Арналан жабдытар. Ыны штангасыз сораптармен пайдалануа

ШТАНГАСЫЗ СОРАП ОНДЫРЫЛАРЫ

Ыны штангасыз сораптармен пайдалануа

арналан жабдытар

 

Кенорнын игеру барысында ндірілетін сйыты немі алу нтижесінде абат ысымы азайып, ндірілген сйыты сулану дрежесі кбейеді жне алынатын оспада газды салыстырмалы млшері кемиді де, ыдан алынатын сйыты дегейі тмендейді. Соны нтижесінде фонтанды дісті олдану жзеге аспайды, ал компрессорлы діспен ндіруді жаластыру экономикалы трыдан тиімді болып табылмайды, соан байланысты мнайды сорапты діспен ндіруге кшеді.

Мнайды сораптарды кмегімен ндіру кезінде оларды негізгі екі трін атауа болады: бірінші – штангасыз сораптар жне екіншісі – соы кездері кп таралан – штангалы сораптар. Штангасыз сораптарда ылы сорап жне оны жетектеушісі бір-бірімен тікелей байланысады. Сорапты жетектеушісіне энергия кабельмен (электрлі жетектеуші болан кезде) немесе сыылан сйы трінде бырмен (гидро- немесе пневмо-жетектеуші болан кезде) жеткізіледі.

Жетектеуші мен штангасыз сорапты арасында зын механикалы атынас болмаандытан, штангасыз сораптарды уаты штангалы сораптара араанда едуір лкен болады. Бл кейбір штангасыз сораптарды трлерімен сйыты лкен млшерде алуа ммкіншілік береді. Мндай сораптара е біріншіден, электрлі жетектеушісі бар батырмалы ортадан тепкіш сораптар жатады.

3.1- суретте ке таралан белгілі штангасыз сорап ондырыларыны ысаша классификациясы берілген. Мндай ондырыларды негізгі энергия кзі болып электр энергиясы немесе жетектерге белгілі ысыммен берілетін сйыты немесе газды энергиясын атауа болады. Кпшілікке белгісіз магнитті-фугальді озалтыш жнінде ысаша малмат бере кетейік. Бл ілгерілмелі-кейінді магниттік ріс жасайтын электрозаышы жне оны кмегімен поршеньді немесе сйы металл массасын (мысалы, сынапты) озалыса келтіруге арналан.

алаты, клемді жне инжектерлі сорап лгілеріні, конструкцияларыны ртрлі болып келуі ылы агрегаттарды штангасыз сораптарыны трлеріні кп болатынын крсетеді. Тек ана золотникті кмегімен реттеуішті клемді поршеньді жетектеушісі бар поршеньді сораптарды 1000-нан аса лгілері бар.

азіргі кезде олданыста немесе ндірістік сынауда 10-а таман ртрлі сорап трлері олданады. Оларды негізгілері – электрлі жетектеуші ортадан тепкіш, брандалы, поршеньді (диафрагмалы) жне гидропоршеньді, аынды гидрожетектеулі сорап трлерін атауа болады.

Штангасыз сорап ондырыларында сорап жне жетектеушіден баса басаруа, энергия тасымалдауа арналан т.б. жабдытар бар.

 

 

3.1-сурет. Мнай ндіру шін арналан штангасыз сораптарды классификациясы

 

Штангасыз сорапты ондырылар сорап пен жетектеуші рылыдан баса басару жабдытары мен энергияны тасымалдау ондырылармен жабдыталады. Оларды электр озалтышы бар сораптар шін белгіленген трі болса, ал сйы немесе газ энергиясын олданып жмыс істейтін сораптар шін баса трлері болады.

Штангасыз ортадан тепкіш сораптар мен гидропоршеньді сораптарды ндірістік лгілері арнайы конструкторлы бюроларда жобаланды. Бл йымдар барлы штангасыз сораптарды (брандалы, диафрагмалы, т.б.) трлерін жасауа атысты.

ЭОС (ЭЦН) ондыры торабтарыны (узел) рамы жне орналасуы 3.2-суретте крсетілген.

 

3.2-сурет. Электрлі жетектеуші ортадан тепкіш сорап ондырысы:

1-электр озалтыш; 2-гидроошаулау; 3-сорап; 4-кабельді желі; 5-трансформатор; 6- тсіру клапаны; 7- белбеу; 8-сорапты-компрессорлы быр; 9-ы саасыны жабдыы; 10-кабельді осу пункті; 11-кері клапан; 12-газосепаратор; L жне D1–сорапты агрегатты зындыы жне диаметральды габариті; D2-СК резьбасыны диаметрі.

 

ылы сорап кпсатылы болып келеді жне де 80-нен 500-ге дейін сатыа ие болуы ммкін.

