Расчет вала ЭЦН на прочность и выносливость

Развитие конструкции установок центробежных глубинных насосов.

Наряду с усовершенствованием узлов установки разрабатываются принципиально новые схемы погружного агрегата, спускаемого на кабель-канате. Эта схема позволяет принципиально изменить характер спускоподъемных работ и резко увеличить габариты погружного агрегата. Кроме того, подъем жидкости может осуществляться по обсадной колонне, что снижает гидравлические потери в трубах. В погружном агрегате внизу находится насос, выше его гидрозащита двигателя и далее электродвигатель. Кабель подсоединяется к обмотке статора у верхнего торца двигателя. Т.о. двигатель, насос и гидрозащита по диаметральному габариту могут быть больше, чем при обычной схеме. Насос имеет прием у нижнего торца и выкид жидкости в обсадную колонну вверху у соединения насоса и гидрозащиты. Для разобщения полостей приема и выкида насос устанавливается на пакер. Погружной агрегат спускается на кабеле, как на канате. Поэтому он должен выдерживать вес агрегата, собственный вес и усилие срыва агрегата с пакера. Для глубины 1300м нагрузка на канат рассчитывается примерно в 10Т. Броня кабеля защищена грузонесущей оплеткой, состоящей из двух рядов проволоки, навитых в разном направлении. Опытные работы показали, что агрегат на кабель- канате дает возможность примерно в два раза увеличить мощность и подачу погружного насоса. Спуск и подъем ускоряются в 10-20 раз, ликвидируются трудоемкие работы с НКТ, уменьшается металлоемкость установки. Применение кабель-канатной схемы ограничивается её недостатками:

а) Не разработан кабель-канат, ремонт которого был бы достаточно прост, т.к. частыенарушения изоляции – набухание, поглощение газа и разрыв при подъеме на поверхностьтребуют местного ремонты, что необходимо делать, не нарушая грузонесущей оплетки.

б) Пока нет надежных средств, предотвращающих отложение парафина и солей на стенках обсадной колонны, что создает опасность образования пробок при подъеме агрегата.

Широкое применение могут получить установки для раздельной эксплуатации двух пластов, для подачи в нефтяной пласт воды из водоносных горизонтов. В этом случае агрегат д.б. посажен на пакер, и водоносный пласт разобщен с нефтяным. Погружной агрегат ц/б насоса выполняется так же, как и при кабель-канатной схеме, т.е. двигатель вверху, а насос внизу. Агрегат спускается на трубах или штангах. Кабель применяется обычного исполнения. Агрегат находится в водяной среде под большим давлением, что ухудшает условия его эксплуатации.

Такие установки были испытаны еще в 1958г в Куйбышевском н/добывающем районе на Покровском месторождении. Насосом ЭЦН-6-250 было закачено в нефтяной пласт 120 тыс. метров кубических воды. Закачка пластовой воды без подъема её на поверхность исключает обогащение воды кислородом, уменьшает засорение призабойной зоны пласта окислами железа и сокращает кап. затраты на строительство насосных станций, водоводов и др. сооружений для поддержания пластового давления.