Характеристика состава и устройства установок электроцентробежных насосов, режимов их работы

Характеристики погружных электроцентробежных насосов

Основными показателями, характеризующими рабочие параметры УЭЦН, являются зависимости напора, КПД и потребляемой мощности от подачи насоса. Данные зависимости представляются в виде графиков. Причем в паспорте установки эти зависимости представлены при работе на воде плотностью 1000, поэтому при расчете насоса к скважинным условиям необходим пересчет его параметров. Пример подобной зависимости представлен на рисунке 4 и называется основной характеристикой насоса. Рациональная область работы насоса соответствует промежутку 0,75*Q_оптопт. Как видно из графика, в этой области наиболее высокие значения КПД. При этом в левой части характеристики (Q < 0,7*Q_опт) возможно кратное увеличение уровня вибрации насоса, а правой части насос работает с повышенными мощностными затратами, при этом происходит износ рабочих ступеней, нагрев пластовой продукции и ухудшение условий охлаждения погружного электродвигателя.

Рисунок 4 — Характеристика погружного центробежного насоса

— подача насоса на оптимальном режиме работы, ;

— рациональная область работы насоса, ;

режим нулевой подачи, ;

— напор на режиме оптимальной подачи, м;

— напор в рациональной области, м;

— напор на режиме нулевой подачи, м;

-мощность холостого хода (при), кВт;

— максимальный КПД насоса при, %;

— минимальный КПД насоса в рациональной области, %.

Зависимость напора от подачи Q-Н называется основной характеристикой насоса. По форме основной характеристики все погружные центробежные насосы можно разделить на три типа:

• — характеристика с максимальной точкой;
• — пологопадающая характеристика;
• — крутопадающая характеристика.

По целому ряду причин наихудшими для эксплуатации скважин являются насосы с характеристикой с максимальной точкой, а наилучшими — насосы с пологопадающей характеристикой. Как видно из рисунка 5, потеря напора в рациональной области подач для насосов с характеристикой с максимальной точкой составляет; для насосов с пологопадающей характеристикой; для насосов с крутопадающей характеристикой -; при этом > >. Таким образом, наименьшая потеря напора в рациональной области работы насоса характерна для насосов с пологопадающей характеристикой, что является их существенным эксплуатационным преимуществом. Паспортные характеристики погружных центробежных насосов, как уже отмечалось, получены при работе на воде. Разнообразие эксплуатационных условий скважин трансформирует водяные характеристики, иногда существенно. Основное влияние на характеристики центробежных насосов оказывают вязкость откачиваемой жидкости и содержание в жидкости свободного газа. В связи с этим обязательным является пересчет характеристики насоса на конкретную скважинную продукцию.

Рисунок 5 — Типы характеристик погружных центробежных насосов: 1 — с максимальной точкой; 2- пологопадающая; 3 — крутопадающая

Установки УЭЦН имеют условные обозначения для удобства записи (рисунок 6). Пример условного обозначения установки УЭЦНМ 5−125−1200 ВК 02 ТУ 6−06−1486−87, где У — установка; Э — привод от погружного двигателя; Ц — центробежный; Н — насос; М — модульный; 5 — группа насоса; 125 — подача, м³/сут: 1200 — напор, м; ВК — вариант комплектации; 02 — порядковый номер варианта комплектации по ТУ [1]. Для установок коррозионностойкого исполнения перед обозначением группы насоса добавляется буква «К» .

Рисунок 6 — значение шифра УЭЦН (ивановский оборудование)

Допустимые параметры перекачиваемых сред без использования газосепараторав, для УЭЦН обычного исполнения [14] следующие:

• · Среда — пластовая жидкость (смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа);
• · Максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа насоса без изменения напора и к. п. д. — 1 мм²/с;
• · Водородный показатель попутной воды рН 6,0−8,5;
• · Максимальное массовое содержание твердых частиц — 0,01% (0,1 г/л);
• · Микротвердость частиц — не более 5 баллов по Моосу;
• · Максимальное содержание попутной воды — 99%;
• · Максимальное содержание свободного газа у основания двигателя — 5%, для установок с насосными модулями-газосепараторами (по вариантам комплектации) — 55%;
• · Максимальная концентрация сероводорода: для установок обычного исполнения — 0,001% (0,01 г/л); для установок коррозионностойкого исполнения — 0,125% (1,25 г/л);
• · Температура перекачиваемой жидкости в зоне работы погружного агрегата — не более 90 °C.