УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОДИАФРАГМЕННОГО НАСОСА УЭДН5 – 4 – 1600 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВСАСЫВАЮЩЕГО И НАГНЕТАТЕЛЬНОГО КЛАПАНОВ-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОДИАФРАГМЕННОГО НАСОСА УЭДН5 – 4 – 1600 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВСАСЫВАЮЩЕГО И НАГНЕТАТЕЛЬНОГО КЛАПАНОВ-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Пояснительная записка к дипломному проекту содержит 106 страниц, 6 рисунков, 22 таблицы, 20 источников.
УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОДИАФРАГМЕННОГО НАСОСА, УЭДН, ПОГРУЖНОЙ НАСОС, МАЛЫЙ ДЕБИТ, МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ, ВСАСЫВАЮЩИЙ И НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ КЛАПАНА, ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ЗАТВОР, ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ.
Объектом исследования является установка насоса погружного диафрагменного типа «УЭДН5 – 4 – 1600».
Цель – устранение недостатков установки, связанных с малой пропускной способностью, засорение приемной сетки и засорение приемного клапана.
Было предложено заменить клапана с затвором шарикового типа на клапана с затвором тарельчатого типа с увеличенным проходным сечением.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: более высокая пропускная способность клапана на 0,0121м3/с что на 10% выше базовой, увеличение коэффициента наполнения насоса до 0,88 при еще большем количестве механических примесей.
Эффективность установки заключается в расширении технических возможностей связанных с увеличением подачи насоса и увеличением его межремонтного периода работы.
В различных технологических процессах нефтяной и газовой промышленности – добыче, сборе, подготовке и транспорте продукции нефтяных скважин, магистральном транспорте нефти, процессах повышения нефтеотдачи пластов, поддержании пластового давления и водоснабжении, а также в различных технологических установках газоперерабатывающих заводов и компрессорных станциях. Применяется разнообразное насосное оборудование, различающееся по принципу действия, конструктивному исполнению, приводам и характеристикам перекачиваемой жидкости.
Установки типа УЭДН5 предназначены для перекачивания пластовой среды, состоящей из смеси нефти, воды и газа. Содержание пластовой воды в перекачиваемой среде не ограничивается. Максимальное массовое содержание твердых частиц 0,2 %; объемное максимальное содержание нефтяного газа на приеме насоса 10%; водородный показатель пластовой воды рН 6,0...8,5; максимальная концентрация сероводорода 0,01 г/л.
Для надежной работы насоса требуется его правильный подбор к данной скважине. При работе скважины постоянно меняются параметры пласта, призабойной зоны пласта, свойства отбираемой жидкости: содержание воды, количество попутного газа, количество механических примесей, и как следствие, отсюда идет недоотбор жидкости или работа насоса вхолостую, что сокращает межремонтный период работы насоса. На данный момент делается упор на более надежное оборудование, для увеличения межремонтного периода, и как следствие из этого снижение затрат на подъем жидкости. Этого можно добиться, применяя УЭДН вместо ШСН на малодебитных скважинах, так как диафрагменные насосы имеют большой межремонтный период.
Погружной диафрагменный насос приводится в действие электродвигателем. Электроэнергия подводится к двигателю по специальному кабелю, располагаемому в скважине рядом с НКТ. Установка привода непосредственно около насоса позволила просто решить задачу передачи энергии от привода к скважинному насосу и использовать насосы большой мощности. Широкое применение скважинных электроприводных диафрагменных насосов (ЭДН) обусловлено многими факторами. При небольших отборах жидкости из скважин установки ЭДН наиболее экономичны и наименее трудоемки при обслуживании по сравнению с и подъемом жидкости насосами других типов. В этой области работы КПД ее достаточно высок (до 0,35). Обслуживание установок ЭДН просто, так как на поверхности размещается только комплектное устройство, не требующее постоянного ухода. Работа установок ЭДН достаточно легко поддается автоматизации и телеуправлению.
