Установка погружных винтовых электронасосов.

Установки погружных винтовых сдвоенных электронасосов типа УЭВН5 предназначены для откачки пластовой жидкости повышенной вязкости из нефтяных скважин. Однако их можно также использовать для добычи нефти обычных вязкости и газосодержания.

Наиболее эффективна эксплуатация этих установок на ме­сторождениях, где применение другого оборудования нецеле­сообразно или совсем невозможно. Например, на месторожде­ниях с низким коэффициентом продуктивности пласта, большим содержанием газа при высоком давлении насыщения, высокой вязкости нефти в пластовых условиях. Главное преимущество погружных винтовых электронасосов перед другим оборудова­нием для добычи вязкой нефти заключается в том, что с повы­шением вязкости до определенных пределов (м2/с) по­казатели насоса практически не ухудшаются.

Установки типа УЭВН5 выпускают для пластовой жидкости температурой до 70 °С, максимальная вязкость которой равна м3/с. Содержание механических примесей не более 0,8 г/л, объемное содержание свободного газа на приеме насоса не более 50 %.

При эксплуатации установок в условиях, отличных от ука­занных (повышение содержания механических примесей, обводненности, газосодержания и температуры перекачиваемой жидкости), ресурс насоса снижается из-за износа рабочих органов.

Установки выпускают для скважин с условным диаметром колонны обсадных труб 146 мм по ГОСТ 622—80 (минимальный внутренний диаметр колонны не менее 121,7мм).

Выпускают установки трех модификаций:

для температуры 30 °С (А)

для температуры от 30 до 50 °С (Б)

для температуры от 50 до 70 °С (В, Г).

Для различия установок в обозначении введены буквы А, Б и В (Г). Кроме того, установки УЭВН5-25-1000 и УЭВН5-100-1000 выпускают в модификации А1 и К для добычи высоковяз­кой нефти (до м²/c).

Модификация установок А1 комплектуется двигателем повы­шенной мощности и отличается от остальных отсутствием зо­лотникового устройства в насосе.

Модификация установок К отличается от существующих конструктивным добавлением узла приставки, в котором пуско­вая муфта помещена в область чистого масла.

Установки УЭВН5-63-1200 и УЭВН5-100-1200 выполняют только в модификации В (Г) от 50 до 70 °С.

Все эти установки комплектуют погружными двигателями типа ПЭД с гидрозащитой 1Г51

Установки выпускают по II группе надежности ОСТ 26-06-1304—82, в климатическом исполнении У, категории раз­мещения погружного агрегата 5, наземного оборудования 1 по ГОСТ 15150—69.

При заказе и переписке условные обозначения установок УЭВН5-16-1200А ВПОО; УЭВН5-25-1000Б ВПОО; УЭВН5-200-900В ВПОО; УЭВН5-100-1000А1 ВП01; УЭВН5-63-1200К ПВ01;

УЭВН5-100-1200Г ВП01 расшифровываются так: У—установка; Э—привод от погружного электродвигателя; В—вин­товой; Н—насос; 5—группа насоса для колонны обсадных труб диаметром 146 мм с минимальным внутренним диаметром 121,7 мм; 16, 25, 63, 100, 200—подача, м³/сут; 900, 1000, 1200— напор, м; А—для жидкости температурой до 30 °С; Б—для жидкости температурой от 30 до 50 °С; В — для жидкости тем­пературой от 50 до 70 °С; Г—для жидкости температурой от 50 до 70 °С или вязкостью м²/с; А1 —для жид­кости вязкостью м²/c; К—с приставкой для жидкости вязкостью м²/c; ВП—вариант по­ставки; 0,1—порядковый номер варианта поставки.

В случае отсутствия в заявке (заказе) указания о варианте поставки установка посылается заказчику в исполнении А, в ва­рианте ВПОО (ВПОО—вариант поставки в районы с умеренным климатом; ВП01 —вариант поставки в районы с холодным кли­матом).

