Конструкция насоса. Роторно-вихревые насосы для нефтедобычи

Общие сведения

Роторно-вихревые насосы для нефтедобычи

1. Общие сведения

1.1. Конструкция насоса
1.2. Рабочие процессы

2. Скважинные насосы, типа ДСН, для добычи нефти

3. Наземные агрегаты, типа АДСМ, для перекачки нефти и поддержания пластового давления

4. Блочно-контейнерные насосные станции типа СДСМ

Представленное в каталоге насосное оборудование типа: ДСН - скважинные насосы, АДСМ - наземные насосные агрегаты и СДСМ - насосные станции, основано на роторно-вихревых технологиях и предназначено для эффективного решения следующих задач:

Подъем пластовой жидкости повышенной вязкости
из скважин 4"- 5" в диапазоне подач 10 – 50 м³/ сутки и напорами 800 – 2500м (до 4000м).

Откачка растворов и "тяжелых" жидкостей
из скважин 4" – 5" при их освоении и после капремонта.

Закачка воды в пласт и внутрипромысловая перекачка жидкостей
в диапазоне подач до 120 м³/ч и напором до 40 МПа.

Закачка воды в пласт
шурфовое исполнение насосов - в диапазоне подач до 60 м³/ч и напором до 40 МПа.

Внутрипромысловая перекачка многофазных сред
в диапазоне подач до 120 м³/ч и напором до 40 МПа.

Роторно-вихревые насосы (РВН) обладают принципиально новыми эксплуатационными качествами и конкурентными преимуществами перед другими типами насосов: объемными (поршневыми и плунжерными) и динамическими (центробежными, осевыми и вихревыми).

В числе этих преимуществ:

· значительный выигрыш по удельным габаритам и массе;

· широкий диапазон эффективной работы по важнейшим рабочим параметрам, например, по напорам;

· удобная для многих эксплуатационных целей форма рабочих характеристик, например, высокая напорность и крутизна главной характеристики насосов скважинного исполнения, высокий пусковой момент и удобство регулирования выходной мощности погружных турбодвигателей и т.д.;

· высокий коэффициент полезного действия (кпд);

· низкие механические потери, обусловленные отсутствием возвратно-поступательных пар, высокой общей динамической уравновешенностью и т.п.

Насосное оборудование, основанное, на роторно-вихревых технологиях, обладает мировой новизной, их конструкция и принцип действия защищены патентами в Российской Федерации и официально зарегистрированы в ФИПС РФ.

В основе действия насосов заложена роторно-вихревая ступень. На рис.1 показан вариант рабочих ступеней с боковыми каналами. Ступень состоит из ротора, верхнего и нижнего статоров и дистанционной втулки, разделяющей статоры. Ротор, вращающийся с валом насоса, полностью разгружен от осевых сил и имеет возможность свободно перемещаться вдоль шпонки вала. Статоры неподвижно закрепляются в корпусе насоса. Боковые каналы ступени имеют форму торов, которые образуются двумя камерами, расположенными на плоских боковых поверхностях ротора и статоров. В камерах ротора установлены перегородки (разделители), отделяющие впускное окно от выпускного (на рис.1 условно не показаны). В камерах, расположенных на боковых поверхностях статоров, установлены рабочие лопатки.

Пары камер статора и ротора разделены рабочими зазорами, которые имеют двойное назначение:

· во-первых, сопряженные плоские кольцевые поверхности статора и ротора, образующие рабочие зазоры, выполняют функции щелевых уплотнений,

· во-вторых, гидравлические процессы, между парными кольцевыми поверхностями, обеспечивают осевую опору ротора, выполняя функцию осевых подшипников скольжения и компенсируя действие осевых составляющих от случайных флуктуаций давления в ступени насоса. Величина рабочих зазоров является важным конструкционным параметром ступени. Их оптимальная величина и стабильность (приемлемый темп увеличения в процессе износа трущихся поверхностей) обеспечивают высокие технические характеристики и потребительские свойства насоса.

Рис. 1. Схема ступени РВН с боковыми рабочими каналами

Жидкость поступает вдоль вала насоса через всасывающее кольцевое окно в каждую из симметрично расположенных рабочих камер ротора и разгоняется в них за счет действия центробежных сил. Далее получивший импульс элементарный объем жидкости выбрасывается в рабочие камеры статоров и захватывается расположенными в них лопатками. При этом происходит изменение величины и направления скорости потока (частичное торможение жидкости), и часть кинетической энергии преобразуется в давление. Вытесняемый поступающими порциями и направляемый лопатками статора поток возвращается в камеру ротора и вновь разгоняется, далее тормозится и т.д.

Описанный процесс осуществляется в каждом рабочем канале несколько раз, прежде чем выделенный элементарный объем жидкости достигнет разделителя, установленного в камере ротора. Направляемая разделителем жидкость выбрасывается через нагнетательное окно ротора и поступает в нагнетательный канал ступени и далее в следующую ступень насоса (или в нагнетательный патрубок). Таким образом, в ступени образуется течение жидкости, которое имеет форму пространственного вихря, вращающегося с частотой вращения ротора. «Привязка» вихря к ротору дает возможность создать хорошо организованное течение жидкости и уменьшить потери энергии в проточной части. За счет многократного разгона–торможения жидкости в проточной части, нагнетание жидкости в ступени насоса происходит более интенсивно, чем в центробежной ступени, в которой разгон–торможение осуществляется однократно. Этот фактор является основой высокой напорности ступени.

Рис. 2. Сравнительные характеристики ступеней с номинальной производительностью 20 м³/сут

Дата добавления: 2015-07-02