Модернизация электроцентробежного насоса ЭЦНМ5-50-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Модернизация электроцентробежного насоса ЭЦНМ5-50-1300-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
1.3 . Анализ соединений насосов типа ЭЦН

Соединение модулей-секций между собой, входного модуля с протекром, протектора с электродвигателем - фланцевое. Уплотнение соединения осуществляется резиновыми кольцами, размещенными в кольцевой проточке на цилиндрическом внутреннем выступе соединения.
В сборке насосных агрегатов используются два типа соединений:
«фланец-фланец», рисунок 1.20., позиция А, и «фланец-корпус», рисунок 1.20., позиция Б.

Рисунок 1.20. Односекционный центробежный электронасос модульного исполнения
1 - модуль-головка; 2 - модуль-секция; 3 - входной модуль; А - соединении «фланец-фланец»; Б - соединении «фланец-корпус».


В соединении «фланец-фланец» используются два фланца со сквозными отверстиями для шпилек с гайками, рисунок 1.21.
Прочность соединения обеспечивается затяжкой гаек шпилек с заданным крутящим моментом.
Момент на ключе при затяжке гаек шпек (болтов) фланцевых соединений агрегата должен быть: для шпилек М10 в пределах 3,5±0,17 кгс ́м, М12 соответственно 5,5±0,27 кгс ́м.




Рисунок 1.21 Соединение фланец фланец
1 - шпилька (болт); 2 - верхний фланец; 3 - нижний фланец.




Рисунок 1.22 Соединение фланец корпус
1-шпилька (болт); 2-верхний фланец; 3-корпус.

В соединении «фланец-корпус», рисунок 1.22., один фланец имеет сквозное отверстие для шпилек, а второй - несквозное отверстие с резьбой, в которые ввернуты шпильки соединения. Крепление соединения обеспечивается затяжкой гаек на шпильках, проходящих через сквозные отверстия фланца. Прочность соединения обеспечивается затяжкой гаек моментом на ключе таким же как и для соединения «фланец-фланец».
В насосных агрегатах АО «Алнас» в соответствии с ТУ3631-025-219454000-97 тип фланцевого соединения обозначается цифрами от 1 до 4:
1 - в составе насоса входной модуль, соединение секций фланцевое;
2 - в составе насоса входной модуль, соединение типа «фланец-корпус»;
3 - в составе насоса нижняя секция с приемной сеткой, соединение секций фланцевое;
4 - в составе насоса секция с приемной сеткой, соединение секций типа «фланец-корпус».
В насосных агрегатах АО «Лемаз» тип фланцевого соединения
обозначается модификацией Л1 иЛ2:
Л1 - соединение секций по типу «фланец-корпус»;
Л2 - соединение секций по типу «фланец-корпус» с промежуточными подшипниками.

В насосах зарубежных фирм REDA и Centrilift соединение секций – болтовое фланцевое. Болты из материала – сталь. У фирмы ODI соединение корпусов секций также фланцевое, болтовое, осуществляется посредством латунных болтов с внутренним шестигранником.

1.4. Патентная проработка

Анализ авторских свидетельств патентов на изобретения в области соединения секций погружных электроцентробежных насосов, подвижными фланцевыми соединениями:
Бочарников В.Ф. и др. [8], Кошторев Н.И. и др.[9], Кошторев Н.И. и др. [10], Хайгара В. А. и др. [11]
Наиболее близким техническим решением является изобретение ТюмГНГУ, авторов Бочарников В.Ф., Петрухин В. В., сущность которого заключается в следующем:
Погружная насосная установка, содержащая погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенных между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго – со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепленного фланцевой частью ко второй секции насоса, отличающаяся тем, что втулка-основание соединена с корпусом верхней секции посредством ввинчивания в указанный корпус, а со сферическим сегментом – посредством резьбового соединения, между сферическим сегментом и корпусом подвижного устройства установлен стопор, при этом фланцевая часть корпуса подвижного устройства закреплена к нижней секции насоса.

Рисунок 1.23 Подвижное соединение
1 – валы; 2 – шлицевая муфта, обеспечивающая угловое смещение; 3 – втулка-основание; 4 – упругий уплотнительный элемент; 5 – сферический сегмент; 6 – накидная гайка; 7 – корпус; 8 – нижняя секция насоса; 9 – стопор; 10 – верхняя секция насоса.

1.5. Обоснование выбора прототипа

Проведенный анализ конструкций технических характеристик отечественных и зарубежных погружных электроцентробежных насосов, а также эксплуатации установок оборудованных ЭЦН на месторождениях Западной Сибири показал, что широкое применение получили электроцентробежные насосы типа ЭЦНМ 5-50, который принят за прототип.

Установки погружных центробежных электронасосов предназначены для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных, пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси.
В зависимости от количества различных компонентов, содержащихся в откачиваемой жидкости, насосы установок имеют исполнение обычное и повышенной коррозионно- и износостойкости.
Обычно в погружных установках трубы насосно-компрессорной колонны и секции погружного оборудования соединены фланцами с помощью болтов и шпилек. При спуске колонны в наклонные скважины из-за жёсткого соединения в корпусах, соединениях и оборудовании возникают напряжения, приводящие к остаточным деформациям и как следствие, к ухудшению работы погружного оборудования. Спускаемое в скважину погружгое оборудование насос-насос газосепаратор-гидрозащита-электродвигатель может иметь длинну, превышающую 20 м. Провод такого оборудования через искривлённые участки скважины и наклонные скважины без деформаций и пломок является невозможным. Целью дипломного проекта является повышение надёжности и долговечности работы погружного оборудования в наклонных скважинах путём уменьшения напряжений и деформаций при прохождении оборудованием искривлённых участков скважины за счёт использования шарнирного соединения и крепления секций, обеспечивающем работу насосной установки в скважине.