Умови експлуатації УЕВН. Вплив вільного газу на роботу насоса

Умови роботи обладнання УЕВН є досить важкими. Навіть за мінімального вмісту у нафті шкідливих хімічних домішок та абразивних часток, робота вузлів цього агрегату відбувається при значних навантаженнях на ротор, нагріві мастила в двигуні, абразивному зношуванні поверхонь робочих коліс та ін. Робочими камерами насоса просувається інтенсивний турбулентний потік перекачуваного середовища, яке містить пісок, сірководень, парафін, асфальтові домішки й інші речовини, котрі суттєво погіршують умови функціонування розглядуваного обладнання.

Тому при виготовленні необхідно закладати до деталей установки певний запас міцності та стійкості.

Під час експлуатації УЕВН на свердловинах із малим та помірним вмістом піску в нафті (0, 01-0, 05% за вагою), міжремонтний цикл насосів знаходиться в межах 8-12 місяців. Проте у випадку, коли вміст піску перевищує 0, 05% та вище (іноді його значення доходить до 1% за вагою), спостерігається значно коротший міжремонтний цикл (у низці випадків – 10-20 діб).

Тому існує необхідність виготовлення УЕВН і для таких умов експлуатації.

Для збільшення терміну служби насоса при відкачуванні рідини з великим вмістом у ній піску (0, 05 – 1% по вазі) у конструкцію насоса вносяться наступні зміни:

1. Чавунні робочі колеса замінюються пластмасовими зі смоли П-68 або ін.

2. Текстолітова опора колеса замінюється на гумову, а в спрямовуючому апараті опорою для цієї гумової шайби служить сталева термооброблена втулка.

3. Для зменшення зношування робочих коліс і вала ставляться додаткові гумово-металеві радіальні опори, що перешкоджають вигину вала при його обертанні.

За допомогою цих і деяких інших змін звичайної конструкції насоса спостерігались випадки, коли термін служби так називаного зносостійкого насоса на промислах Азербайджану збільшився з 10-20 до 50-70 діб.

Як було сказано вище, у насосі звичайного виконання всі ступені розташовуються в одному корпусі з найбільшою його довжиною в 5 м. Це дозволяє створити напори порядку 430-1100 м залежно від подачі насоса й висоти кожного зі ступенів. За необхідності відбирати рідину з більшої глибини ступені розміщаються не в одному корпусі, а в двох чи в трьох. Такий насос може бути виконаний і в зносостійкому виконанні. Корпусні деталі верхньої і нижньої секцій з'єднані за допомогою шпильок чи болтів. Вали з'єднані шліцевою муфтою, яка передає обертальний момент. Осьові сили, що діють на вал верхньої секції, сприймаються частково його верхньою опорою ковзання, а частково передаються на вал нижньої секції і його опори. Для цього нижній торець верхнього вала спирається на верхній торець нижнього вала через регулювальну шайбу. Вал нижньої секції, як і в звичайному насосі, має вгорі осьову опору тертя, а внизу радіально-упорні кулькові підшипники. В іншому високонапірні секційні насоси не відрізняються від звичайних чи зносостійких насосів.

Значний вміст газу в рідині, що відкачується, викликає необхідність заглиблення насоса на велику глибину, а це невигідно в зв'язку з додатковою витратою труб і кабелю й ускладненням спуско-підіймальних робіт. Тому для таких умов бажано мати газовий сепаратор (рис. 1.13.8 та 1.13.9), який відводить газ від прийому насоса. Такий газосепаратор був створений для насосів малих подач (40-80 м³/добу), та для насосів із подачами до 130 м³/добу. Створення подібного чи ж якого-небудь іншого сепаратора для насосів із великою подачею (160 м³/добу і більше) – задача дуже складна й поки що не розв’язана.

Рисунок 1.13.8 – Газосепаратор УЕВН: 1 – робочі секції відцентрового насоса; 2 – отвори для відведення газу; 3 – канал для відведення рідкої фази; 4 – купол; 5 – камера розділення суміші; 6 – напрямний апарат; 7 – колесо пропелерного типу; 8 – ступінь завихрення; 9 – вхідний отвір насоса; 10 – приймальна сітка; 11 – основа

Газосепаратор має вихровий ступінь, що менше підданий впливу газу на його роботу, ніж відцентровий, і може створити напір, необхідний для проходження рідини з газом через газосепаратор. Після вихрового ступеня рідина з газом надходить до пропелерного колеса й далі до спрямовуючого апарата, що закручує суміш, і вона у вільній порожнині камери розділяється. Газ в основному накопичується біля валу, а рідина відходить до периферії. Над камерою розташована камера, через яку газ видаляється від насоса в порожнину свердловини. Рідина надходить на прийом першого ступеня насоса. В іншому насос не відрізняється від звичайного.     Рисунок 1.13.9 – Деталі газового сепаратора: 1 – основа; 2 – робоче колесо; 3 – стакан; 4 – кришка; 5 – пропелерне колесо; 6 – корпус; 7 – спрямовуючий апарат спірального типу; 8 – корпус камери розділення суміші; 9 – купол для відведення газів