Конструкция и рабочие органы винтовых насосов.

Основной рабочий орган винтового насоса состоит из двух стальных полированных и хромированных однозаходных винтов 2 и 4 с плавной нарезкой, вращающихся в резинометаллических обоймах 1 и 5, изготовленных из нефтестойкой резины особого состава.

Внутренняя полость обойм представляет собой двухзаходную винтовую поверхность с шагом в два раза больше, чем шаг винта. Винты соединœены с ПЭДом и между собой валом с промежуточной эксцентриковой муфтой 3. Оба винта имеют одинаковое направление вращения, но один винт вправее направление спирали, а другой – левое. По этой причине верхний винт подает жидкость сверху вниз, а нижний – снизу вверх. Это позволяет уравновесить винты, так как силы, действующие на них от перепада давления со стороны выкида и приема, будут взаимно противоположны.

Рис 2.2. Винтовой насос с двумя уравновешенными рабочими органами.

Условные обозначения к рис. 2.2: 1, 5 – резинометаллические обоймы; 2, 4 – винты; 3 – эксцентриковая муфта.

Вместе с тем, схема насоса включает в себя пусковую кулачковую муфту центробежного типа и основание с приводным валом, а также предохранительный клапан (на рис. не показаны).

Все насосы имеют две приемные сетки, по одной для каждого рабочего органа, и общий выход. По этой причине подача насоса равна сумме подач обоих рабочих органов, а напор насоса равен напору каждого рабочего органа. ЭВН выпускаются следующих модификаций – А, Б, В, Г.

А – для жидкости с температурой до 30°С; Б – для жидкости с температурой от 30° до 50°С; В – для жидкости с температурой от 50° до 70°С.

Эксцентриковая муфта обеспечивает возможность сложного планетарного вращения винтов в обоймах, благодаря чему жидкость проталкивается вдоль оси винта и создается необходимый напор для подъема жидкости на поверхность.

Эксцентриковая муфта для насосов с подачами 100 и 200 м³/сут отличается от муфты для насосов с низкими подачами (16 и 25 м³/сут) тем, что в первом случае муфта с винтом соединяется штифтами, а во втором случае – резьбовое соединœение.

Муфта (рис. 2.3) состоит из двух шарнирных узлов, соединœенных резьбовым валиком 5. вращение в муфте передается через ролики 3, расположенные в специальных гнездах поводка 2 и корпуса 1. Осевая сила воспринимается поводком и сферической шайбой 4. Резиновые манжеты 7 и пружина 6 сохраняют смазку в шарнирном узле и защищают его от механических примесей. Шарнирность узла обеспечивается сферическими опорными поверхностями поводка и шайбы и зазором между роликами и соответствующими отверстиями в корпусе и поводке.

Рис. 2.3. Эксцентриковая муфта: 1 – корпус; 2 – поводок; 3 – ролики; 4 – сферическая шайба; 5 – валик; 6 – пружина; 7 – уплотняющая манжета.

В нижней части насоса, ниже герметизирующего сальника и радиально-упорного подшипника размещается пусковая муфта. Она соединяет вал протектора и двигателя с валом насоса только после того, как вал двигателя разовьет число оборотов, соответствующее максимальному крутящему моменту двигателя. Для этого в пусковой муфте есть выдвижные эксцентриковые кулачки, входящие в зацепление при определœенной частоте вращения вала. Такая пусковая муфта обеспечивает надежный запуск насоса при максимальном крутящем моменте двигателя. Включение муфты при максимальном крутящем моменте вызвано тем, что винтовой насос имеет большую инерцию покоя и, чтобы его запустить, необходим повышенный пусковой момент.

Вместе с тем, она не позволяет вращаться валу насоса в сторону, противоположную заданному направлению.

Предохранительный поршеньково-золотниковый клапан (рис. 2.4) расположен в верхней части насоса. Клапан состоит из корпуса золотника 3, золотника² 4, поршня 5, амортизатора 2 и корпусных деталей 1 и 6.

Рис. 2.4. Предохранительный поршеньково-золотниковый клапан (1, 6 – корпусная деталь; 2 – амортизатор; 3 – корпус золотника; 4 – золотник; 5 – поршень).

Основные функции клапана:

- при спуске погружного агрегата в скважину сообщает затрубное пространство с колонной НКТ (переток жидкости из затрубья в колонну НКТ через насос невозможен);

- при подъеме погружного агрегата из скважины сообщает полость НКТ с затрубным пространством с возможностью слива жидкости из НКТ;

- при недостаточном притоке жидкости из пласта в скважину или при содержании в жидкости большого количества свободного газа перепускает жидкость из напорной линии обратно в скважину;

- при непредвиденном повышении давления на выкиде насоса, к примеру, за счет закрытия задвижки на устье, клапан срабатывает и сбрасывает жидкость в затрубное пространство (винтовой насос, как мы знаем, является объемным насосом, в связи с этим он не может работать в режиме закрытой задвижке на нагнетательной линии);

- исключает работу насоса в режиме сухого трения винта и обоймы, тем самым предотвращая поломку насоса. Шламовая труба (см. пункт 1.1 стр. 9 данного реферата) предназначена для улавливания твердых частиц и предотвращения их попадания в зазор между винтом и обоймой, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может приводить к повреждению обоймы.

Обойма. Основные требования к эластомеру обоймы: эластомер обоймы, обычно синтетический каучук, должен быть работоспособным, ᴛ.ᴇ. нефтестойким и способным работать зачастую при высоких температурах жидкости – до 70-90°С. Также эластомер должен обладать и достаточной твердостью, быть стойким к воздействию жидких и газообразных агрессивных сред. Большое значение при выборе эластомера имеет коэффициент трения эластомера по металлу. С этой точки зрения бывают рекомендованы к использованию фторкаучуки и полиуретаны.

Винт. Винт может быть изготовлен из стали, легированной хромом, или из титанового сплава. Последний примерно в 1,7 раза легче стали и не уступает ей по прочности. Выигрыш же в массе позволяет во столько же раз снизить нагрузку на эластомер от центробежной силы при вращении винта. Обработка винта происходит на токарном станке, обычно с приспособлением для вихревой нарезки, что позволяет получить высокую точность при наиболее высокой производительности труда. Поверхности винта должны удовлетворять требованиям высокой твердости и чистоты обработки.

Принцип действия винтового насоса:

Винтовой насос по принципу действия относится к объемным насосам, в которых, как известно, рабочий процесс основан на вытеснения жидкости из рабочей камеры, герметично отделœенной от полости всасывания и нагнетания.

Основным элементом погружного винтового насоса (ПВН) является червячный винт, вращающийся в резиновой обойме специального профиля. В пределах каждого шага винта между ним и резиновой обоймой образуются полости, заполненные жидкостью и перемещающиеся вдоль оси винта.

В поперечном сечении одновинтовой насос представляет собой так называемый героторный механизм.

К недостаткам винтовых насосов относятся:

- ограниченность по глубинœе спуска насоса (напор до 1500 м);

- ограничение по температуре (не должна превышать 90-110°С из-за эластомера, который при увеличении температуры начнет отслаиваться от внутренней части корпуса).

Для ПВН (в отличие от ПЦН) желательно уменьшение частоты вращения вала, так как в противном случае увеличивается износ, нагрев, снижается КПД и другие показатели. По этой причине используется четырехполюсный двигатель с синхронной частотой вращения 1500 мин^-1.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: