регулирование давления при температурных расширениях масла.
Для устранения перепада давления в верхней камере имеется трубка, через которую поступает пластовая жидкость в наружную полость, расположенную над диафрагмой средней камеры.
При работе двигателя масло расширяется, при этом растягивает резиновую диафрагму и прижимает ее к внутренней поверхности кор-
-222-
пуса протектора. Лишний объем масла будет выдавлен через верхний конец диафрагмы, который имеет упругое крепление.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
При остановке и охлаждении двигателя объем масла будет уменьшаться и резиновая диафрагма, воспринимая давление окружающей среды, будет втягиваться внутрь и пополнять маслом полость двигателя.
При последующем включении двигателя процесс изменения объема масла повторится, то есть при любых изменениях объема и давления масла диафрагмы будут «дышать» и отслеживать объем находящегося масла в двигателе и уравновешивать давление в его полости с давлением окружающей среды.
Основным узлом протекторов являются торцевые уплотнения, предназначенные для герметизации вращающихся валов диаметром 25 мм и 35 мм.
Вопрос 4.43. Система токоподвода
В систему энергоснабжения входят: кабельная линия, станция управления, трансформатор.
Специальная кабельная линия служит для подвода электроэнергии к электродвигателю и состоит из основного круглого питающего кабеля, сращенного с ним плоского кабеля и муфты кабельного ввода.В зависимости от назначения в кабельную линию могут входить кабели марок КПБК или КППБПС - в качестве основного кабеля; комплектующий кабель марки КПБП; муфта кабельного ввода круглого или плоского типов.
Кабель КПБК (рис. 4.66, а) состоит из медных однопроволочных или многопроволочных жил 1, изолированных в два слоя полиэтиленом высокой плотности 2 и скрученных между собой, подушки 3 и брони 4
-223-
Рис. 4.66. Круглый (а) и плоский (6) кабель для подвода электроэнергии к двигателю
Кабель КППБПС (рис 4.66, б) состоит из медных однопроволоч-ных или многопроволочных жил 1, изолированных в два слоя полиэтиленом высокой плотности 2 и уложенных в одной плоскости, подушки 3 и брони 4. Аналогичную конструкцию имеет и кабель КПБП.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Муфта кабельного ввода круглого типа (рис.4.67, а) состоит из полиэтиленового изолятора 2, изготовленного на кабеле 1, корпуса 3, фланца 4 и штепсельных наконечников 5.
Муфта кабельного ввода плоского типа (рис. 4.67, 6) состоит из корпуса 2, полиэтиленового изолятора 3, изготовленного на кабеле 1, резиновых втулок 4, заглушки 5, контактных губок 6, резинового кольца 7 и уплотнительного кольца 8.
Станция управления ШГС и КУПНА обеспечивают: включение и отключение установки; работу в ручном и автоматическом режи-
Рис. 4.67. Муфта кабельного ввода круглого (а) и плоскость (б) типов
-224- мах; управление установкой с диспетчерского пункта; возможность подключения
программного реле времени КЭ П -12 У; самозапуск электродвигателя с выдержкой времени до 10 мин при появлении напряжения после его исчезновения; отключение станции управления при токах короткого замыкания в силовой цепи; отключение электродвигателя при увеличении или снижении номинального тока на 15%; отключение электродвигателя при отклонении напряжения питающей сета, выше 10% или ниже 15% от номинального; непрерывный контроль сопротивления изоляции кабеля с отключением при сопротивлении ниже 30 кОм; световую сигнализацию об аварийном режиме; подключение геофизических приборов; отключение установок при разрыве нефтепровода.
Трансформаторы в системе энергоснабжения установок скважин-ных центробежных насосов выполняются с естественным масляным охлаждением (масляные трансформаторы), устанавливаются на открытом воздухе и предназначены для повышения напряжения тока от сетевого (380 В) до необходимого рабочего напряжения электродвигателя у его ввода с учетом снижения напряжения в кабеле.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Для обеспечения рабочего напряжения электродвигателя на высокой стороне обмоток трансформаторов предусмотрено по 5... 10 отверстий (отпаек).
Вопрос 4.44. Конструкция электродвигателя
Для привода скважинного центробежного насоса применяется погружной маслонаполненный трехфазный асинхронный коротко-замкнутый электродвигатель.
Погружные электродвигатели имеют диаметры корпусов 103,117, 123, 130 и 138 мм для скважин с внутренними диаметрами обсадных колонн, равными соответственно 121,7; 130; 144,3; и 148,3 мм.
Электродвигатель работает в среде пластовой жидкости, находясь под давлением столба этой жидкости, вследствие чего он выполнен герметичным. Полость электродвигателя заполняется трансформаторным маслом или маслом другой марки, пробивное напряжение которого не менее 40 кВ.
Погружной электродвигатель (рис. 4.68) состоит из статора, ротора, головки 2 и основания^. В головке 2 размещен осевой подшипник, состоящий из пяты 3 и подпятника 4, а также установлена колодка кабельного ввода 5. В основании электродвигателя размещен масляный фильтр 13.