Сйы сорапа оны тменгі жаында орналасан тор арылы тседі. Тор абат сйыыны фильтрациясын амтамасыз етеді. Сорап сйыты ыдан СК-а жеткізеді. Батырмалы электроозалтыш – май толтырылан жне герметизацияланан. Оны ішіне абат сйыыны тпеуі шін гидроошаулау торабы бар. озалтыш білігі гидроошаулау білігімен осылып, сол арылы сорап білігімен байланыста болады. Асинхронды электроозалыштарды олданан кезде оларды біліктеріні айналу жиілігі 2800-2950 мин-1-ге те болады.

рамында кп млшерде газы бар сйыты соруа арналан ондырылар сорапты-газосепараторлы модульдармен жабдыталады.

Жоары беттен электр энергиясы озалтыша кабель арылы беріледі.

СК -ны жанында домала, ал сорап ондырыны жанында жалпа кабель олданылады. Жалпа кабельді олдануы сорапты жне озалтышты диаметрін лкейтуге ммкіндік береді, бл энергетикалы крсеткіштер трысынан пайдалы болып есептеледі.

Тжірибе крсеткендей сорап ондырысы мен шегендеуші бырды арасындаы минимальды саылау 6 мм-ге те етіп алынады. Шегендеу бырларыны ішкі лшемдеріне жне абылданан саылауа арай батырмалы агрегатты габариттерін тадап алады.

Сорапты, озалтышты жне ток ткізгіш жалпа кабельді орналасуыны ш трлі нсасы болуы ммкін, соан байланысты батырмалы агрегатты габариті аныталады (3.3-сурет).

 

 

3.3-сурет. ылы сорап ондырысыны растыру лгісі

 

Бірінші жадайда, (3.3-сурет, а) батырмалы агрегатты габариті Аmax озалтышты диаметріне Dд те, ал насосты диаметрі Dн жне жалпа кабельді алыдыы hk озалтыш габаритіне дл келеді. Осы жадайда электроозалтышты лкен уаты мен жоары ПК-ін алуа болады. Біра сйыты максимальды німділігі азаяды, йткені ортадан тепкіш сорапты німділігі жмысты дгелекті диаметріні кубына тура пропорционал болады, яни Q=f(Dh3).

шінші жадайда, (3.3-сурет, в) Dн= Dд, ал батырмалы агрегатты габариті озалтышты (немесе сорапты), жалпа кабельді жне ораныс жабдытарыны (орау кожухтары жне ырлары) лшемдеріні осындысына те. Тораптарды орналасуыны крсетілген нсасында ортадан тепкіш сорапты німділігі жоары болады, біра электроозалтышты уаты азаяды. Отанды жне дниежзілік тжірибеде кбінесе аралы нса олданады (3.3-сурет, б). Мнда Аmax Dд Dн.

Сорапты жне озалтышты диаметрлері сорапты жне озалтышты ПК-тері е тиімді атынасына арай аныталады, сонымен бірге бырдаы жне кабельдегі е минималды энергия шыындары амтамасыз етілуі керек.

Кейбір жадайларда жалпа кабельді тсірілімні барлы тередігінде жне НКТ-ны жанында да олданады. Бл жадайда кабельді дрыс орналасуын баылап отыру керек, йткені, егер ол бырлара абырасыны бір ырымен трып алса, онда ол тсірілім кезінде заымдануы ммкін.

Жалпа кабельді атар орналасан ток ткізгіш ш желісі болады. Мны ортасында орналасан желісіні ызып кетпеуін амтамасыз ету керек, йткені кп жадайларда сорып алынатын сйыты температурасы жоары боландытан, ортада орналасан желіні электрлі изоляциясы жанып кетіп, ондырыны кабельдік байланысы істен шыуы орын алады.

Трансформаторды токты кернеуін жоарлату шін олданады, ол детте ксіпшілік желіден алынады (кернеуі 380В), озалтышты кернеуі кбінесе жоары болады (400-2000 В жне одан жоары). Сонымен бірге, трансформатор млшері зын кабельдегі азайан кернеуді орнын толтыру шін ажет болады.

Басару станциясы арылы ондырыны берілген бадарламамен автоматты немесе тікелей олмен іске осуа немесе сндіруге болады жне оны ттенше жмыс режимінде де сндіруге болады. Одан баса станцияда токты кшін жне кернеуін крсететін лшеу аспаптары бар, ал кейбір модификацияларда одан да кп сипаттамаларды крсетуі ммкін (мысалы –кабель изоляциясыны кедерігісін). азіргі заманы басару станциялары жйені ажетті жмыс режимін “абат-ы-сорап ондырысы” тізбегінде олдап труа, одан баса ЭОС-ны (УЭЦН) диагностикасын жргізуге ммкіндік береді.

