Диафрагменный насос ЭДН5-8-1300-Курсовая работа

Для добычи нефти наиболее распространенными являются установка электро-приводного винтового насоса, установка электроприводного центробежного асоса, скважинная штанговая насосная установка и установка электропривод-ного диафрагменного насоса.
- винтовые насосы применяются в основном для добычи вязкой нефти, а на Потанай-Картопьинском месторождении нефть не настолько вязкая, чтобы применять винтовую насосную установку, следовательно, ее исполь-зование будет не рентабельно;
- центробежные насосы имеют самую высокую производительность, они предназначены для эксплуатации высокодебитных скважин, но наравне с этим эта установка достаточно дорогостоящая. Так как суточный дебит эксплуати-руемой скважины 35 м3 в сутки, то данная установка не подходит и можно применить более дешевую установку;
- штанговыми насосными установками добывается самое большое количество нефти, они предназначены для среднедебитных скважин, имеют высо-кую производительность, но на устье скважины устанавливается сложный по конструкции станок-качалка, что приводит к дополнительным денежным затратам;
- диафрагменный насос применяется для добычи нефти из малодебитных сва-жин. погружной диафрагменный электронасос выполненный в виде моноблока вертикального исполнения, в котором снизу вверх размещены синхронный че-тырехполюсный электродвигатель, конический редуктор и плунжерно-диафрагменныи насос с эксцентриковым приводом. Погружной диафрагмен-ный насос содержит компенсатор, представляющий резиновую камеру, соеди-ненную с внутренней по-
лостью с электродвигателем, конический редуктор и плунжерно
диафрагменный насос с эксцентриковым приводом.
Недостатком указанного плунжерного диафрагменного электронасоса является не высокая надежность всасывающего и нагнетательного клапанов.
Проанализировав все представленные конструкции я решил остановиться на диафрагменном насосе и разработать конструкцию клапанов, обеспечивающую большую надежность.

2.1 АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ДИАФРАГМЕН-НЫХ НАСОСОВ

Для работы в нефтяной промышленности был предложен целый ряд конструк-ций погружных диафрагменных насосов. В ОКБ БН института электродинами-ки АН УССР была разработана схема погружного объемного насоса с линей-ным двигателем, гидромеханическим рекуператором энергии холостого хода и разделительной диафрагмой. Мощность двигателя составила 2,5 кВт, КПД - 25%, подаача насоса - 2 м /сут, напор - 1200 м. Но в связи с тем, что Институт не смог довести надежность своего электродвигателя до требуемой величины, работы по созданию подобного насоса были приостановлены.
За рубежом основным разработчиком погружных диафрагменных насосов бы-ла Германская фирма Pleuger Underwasserpussy Gmb. Ей принадлежит свыше десяти патентов на скважинные диафрагменные насосы различных типов. Один из патентов служил основой для промышленного выпуска фирмой Pleuger насоса с подачей 50 м3/сут, давлением 10 МПа и КПД 39,9%. Недостатком данного насоса является необходимость спуска в скважину дополнительной ко-лонны труб для компенсации утечек рабочей жидкости. Кроме того, использо-вание в качестве рабочей только
одной поверхности поршня затрудняет создание насосов для добычи нефти из среднедебитных скважин.
В ОКБ БН была разработана аналогичная конструкция, но не требующая
применения дополнительной колонны труб для компенсации утечек. Именно эта конструкция в последующем была принята за основу при создании устано-вок электроприводных диафрагменных насосов. В процессе испы-таний и подконтрольной эксплуатации были получены следующие характери-стики насоса.
В настоящее время по ТУ 26-06-1464-86 серийно выпускаются установки типа ЭДН 5 предназначенные для добычи нефти из малодебитных скважин с внутренним диаметром обсадной колонны не менее 121,7 мм. Установки ра-ботают от сети переменного тока напряжением 380 В при частоте тока 50 Гц. Они предназначены для перекачивания пластовой среды, состоящей из смеси нефти, воды и газа. Содержание пластовой воды в перекачиваемой сре-де неограничивается. Максимальное массовое содержание твердых частиц 0,2 %; максимальное объемное содержание нефтяного газа на приеме насоса 10%; водородный показатель пластовой воды рН 6,0-8,5; максималь-ная концентрация сероводорода 0,01 г/л. Рабочий диапазон изменения темпе-ратуры от 5 до 90°С.

2.2 ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДИАФРАГМЕН-НОГО НАСОСА

Изобретение №97103959/06 предназначено для использования в насосо-строении, для расширения эксплуатационного диапазона применения диа-фрагменного насоса, содержащего вытеснительную камеру с клапаном, обра-зованную цилиндрическим корпусом и закрепленной в нем периферийной ча-стью, гибкой диафрагмой, а также шток, имеющий возможность осевого пере-мещения относительно корпуса. В него введен со стороны вытеснительной ка-меры жестко соединенный со штоком и перфорированный сквозными отвер-стиями диск, по внешнему кольцу которого в своей средней части крепится диафрагма, перекрывающая своей внутрикольцевой центральной частью от-верстия перфорации диска и имеющая сквозное осевое отверстие, расположен-ное вне поля перфорации. Избыточное давление перекачиваемой среды, возни-кающее в вытеснительной камере в результате движения штока, отжимает цен-тральную часть диафрагмы от перфорации диска, и среда вытесняется в за-диафрагменную область, при этом усилие отжатия, без учета противодавления, остается постоянным на всей длине перемещения штока, что препятствует воз-никновению перетечек среды как при нагнетании, так и при всасывании.


