- з заякоренних кінцем.
10) За кінематичній схемі насоса:
- з обертовим внутрішнім елементом (гвинтом);
- з обертовим наріжним елементом (обоймою).
Типова схема з обертовим гвинтом - найпоширеніша, проста та економічна як в конструктивному плані, так і при монтажі та експлуатації.
Схема зі обертової обоймою, в якій потік пластової рідини піднімається по внутрішньому каналу обертових порожнистих колон штанг або труб, запропонована з метою запобігання відкладень парафіну на стінки НКТ і зниженню гідравлічних втрат на тертя за рахунок створення водяного кільця на стінках порожнистих штанг. Така система є більш складною, вимагає використання порожнистих штанг збільшеного діаметру і гирлового вертлюга для відведення рідини з свердловини, і не знайшла промислового застосування.
. 3.4 Привід свердловинних штангових насосних установок
Привід гвинтових штангових насосів може мати різне виконання. Найбільш частина використовується механічний привід з одноступінчастої клиноремінною трансмісією (малюнок 12 в). Такий привід має мінімальну вартість і масу, а для зміни частоти обертання колони штанг (для зміни величини подачі насоса) необхідно провести заміну шківів клинопасової передачі.
а - з планетарної трансмісією; б - з зубчастої трансмісією; в - з клиноремінною трансмісією;- Електродвигун; 2 - планетарний редуктор; 3 - муфтове з'єднання валу приводу і полірованого штока; 4 - корпус ущільнення полірованого штока
Рисунок 12 - Схеми приводів гвинтового штангового насоса
Приводи з зубчастими редукторами (малюнок 12 а і б) мають менше поширення через необхідність з'єднання тихохідного валу з полірованим штоком, що призводить до складності підгонки довжини колони штанг. Крім того, зміна частоти обертання приводу можливо тільки за рахунок зміни швидкості обертання вала електродвигуна [4].
РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ гвинтові насоси
. 1 Розрахунок діючих сил
Для розрахунку приймемо одногвинтової насос. Задамося вихідними даними:
- радіус поперечного перерізу гвинта: 12,5 мм;
- питома вага матеріалу гвинта: 3,9 Н/м3;
- крок гвинта: 24 мм;
- кутова швидкість: 157 об/с;
- ексцентриситет гвинта: 13 мм;
- тиск нагнітання: 2 МПа;
- тиску всмоктування: 0,6 Мпа;
- щільність нафти: 950 кг/м3;
- напір насоса: 1000 м;
- діаметр поршня: 36 мм;
- діаметр золотника: 18 мм.
Визначимо сили, що викликають тертя, гвинта і регламентують положення гвинта в обоймі (малюнок 13). Таких сил дві: сила інерції і радіальна гідравлічна сила.
Сила інерції, існування якої обумовлено кінематикою руху гвинта, на довжині кроку гвинта.
Сила інерції, існування якої обумовлено кінематикою руху гвинта, на довжині кроку гвинта:
(1)
де r - радіус поперечного перерізу гвинта, м; - крок гвинта, м;
е - ексцентриситет гвинта, м;
?- Питома вага матеріалу гвинта, Н/м3;
? 0 - кутова швидкість переміщення осі гвинта щодо осі обойми, с - 1; - прискорення сили тяжіння, м3/с;
а - коефіцієнт, що враховує силу інерції від обертання ексцентрикової муфти і тієї частини тіла гвинта, яка виступає з обойми.
Радіальна гідравлічна сила, визначена Д.Д. Саввіним:
(2)
де Pk - МЕЖВИТКОВОЕ перепад тиску:
(3)
де Рн - тиск нагнітання, МПа;
РВС - тиск всмоктування, МПа; - кількість шлюзів в кожній нарізці обойми.
Рівнодіюча цих двох сил дорівнює:
(4)
Сумарна нормальна сила на контактної лінії на довжині кроку гвинта:
(5)
З малюнка 12 видно, що кут?=500 є кутом повороту осі перетину обойми щодо осі z, a? =650 - кут між силами.
Малюнок 13 - Схема дії сил в насосі
Таким чином, встановлюємо, що нормальна сила, що притискає гвинт до обойми, є функцією обох радіальних сил, а також співвідношенням їх значень.
Наведена нормальна сила з урахуванням впливу первісного натягу:
(6)
де сила P? є функці...
