Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Бесштанговые насосы

Российский государственный университет нефти и газа

имени И.М. Губкина

Кафедра Машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности.

Р Е Ф Е Р А Т

По дисциплине: «Нефтегазопромысловое оборудование»

На тему: «Бесштанговые насосы»

Выполнил:

Студент группы НД-10-1

Касьянов Н.A.

Проверил:

Слышенков В.А.

Москва, 2013 г.

Содержание

Содержание……………………………………………………….……………1

Электроцентобежный насос……………………………………….………….2

Общие сведения…………………………………………….……………

Конструкция ЭЦН…………………………………………….……...…4

Поверхностное оборудование…………………………………….…..10

Погружные винтовые насосы…………………………………….………….11

Диафрагменный электронасос………………………………………………13

Гидропоршневые насосы…………………………………………………….15

Струйные насосы……………………………………………………………..18

Список литературы…………………………………………………………...20

ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Общие сведения

Схема установки

Рис. 1. Схема установки скважинного центробежного насоса с электроприводом:

1 - компенсатор; 2 - погружной электродвигатель; 3 - гидрозащита; 4 - приемная сетка насоса; 5 - насос; 6 - плоский кабель; 7 - обратный клапан; 8 - хомут, крепящий кабель к трубам; 9 - спускной клапан; 10 - круглый кабель; 11 - колонна НКТ; 12 - оборудование устья; 13 - опоры кабеля; 14 - трансформатор; 15 - станция управления.

Скважинный насос многоступенчатый и имеет 80-400 ступеней. Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части. Насос подает жидкость из скважины в НКТ. Погружной электродвигатель – маслозаполненный, герметизированный. Для предотвращения попадания в него пластовой воды имеется узел гидрозащиты. Вал двигателя соединен с валом гидрозащиты и через него с валом насоса. Электроэнергия с поверхности к двигателю подается по кабелю. Рядом с НКТ идет круглый, а около насосного агрегата - плоский кабель. Использование плоского кабеля позволяет несколько увеличить диаметр насоса и двигателя.

Автотрансформатор применяют для повышения напряжения тока, получаемого от промысловой сети (обычно 380 В). У двигателя напряжение обычно больше (400-2000 В). Кроме того необходимо скомпенсировать снижение напряжения в длинном кабеле.

Станция управления позволяет включать и отключать установку и имеет приборы, показывающие силу тока и напряжение.

Колонна НКТ оборудуется обратным (7) и спускным (9) клапанами. Обратный клапан размещается в специальной муфте, конические резьбы, по концам которой позволяют встроить ее в НКТ. Обратный клапан позволяет при остановках насоса сохранить в колонне НКТ жидкость. Запуск происходит при заполненной жидкостью колонне подъемных труб, т. е. при большом напоре. При больших напорах центробежный насос требует меньшей приводной мощности. Спускной клапан позволяет освободить колонну труб от жидкости перед подъемом агрегата из скважины, если в колонне установлен обратный клапан. Установки ЭЦН разработаны для скважин с обсадными колоннами 146 и 168 мм. Для обсадных колонн каждого размера имеются погружные агрегаты двух габаритов.

Область применения

УЭЦН предназначен для добычи нефти из скважин со средним и высоким дебитом.

Для УЭЦН характерно:

Широкий диапазон подач: Q = 10 – 1000 м³/сут;
Напор до 3500 м;
Самый высокий КПД в области больших подач среди всех механизированных способов добычи ≈ 40% при Q = 50 – 300 м³/сут, но в области малых подач КПД резко падает.
В отличие от ШСНУ, УЭЦН менее подвержены влиянию кривизны ствола скважины в процессе эксплуатации.
Добыча высокообводнённого пластового флюида (до 99% воды);
УЭЦН плохо работают в условиях:

коррозионно-агрессивной среды;

при выносе песка;
при повышенных температурах;
при высоком содержании газа.

Показатели назначения по перекачиваемым средам следующие:

среда - пластовая жидкость (смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа);
максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и кпд - 1 мм/с;
водородный показатель попутной воды рН 6,0 - 8,5;
максимальное массовое содержание твердых частиц - 0,01 %;
микротвердость частиц не более 5 баллов по Моосу;
максимальное содержание попутной воды 99%;
максимальное содержание свободного газа у основания двигателя 25%, для установок с насосными модулями – газосепараторами 55 %, при этом соотношение в откачиваемой жидкости нефти и воды регламентируется универсальной методикой подбора УЭЦН к нефтяным скважинам;
максимальная концентрация сероводорода: для установок обычного исполнения 0,001%; для установок коррозионностойкого исполнения 0,125%;
температура перекачиваемой жидкости в зоне работы погружного агрегата не более 90 °С.

Обозначения

Все насосы делятся на две основные группы: обычного и износостойкого исполнения. Подавляющая часть действующего фонда насосов (≈95 %) - обычного исполнения.

Насосы износостойкого исполнения предназначены для работы в скважинах, в продукции которых имеется небольшое количество песка и других механических примесей (до 1 % по массе).

По поперечным размерам все насосы делятся на 3 условные группы: 5, 5А и 6, что означает номинальный диаметр обсадной колонны (в дюймах), в которую может быть спущен данный насос.

Группа 5 имеет наружный диаметр корпуса 92 мм, группа 5А - 103 мм и группа 6 - 114 мм. Частота вращения вала насосов соответствует частоте переменного тока в электросети. В России это частота - 50 Гц, что дает синхронную скорость (для двухполюсной машины) 3000 мин^-1. В шифре ПЦЭН заложены их основные номинальные параметры, такие как подача и напор при работе на оптимальном режиме. Например, ЭЦН5-40-950 означает центробежный электронасос группы 5 с подачей 40 м³/сут (по воде) и напором 950 м. ЭЦН5А-360-600 означает насос группы 5А с подачей 360 м³/сут и напором 600 м.

В шифре насосов износостойкого исполнения имеется буква "И", означающая износостойкость. В них рабочие колеса изготовляются не из металла, а из полиамидной смолы. В корпусе насоса примерно через каждые 20 ступеней устанавливаются промежуточные резинометаллические центрирующие вал подшипники, в результате чего насос износостойкого исполнения имеет меньше ступеней и соответственно напор.

Конструкция центробежного насоса

Конструкция ступени

Рабочим органом скважинного центробежного насоса служит ступень насосная (СН) с цилиндрическими (ЦЛ) или наклонно-цилиндрическими лопатками (НЦЛ), состоящая из рабочего колеса и направляющего аппарата.

Рис. 2. Ступень ЭЦН

Ступени с ЦЛ применяются на номинальные подачи до 125 м³/сут в насосах с наружным диаметром 86 и 92 мм, до 160 м³/сут в насосах с диаметром 103 мм и до 250 м³/сут в насосах с диаметром 114 мм.

Ступени с НЦЛ применяются в насосах с большей подачей. В области своего применения ступени с НЦЛ имеют более высокий КПД и более чем в 1,5 раза увеличенную подачу, чем ступени с ЦЛ в тех же диаметральных габаритах. Наружный диаметр ступеней 70, 80, 90 и 100 мм.

Ступени размещаются в расточке цилиндрического корпуса каждой секции. В одной секции насоса может размещаться от 39 до 200 ступеней в зависимости от их монтажной высоты. Максимальное количество ступеней в насосах достигает 550 штук.

Для возможности сборки ЭЦН с таким количеством ступеней и разгрузки вала от осевой силы применяется плавающее рабочее колесо. Рабочее колесо в насосе не фиксируется на валу в осевом направлении и удерживается от проворота призматической шпонкой. Колесо может свободно перемещаться в осевом направлении в промежутке, ограниченном опорными поверхностями направляющих аппаратов.

Колесо опирается на индивидуальную для каждой СН осевую опору, состоящую из опорного бурта направляющего аппарата предыдущей ступени и антифрикционной износостойкой шайбы, запрессованной в расточку рабочего колеса; при этом утечка через переднее уплотнение колеса практически равна нулю. Но механический КПД ступени с плавающим рабочим колесом снижается из-за потерь трения в нижней опоре колеса. Величина этих потерь в первом приближении пропорциональна осевой силе, действующей на рабочее колесо ступени.

Наиболее распространенный в настоящее время способ разгрузки колеса от осевой силы в ступенях с НЦЛ - создание при помощи выполненного у колеса второго верхнего уплотнения камеры за ведущим диском колеса, в котором давление с помощью отверстий в ведущем диске уравнивается с давлением у входа в колесо (рис. 4, а). Разгрузка рабочего колеса позволяет существенно снизить осевую силу. Такие ступени по сравнению с аналогичными ступенями с неразгруженными рабочими колесами имеют ряд преимуществ: повышенный ресурс работы индивидуальной нижней опоры рабочего колеса, увеличенный КПД ступени.

Рис. 4. Конструкции ступеней:

а - с разгруженным рабочим колесом, б - двухопорная.

1 — корпус; 2 — направляющий аппарат; 3 — рабочее колесо

Недостатками ступеней с разгруженными рабочими колесами является усложнение технологии и повышение трудоемкости изготовления, функциональный отказ способа разгрузки при засорении разгрузочных отверстий и при износе верхнего уплотнения рабочего колеса.

Усиление пары индивидуальной осевой опоры и межступенного уплотнения СН может быть достигнуто применением двухопорной конструкции ступени (рис. 1.3, б). Двухопорная конструкция СН имеет по сравнению с одноопорной ступенью, повышенный ресурс индивидуальной нижней пяты ступени, более надежную изоляцию вала от абразивной и коррозионно-агрессивной протекающей жидкости, увеличенный ресурс работы и большую жесткость вала насоса из-за увеличенных осевых длин межступенных уплотнений, служащих в ЭЦН помимо уплотнения дополнительными радиальными подшипниками.

Типы и конструкция погружных электродвигателей

Погружные электродвигатели, служащие для привода центробежных насосов - асинхронные, с короткозамкнутыми роторами, маслозаполненные. При частоте тока 50 Гц синхронная частота вращения их вала равна 3000 мин^-1.

Двигатели, как и насосы, имеют малые диаметры, различные для скважин с обсадными колоннами 168 и 146 мм. Их мощность достигает 125 кВт. Напряжение тока у двигателей 400-2000 В и зависит от типоразмера двигателя. Рабочая сила тока 20-85 А, скольжение 6 %.

Малые диаметры и большие мощности вызывают необходимость увеличивать длину двигателей, которая иногда превышает 8 м.

Погружной электродвигатель (рис. 8), как и всякий электродвигатель, имеет статор и ротор. Статор и ротор погружного электродвигателя секционные. Каждая секция длиной около 300 мм. Секция статора имеет набор магнитных жестей 9, по обе стороны которого имеется пакет немагнитных жестей 8, в последних расположены корпуса радиальных опор скольжения 7 вала 11. Секция ротора имеет набор жестей ротора 10 и втулки опор 7 вала. Жести статорных секций имеют отверстия для катушек обмотки статора. В жестях роторных секций расположена «беличья клетка». Статор запрессован в корпус 12. Ротор собран на валу 11. Число секций ротора и статора доходит до 12—15. В верхней части двигателя имеется головка 2, в которой размещена осевая опора вала (детали 3 и 4) и подсоединение кабеля 5. Вал двигателя в верхней части заканчивается шлицевой муфтой 1, соединяющей валы двигателя и гидрозащиты. В нижней части двигателя, в его основании 14, расположен фильтр 13 и клапаны, соединяющие полость двигателя с компенсатором, расположенным ниже двигателя.

Рис. 8. Схема погружного электродвигателя

Двигатель заполнен изоляционным сухим трансформаторным маслом. При большой длине статора двигателя масло в зазоре между статором и ротором перегревается. Воизбежании местного перегрева масла, в двигателе осуществляется его циркуляция. Вал двигателя имеет отверстие, по которому масло поступает от фильтра 13 к турбинке 6. Турбинка, вращаясь с валом, нагнетает масло из внутренней полости вала в верхнюю часть двигателя. Создается перепад давления масла и оно движется сверху к фильтру по зазору между статором и двигателем.

В шифре электродвигателей, например, ПЭДС-90-117В5 приняты следующие обозначения: ПЭД - погружной электродвигатель, С - секционный, 90 - номинальная мощность, 117 - внешний диаметр двигателя, В5 - исполнение двигателя, соответствующее климатическим условиям применения.

Газосепаратор

Позволяют отделить часть газа до его входа в насос. Имеет центробежный принцип действия (но не колесо, а шнек).

При арвщении вала к стенке отделяется более тяжелая среда (жидкость), а в центре около вала остается газ. Есть специальное устройство, которое переводит газ в затрубье.

Рис. 10. Газосепаратор типа МН(К)-ГСЛ

1 - корпус; 2 - головка; 3 - основание; 4 - вал; 5 - канал для газа, б - канал для жидкости;

7 - радиальный подшипник; 8 - приемные каналы; 9 - подпятник; 10 - радиальный подшипник; 11 - пята, 12 - шнек; 13 - осевое колесо; 14 - сепараторы;

15 - втулки подшипников; 16 - направляющий аппарат

Гидрозащита

Для увеличения работоспособности погружного электродвигателя большое значение имеет надежная работа его гидрозащиты, предохраняющей электродвигатель от попадания в его внутреннюю полость пластовой жидкости и компенсирующей изменение объема жидкости в двигателе при его нагреве и охлаждении, а также при утечке масла через негерметичные элементы конструкции. Пластовая жидкость, попадая в электродвигатель, снижает изоляционные свойства масла, проникает через изоляцию обмоточных проводов и приводит к короткому замыканию обмотки. Кроме того, ухудшается смазка подшипников вала двигателя.

Гидрозащита типа Г состоит из двух основных сборочных единиц: протектора, который устанавливается между насосом и двигателем, и компенсатора, расположенного в нижней части двигателя. Состоит из головки, верхнего, среднего и нижнего ниппелей, нижнего корпуса и основания, последовательно соединенных между собой резьбой.

Защита от проникновения пластовой жидкости обеспечивается торцовыми уплотнениями и резиновой диафрагмой.

При работе электродвигателя в процессе его включений и выключений масло периодически нагревается и охлаждается, изменяясь соответственно в объеме. Изменение объема масла компенсируется за счет деформации эластичной диафрагмы компенсатора.

В процессе работы происходит утечка масла через торцовые уплотнения. По мере расхода масла диафрагма компенсатора складывается, а диафрагмы протектора расширяются. После полного расхода масла из компенсатора наступает второй период работы гидрозащиты, когда используются компенсационные возможности диафрагмы протектора. При падении давления во внешней полости диафрагмы протектора, при остановке электродвигателя и охлаждении масла обратный клапан открывается и впускает во внешнюю полость пластовую жидкость, тем самым выравнивая давления.

Компенсатор состоит из корпуса и каркаса, к которому крепится диафрагма. Полость за диафрагмой сообщена с затрубным пространством отверстиями в корпусе компенсатора. Пробка, расположенная на наружной поверхности компенсатора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внутренне отверстие под заглушку - для выхода воздуха при заполнении его маслом, а также для сообщения полости двигателя и компенсатора. После заполнения маслом компенсатора заглушка должна быть закрыта, а после монтажа установки и спуска ее в скважину заглушка автоматически открывается.

В шифре гидрозащиты 1Г51 приняты следующие обозначения: 1 - модификация, Г - тип защиты, 5 - условный размер обсадной колонны, 1 - номер разработки.

Кроме гидрозащиты типа Г нашла широкое применение гидрозащита типа П.

Рис. 13. Протектора типа П:

1 - головка верхняя; 2 - трубка; 3 - пробка; 4 - пробка; 5 - корпус; 6 - диафрагма; 7 - пробка; 8 - пробка; 9 - диафрагма; 10 - подпятник; 11 - пята; 12 - торцевое уплотнение; 13 - вал; 14 - подшипник; 15 - трубка; 16 - трубка; 17 - корпус; 18 - нижняя головка.

Основные составные части протектора типа "П" (рис. 13): вал, торцовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидравлически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотнений. Внутренние полости диафрагм заполнены маслом. Торцовые уплотнения с двумя диафрагмами, закрепленными на цилиндрах, образуют верхнюю камеру над торцовым уплотнением, в районе верхней диафрагмы — среднюю камеру, в районе нижней диафрагмы — нижнюю камеру. Трубки между полостями камер расположены таким образом, что при движении сверху жидкость должна проходить по лабиринту и в двух местах этот путь механически разделяется двумя диафрагмами.

Полости, образованные диафрагмами, снабжены клапанами, через которые сбрасывается масло при избыточном давлении.

Основным узлом протекторов являются торцевые уплотнения, предназначенные для герметизации вращающихся валов диаметром 25 мм и 35 мм. Торцовые уплотнения производятся по техническим условиям:

ТУ 3639-003-00217573-93. Торцовые уплотнения;

ТУ 3632-14-00217573-97. Уплотнения УТ1Р.025;

ТУ УЗ. 10-00216852-013-97. Уплотнения торцовые релитовые серии 2Р;

ТУ 3639-006-46874052-01. Уплотнения торцовые для гидрозащит погружных электродвигателей.

Уплотнения (рис. 1.104 и 1.105) состоят из двух колец (вращающегося и невращающегося), поджатых друг к другу пружиной. На вращающемся кольце установлен сильфон, обжимаемый каркасом, другой конец сильфона через обойму с корпусом поджимается к валу. На невращающемся кольце установлена манжета или резиновое уплотнительное кольцо.

Гидрозащита типа ГД (рис. 14.) состоит из двух узлов: протектора, защищающего полость двигателя от попадания пластовой жидкости, и компенсатора, компенсирующего утечки через торцовое уплотнение жидкого масла и температурные изменения объема масла в системе «двигатель - гидрозащита».

Гидрозащита ГД применяется в установках с насосами, имеющими в основании радиально-упорный подшипник и набивное уплотнение.

Протектор гидрозащиты ГД устанавливается между насосом и двигателем. Компенсатор подсоединяется к нижней части двигателя при помощи переводника.

Поверхностное оборудование

Станции управления

Станции управления выпускают различных модификаций. Станции управления типа ПГХ5071 применяются только для установок погружных электронасосов, двигатели которых питаются электроэнергией через автотрансформатор; станции управления типа ПГХ5072 — только для установок погружных электронасосов, двигатели которых питаются электроэнергией через трансформатор.

Станции управления работают при температурах окружающего воздуха от -35 до +40° С. Их нельзя применять для работы: в среде, насыщенной токопроводящей пылью; в местах, не защищенных от попадания влаги; в среде, содержащей едкие газы и пары в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию; во взрывоопасной среде; при наличии ударов и сотрясений; при наклонах, превышающих угол на 5° и более от вертикали.

Трансформаторы

Комплектные трансформаторные подстанции КТППН обеспечивают индикацию текущих параметров работы насосной установки, а именно:

напряжения питающей сети;
тока нагрузки погружного электродвигателя;
сопротивления изоляции системы «токоподвод - погружной электродвигатель». Конструкция КТППН предусматривает возможность подключения прибора учета электроэнергии и регистрирующего амперметра.

Комплектные трансформаторные подстанции для кустов скважин серии КТППНКС предназначены для энергоснабжения, управления и защиты четырех центробежных электронасосов (ЭЦН) с погружными электродвигателями мощностью от 16 до 125 кВт для добычи нефти из кустов скважин и четырех электродвигателей станков-качалок и передвижных токоприемников при выполнении ремонтных работ.

ПОГРУЖНЫЕ ВИНТОВЫЕ НАСОСЫ

Общие сведения

Принцип действия

Основным элементом погружного винтового насоса (ПВН) является червячный винт, вращающийся в резиновой обойме специального профиля. В пределах каждого шага винта между ним и резиновой обоймой образуются полости, заполненные жидкостью и перемещающиеся вдоль оси винта. Приводом служит такой же ПЭД, как и для ПЦЭН, с частотой вращения, вдвое меньшей. Это достигается такими соединениями и укладкой статорной обмотки двигателя, что создается четырехполюсное магнитное поле с синхронной частотой вращения 1500 об/мин.

Если для ПЦЭН увеличение частоты вращения улучшает эксплуатационные характеристики насоса, то для ПВН, наоборот, желательно уменьшение частоты вращения вала, так как в противном случае увеличивается износ, нагрев, снижается к. п. д. и другие показатели. Внешне ПВН мало отличается от ПЦЭН.

Схема и комплектация

В комплект установки входят: автотрансформатор на соответствующие напряжения для питания ПЭД; станция управления с необходимой автоматикой и зашитой; устьевое оборудование, герметизирующее устье скважины и ввод кабеля в скважину; электрический кабель круглого сечения, прикрепляемый поясками к НКТ; винтовой насос, состоящий из двух работающих навстречу друг другу винтов с двумя приемными сетками и общим выкидом; гидрозащита электродвигателя; маслонаполненный четырехполюсный электродвигатель переменного тока - ПЭД.

Основной рабочий орган винтового насоса (рис. 21) состоит из двух стальных полированных и хромированных однозаходных винтов 2 и 4 с плавной нарезкой, вращающихся в резинометаллических обоймах 1 и 5, изготовленных из нефтестойкой резины особого состава.

Внутренняя полость обойм представляет собой двухзаходную винтовую поверхность с шагом в два раза больше, чем шаг винта. Винты соединены с ПЭДом и между собой валом с промежуточной эксцентриковой муфтой 3. Оба винта имеют одинаковое направление вращения, но один винт имеет правое направление спирали, а другой - левое. Поэтому верхний винт подает жидкость сверху вниз, а нижний - снизу вверх. Это позволяет уравновесить винты, так как силы, действующие на них от перепада давления со стороны выкида и приема, будут взаимно противоположны.

Любое поперечное сечение стального винта есть круг, однако центры этих кругов лежат на винтовой линии, ось которой является осью вращения всего винта. В любом сечении винта, перпендикулярном к его оси, круговое сечение оказывается смещенным от оси вращения на расстояние е, называемое эксцентриситетом (рис. 22).

Поперечные сечения внутренней полости резиновой обоймы в любом месте вдоль оси винта одинаковые, но повернуты относительно друг друга. Через расстояние, равное шагу, эти сечения совпадают.

Само сечение внутренней полости в любом месте представляет собой две полуокружности с радиусом, равным радиусу сечения винта, раздвинутые друг от друга на расстояние 4е.

При работе двигателя винт вращается вокруг собственной оси. Одновременно сама ось винта совершает вращательное движение по окружности диаметром d = 4е.

Гребень спирали винта по всей своей длине находится в непрерывном соприкосновении с резиновой обоймой.

Между винтом и обоймой образуется полость, площадь сечения которой равна произведению диаметра винта D на 4е, а высота этой полости в направлении оси винта равна шагу обоймы Т (T = 2t, где t - шаг винта).

Перекачиваемая жидкость заполняет полость между винтом и обоймой в пределах каждого шага и, так как при вращении винт в осевом направлении не движется, то жидкость будет перемещаться вдоль оси винта на расстояние одного шага при повороте винта на один оборот

Рис. 23. Положение сечения винта в обойме при его повороте на один оборот

I - исходное положение, II - положение при повороте на 90°, III - положение при по вороте на 180º, IV - положение при повороте на 270°, V - положение при повороте на 360°; к - фиксированная точка на поверхности винта (вращение против часовой стрелки)

где n - частота вращения вала ПЭДа (примерно 1480 мин^-1); α - коэффициент подачи насоса: коэффициент подачи насоса, учитывает обратные протечки через линию соприкосновения гребня спирали винта с внутренней полостью обоймы; неполное заполнение полостей за счет наличия газа во всасывающей смеси; усадку нефти при переходе ее от термодинамических условий насоса к условиям на поверхности.

На рис. 23 показаны четыре последовательных положения сечения винта в обойме при одном его повороте.

Обозначение

Винтовые насосы имеют шифр, подобный шифру центробежных насосов. Например, ЭВНТ5А-100-1000 означает: электровинтовой насос (ЭВН) тихоходный (Т) под колонну 5А с подачей 100 м³/сут, напором 1000 м. Имеются насосы, развивающие напор 1400 м. Насос ЭВНТ5А-100-1000 имеет на воде максимальный КПД 0,68 - 0,7, а при незначительном повышении вязкости жидкости до 0,4 см²/с его максимальный КПД увеличивается до 0,73 - 0,75.

ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС

Область применения

Диафрагменные скважинные насосные установки относятся к объемным плунжерным насосам с электроприводом, у которых отбираемая жидкость, проходя через приемный и нагнетательный клапаны, не соприкасается с другими подвижными деталями насоса и его привода. Она отделена от них резиновой диафрагмой. Этим определяется специфическая область применения данных насосов. Они предназначаются для отбора агрессивных пластовых жидкостей или жидкости со значительным содержанием в ней механических примесей, в частности песка, поступающего из пласта (до 0,5 г/л).

Возможность эксплуатации наклонно-направленных скважин.

Дебиты скважин до 10 м³/сут, максимальный напор 1000 м водяного столба.

Схема агрегата

Установка скважинного диафрагменного насоса состоит из погружного насосного агрегата (насоса и электропривода), спущенного в скважину на НКТ (рис.28), кабеля, идущего рядом с трубами, спускного клапана, встроенного в колонну НКТ, оборудования устья и станции управления, размещенной на поверхности.

У погружного агрегата имеются нагнетательный 1 и всасывающий 2 клапаны, диафрагма 3, пружина 4 и поршень 5. Под поршнем находится эксцентрик 6, приводимый во вращение угловой зубчатой передачей 7. Ниже находятся электродвигатель 8 и компенсационная диафрагма 9.

Полость А над поршнем и полость Б у привода заполнены маслом. Полость А имеет строго определенный объем масла. Утечки масла из этой полости (например, через зазор у поршня 5 и цилиндра, в котором ходит поршень) восполняются через специальный клапан, размещенный в корпусе цилиндра. Так же выпускаются излишки масла из полости А. Работой этих клапанов управляет вспомогательный поршенек, соединенный толкателем с диафрагмой.

Погружной агрегат работает следующим образом. При вращении вала двигателя и угловой зубчатой передачи эксцентрик 6 вращается и поршень 5, прижатый к эксцентрику пружиной 4, перемещается вверх и вниз. На схеме показано верхнее положение поршня. Поскольку объем А неизменен, при ходе поршня вниз масло будет заполнять освобождаемое поршнем пространство, а диафрагма 3 опустится (нижнее положение диафрагмы отмечено пунктиром). Создается понижение давления в рабочей полости насоса под клапанами и происходит всасывание жидкости из скважины. Когда при дальнейшем вращении эксцентрика он подвинет поршень вверх, масло надавит на диафрагму и переместит ее в верхнее положение. Произойдет нагнетание жидкости через клапан 1 в НКТ. Таким образом, перекачиваемая жидкость соприкасается только с клапанами, диафрагмой и стенками рабочей полости. Изменение объема полости Б из-за движения поршня 5 компенсируется диафрагмой 9.