vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рисунок 4.27 – Схема оборудования устья скважины при эксплуатации УЭЦН:

1 – крестовина; 2 – разъёмный конус; 3 – резиновый уплотнитель; 4 – отверстие для кабеля; 5 – эксцентричная планшайба; 6 – линия отвода газа; 7 – обратный клапан; 8 – коренная задвижка; 9 – манифольдная задвижка; 10 – дроссель; 11 – манометр на затрубе;

12 – манометр на устье

4.5. Эксплуатация скважин электровинтовыми насосами

Принципиальная схема установки ЭВН во многом аналогична установке ЭЦН. Основные отличительные особенности – это использование винтового насоса и тихоходного (число оборотов в минуту менее 1500) погружного электродвигателя.

Рабочим органом насоса являются однозаходный винт (геликоидальный ротор) и резинометаллическая двухзаходная обойма. Шаг обоймы в два раза больше, чем шаг винта. Винт изготавливается из легированной стали или из титанового сплава. Для защиты от коррозии и повышения износостойкости рабочая поверхность винта покрыта слоем хрома.

При вращении винта вокруг своей оси его ось совершает сложное планетарное движение в обратном направлении. Любое поперечное сечение винта есть круг. Расстояние, на которое центр поперечного сечения винта отстоит от его оси, называется эксцентриситетом.

110

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Имеющееся между винтом и обоймой пространство ограничивается контактной уплотняющей линией так, что всасывающая полость отделена от нагнетательной полости как в неподвижном состоянии, так и в любой момент вращения винта в обойме. За один оборот винта замкнутые полости, имеющие винтообразную форму, перемещаются с заключённой в них жидкостью на один шаг обоймы в осевом направлении в сторону нагнетания. При этом сумма заполненных жидкостью выходных площадей поперечного сечения винта с обоймой остаётся постоянной и поток жидкости всегда непрерывен и пропорционален частоте вращения винта.

По принципу действия винтовые насосы относятся к объёмным, а по способу сообщения энергии жидкости – к ротационным.

Жидкость перекачивается практически без пульсации, не создавая стойкой эмульсии из нефти с водой.

Теоретическая суточная производительность насоса может быть описана формулой:

dв – диаметр сечения винта, м;

Lво – максимальное расстояние между поверхностью винта и

где αв – коэффициент подачи установки ЭВН.

Коэффициент подачи установки ЭВН учитывает утечки через линию соприкосновения гребня спирали винта с внутренней поверхностью обоймы и утечки в колонне НКТ, вредное влияние газа на работу насоса, усадку откачиваемой жидкости.

Конструкция скважинного винтового насоса с погружным электродвигателем предусматривает использование двух уравновешенных винтов с правым и левым направлением спирали (рис. 4.28). Подача такой установки равна сумме подач двух рабочих пар, а напор равен напору каждой рабочей пары.

111

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рисунок 4.28 – Схема скважинного винтового насоса:

1 – обойма верхнего насоса; 2 – рабочий винт верхнего насоса; 3 – эксцентриковая соединительная муфта; 4 – рабочий винт нижнего насоса; 5 – обойма нижнего насоса

112

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Осевые усилия от винтов приложены к эксцентриковой соединительной муфте, расположенной между ними, и взаимно компенсируются. Привод винтов осуществляется от расположенного в нижней части электродвигателя через протектор, эксцентриковую пусковую муфту и вал. Эксцентриковые муфты обеспечивают необходимое вращение винтов. Пусковая муфта осуществляет пуск насоса при максимальном крутящем моменте двигателя, отключает насос при аварийном выходе его из строя, предотвращает движение винта в противоположную сторону при обесточивании двигателя или неправильном подключении кабеля.

Приём жидкости из скважины ведётся через две фильтровые приёмные сетки, расположенные вверху верхнего и внизу нижнего винтов. Жидкость выходит через пространство между винтами, а дальше – по кольцу между корпусом обоймы верхнего винта и кожухом насоса к многофункциональному предохранительному клапану поршеньково-золотникового типа. Обойдя по сверлению предохранительный клапан, жидкость проходит в шламовую трубу и попадает в НКТ.

Предохранительный клапан пропускает жидкость в НКТ при спуске насоса в скважину и из НКТ при подъёме, а также перепускает жидкость из НКТ в затрубное пространство при остановках насоса, недостаточном притоке из пласта, содержании в жидкости большого количества газа, повышении устьевого давления выше регламентированного значения (объёмный насос не может работать при закрытом выкиде). Шламовая труба представляет собой заглушенный сверху патрубок с боковыми отверстиями. Они предохраняют насос от попадания в него механических твёрдых частиц с поверхности и из откачиваемой жидкости при остановках. Шлам собирается между внутренней поверхностью НКТ и наружной поверхностью шламовой трубы. Подбор насосов аналогичен подбору ЭЦН.

Для добычи нефти разработаны следующие установки с погружным электродвигателем УЭВНТ5А-16-1200, УЭВНТ5А-25-1000, УЭВНТ5А-100-1000 и УЭВНТ5А-200-900 с номинальной подачей по воде от 16 до 200 м3/сут. и номинальным напором от 1200 до 900 метров водяного столба (Т– тихоходный).

Показатели применимости установок по перекачиваемым средам:

нефть или нефть с водой с содержанием механических примесей – не более 0,6 г/л;

объёмная доля пластовой воды – не более 99%;

объёмная доля свободного газа на приёме насоса – не более 50%;

содержание сероводорода – не более 0,01 г/л;

113