Насосы, применяемые в системе сбора продукции скважин, страница 3

Опыт использования на нефтяных промыслах ц/б нефтяных насосов типа «К» не дал ожидаемых результатов, так как эти насосы оказались недостаточно надежными при эксплуатации на ДНС в условиях Западной Сибири. На ДНС наиболее устойчивую и надежную работу обеспечивают насосы типа ЦНС. Они обладают следующими преимуществами:

·  простота конструктивного исполнения и возможность изменения напора за счет изменения числа секций (ступеней);

·  надежность и работоспособность при перекачке товарной и малообводненной нефтей;

·  стабильность характеристик при перекачивании газонасыщенных водонефтяных эмульсий в широком диапазоне изменения состава и свойств смеси;

·  обладают ремонтопригодностью.

Однако

·  не предназначены для перекачки легковоспламеняющихся взрывоопасных жидкостей;

·  исполнение проточной части насосов из чугуна не позволяет применять их для перекачки агрессивных водонефтяных эмульсий;

·  уплотнение вала обуславливает большие утечки и дает возможность эксплуатировать насосы при давлениях на входе не более 0,3 МПа;

·  низкая работоспособность узла разгрузки при перекачке газонасыщенных водонефтяных эмульсий со значительным содержанием свободного газа.

На нефтяных промыслах насосы начали более широко применяться с 1984 года, после выхода указаний по применению насосов ЦНС (МС) в системах сбора, подготовки и транспорта нефти. С 1984 по 1985 год приняты межотраслевые решения, направленные на создание модификации насосов типа ЦНС исполнения «Н» для перекачки нефти. Эта задача была поручена ВНИИСПТНефти, ВНИИГидромашу и Яскогорскому машиностроительному заводу.

Задачу создания модификации насосов типа ЦНС решали исходя из следующих требований к их конструкции:

·  стыки секций насосов должны уплотняться маслобензостойким резиновым шнуром круглого сечения средней твердости по ГОСТ 6467-69;

·   места выхода вала насоса из корпуса необходимо уплотнять сальниковой набивкой, выбранной с учетом свойств перекачиваемой жидкости и условий эксплуатации;

·  детали уплотнения вала, сообщающиеся с атмосферой, должны выполняться из материалов, не дающих искры при трении уплотнительных пар, вращающихся и неподвижных деталей;

·  рекомендуемое расположение входного патрубка – горизонтальное, напорного – вертикальное;

·  климатическое исполнение – УХЛ, категория размещения 4,5 по ГОСТ 15150-79;

·  насосы должны укомплектовываться взрывозащищенными электродвигателями.

При создании модификации насосов ЦНС существенно изменена конструкция узла уплотнения вала насоса, а именно:

·  углубление расточки в крышке всасывания позволяет установить четыре ряда шнура сальника, что обеспечивает эксплуатацию насоса при давлениях на его входе до 0,6 МПа;

·  регулирование затяжки сальника осуществляется нажимными втулками, которые перемещаются по направляющей втулке;

·  во втулках со стороны вала установлены бронзовые кольца, для предупреждения искрообразования

Модернизированный насос выпускается под шифером ЦНСА 180-383-2.

Сальниковые уплотнения вала насоса отличаются простотой конструкции, и они являются наиболее распространенными в насосостроении. Набивку для сальников делают в виде шнуров квадратного сечения, выполненных из хлопчатой бумаги, пеньки (волокнистый материал из конопли), льна, асбеста и др. Набивку пропитывают смазкой из графита и технического жира или консистентной смазкой, воском с добавкой порошковых  материалов. В некоторых случаях для повышения прочности набивки волокнистые основания комбинируют с различными цветными металлами и их сплавами. Коэффициент трения набивки (f=0,01-0,1) зависит от сорта набивки и состояния поверхности вала.

Для надежной работы сальника необходимо, чтобы через него вдоль вала протекало незначительное (измеряемое каплями) количество жидкости для отвода тепла, а также для смазки набивки. Слишком большая течь через сальник нежелательна не только из соображений эксплутационных неудобств, но и потому, что при этом вымывается графит или жир и волокнистый материал остается без пропитки.

Мощность, затрачиваемая на преодоление трения в сальниках насоса, достигает минимального значения при просачивании 15 см³ жидкости (воды) в минуту (0,0206 м³/сут. или @2% из Q=100).

При откачке газонасыщенной нефти проблема концевого уплотнения вала насоса становится более актуальной, ибо малейшая утечка газа через сальник приводит к накоплению взрывоопасной газовой смеси. Появляется необходимость частого регулирования натяга сальниковой набивки, что желательно производить без остановки насоса. Для этого во ВНИИСПТНефти создана конструкция узла уплотнения вала насоса.

7.3. Модернизация узла уплотнения вала центробежного насоса

Принцип работы усовершенствованного узла уплотнения вала следующий. При подтяжке гайками шпилек 4 нажимной втулки 3 ее перекос исключается благодаря направляющей втулке 5.

Данная конструкция обеспечивает возможность регулировать утечки при работающем насосе, что исключает дополнительные остановки и запуски насосного агрегата для подтяжки сальниковой набивки.