Установка погружного винтового сдвоенного электронасоса (рис. 5) состоит из насоса 5, электродвигателя с гидрозащи­той 7, комплектного устройства 2, токоподводящего кабеля с муфтой кабельного ввода 6. В состав установок с подачами 63, 100 и 200 м³/сут входит еще и трансформатор/, так как двигатели этих установок рассчитаны соответственно на напря­жение 700 и 1000 В.

Насос и двигатель с гидрозащитой спускаются в скважину на насосно-компрессорных трубах 4.

Электроэнергия от трансформатора и комплектного устрой­ства, расположенных на поверхности земли, подается к электро­двигателю по специальному бронированному кабелю, который крепится к трубам специальными поясами 3.

Все погружные винтовые электронасосы выполнены по од­ной и той же схеме с двумя рабочими органами. Преимущества этой схемы:

при одном и том же поперечном габарите насоса получа­ется удвоенная подача;

рабочие органы гидравлически взаимно уравновешены, что исключает передачу значительных осевых сил на основание насоса и пяту электродвигателя.

Погружной винтовой насос (рис. 6) состоит из следующих основных узлов и деталей: пусковой кулачковой муфты центро­бежного типа 9, основания с приводным валом 8, сетчатых фильтров 3, установленных на приеме насоса, рабочих органов с правыми и левыми обоймами и винтами 6 и 4, двух эксцентри­ковых шарнирных муфт 5 и 7, предохранительного клапана 2 и шламовой трубы .

В основном все эти узлы и детали унифицированы и приме­няются, за некоторым исключением, во всех насосах одни и те же.

В насосах с подачами 62, 100 и 200 м³/сут рабочие винты изготавливают из титанового сплава ОТ-4, а в насосах с пода­чами 16 и 25 м³/сут—из стали марки 40Х.

Для обойм используется специальная резина марки 2Д-405, имеющая высокие физико-механические свойства.

Остальные ответственные детали насосов изготавливают из нержавеющей стали марок 95Х18 и легированной стали марки 12ХНЗА. В основании насосов применяется высокопрочный силицированный графит марки СГ-П. Для защиты от коррозии и повышения износостойкости рабочая поверхность винтов по­крыта слоем хрома.

В комплект обязательной поставки входит погружной насос­ный агрегат, состоящий из насоса и электродвигателя с гидро­защитой, кабель на металлическом барабане, кожух и пояс для защиты и крепления кабеля к трубам, станция управления, трансформатор (для установок с подачами 16 и 25 м³/сут транс­форматор не требуется, так как погружной двигатель для этих установок рассчитан на напряжение 350 В).

Запуск электродвигателя осуществляется через станцию уп­равления.

При работе установки крутящий момент от электродвига­теля через вал протектора гидрозащиты, пусковую муфту и экс­центриковые муфты насоса передается рабочим винтам.

Жидкость через сетчатые фильтры засасывается одновре­менно верхней и нижней винтовыми парами. Две пары рабочих органов работают параллельно и создают напор, необходимый для подъема жидкости на поверхность.

Подача насоса равна сумме подач двух рабочих пар, а на­пор насоса — напору каждой рабочей пары.

Погружные винтовые электронасосы однотипны и выпол­нены по одной и той же конструктивной схеме с двумя рабочими органами (геликсоидальные роторы с правым и левым направлениями спирали), в результате чего во время работы они взаимно гидравлически разгружаются и тем самым пред­охраняют опоры пяты и подшипники от дополнительных осевых усилий. По принципу действия они относятся к объемным, а по способу сообщения энергии жидкости — к ротационным. Один насос отличается от другого только размерами рабочих орга­нов, а все остальные узлы и детали взаимозаменяемые и уни­фицированы, что облегчает их серийное производство, эксплуа­тацию и ремонт.

Погружные винтовые насосы имеют ряд специфических уз­лов и деталей: пусковую и эксцентриковые муфты, клапан и шламовую трубу (см. рис. ).