Изобретение №96119579/06. Диафрагменный насос предназначен для эксплуа-тации нефтяных скважин. Насос состоит из цилиндрического корпуса 1, в ко-тором размещена втулка 2, охватываемая с торцевых сторон полыми дисками 3 и 4, в каждом из которых имеются пазы по количеству диафрагм 5. Послед-ние выполнены в виде секторообразных баллонов, переходящих по концам во фланцевые участки, которые утолщены и имеют вид ласточника хвоста "а" и прижаты этими участками дисками 3 и 4 к приемному 6 и отводящему 7 дис-кам. Секторообразные баллоны помещены в тонкостенные оболочки 8 из упругого материала. В приемном и отводящем дисках установлены опорные подшипники 9 и 10, несущие на себе приводной вал 11 с эксцентричными, снабженными продольными шлицами, входящими в зацепление с идентичными шлицами эксцентричной втулки 12, на которую посажены нажимные подшип-ники 13, взаимодействующие с цилиндрическим выталкивателем 14. Корпус соединен с приемной 15 и отводящей 16 головками. В первой из них при по-мощи клиньев 17 закреплены всасывающие клапаны 18. В отводящем диске 7 с помощью клиньев 19 закреплены нагнетательные клапаны 20. Детали, разме-щенные в корпусе 1, снабжены проходными каналами, соединенными с поло-стями диафрагм и перекрываемыми всасывающими и нагнетательными
клапанами. Седло 21 нагнетательного клапана 20 фиксируется с помощью шпильки 22. Насос соединен с погружным электродвигателем 23. Обеспечивает достижение более высоких давлений перекачки, позволяет варьировать производительность.

Изобретение №56615579/27. Погружной диафрагменный электронасос со-держит расположенный в герметично изолированном посредством эластичных диафрагм 1 и 2, заполненном маслом корпусе 3, асинхронный электродвига-тель 4 и плунжерный насос 5 с эксцентриковым приводом 6 и возвратной пру-жиной 7, связанный через конический редуктор 8 с валом 9 электродвигателя 4, соединенную с корпусом 3 головку 10,в которой установлены всасывающий 11 и нагнетательный 12 клапаны и всасывающие трубки 13. На головке 10 установлены предохранительная цилиндрическая сетка 14 с рядом сквозных отверстий и размещенным внутри нее кабельным вводом 15 и подъемный па-трубок 16 с закрепленной на нем крышкой 17. Диафрагма компенсатора 2 за-щищена от механических повреждений кожухом 18 и герметично прижимается к корпусу асинхронного двигателя 3 упорным кольцом 19. Упорное кольцо 19 имеет снаружи проточку с рядом сквозных отверстий 20 диаметром меньше ширины проточки. Кожух 18 имеет ряд сквозных отверстий 21 диаметром, равным ширине проточки кольца 19. Отверстия 21 расположены против про-точки кольца 19.

Изобретение №56568779/62. 1. Скважинный электрогидроприводной насос-ный агрегат, содержащий гидродвигатель с поршневой полостью, полым што-ком, предохранительным клапаном и емкостью для масла и диафрагменный насос, включающий цилиндрический корпус с всасывающим и нагнетательным клапанами золотникового типа и выполненную в виде оболочки и размещен-ную в цилиндрическом корпусе эластичную диафрагму с закрепленными на конических втулках концами, причем цилиндрический корпус снабжен верхней и нижней крышками и внутри него установлены переходники, соединенные между собой трубкой, установленной внутри эластичной диафрагмы, при этом каждая коническая втулка снабжена, по крайней мере, одним тарельчатым кла-паном, всасывающий клапан сообщен со стороны выхода из него через один из переходников с полостью диафрагмы и размещен в нижней крышке и в по-следней выполнены отверстия для прохода пластовой жидкости, а нагнетатель-ный клапан размещен в верхней крышке и сообщен со стороны входа в него через другой переходник с полостью диафрагмы, гидродвигатель соединен че-рез заполненный маслом цилиндр с нижней крышкой цилиндрического корпу-са и выполнен с подпитывающим клапаном, который соединен с емкостью для масла, и предохранительным клапаном, который соединен с поршневой поло-стью гидродвигателя через полый шток, отличающийся тем, что перед полым штоком в заполненном маслом цилиндре установлен поршень, а между по-следним и подпитывающим клапаном размещен толкатель для взаимодействия с поршнем, а емкость для масла снабжена поршнем и диафрагмой, полость ко-торой сообщена с емкостью для масла ниже поршня, а указанная диафрагма помещена в перфорированном корпусе, полость которого сообщена с запол-ненной пластовой жидкостью скважиной.