X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Согласно проведенным исследованиям рассмотрено 3 типа модернизации центробежных насосов секционных (ЦНС): насосы сальникового исполнения, насосы торцевого исполнения и насосы частотного типа. Их достоинства и недостатки.

Насосы применяются для перекачивания воды в пласт, тем самым поддерживая пластовое давление (Рис.1).

Рисунок 1 принципиальная схема работы нефтяной отрасли.

Принцип действия

Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося рабочего колеса и перекачиваемой жидкости. Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости, находящейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется жидкостью, поступающей из всасывающей трубы под действием создаваемого разрежения. Выйдя из рабочего колеса первой секции, жидкость поступает в каналы направляющего аппарата и затем во второе рабочее колесо с давлением, созданным в первой секции, откуда – в третье рабочее колесо с увеличенным давлением, созданным во второй секции и т.д. Вышедшая из последнего рабочего колеса жидкость через направляющий аппарат поступает в крышку нагнетания и из нее в нагнетательный трубопровод. При работе сам вал выходит за пределы корпуса оборудования, что делает оболочку негерметичной. Потому неизбежны потери рабочей жидкости.

Для сравнения типов модернизации насосов, возьмем условное месторождения и поделим на 3 блочные кустовые насосные станции (БКНС), в каждой будет стоять по 1 типу модернизации насосов по 2 шт. с маркировками 240x1900.

Пусть будут условно следующие минимальные и максимальные параметры БКНС, которые могут быть согласно тех регламента:

Р. (вход) – 1 - 31 МПа

Р. (выход) – 170 - 230МПа

БГ – 250 МПа

1 тип – насосы ЦНС с сальниковыми уплотнениями.

Представляет собой кольцо из волокнистого материала. (Рис 2)

Рисунок 2 - сальниковые уплотнения

Р. (вход) – 2 – 15 МПа

Р. (выход) – 180 – 200МПа

БГ 170 – 190 МПа

Достоинства: простота конструкции; простота ремонта; доступность расходных материалов (набивки); не требует квалификации персонала; возможность ремонта при наличии любой мастерской, оснащенной оборудованием.

Недостатки: необходимость обслуживания, подтягивание и регулировка; сравнительно небольшой срок службы набивки; невозможно обеспечить герметичность системы, ограничение возможности применения насосов в современных системах регулирования давления.

Данная модификация насоса ЦНС имеет максимальный показатель приема 15МПа, так как выше 15 МПа сальниковое уплотнение начинает дымиться и может вылетать или сгорает на валу, тем самым вызывая повреждения вала.

2 тип – насосы ЦНС с торцевыми уплотнениями.

Состоит из двух колец, плотно расположенных друг к другу (торцевое уплотнение Рис 3) на валу. Одно из них вращается вместе с валом, а другое остается полностью неподвижным.

Рисунок 3 - Торцевое уплотнение

Р. (вход) – 2 - 25 МПа

Р. (выход) – 180 - 225МПа

БГ – 170 - 220 Мпа

Достоинства: надежность; присутствие небольших утечек; не требуется обслуживание (только визуальный осмотр); возможность работы при высоком давление; обеспечивает герметичность системы Недостатки: необходимость квалифицированного подбора под условия эксплуатации; процедура замены требует вызов специального квалифицированного персонала; необходимо держать комплект для замены.

Данная модификация насоса ЦНС имеет максимальный показатель приема 25 МПа, так как выше 25 МПа торцевое уплотнение ломается и происходит усиленный выход воды с рабочего агрегата по валу и также происходит повреждение рубашек вала.

3 тип – насосы ЦНС частотного типа (автоматические Рис 4).

Рисунок 4 – ЦНС частотного типа

Достоинства и недостатки схожи, как и у торцевого, так и у сальникового насоса, но имеет большой недостаток в процессе запуска, так данный тип насос после аварийной остановке срабатывает защита и запуск без специальной службы контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА) невозможен и обслуживание, необходима идеальная наладка.

Р. (вход) – 2 - 25 МПа

Р. (выход) – 180 - 225МПа

БГ – 170 - 220 МПа

Таким образом, мы проанализировали 3 типа модификации ЦНС – с сальниковыми уплотнениями, торцевыми уплотнениями и частотные. Самые оптимальные для работы - ЦНС с торцевыми уплотнениями, так как они на выходе имеют большую производительность, чем сальниковые и частотные. В процессе анализа достоинств и недостатков было выявлено, что сальниковые уплотнения при больших приемах (больше 15 МПа) способны вылететь или сгореть на валу, тем самым, вывести его из строя. У торцевыхуплотненииесть свой предел работы до 25 МПа. Частотные ЦНС могут сравниться с торцевыми, но при аварийных остановках или по командам датчиков остановки, будет проигрывать по общей закачки воды в пласт.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Воронкин Ю.В. Поздняков Н.В. Методы профилактики и ремонта промышленного оборудования. Учебник. – М.: Академия, 2011.

2.Захаров В.И. Технология токарной обработки. – СПб: Лениздат, 2011.

3.Белкин И.М. Справочник по допускам и посадкам для рабочего машиностроителя. – М.: Машиностроение,2013.

4. Технологический регламент БКНС

Код для цитирования: Скопировать