Пусковая муфта соединяет валы протектора и насоса и обес­печивает с помощью выдвижных кулачков пуск насоса при до­стижении ротором электродвигателя частоты вращения, соот­ветствующей максимальному крутящему моменту. Кроме того, муфта защищает насос от обратного вращения.

В насосе имеются две эксцентриковые муфты: одна располо­жена между винтами, другая—между нижним винтом и валом основания. Каждая муфта состоит из двух универсальных шар­ниров, что позволяет винтам в обоймах совершать сложное планетарное вращение.

Предохранительный поршеньково – золотниковый клапан на­ходится над насосом и состоит из корпуса, золотника и седла с поршнем. Клапан защищает насос от сухого трения и повы­шенного давления и осуществляет заполнение и слив жидкости из НКТ при спускоподъемных операциях. При нормальном ра­бочем давлении и подаче клапан направляет поток откачивае­мой жидкости по колонне труб на поверхность.

При недостаточном притоке жидкости из пласта или содер­жании в ней большого количества газа клапан перепускает жидкость из напорной линии обратно в скважину.

Шламовая труба предохраняет насос от засорения круп­ными частицами примесей и выполняет роль отстойника.

Каждый рабочий орган насоса состоит из резино-металлической двухзаходной обоймы и однозаходного винта. Шаг обоймы в 2 раза больше, чем шаг винта.

Винты вращаются вокруг своей оси, кроме того оси винтов совершают планетарное движение в обратном направлении.

Имеющееся между винтом и обоймой пространство ограни­чивается контактной уплотняющей линией так, что всасываю­щая полость отделена от нагнетательной как в неподвижном состоянии, так и в любой момент вращения винта в обойме. Винт, вращаясь в обойме, совершает сложное планетарное дви­жение. За один оборот винта замкнутые полости, имеющие вин­тообразную форму, перемещаются с заключенной в них жид­костью на один шаг обоймы в осевом направлении в сторону нагнетания. При вращении винта непрерывно открываются и закрываются полости, образуемые винтом и обоймой.

При этом сумма заполненных жидкостью выходных площа­дей поперечного сечения винта с обоймой остается постоянной и поток жидкости всегда непрерывен и пропорционален частоте вращения винта. Жидкость перекачивается практически без пульсации, не создавая стойкой эмульсии из нефти с водой.

Жидкость поступает одновременно в левый и правый ор­ганы насоса через приемные сетки-фильтры. В камере между винтами потоки соединяются, и, следуя дальше по кольцевому каналу между корпусом насоса и верхней обоймой, жидкость через предохранительный клапан поступает в напорную ли­нию.

Подвижные детали насоса (два рабочих винта и приводной вал) соединены в гибкую систему двумя эксцентриковыми муф­тами.

Неподвижные части рабочих органов (обоймы совместно с основанием и корпусами) образуют жесткую систему—труб­чатый корпус насоса.

Гибкая внутренняя связь подвижных частей рабочих органов позволяет винтам самоустанавливаться в обоймах. Рабочие винты вращаются эксцентрично относительно оси насоса, по­этому для уравновешивания возникающих при вращении цен­тробежных сил их при помощи эксцентриковых муфт смещают от оси насоса в диаметрально противоположные стороны на величину их эксцентриситетов. Остающийся неуравновешенным момент от пары этих центробежных сил, действующих в проти­воположные стороны, создает некоторую вибрацию установки, которая улучшает наполнение рабочих органов особенно вяз­кими жидкостями.

При перекачке жидкостей повышенной вязкости снижаются перетоки через уплотняющую контактную линию между винтом и обоймой. Поэтому характеристики винтового насоса при пе­рекачке вязких жидкостей лучше, чем при перекачке воды.

Рабочие органы винтовых насосов изготавливают с различ­ными натягами и зазорами, учитывающими их тепловое расши­рение в скважинах.

Обратите внимание: