Файл: Расчет и конструирование многоступенчатого лопастного насоса внн525 с учетом условий перекачки газожидкостных смесей.docx

2. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что пазы располагаются в дополнительных пазах глубиной не менее 0,2 мм и шириной, большей толщины лопасти [3].

3. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что выступы располагаются в дополнительных пазах глубиной не менее 0,2 мм и шириной, большей толщины лопасти [3].

Патент RU 205 739 U1 центробежный секционный насос с двумя параллельными потоками перекачиваемой среды

Предлагается центробежный секционный насос с двумя параллельными потоками перекачиваемой среды (рисунок 1.3.1), выполненный в виде корпуса насоса, состоящего из двух отдельных частей, в каждой из которых размещены оппозитно рабочие колеса и соответствующие направляющие аппараты, и напорной крышки, установленной между ними, с вертикальным центрально ориентированным нагнетательным патрубком. Также в насос дополнительно введена переводная торцевая крышка для перевода жидкости из первой части корпуса во вторую через переводные каналы, выполненные в напорной и переводной крышках заодно с ними. Рабочие колеса, установленные на валу и размещенные в первой и второй частях корпуса, расположены оппозитно друг другу относительно напорной крышки. При этом первая часть корпуса насоса содержит горизонтальный всасывающий патрубок, а нагнетательный патрубок выполнен горизонтальным с полевой стороны насоса. Технический результат - упрощение установки и монтажа, унификация подключения насоса к существующим трубопроводам, уменьшение эксплуатационных затрат на ремонт, повышение надежности насоса, за счет уменьшения количество опорных крышек, с одновременным отказом от использования устройства разгрузки осевых сил в насосе – гидропяты [4].

Рисунок – 1.3.1 – центробежный секционный насос с двумя параллельными потоками перекачиваемой среды вид спереди и сбоку [4].

1 - всасывающий патрубок, 2 - рабочие колеса первой ступени, 3 - кольцевая камера центральной крышки, 4 - переводные трубы, 5 - рабочие колеса второй ступени, 6 - напорная крышка, 7 - переводная труба кольцевой камеры центральной крышки

, 8 - нагнетательный патрубок.

1 2 3 4 5

Разработка принципиальной схемы изделия

Принципиальная схема скважинной установки электроприводного центробежного насоса представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Принципиальная схема УЭЦН.

1 - автотрансформатор; 2 - станция управления; 3 - кабельный барабан; 4 - оборудование устья скважины; 5 - колонна НКТ; 6 — бронированный электрический кабель; 7 - зажимы для кабеля; 8 - погружной многоступенчатый центробежный насос; 9 - приемная сетка насоса; 10 - обратный клапан; 11 -сливной клапан; 12 -узел гидрозащиты (протектор); 13 - погружной электродвигатель; 14 – компенсатор

Описание конструкции изделия и принципа работы

Установка состоит из двух частей: наземной и погружной. Наземная часть включает автотрансформатор 1; станцию управления 2; иногда кабельный барабан 3 и оборудование устья скважины 4. Погружная часть включает колонну НКТ 5, на которой погружной агрегат спускается в скважину; бронированный трехжильный электрический кабель 6, по которому подается питающее напряжение погружному электродвигателю и который крепится к колонне НКТ специальными зажимами 7.

Погружной агрегат состоит из многоступенчатого центробежного насоса 8, оборудованного приемной сеткой 9 и обратным клапаном 10. В комплект погружной установки входит сливной клапан 11 через который сливается жидкость из НКТ при подъеме установки. В нижней части насос сочленен с узлом гидрозащиты (протектором) 12, который, в свою очередь, сочленен с погружным электродвигателем 13. В нижней части электродвигатель 13 имеет компенсатор 14.

Жидкость поступает в насос через сетку, расположенную в его нижней части. Сетка обеспечивает фильтрацию пластовой жидкости. Насос подает жидкость из скважины в НКТ.

Расчетная схема

Для моделирования работы системы насос – скважина и для дальнейшего проектирования была разработана расчетная схема рисунок 4.1.

Рисунок 4.1 – Расчетная схема скважинной насосной установки

На расчетной схеме (рисунок 4.1) P1 – пластовое давление, Р3 – давление на приеме насоса, Р4 – давление на выходе из насоса

, P5 – буферное давление, Р6 – устьевое давление, Н1 – глубина продуктивного пласта, H2 – глубина подвески насоса, Hдин – динамический уровень в скважине.

Расчетные параметры связаны следующими соотношениями:

Давление на забое:

(4.1)

Давление на входе в насос:

(4.1)

Давление на выходе из насоса:

(4.2)

Давление насоса:

(4.3)

Расчеты, подтверждающие работоспособность разрабатываемого изделия

Расчет системы «Насос – скважина»

Для выполнения курсового проекта, бала использована расчетная программа, подготовленная в ходе семинарских занятий по дисциплине «Расчеты и конструирование машин и оборудования для добычи и подготовки нефти и газа». По индивидуальному варианту задания, для моделирования работы системы был дан центробежный насос ВНН 5-25 с количеством ступеней 195 шт. Содержание газа в скважинном флюиде 25%. Характеристика его ступени представлена на рисунке 5.1.1 и в таблице 5.1.1 [5].

Рисунок 5.1.1 – Характеристика ступени ВНН 5-25 на воде плотностью 1000 кг/м3 при 2910 об/мин.
Таблица 5.1.1 – характеристика ступени ВНН 5-25 на воде плотностью 1000 кг/м3 при 2910 об/мин.

По напору насоса подбирались возможные параметры скважины (глубина зоны перфорации и глубина подвести насоса). Исходные данные заносились в файл Exel на лист лист «Расчет по скважине». Исходные данные представлены в таблице 5.1.2.

Таблица 5.1.2 – Исходные данные

Забойное давление, давление на входе из насоса, на выходе в насос и давление насоса рассчитываются по формулам 4.1 – 4.4 соответственно и вносятся в таблицу 5.1.2.

По рассчитанным показателям строится график характеристики скважины в координатах «давление насоса (дебит)» (рисунок 5.1.2)

Рисунок 5.1.2 – Характеристика скважины

Таблица с характеристикой ступени насоса ВНН 5-25 вносится в тот же файл на лист «Коэффициенты». (таблица 5.1.3).

Таблица 5.1.3 – Характеристика ступени ВНН 5-25 при 2910 об/мин.

Желтый цвет показывает рабочую область характеристики по каталогу, красный – оптимальный режим.

Пересчет напора и давления насоса на 195 ступеней:

(5.1.1)

Перепад давления насоса:

(5.1.2)

Результаты расчета приведены в таблице 5.1.4

Таблица 5.1.4 – Характеристика ВНН 5-25 на 195 ступеней

По результатам расчета был построен график зависимости давления насоса от подачи, проведена полинома 3 степени, а также приведена каталожная кривая (рисунок 5.1.3).