Подъем нефти на дневную поверхность

      а) группа 5 – насосы  с наружным диаметром корпуса 92 мм;

      б) группа 5А - насосы  с диаметром корпуса 103 мм;

      в) группы 6 и 6А - насосы  с диаметром корпуса 114 мм.

      Установка электроцентробежного насоса включает в себя подземное и

наземное оборудование.

      К подземному оборудованию  относятся:

      а) электроцентробежный  насос, являющийся основным узлом  установки

(ЭЦН);

      б) погружной электродвигатель (ПЭД), являющийся приводом насоса;

      в) система гидрозащиты, осуществляющая защиту ПЭД от  попадания в него

пластовой жидкости и состоящая из протектора и компенсатора;

      г)токоведущий кабель, служащий для подачи электроэнергии  к ПЭД;

      д) насосно-компрессорные трубы (НКТ), являющиеся каналом, по которому

добываемая жидкость поступает от насоса на дневную поверхность.

      К наземному оборудованию  относятся:

      а) устьевая арматура, служащая для направления и  регулирования

поступающей жидкости из скважины и герметизации устья и кабеля;

      б) станция управления  погружным двигателем, осуществляющая  запуск,

контроль и управление работой УЭЦН;

      в) трансформатор, предназначенный  для регулирования величины

напряжения, подаваемого на ПЭД;

      г) подвесной ролик, служащий для подвески и направления кабеля в

скважину при спуско-подъемных операциях.

      В настоящее время  выпускается более 78 типоразмеров  УЭЦН. Каждый

типоразмер имеет определенный шифр. Например, УЭЦНМ (К) 5-125-1200

обозначает: У – установка, Э – привод от электродвигателя, Ц –

центробежный, Н – насос, коррозионно устойчивое исполнение, 5 – группа

(диаметр обсадной колонны, для  которой он предназначен), 125 –  подача

насоса, (куб.м/сут), 1200 – напор (м).

      ЭЦН является основным  узлом установки. В отличие от поршневых насосов,

сообщающих напор  перекачиваемой жидкости посредством возвратно-

поступательных движений поршня, в центробежных насосах перекачиваемая

жидкость получает напор на лопатках быстровращающегося рабочего колеса. При

этом происходит превращение кинетической энергии движущейся жидкости в

потенциальную энергию давления.

      Поскольку ЭЦН  есть центробежный насос, созданный  для эксплуатации

нефтяных скважин, это повлекло за собой ряд особенностей, присущих только

этому классу насосов, а именно:

      а) насос должен  иметь минимальные габариты, ограничиваемые  диаметром

скважин;

      б) насос должен  иметь широкий диапазон производительностей  и напоров;

      в) насос подвешивается  в вертикальном положении и  недоступен осмотру и

обслуживанию.

      Основными конструктивными  элементами ЭЦН являются: рабочее  колесо,

направляющий аппарат, вал, корпус, гидравлическая пята, уплотнения,

подшипники. Эти детали – необходимые компоненты любого центробежного

насоса, присущи они и ЭЦН.

      Основными параметрами  насоса являются: подача, напор, высота

всасывания, потребляемая мощность и коэффициент полезного действия (КПД).

Параметры насоса указывают в его паспорте при его работе на пресной воде.

      Под подачей (Q) понимают  объем перекачиваемой жидкости, проходящей

через напорный патрубок насоса в единицу времени. Подача выражается в

кубических метрах в сутки.

      Напор (Н) есть разность  полной удельной энергии на  выходе и входе в

насос, выраженная в метрах столба жидкости.

      Рабочее колесо является основным рабочим органом насоса. Оно состоит

из дисков – переднего (по ходу жидкости) в виде кольца с отверстием

большого диаметра в центре и заднего – сплошного диска со ступицей (втулкой

в центре), через которую проходит вал.

      Диски расположены на некотором расстоянии один от другого, а между

ними находятся лопатки, отогнутые назад по направлению вращения колеса.

Колеса ЭЦН изготавливают из легированного чугуна или полиамидной смолы.

      Направляющий аппарат  предназначен для изменения потока жидкости и

преобразования скоростной энергии в давление. Он состоит из двух

неподвижных дисков с лопатками, напоминающими лопатки рабочего колеса,

закрепленные неподвижно в корпусе насоса. Рабочее колесо, собранное

совместно с направляющим аппаратом, образует ступень насоса. Каждая ступень

развивает напор 4…7 м.

      Учитывая, что глубина, с которой приходится поднимать  нефть достигает

1,5…2 км и более, можно легко  рассчитать потребное количество  ступеней,

образующих насос, достигающее 400 штук и более.

      Таким образом, электроцентробежный  насос является многоступенчатым  и,

кроме того, секционным, так как в один корпус такое количество ступеней

установить невозможно.

      Вал предназначен  для передачи  вращения рабочим  колесам и представляет

собой цилиндрический стержень со шпоночным пазом для крепления рабочих

колес. Со стороны протектора конец вала имеет шлицы. Длина и диаметр вала

регламентируются габаритами насоса. Вал с укрепленными на нем колесами

образуют ротор насоса. Вал ЭЦН работает в весьма жестких условиях, т.к.

имеет при незначительном диаметре (17…25 мм) значительную длину (до 5000

мм) и несет на себе большое количество рабочих колес (до 300).

      Материалом для  валов являются легированные  стали.

      Опорами вала являются радиальные подшипники скольжения сверху и

снизу. Каждый направляющий аппарат осуществляет кратковременную разгрузку

осевых усилий в колесе посредством упора перемещающегося колеса в аппарат и

скольжения его по текстолитовой шайбе. Нижняя опора вала перенесена в узел

протектора.

      Такая конструкция  позволяет передавать осевые  силы равномерно на все

направляющие аппараты. На вал практически действует сила от собственного

веса и сила осевого давления, достигающая у серийных насосов 400 Н

(разность сил со стороны нагнетания и всасывания). Часть осевой силы

компенсируется гидравлической пятой, на которой вал «подвешен» вверху. Пята

состоит из неподвижных и вращающихся колец.

      Ротор, собранный  совместно с направляющими аппаратами, образует пакет

ступеней, который после сборки вставляется в специальную трубу – корпус.

Диаметры корпуса  современных насосов составляют 92, 103 и 114 мм, а длина

зависит от числа собранных в нем ступеней.

      Корпус сверху  заканчивается резьбой, с помощью  которой он

присоединяется к колонне НКТ, и ловильной головкой, обеспечивающей захват

насоса при его падении в скважину.

      Снизу корпус снабжен  фильтром и присоединительными  фланцами для

соединения с очередной секцией или протектором. Иногда насосы соединяются

со своими узлами с помощью быстросборных байонетных соединений.

      Уплотнения в ЭЦН  представлены сальником, расположенным  в нижней части

насоса, состоящим из набора колец, выполненных из свинцовой ваты с

графитом. В связи с созданием новой гидрозащиты и функция сальника, которая

сводится к предотвращению попадания механических примесей из насоса в

протектор.

      Кроме того, соединяемые  на резьбе части корпуса насоса, снабжены

уплотнительными кольцами круглого сечения.