1.3 Разработка клапана тарельчатого типа
В погружных электродиафрагменных насосах применяются клапаны шарового типа. Эти клапаны показали хорошую работоспособность при откачке нефти с нормальными параметрами. Однако как показал анализ работы насоса, в среде обладающей высокой вязкостью, с большим количеством механических примесей, с отложениями парафина и смолы на проточных сечениях клапанов, с сероводородной агрессией откачиваемой жидкости они часто выходят из строя. Поэтому возникла необходимость совершенствования клапанных узлов.
Узел клапана погружного диафрагменного насоса состоит из цилиндра, седла, затвора в виде шарика и решеткой с выполненными в ней окнами. В таких клапанах проходное сечение канала заужено, в результате чего снижается коэффициент заполнения насоса. Кроме этого такие клапаны работают с низкой надежностью при откачке высоковязких и газированных нефтей.
С целью повышения коэффициента заполнения насоса была разработана конструкция всасывающего клапана тарельчатого типа.
Принципиальная схема всасывающего клапана электродиафрагменного насоса тарельчатого типа представлена на рисунке 1.5.
Нагнетательный клапан состоит из цилиндра 1 и седла 4, имеющего коническое отверстие для прохода жидкости, запрессованного в цилиндр. В решетке установлена ножка служащая ограничителем хода затвора клапана 3. В месте поверхностного контакта седла с цилиндром находится прокладка 8, изготовленная из фторопласта марки Ф4 ГОСТ 13744-87 обладающего высокой износостойкостью и обеспечивающего высокую герметичность на границе соприкосновения цилиндра клапана с седлом.
Клапан крепится к насосу при помощи резьбового соединения. Резьбу покрыть смазкой графитной БВН-1 ГОСТ 5656-60.
Всасывающий клапан электродиафрагменного насоса расположен под углом к оси вала и поэтому возникает необходимость установки пружины.
Для предотвращения прогиба пружины вследствие действия нагрузок устанавливаем на ножку фиксатор пружины выполненный из резины 7-8470 ТУ 38 1058223-84. В качестве запорного устройства используем затвор 3.
Сборку клапана осуществлять в следующем порядке. Установить прокладку 8 с седлом 4 в гнездо цилиндра 1 с последующей запрессовкой. Установить пружину 7 на фиксатор 5 и на затвор 3. Вставить пружину в сборе с фиксатором и затвором в решетку с ножкой, при этом необходимо совместить пазы на фиксаторе с отверстиями в решетке. Покрыть резьбу решетки смазкой графитной БВН-1 ГОСТ5656-60, и завернуть ее в цилиндр при приложении крутящего момента от 80 до 100 Н∙м. закернить в дух местах против отворота.
Не допускается сборка пружины без натяга так как это приведет к быстрому износу.
Принцип работы клапана заключается в следующем. При движении диафрагмы вверх всасывающий клапан открывается крайнее положение затвора 3 ограничивается ножкой 6. В этот момент происходит переток жидкости из скважины в зону всасывания. При движении диафрагмы вниз затвор 3 входит в соприкосновение с поверхностью седла 4, в результате чего происходит закрытие клапана и переток жидкости в зону нагнетания.
Таким образом при возвратно-поступательном движении диафрагмы происходит откачка жидкости из скважины на дневную поверхность.

В процессе дипломного проектирования было проанализированы выпускаемые промышленностью диафрагменные насосы применяемые в добычи нефти. Изучение конструкции диафрагменного насоса ЭДН5, и принципа его действия, позволило выявить преимущества и недостатки данного вида оборудования в результате чего предложенное мероприятие по усовершенствованию всасывающего и нагнетательного клапанов, что повысило добычу нефти.
Подводя итоги можно сказать, что установка типа УЭДН5 – 4 – 1600 теперь приобретает много новых возможностей, становясь более функциональной и конкурентоспособной моделью на фоне своих более дорогих и более совершенных аналогов.