3 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ УЭЦН ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ
3.1 Клапан обратный
Известно, что центробежный насос легче запускается при нулевой подаче, т.е. при закрытой задвижке. Это условие в равной мере относится и к погружным центробежным насосам.
Из характеристик погружных центробежных электронасосов видно, что насос потребляет наименьшую мощность при нулевой подаче и максимальном напоре. При максимальной подаче и нулевом напоре насос, как правило, потребляет максимальную мощность, которая на 20-40 % и более превышает номинальную.
В обычных стационарных центробежных насосах можно регулировать подачу и напор при запуске задвижкой, расположенной на нагнетательном патрубке непосредственно у насоса. В погружном электроцентробежном насосе задвижка расположена на устье скважины и отстоит от насоса на несколько сот метров. В этих условиях невозможно облегчить запуск насоса простым закрытием задвижки ввиду наличия в колонне насосно-компрессорных труб воздуха или газа, способного к сжатию(в отличии от жидкости) После включения агрегата насос, вследствие сжатия и постепенного уменьшения в объеме воздуха (газа), вначале не будет создавать максимального напора и станет работать в режиме максимальной подачи, а двигатель будет значительно перегружен.
В зависимости от подачи насоса, диаметра насосных труб и первоначального уровня жидкости в них заполнение колонны жидкостью, сопровождающееся постепенным увеличением напора и снижением подачи насоса, может продолжаться от 5 до 15 мин, а иногда и значительно дольше. Столь длительная работа электродвигателя с большой перегрузкой может повлечь за собой перегрев, а в случае отказа защиты и выход его из строя. Кроме того, работа с задвижкой, находящейся под высоким давлением газа (в сравнении с жидкостью), таит в себе большую опасность для обслуживающего персонала.
Для облегчения запуска погружного насоса и устранения отмеченных ненормальностей применяют обратный клапан.
При наличии обратного клапана можно после спуска агрегата в скважину производить заливку насосных труб жидкостью перед пуском и удерживать жидкость в трубах при последующих остановках электронасоса. Жидкость, находящаяся в колонне насосных труб, создает определенное давление и значительно облегчает запуск насоса. Если при этом закрыть еще и задвижку на устье скважины, то перегрузка двигателя во время пуска будет сведена к минимуму, как по величине и по времени.
Главной особенностью разработанного обратного клапана является снижение гидравлических сопротивлений.
Важным фактором, влияющим на коэффициент гидравлического сопротивления тела, является форма его профиля. Чем более обтекаемую форму имеет тело, тем меньше отрыв потока и вихреобразование, а, следовательно, меньше его гидравлическое сопротивление. Поэтому там, где это только возможно, следует использовать тела обтекаемой формы.
Удобообтекаемая форма профиля тела характеризуется плавно закругленной передней частью и более длинной клинообразной задней частью.
На рисунке 3.1 представлен профиль разработанного клапана.
Чем резче за миделевым сечением тела сужается профиль (и соответственно замедляется поток), тем раньше вверх по потоку наступит отрыв его и тем интенсивнее вихреобразование за телом. Удачно подобрав профиль хвостовой части тела, можно значительно отодвинуть начало отрыва потока к задней кромке тела или совсем избежать отрыва[21].
Рисунок 3.1- Профиль клапана
Для наиболее лучшего представления движения жидкости через различные формы обтекания представлен на рисунке 3.2 , где наглядно изображены спектры потока в следе за телом.
Рисунок 3.2 - Спектры потока в следе за телом.
Обратный клапан по принципу работы напоминает тарельчатый, однако, клапан представлен в виде тела вращения особой обтекаемой формы, характеризующаяся плавно закругленной передней частью и более длинной клинообразной задней частью, способствующей уменьшению гидравлических сопротивлений в процессе эксплуатации погружного электроцентробежного насоса..
Обратный клапан (рисунок 3.3) состоит из корпуса 1, с одной стороны
Рисунок 3.3 - Обратный клапан
которого имеется внутренняя коническая резьба для подсоединения спускного клапана, а с другой стороны – наружная коническая резьба для ввинчивания в ловильную головку верхней секции. Внутри корпуса размещается седло 2 уплотнительным кольцом 8, на которое опирается клапан 5.Седло прижимается зажимной гайкой 3. Клапан имеет возможность осевого перемещения в направляющей втулке 4, при помощи штока 6, Осевое перемещение ограничивается предохранительной гайкой 7 и гайкой 9.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.