Файл: Основные сведения о разработке нефтяных и газовых залежей.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
43
вает постоянство объема рабочей жидкости в подпоршневых полостях штангового и трубного цилиндров.
Для соединения подвижных НКТ с промысловым коллектором
служит гибкий шланг.
Схемы установок отличаются друг от друга компоновкой, позволяющей при относительно малых вертикальных размерах достигнуть значительных длин ходов штанг относительно НКТ.
Установка работает следующим образом. Подаваемая насосом из бака рабочая жидкость через золотник направляется в верхнюю полость штангового гидроцилиндра. При этом поршень перемещается вниз, а вместе с ним шток, колонна штанг и связанный с ней плунжер. Рабочая жидкость из нижней (штоковой) полости цилиндра по трубопроводу вытесняется в нижнюю полость трубного цилиндра и перемещает его поршень вверх. Вместе с ним перемещается вверх цилиндр скважинного насоса. Таким образом, плунжер движется вниз, а колонна труб вверх — происходит ход всасывания.
При подаче рабочей жидкости в верхнюю полость трубного гидроцилиндра поршень, а вместе с ним колонна НКТ и цилиндр скважинного насоса перемещаются вниз. Рабочая жидкость из подпоршневой полости трубного цилиндра вытесняется в штанговый цилиндр, поршень которого перемещается вверх. Вместе с поршнем перемещаются колонна штанг и связанный с ней плунжер скважинного насоса.
Рис. 11.11. Штанговая гидроприводная установка с использованием в качестве уравновешивающего груза колонны насосно-компрессорных труб:
44
1 — гидроцилиндр; 2 — поршень; 3 —шток; 4 — трубный гидроцилиндр; 5 — шток; 6 — фальш-шток; 7 — тяга; 8 — гидравлическая панель; 9 — насос гидропривода; 10— бак: 11— нижняя траверса; 12 — колонна штанг; 13 — колонна НКТ; 14 — плунжер скважинного насоса; /5 — цилиндр скважинного насоса;
16 — гибкий шланг
Плунжер при этом перемещается вверх, а цилиндр вниз — происходит ход нагнетания.
Колонна насосно-компрессорных труб герметизируется уплотнением, через которое пропущен устьевой шток, а затрубное пространство — уплотнением, установленным на фланце обсадной колонны.
Для нормальной работы установки необходимо поддерживать постоянным объем рабочей жидкости в подпоршневых полостях. Для компенсации утечек как во внутренние полости цилиндров, так и в атмосферу в установке предусмотрена система компенсации утечек, состоящая из управляющего клапана и вспомогательного насоса. При уменьшении объема рабочей жидкости меньше допустимого муфта, соединяющая шток и колонну штанг, нажимает на клапан, который в свою очередь включает вспомогательный насос, заполняющий маслом подпоршневую полость до необходимого объема.
Уравновешивание установки, т. е. обеспечение постоянной нагрузки на двигатель при ходе штанг вверх и вниз, происходит в результате использования колонны насосно-компрессорных труб в качестве уравновешивающего груза.
Монтаж установки непосредственно на фланце колонной головки приводит к необходимости съема ее перед подземным ремонтом и укладки рядом со скважиной на специальном приспособлении. После ремонтных работ установку вновь монтируют на устье скважины.
§ 4. УСТАНОВКИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ
Установка УЭЦН (см. рис. 1.7) состоит из погружного насосного агрегата, включающего насос, электродвигатель, гидрозащиту, кабельную линию, колонну насосно-компрессорных труб, оборудование устья скважины и наземное электрооборудование — трансформатор и станцию управления.
Погружной центробежный насос по принципу действия не отличается от обычных центробежных насосов: при вращении рабочего колеса увеличивается напор жидкости, протекающей через него. Поскольку одна ступень центробежного насоса создает небольшое давление — порядка 0,05 МПа, для достижения давления, необходимого для подъема жидкости из скважины на поверхность, используют ряд последовательно соединенных ступеней.
Насос (рис. 11.12) состоит из набора последовательно установленных в корпусе секций (до 120 в одном блоке), каждая из которых включает в себя направляющий аппарат и рабочее колесо. Направляющие аппараты установлены неподвижно внутри корпуса, а рабочие колеса насажены на один общий вал и соединены с ним призматической шпонкой. Посадочные размеры колес и вала таковы, что рабочие колеса могут свободно перемещаться в осевом направлении. Это позволяет во время работы в установившемся режиме каждому рабочему колесу опираться на торцевой
45
Рис. 11.12. Погружной насос:
1 — верхняя секция с ловильной головкой- 2 — нижняя секция; 3 — шлицевая муфта; 4 —опорная пята; 5 — корпус подшипника; 6 — направляющий аппарат; 7 — рабочее колесо; 8 — корпус; 9 — вал; 10— шпонка; 11 — подшипник скольжения; 12 — защитная втулка; 13 — основание; 14 — фильтр; 15 — приводная муфта
Рис. 11.13. Погружной электродвигатель:
1 — крышка верхняя; 2 — крышка кабельного ввода; 3 — колодка кабельного ввода; 4 — муфта шлицевая; 5—пята; 6 — подпятник; 7 —головка 8 — фильтр; 9 — турбина; 10 — статор- 11 — ротор; 12 — основание 13 — крышка нижняя
выступ расположенного под ним направляющего аппарата. Благодаря этому осевое усилие, обусловленное перепадом давления, создаваемого каждой ступенью, передается от колеса, минуя вал, на направляющий аппарат и корпус насоса. Для уменьшения трения между колесами и направляющими аппаратами устанавливают текстолитовые шайбы, запрессованные в кольцевые пазы, расположенные на колесе. Эти шайбы также уплотняют зазор и препятствуют обратному перетоку жидкости.
Для уменьшения силы трения между дисками при наличии осевого усилия, направленного снизу вверх, например при запуске насоса с открытой выкидной задвижкой, в верхней части рабочих колес также предусмотрены текстолитовые шайбы. При возникновении подобного усилия оно передается от колес к направляющим аппаратам, расположенным над ними, и далее на корпус.
Для восприятия осевого усилия, возникающего в результате давления жидкости на торец вала, а также его собственного веса, служит опорная пята в верхней части насоса. Радиальные усилия воспринимаются подшипниками скольжения.
В верхней части корпуса насоса нарезана внутренняя резьба для соединения его с НКТ, а также располагаются ловильная головка и обратный клапан. Обратный клапан препятствует вытеканию пластовой жидкости, заполняющей внутреннюю полость колонны подъемных труб, при остановке насоса.
Если глубина погружения велика и создаваемый напор недостаточен, то погружной насос может компоноваться из нескольких секций. В этом случае общее количество ступеней в агрегате может
достигать 400.
Во время работы насоса пластовая жидкость поступает через сетчатый фильтр, расположенный в нижней части насоса, последовательно проходит ступени и через отверстия корпуса подшипника, по корпусу попадает во внутреннюю полость насосно-компрессор-ных труб.
Погружной электродвигатель служит для привода погружного центробежного насоса. Условия работы двигате
ля — расположение в пластовой жидкости, находящейся под большим гидростатическим давлением,— предопределяют особенности его конструкции — заполнение его внутренней полости маслом, малый наружный диаметр и соответственно большую длину. Основное условие надежной работы двигателя — герметичность его внутренней полости.
Двигатель (рис. 11.13) состоит из статора, ротора, головки и основания. В верхней и нижней частях корпуса имеются фланцы для соединения двигателя с протектором и компенсатором. Корпус изготовлен из стальной трубы, к которой с помощью резьбовых соединений присоединены головка и основание двигателя. Магнитопровод статора собран из активных и немагнитных жес-тей, в пазах которых располагается обмотка.
К концам обмотки статора припаяны выводные концы из многожильного медного провода, соединяющие их со штепсельными
47
гильзами, в которые входят штепсельные наконечники кабеля. Активная часть магнитопровода совместно с обмоткой создает вращающееся магнитное поле, а немагнитная часть служит опорами! для промежуточных подшипников ротора.
Ротор двигателя короткозамкнутый, многосекционный, состоит из вала, на который напрессованы сердечники. Вал выполнен из; калиброванной трубы, а сердечник — из листовой электротехнической стали, в пазы которого уложены медные стержни, образующие обмотку ротора. Сердечники и радиальные подшипники, чередуясь, установлены на валу. Сердечники соединены с валом шпонками, а весь их набор стянут в осевом направлении гайками.
На валу установлена турбинка, служащая для принудительной циркуляции масла, обеспечивающего отвод тепла от наиболее нагретых деталей. Масло циркулирует через пазы магнитопровода, отверстие в валу двигателя и фильтр, где очищается от продуктов износа, появляющихся в процессе работы двигателя.
Осевые нагрузки на вал двигателя воспринимают подпятники, расположенные в головке двигателя. Переводник в нижней части двигателя служит для размещения фильтра, перепускного клапана и клапана для закачки масла в двигатель.
