Рисунок 10. –  Крыльчатка (а) и направляющий аппарат (б) диспергирующей ступени

Рисунок 10. –  Крыльчатка (а) и направляющий аппарат (б) диспергирующей ступени

Смесь, поступившая в газосепаратор нагнетается шнеком 12, после чего направляется к кавернообразующему лопастному колесу 13. За лопастями колеса 13 образуются крупные газовые суперкаверны, которые затем отделяются от жидкости в сепарационном барабане 14. В сепараторе газ под действием рёбер сепарационных колес 15 сепарационного барабана 14 в поле центробежных сил удерживается в центре и движется вдоль оси сепаратора к отводящим каналам; газожидкостная смесь с меньшим содержанием свободного газа под действием центробежных сил направляется к периферии потока к линии 17. Газ сбрасывается по линии 16 в затрубное пространство скважины, а газожидкостная смесь с меньшим содержанием свободного газа идёт по линии 17 в диспергирующие ступени 18, где происходит гомогенизирование ГЖС, т е. более интенсивное смешивание жидкости и пузырьков газа в однородную массу.

Погружной электрический двигатель представляет собой маслонаполненный трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель вертикального исполнения, выполненный в стальном корпусе цилиндрической формы. ПЭД предназначены для продолжительной работы от сети переменного тока частотой 50 Гц в качестве привода погружных центробежных насосов для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин. Напряжение питания промысловой сети, подводимое к скважине, в зависимости от наземного электрооборудования может составлять 380 В, 6000 В и 10000 В. Питание электродвигателя в зависимости от типоразмера ПЭД осуществляется напряжением от 380 — 2300 В.

Гидрозащита ПЭД состоит из двух узлов: протектора и компенсатора. Протектор устанавливается между насосом и электродвигателем. Протектор предназначен для: защиты внутренней полости двигателя от попадания пластовой жидкости и предотвращения утечки масла при передаче вращения от герметичного электродвигателя к насосу; отвода газа из внутренней полости двигателя в затрубное пространство через клапаны, установленные в протекторе; восприятия осевых нагрузок от вала насоса при эксплуатации с насосом без осевой опоры.  

Компенсатор расположен в нижней части двига­теля. Компенсатор, как правило, устанавливают под погружным электродвигателем. Компенсатор предназначен для: компенсации тепловых изменений объема масла при работе электродвигателя и его остановках; уравнивания давления во внутренней полости двигателя с давлением пластовой жидкости в скважине; компенсации утечки масла и контроля за изменениями объема масла в электродвигателе.

Основные сведения о конструктивных особенностях электропогружных центробежных насосов

Основным рабочим органом, обеспечивающим передачу энергии от вала насоса потоку перекачиваемой жидкости, является ступень центробежного насоса. Ступенью погружного насоса принято называть сборку рабочего колеса и направляющего аппарата, работающих совместно. Двух детальная рабочая ступень состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата, а трех детальная – из рабочего колеса, направляющего аппарата и обоймы.

В зависимости от величины развиваемого насосом напора, количество рабочих колес и направляющих аппаратов (ступеней) колеблется в пределах от 80 до 400. Длина корпуса насоса не превышает обычно 5 м. В рабочем колесе поток жидкости движется под действием центробежных сил от центра к периферии, поэтому насос получил название центробежный. Рабочие колеса и направляющие аппараты установлены последовательно.

Направляющие аппараты в корпусе стянуты верхним подшипником и основанием и во время работы неподвижны. Рабочие колеса – закрытого типа, состоят из двух дисков и лопаток между ними. Вращающий момент с вала передается на рабочие колеса через сквозную шпонку.

Колеса имеют возможность свободно перемещаться вдоль оси вала насоса в пределах осевой высоты направляющего аппарата, поэтому получили название «плавающая опора». Такое решение предназначено для снятия осевых усилий, возникающих на рабочем колесе одностороннего входа, с вала насоса и передачей его на корпус соответствующего направляющего аппарата и далее на корпус насоса. Так как рабочее колесо имеет односторонний вход, то на вал насоса оказывают воздействие осевые нагрузки, которые воспринимает гидравлическая пята. При вращении колес перекачиваемая жидкость получает приращение напора от ступени к ступени. Использование плавающего типа рабочих колес позволяет собирать на очень тонком валу (17-25мм) большое количество рабочих колес (до 40-200 в секции) и разгрузить вал от чрезмерных осевых сил, создаваемых рабочими колесами. В пазах рабочих колес впрессованы шайбы, выполненные из антифрикционного материала.

Направляющие аппараты отечественных насосов изготавливают двух типов, получивших название радиального и осевого типов, соответственно им называются и ступени отечественных насосов.

Конструкции рабочих ступеней с радиальным и осевым направляющими аппаратами представлены на рис. 11 а и 11 б. Ступень с «радиальным» направляющим аппаратом называется вследствие радиального расположения каналов, в которых кинетическая энергия потока жидкости, выходящей из каналов рабочего колеса, преобразуется в потенциальную. Такая ступень гидравлически более совершенная, имеет более простую геометрию, удобна в производстве, но имеет малую подачу (20-40 м³/сут).