2.16 Винтовые электронасосы. Принцип действия, производительность.
Для добычи нефти высокой вязкости широко распространены насосы винтовые, производительностью 40, 80 и 100 м3/сут .
Рабочим органом погружного винтового насоса (ПВН) является однозаходной винт (ротор (а)), вращающийся в обойме специального профиля (статор(б)), внутренняя полость которой представляет собой двухзаходную винтовую поверхность с шагом в два раза большим шага винта. lст = 2 lрот (рис. 15.1).
Ротор изготавливается из высокопрочной стали, статор из резины или пластического материала и устанавливается в корпусе насоса.
Винтовой насос – насос объемного действия, подача которого прямо пропорциональна частоте вращения винта. При вращении винт и его обойма образуют по всей длине ряд замкнутых полостей, которые передвигаются от приема к его выкиду. Вместе с ними перемещается и откачиваемая жидкость.В любом поперечном сечении ротора центр кругового сечения смещен от оси вращения на расстояние (е), которое называют эксцентриситетом.
За один оборот винт два раза перекрывает камеры в обойме и вытесняет из нее две определенные порции жидкости. Так как осевое перемещение жидкости за один оборот винта равно lст, то подача одновинтового насоса q = f ·lст, = 4ed ·lст.
( f - площадь потока жидкости).
Подача насоса за сутки
Q = 1440 · 4e · d · lст, · n · η (15.1)
Объемный коэффициент полезного действия η принимается в пределах 0.7 – 0.8, частота вращения n – об/мин.
2.17 Станки качалки балансирные и безбалансирные
У станка-качалки с балансирным приводом возвратно-поступательное движение колонне насосных штанг передается от двигателя 25 через редуктор 22 и кривошипно-шатунный механизм (шатун 19 и кривошип 21 с кривошипным грузом 20). Штанговые насосы (трубные и вставные) используют различных типов, отличающихся конструктивными особенностями, габаритами, устройством плунжера.
В балансирных станках-качалках с увеличением длины хода точки подвеса штанг, возрастают габаритные размеры и вес отдельных узлов и всей установки, создаются большие инерционные нагрузки, ухудшается устойчивость и сокращается срок службы.
Получить прямолинейное движение колонны штанг при значительном ходе сальникового штока позволяют станки безбалансирные. Известны безбалансирные станки-качалки, в которых вместо балансира используют гибкое звено (канат) перекинутое через шкив на стойке и соединенное с сальниковым штоком, а также станки с цепным и с гидравлическим приводом.
В состав насосной установки с цепным приводом входят следующие основные части (рис.14.7): корпус преобразующего механизма 1, электродвигатель 2, редуктор 3, звездочки 4, 5,
цепь 6, каретка 7, уравновешивающий груз 8, тормоз 9, подвеска устьевого штока 10, канат 11, клиноременная передача 12. Привод устанавливается на основание 13, на нем же размещается станция управления 14.
Передача крутящего момента от электродвигателя осуществляется ременной передачей с возможностью изменения частоты качаний путем замены шкивов. Корпус преобразующего механизма 1 представляет собой сварную металлоконструкцию, в которой перемещается уравновешивающий груз 8, соединенный канатом 11 через ролики с подвеской устьевого штока 10. В корпусе размещен редуцирующий преобразующий механизм, включающий ведущую и ведомую звездочку 4 и 5, замкнутое гибкое звено – тяговую втулочно-роликовую цепь 6, а также каретку 7, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в полости уравновешивающего груза. Привод работает следующим образом. Движение от электродвигателя Г2 через ременную передачу 12, редуктор 3, ведущую звездочку 4, установленную на валу редуктора, передается на тяговую цепь 6. Тяговая цепь соединена
посредством консольно прикрепленной к ней скалки с каретой 7 и уравновешивающим грузом 8.
У станков с гидравлическим приводом силовым органом и уравновешивающим устройством являются гидравлические цилиндры с поршнями, приводимые в действие силовым насосом, подающим рабочую жидкость попеременно в полости цилиндров. Привод состоит из двух гидравлических цилиндров – вспомогательного и штангового, бака для масла, масляного насоса с электроприводом, гидравлических распределителей (управляющего и основного), системы реверсирования, станции управления. Гидравлический привод монтируется непосредственно на верхнем фланце планшайбы арматуры устьевого оборудования, при этом демонтажа установленного станка-качалки не требуется. В приводе отсутствуют движущиеся части, кроме полированного штока. Установка позволяет бесступенчато регулировать длину хода полированного штока от 1 до 2.5 м и число качаний от 0.3 до 8 в минуту. изменение параметров производится без специальных приспособлений. Монтаж установки на устье скважины занимает около 2 часов.