Электроцентробежный насос ЭЦН 5А – 400 – 2400/03 – 003 с модернизированным приемным устройством входным модулем-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Электроцентробежный насос ЭЦН 5А – 400 – 2400/03 – 003 с модернизированным приемным устройством входным модулем-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
В данном дипломном проекте разрабатывается задача уменьшения отложений парафина в клапане погружного электроцентробежного насоса.
Представлена новая конструкция клапана, улучшающая эксплуатационные показатели всей установки в целом.
Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графической части.
Пояснительная записка включает в себя три раздела: техническая, экономическая часть, раздел безопасности и экологичности проекта.
В технической части проведен анализ отечественных и зарубежных конструкций погружных центробежных насосов для добычи нефти.
Выполнена патентная проработка по опорным элементам.
Выполнены необходимые гидравлические и прочностные расчеты.
Рассмотрены особенности монтажа и эксплуатации установки погружного электроцентробежного насоса.
Проведены расчеты экономической эффективности от внедрения предлагаемой разработки.
Раздел безопасности и экологичности проекта рассматривает вопросы охраны труда и окружающей среды.
Установка УЭЦН предназначена для откачки пластовой жидкости (смеси нефти, попутной воды и газа). Соединение модулей между собой и входного модуля с двигателем - фланцевое уплотняются резиновыми кольцами. Соединение валов модулей-секций между собой, модуля-секции с валом входного модуля, вала входного модуля с валом гидрозащиты двигателя осуществляется шлицевыми муфтами.
Модуль входной служит для приема, грубой очистки пластовой жидкости и подвода ее к насосу, для соединения секции с гидрозащитой и передачи крутящего момента от вала гидрозащиты к валу секции насоса.
Модуль входной в соответствии с рисунком 1.7 состоит из основания с отверстиями для прохода пластовой жидкости, в котором в подшипниках скольжения вращается вал. Снаружи основание обтянуто приемной сеткой, имеющей три ряда фильтрующих отверстий.
Вал модуля входного соединяется с валом гидрозащиты при помощи шлицевой муфты. Болтами входной модуль верхним концом крепиться к секции насоса. Нижним фланцем входной модуль крепится к гидрозащите с помощью шпилек и гаек.
На период транспортирования и хранения входной модуль закрыт упаковочными крышками. Для откачивания пластовой жидкости, содержащей у сетки входного модуля насоса свыше 25 % (по объему) свободного газа, к насосу следует подсоединить насосный модуль - газосепаратор. Гидрозащиты типа ГЗН производства «Новомет» предназначены для передачи крутящего момента от электродвигателя к насосу, защиты погружных маслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его ос-тановках.
Гидрозащиты типа ГЗН содержат диафрагмы, лабиринтные камеры, торцовые уплотнения.
Гидрозащита снабжена сдвоенным клапаном для сброса давления масла из полости гидрозащиты и электродвигателя, а также фильтром - холодильником для фильтрации масла от механических продуктов износа и охлаждения масла.
Основной вариант гидрозащиты выполнен для присоединения к отечественным насосам и электродвигателям. Имеется возможность при замене верхней и нижней головок - присоединять насосы и электродвигатели зарубежных фирм («CENTRILIFT», «REDA», «ODI») без разборки основной конструкции.
В процессе эксплуатации погружных установок в электродвигателе необходима компенсация изменения объема масла, возникшая от разности температуры на поверхности и в скважине, а также при больших колебаниях температуры во время работы и остановок.
Во время работы электродвигателя с гидрозащитой масло нагревается, увеличивается в объеме и повышается давление. При достижении критического давления в полости электродвигателя масло сбрасывается через два последовательно установленных клапана, тем самым, снимая избыточное давление.
При отключении электродвигателя температура и объем масла понижаются, появившаяся разность давлений деформирует диафрагму, вследствие этого выравниваются внутреннее и внешнее давления, при этом клапаны избыточного давления закрыты.
В случае пропускания пластовой жидкости через верхнее торцовое уплотнение или диафрагму защита электродвигателя осуществляется двумя последовательными лабиринтными камерами с торцовыми уплотнениями.
Гидрозащита закрытого типа имеет следующие конструктивные особенности:
-снабжена сдвоенным клапаном сброса избыточного давления масла из полости электродвигателя и гидрозащиты, что предохранят диафрагму от прорыва;
-снабжена фильтром-холодильником для фильтрования металлических частиц износа и охлаждения масла за счет винтовой канавки, удлиняющей путь масла вдоль с что позволяет уменьшить отказы электродвигателя от короткого замыкания и уменьшить давление масла в электродвигателе от нагрева;
-имеет возможность при смене верхней головки и нижнего основания присоединять насосы и электродвигатели зарубежных фирм (CENTRILIFT, ODI, REDA) без разборки основной конструкции;
-вал гидрозащиты предохранен от износа сменными втулками, которые служат добавочными опорами, увеличивающими устойчивость вала, а также имеет снизу канал для увеличения подачи масла в зону подпятника через пяту, что улучшает охлаждение подпятника;
-подпятник гидрозащиты выполнен из секторов антифрикционным методом порошковой металлургии с заливкой рабочей поверхности полимерным материалом. Такая конструкция подпятника позволяет вращать вал гидрозащиты в обе стороны и хорошо отводить тепло из зоны соприкосновения с пятой;
-пята гидрозащиты высокоэффективна, т.к. опирается на максимальную поверхность, какая возможна при данном габарите трубы и имеет большую несущую способность, позволяющую эксплуатировать насос без осевой опоры;
-позволяет уменьшить количество соединений с двигателем, т.к. работает без компенсатора, следовательно, снижается вероятность утечек масла, попадания пластовой жидкости в полость электродвигателя, сократить время монтажа, повысить надежность системы в целом.

На основании проведенного анализа существующих конструкций ЭЦН отечественного и зарубежного насосного оборудования, за прототип принимаем насос добычи нефти ЭЦН5А-400/2400 с приемным устройством входной модуль, как наиболее часто используемую конструкцию, что позволит получить большой экономический эффект от предлагаемой модернизации насоса. Так же важными критериями является относительная легкость расчета параметров насоса и большое количество опубликованной литературы по этой теме.
2.2 Описание модернизаций
Клапан предназначен для предотвращения обратного вращения ротора насоса и опрессовки НКТ (рис.2.1). Изготавливается на заводе ЗАО « Новомет – Пермь », используется в одной из крупных компаний ОАО ”Газпром - Ноябрьск”. В конструкций изменен опрессовочный узел.
Предлагаемая конструкция поможет уменьшить отложение парафина, путем завихрения потока с помощью установки в клапан шнека (рис.2.2). Рабочим органом является вращающая втулка, снабженная лопастями, которые способствуют закрутки жидкости. С завихрением и увеличением скорости потока парафиновые отложения уменьшаются.