Статор и ротор двигателя состоят из нескольких секций.
Каждая секция статора имеет набор (пакет) магнитных 9 и немагнитных 8 жестей. Сборка секций и немагнитных пакетов имеет сплошные пазы, в которых размещаются обмоточные провода или стержни
-225-
Рис. 4.68. Погружной электродвигатель
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
обмотки. На немагнитные пакеты жестей опираются радиальные подшипники скольжения 7 ротора. Секции статора запрессованы в корпус 12.
Секция ротора имеет пакет роторных жестей 10 и радиальный подшипник 7. В пазах пакета жестей расположены медные стержни «беличьей клетки» (коротко замкнутой обмотки ротора).
Выводные концы обмотки статора соединяются с выводными концами колодки кабельного ввода и изолируются. Колодка кабельного ввода изготавливается из эластичного диэлектрического материала.
Осевой подшипник воспринимает осевые усилия, действующие на вал ротора. На верхнем конце вала ротора находится шлицевая муфта 1, через которую гидрозащита соединяется с валом и далее с насосом. Шлицевая муфта имеет скосы на шлицах для быстрого соединения валов. На валу ротора установлена турбинка 6 для принудительной циркуляции масла внутри электродвигателя с целью смазки опор и охлаждения двигателя. Масло поступает по отверстию в валу к турбинке и нагнетается ею в полость над статором двигателя, далее по зазору между статором и ротором и по специальным пазам, выполненным в статорных жестях около корпуса двигателя, масло подается к фильтру, проходит через него и вновь поступает в отверстие вала.
При попадании пластовой жидкости в неплотности изоляции проводов обмотки электродвигателя снижаются изоляционные свойства масла, что приводит к отказу двигателя.
-226-
Вопрос 4.45. Монтаж установки погружных ЭЦН
Перед спуском на устье необходимо выполнить следующие работы:
1) установить хомут-элеватор на электродвигателе, поднять электродвигатель с мостков, спустить его на устье скважины и снять предохранительную крышку;
2)установить хомут-элеватор на протекторе, поднять протектор над скважиной, снять предохранительную крышку с нижнего конца протектора, проверить вращение вала протектора и электродвигателя шлицевым ключом, установить свинцовую прокладку на электродвигатель, соединить вал протектора с валом двигателя шлицевой муфтой, соединить протектор с электродвигателем;
3)снять хомут-элеватор с электродвигателя и опустить двигатель с протектором в устье скважины;
4)снять предохранительную крышку с верхнего конца протектора и проверить вращение вала шлицевым ключом;
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
5) поднять электродвигатель с протектором над фланцем обсадной колонны и снять упаковочные крышки с кабельного ввода электродвигателя и кабельной муфты, проверить изоляцию;
6) установить свинцовую прокладку в паз кабельного ввода, соединить кабельную муфту с концами обмотки статора электродвигателя и слегка закрепить гайками, не допуская полного уплотнения;
7) вывинтить пробку для выпуска воздуха из нижней камеры протектора и пробку обратного клапана в головке двигателя, ввинтить на место пробки штуцер напорного шланга заправочного насоса; закачать в двигатель жидкое масло до появления его в отверстии нижней камеры протектора и в зазоре неплотно затянутой кабельной муфты; вывинтить штуцер заправочного насоса и ввинтить на место пробку обратного клапана головки двигателя;
8) ввинтить пробку в протектор и затянуть гайки, с помощью которых кабельная муфта крепится к двигателю; опустить двигатель с протектором в скважину до посадки хомута на протекторе на фланец обсадной колонны и проверить вращение двигателя включением в электросеть;
9) навинтить патрубок-переводник на насос, поднять насос с мостков; снять предохранительную крышку с конца насоса, вывинтить пробку в основании насоса, проверить вращение вала насоса шлицевым ключом; установить свинцовую прокладку и шлицевую муфту на вал протектора и соединить насос с протектором;
10) снять хомут-элеватор с протектора, поднять протектор над фланцем обсадной колонны; вывинтить пробку обратного клапана протектора и ввинтить на ее место штуцер заправочного насоса с жидким маслом; вывинтить пробку из спускного отверстия протектора
-227-
изакачать жидкое масло до его появления в спускном отверстии протектора.
11)ввинтить пробку в спускное отверстие протектора и продолжать закачивать жидкое масло до появления его в отверстии основания насоса;
12)ввинтить в отверстие основания насоса манометр и спрессовать агрегат;
13)при отсутствии утечек масла в соединениях вывинтить манометр и штуцер заправочного бачка;
14)ввинтить воздушную пробку протектора и открыть перепускной клапан протектора на 1,5...2 оборота;
15)при появлении густого масла в отверстии основания насоса закрыть пробку, спустить агрегат и установить предохранительные кожухи; 16) подключить кабель и произвести пробный запуск насоса. После спуска труб при их
подвеске на планшайбе следует провести заключительные операции:
1)ввинтить подъемный патрубок в планшайбу, поднять ее с мостков и навинтить на колонну труб;