Принцип действия эцн

Принцип действия насоса можно представить следующим образом: жидкость, засасываемая через приемный фильтр, поступает на лопасти вращающегося рабочего колеса, под действием которого она приобретает скорость и давление. Для преобразования кинетической энергии в энергию давления жидкость, выходящая из рабочего колеса, направляется в неподвижные каналы переменного сечения рабочего аппарата, связанного с корпусом насоса, затем жидкость, выйдя из рабочего аппарата попадает на рабочее колесо следующей ступени и цикл повторяется. Центробежные насосы рассчитаны на большую скорость вращения вала.

Запуск насоса обычно производят при закрытой задвижке на нагнетательном патрубке (при этом насос потребляет наименьшую мощность). После запуска насоса задвижку открывают.

Основными параметрами насоса являются: подача, напор, потребляемая мощность и коэффициент полезного действия (КПД). Параметры насоса указываются при работе его на воде.

Напором насоса называют разность полной удельной энергии на выходе и входе в насос, выраженную в метрах.

Подача - это объем перекачиваемой жидкости, проходящий через напорный патрубок насоса в единицу времени. Подача выражается в л/сек, м³/ч, м³/сут.

Общий КПД центробежного насоса определяется произведением его частных КПД гидравлического, объемного и механического.

Связь между основными параметрами электроцентробежного насоса определяются следующими формулами подобия:

H₁ / H₂ = D ₁² / D₂² ;

Q₁ / Q₂ = n₁ / n₂ ;

H₁ / H₂ = n₁² / n₂² ;

N₁ / N₂ = n₁³ / n₂³ ;

где D-диаметр рабочего колеса (мм), Q-подача насоса (м³/сут.), H-напор насоса (м), N-потребляемая мощность (кВт), n-частота вращения вала (об./мин.)

Ступень насоса

При конструировании погружных насосов для добычи нефти к их ступеням предъявляются особые требования: несмотря на ограниченные размеры, они должны развивать высокие напоры, отличаться простотой сборки, обладать высокой надежностью.

В многоступенчатых погружных насосах принята конструкция ступени с “плавающим”, свободно перемещающимся вдоль вала, рабочим колесом, закрепленным лишь при помощи шпонки для восприятия крутящего момента. Осевое усилие, возникающее в каждом рабочем колесе, передается соответствующему направляющему аппарату и воспринимается далее корпусом насоса. Такая конструкция ступени позволяет собрать на очень тонком валу (17 - 22 мм.) большое количество рабочих колес.

Для уменьшения силы трения направляющий аппарат снабжен кольцевым буртиком необходимой высоты и ширины, а рабочее колесо - опорной шайбой (обычно из текстолита). Последняя, являясь еще и своего рода уплотнением, способствует уменьшению перетока жидкости в ступени. Учитывая, что на некоторых режимах работы насоса (например, во время запуска при открытой задвижке, при Нст близком к нулю) осевые силы могут быть направлены вверх и колеса могут всплывать, для уменьшения силы трения между верхним диском рабочего колеса и направляющим аппаратом также применяют промежуточную шайбу из текстолита, но меньшей толщины.

В зависимости от условий работы для изготовления ступеней применяют различные материалы. Обычно рабочие колеса и направляющие аппараты погружных электронасосов изготовляют путем отливки из специального легированного чугуна с последующей механической обработкой. Состояние поверхностей и геометрия проточных каналов рабочего колеса и направляющего аппарата существенно влияют на характеристику ступени. С увеличением шероховатости значительно снижается напор и КПД ступени, поэтому при отливке рабочих органов ЭЦН необходимо добиваться необходимого качества поверхностей проточных каналов. В настоящее время широкое применение находят рабочие органы, изготовленные по технологии порошковой металлургии (НОВОМЕТ), качество поверхности которых очень высоко.

Для увеличения износостойкости рабочих органов в настоящее время применяются рабочие колёса из композиционного материала на основе полиамидных смол, изготовленных по технологии КОМПОЗИТ. Но в наших условиях высоких температур и большого содержания КВЧ изделия, изготовленные по технологии КОМПОЗИТ не зарекомендовали себя с лучшей стороны.

Рисунок 4.1 - Ступень УЭЦН (направляющий аппарат и рабочее колесо)