сдн.курсовая. Курсач. Подбора оборудования и установления режима работы скважин с использованием диафрагменных насосных установок

• Название: Подбора оборудования и установления режима работы скважин с использованием диафрагменных насосных установок
• Анкор: сдн.курсовая
• Дата: 27.12.2021
• Размер: 174.24 Kb.
• Имя файла: Курсач.docx
• Тип: Курсовая; #320232
• страница: 2 из 4

1.3 Классификация диафрагменных насосов

Погружные диафрагменные насосы различных типов классифицируют по ряду признаков.

По способу приведения диафрагмы в возвратно-поступательное движение на:

• 
  с механическим приводом;
  
• 
  с гидравлическим приводом.
  

По конструкции диафрагмы:

• 
  с плоской диафрагмой;
  
• 
  с цилиндрической диафрагмой;
  
• 
  с диафрагмой в виде сильфона.
  

По виду энергии, подводимой к насосу с поверхности:

• 
  с электроприводом;
  
• 
  с гидроприводом.
  

По виду погружного электропривода, преобразующего подводимую электроэнергию в энергию исполнительного органа:

• 
  электродвигатель;
  
• 
  электромагнитный привод.
  

По виду преобразователя вращательного движения вала электродвигателя в возвратно - поступательное движение диафрагмы:

• 
  механический преобразователь, содержащий, например, конический редуктор и плунжерный насос с эксцентриковым приводом плунжера;
  
• 
  гидравлический преобразователь, включающий, например, силовой насос роторного типа и систему гидрораспределителей, преобразующих направление постоянного потока рабочей среды от силового насоса в возвратно-поступательные гидравлические импульсы.
  

1.4 Конструкция электродиафрагменных насосов

Схема УЭДН (Рисунок 1) похожа на монтажную схему установок погружных электронасосов.

Погружной электродиафрагменный насос 1 опускают в скважину на НКТ (ГОСТ 638-80) с условным диаметром 42; 48 и 60 мм. Для увеличения рабочего объема кольцевой шламовой камеры у шламовых труб 3 и 4 первая труба над электронасосом должна иметь диаметр 60 мм. Между первой и второй трубами устанавливается сливной клапан 5. Кабельная линия 6, по которой подводится электроэнергия к насосу 1, по мере спуска крепится к трубам поясами 2, а на поверхности — соединяется с комплектным устройством 11 или разъединительной коробкой системы электрооборудования, обеспечивающей предупреждение попадания попутного нефтяного газа по кабелю в комплектное устройство. На поверхности располагается устьевое оборудование 7, конструкция которого выбирается потребителем установки в зависимости от условий эксплуатации. Устьевое оборудование специальным отводом соединяется с наземным трубопроводом. Электроконтактный манометр 9 соединяется с трубкой 8 манометра с отводом, а сигнальным проводом 10 — с комплектным устройством 11. Для предупреждения обратного движения откачиваемой жидкости из наземного трубопровода в НКТ отвод должен быть снабжен обратным клапаном. 



Рисунок 1. Установка электродиафрагменного насоса типа УЭДН5

1 - погружной электродиафрагменный насос, 2 - пояс, 3,4 – шламовые трубы, 5 - сливной клапан, 6 - кабельная линия, 7 – устьевое оборудование, 8 – трубка манометра, 9 - электроконтактный манометр, 10 – сигнальный провод, 11 – комплектное устройство.

Электронасосы и установки различных типоразмеров были полностью унифицированы. При этом электронасосы отличаются рабочим диаметром сменной плунжерной пары, входящей в состав плунжерного насоса, а установки — сечением и длиной круглого кабеля, входящего в состав кабельной линии.

Принципиально отличающимися от УЭЦН являются электродвигатель и насос, поэтому будет рассмотрена только их конструкция.[7]

1.4.1 Схема электродвигателя УЭЦН

Для привода ЭДН применен погружной асинхронный четырехполюсный электродвигатель, выполненный в виде отдельного блока (Рисунок 2). В цилиндрическом стальном корпусе размещен статор 9, обмоткой которого служит эмалированный теплостойкий провод марки ПЭТ. Выводные провода 21 обмотки статора снабжены втулками 22 для соединения со штекерами токовводов.

Вал 6 шихтованного короткозамкнутого ротора 8 вращается в четырех металлофторопластовых радиальных подшипниках скольжения 11.

Осевые нагрузки воспринимаются упорным подшипником скольжения, состоящим из стальной пяты 4 и бронзового подпятника 5.

В нижней части электродвигателя установлена резиновая диафрагма 14, внешняя камера которой через отверстие 18 в дне 17 сообщается со скважинной средой. Внутренняя камера 15 через канал 12, выполненный по всей длине вала, сообщается с полостью насоса. С помощью диафрагмы происходит выравнивание давления внутри и вне насоса, а также компенсируется изменение объема масла.



Рисунок 2. Погружной электродвигатель для диафрагменного насоса ПЭД 2.5-117/4В5:

1 — крышка; 2 — шлицевый конец вала; 3 — шпилька; 4 — пята; 5 — подпятник; 6 — вал; 7 — обмотка статора; 8 — ротор; 9 — статор; 10 —  корпус; 11 — подшипник скольжения; 12 — канал; 13 — пробка; 14 — диафрагма; 15 —внутренняя камера; 16 — внешняя камера; 17 — дно; 18 — отверстия; 19 — уплотнения; 20 - болты; 21 — выводные провода; 22 — втулки

Электродвигатели ПЭД2,5-117/4В5 имеют следующую техническую характеристику:

Мощность, кВт - 2,5

Напряжение, В - 350

Сила тока, А - 7,9

Частота переменного тока, Гц - 50

Частота вращения вала, мин"¹  - 1500

Скольжение, % - 7

КПД, % - 75

Коэффициент мощности - 0,7

Температура окружающей среды, °С, не более - 90

Габаритные размеры, мм:

Наружный диаметр - 117

Длина - 1370

Масса, кг - 80 ± 10

1.4.2 Схема погружного электродиафрагменного насоса

Погружной электродиафрагменный насос (Рисунок 3) снабжается эластичной диафрагмой, совершающей колебательные движения и создающей за счет этого эффект всасывания и нагнетания.



Рисунок 3. Погружной электродиафрагменный насос типа ЭДН5:

1 — компенсатор электродвигателя; 2 — электродвигатель; 3 — стакан; 4 —эксцентриковый привод; 5 — плунжерный насос; 6 — пружина; 7 —  корпус; 8 — резьба; 9 — головка; 10 - всасываю­щий клапан; 11 — нагнетательный клапан; 12 — сетка; 13 -  газосепаратор;14 — муфта; 15 — трубка; 16 — патрубок; 17 — крышка; 18 - токоввод; 19 — диафрагма; 20 — штекерный разъем; 21 — конический редуктор

Отличительной конструктивной особенностью ЭДН является изоляция его исполнительных органов от перекачиваемой среды. Это должно обеспечить более длительную работу узлов и деталей насоса в скважине.

Диафрагма 19 взаимодействует с плунжером 5, перемещающимся возвратно-поступательно под действием эксцентрикового привода 4. Последний включает в себя эксцентрик, вращающийся в подшипниках, и редуктор 21, ведущая шестерня которого посажена на вал электродвигателя 2. Движение диафрагмы вниз вызывает срабатывание всасывающего клапана 10, через который скважинная жидкость поступает в диафрагменную полость. Движение вверх приводит к выталкиванию жидкости через нагнетательный клапан 11 в насосно-компрессорные трубы.

Трубка 15 служит для защиты нагнетательного клапана от осаждающихся из добываемой жидкости механических примесей при остановках насоса. Муфта 14 и патрубок 16 обеспечивают присоединение электронасоса к НКТ.

Наиболее нагруженными элементами агрегата являются редуктор, диафрагма и клапаны. [8]

1.4.3 Конструкции диафрагм

Плоская — наиболее простая и технологичная форма диафрагмы. При использовании гидравлического привода легко устанавливается точка наибольшего прогиба, что упрощает проектирование устройств компенсации. К недостаткам данной конструкции относится небольшая предельно допустимая величина прогиба подобных диафрагм, что делает затруднительным применение их в насосах, рассчитанных на большие подачи (свыше 20 м³/сут).

Сильфон — этот тип диафрагм позволяет изменять объем диафрагменной камеры в несколько раз. Кроме того, величина и направление изменения ее объема могут легко контролироваться, что облегчает создание устройств компенсации смещения нейтрального положения диафрагмы при гидравлическом приводе. К недостаткам данной конструкции следует отнести сравнительно большой мертвый объем, а также значительные деформации материала диафрагмы в местах перегибов гофр. Кроме того, при определенных условиях диафрагмы сильфонного типа могут терять свою устойчивость и складываться не по длине, а поперек. Эти диафрагмы могут быть рекомендованы для насосов большой производительности (свыше 20 м³/сут).

Цилиндрическая — эти диафрагмы также позволяют изменить объем диафрагменной камеры в несколько раз, причем при этом не образуется мест с высокой степенью деформации. Кроме того, эти диафрагмы более просты по конструкции, чем сильфонные. Однако, при применении цилиндрических диафрагм трудно определить направление их максимального прогиба, что затрудняет проектирование устройств компенсации. В целом применение подобных диафрагм оправдано при проектировании насосов на большие подачи и давления.

Различаются насосы и количеством диафрагм. Количество диафрагм зависит как от типа насоса — одностороннего или двухстороннего действия, так и от его конструкции. Например, рабочие диафрагмы, деформация которых изменяет объем рабочих камер, и вспомогательные, связанные с устройством компенсации. В целях увеличения надежности насоса могут быть установлены двойные диафрагмы, так, чтобы прорыв одной из них не вывел бы насос из строя. Таким образом, количество диафрагм диктуется очень большим числом факторов. В нефтяной промышленности нашли применение одно- и двухдиафрагменные насосы.

Диафрагмы, используемые при добыче нефти, изготовлены из эластичных материалов. Условия эксплуатации предъявляют целый ряд требований к выбору материала. Во-первых, материал должен быть стоек к действию нефти и пластовой воды, имеющей, как правило, кислую реакцию. Во вторых, материал должен быть износостоек к абразивному действию механических примесей (зачастую с высокой твердостью), содержащихся в до­бываемой жидкости. В третьих, материал должен выдерживать большое количество циклов нагружения. Как правило, для изготовления диафрагм используется маслобензостойкая резина. [3]