СК тізбегі (7) кері жне (9) тсіру клапандармен жабдыталады (1.7-сурет). Кері клапан шеттерінде конусты резьбасы бар СК-ны арнайы муфтасында орналасады. Кері клапанны муфтасында ершік, шар жне шарды ктерілуіні шектейтін арнайы рылы бар. Кейбір кері клапандарды конструкцияларында жапыш элементтерді баса трлері олданады (конус, тарелька). Кері клапан сорап тотаан кезде СК тізбегінде сйыты сатап алу шін жне сорапты рбір тотауы кезінде бырды айтадан толтыруа уаытты шыындамау шін керек, сонымен бірге кері клапан ондырыны іске осылуын жеілдетеді. Іске осу ктеру бырларыны тізбегіне сйы толтырылан кезде болады, яни лкен ысым кезінде. Бл ысымды одан рі кбейтуге болады, ол шін саадаы суырмалы ысырманы жабу керек. лкен ысымдарда ортадан тепкіш сорап (аз ысыммен жне лкен беріліспен салыстыранда) шаын жетектеуші уатты ажет етеді. Сондытан ондырыны іске осылуы жеілдетіледі, сіресе сору тередігі едуір лкен болан кезде.

Тсіру клапаны ыдан агрегатты шыару алдында бырлар тізбегін сйытан босатуа ммкіндік береді, бл тек ана тізбекте кері клапан болса ана ммкін болады. Тсіру клапаны бырлар тізбегіне бекітілген арнайы муфтада орналасады. Муфтаа ішкі тесігі бар ниппель орнатылан, ол бырлар тізбегімен жабылан ыны уысымен байланысан. быр ішіндегі ниппель оны ішіне ломды темір салмапен тскенде сындырылуы ажет етіп бекітіледі де, ниппельді ашылатын тесігі бырды ыны уысымен осады. Осы тесік арылы сйы бырлардан ыа аады. Егер ондырыда бырды парафиннен босату шін олданатын арнайы ырнаыш болса, мндай тсіру клапанын олдануа болмайды. ырнаыш бекітілетін сым зілгенде ол лап ниппельді сындырады, осы себептен ыа сйыты ажетсіз ауы орын алады, бл жадай агрегатты ктеруге мжбр етеді. Осы себептен калапандарды баса трлері олданылуы ммкін, олар ломды темірді атысуынсыз бырдаы ысымны жоарлатылуы арылы жмыс істейді.

3.4-суретте ресейлік мнай ндіруге арналан электржетектеуші ортадан тепкіш сораптарды шартты белгілері келтірілген [1]. р ондырыны зіні шифры бар, мысалы, УЭЦН5А-500-800: мнда 5 саны шегендеуші колоннаны диаметрін бейнелейді (5 ол диаметрі 122 мм-ге сйкес келеді, 5А-130мм); екніші сан 500-сорапты туліктік німділігін крсетеді (м3/ту), ал шінші сан 800 - метрмен аландаы сорап тегеурініні жуы шамасы.

 

А-рпі «АЛНАС» зауыты шыаран
К, Т ріптері-коррозияа, жылуа
Сорап тобы
Сорап німділігі
Сорап тегеуріні
Г рпі-газосепа-раторлы
Х-саны сорапты газосепараторлы екенін білдіреді; Л-рпі «ЛЕМАЗ» зауыты шыаран
Электрлі сорап

 

 

3.4-сурет. Ресейлік мнай ндіруге арналан электржетектеуші ортадан тепкіш сораптарды шартты белгілеріні рылымы

 

Сорапты, газосепараторды жне озалтыштарды растыру зындыы 25м жне одан да кп болу ммкін. Мны брі ешбір згертушісіз жмыс істеп тратын жадайдаы білікті айналу жиілігіні е лкен мнін абылдауа мжбр етеді. Токты жиілігі 50 Гц боланда айналу жиілігі синхронды боланда - 3000 мин-1, ал сыранауды есепке аланда 2800-2950 мин-1 мніне ие болады. Роторды айналу жиілігін жоарлату арылы ортадан тепкіш сорапты жмысты сатысыны берілісін жне ысымын лкейту шін батырмалы озалтыштарды арнайы жабдытары немесе электроозалтышты оректендіретін токты жиілігін трлендіргіштер пайдаланылады.

Сораптарды жне озалтыштарды ртрлі рылымды ерекшеліктері (агрессивті ортада, лкен температураларда олдану шарты, бірнеше ай бойы зіліссіз жне профилактикалы жндеусіз жмыс істеуі, т.б.) конструкторлар мен технологтарды алдына біратар крделі міндеттер ояды. Осыан арамастан дгелектеріні диаметрлері 50-80 мм-ге те болатын эффективті, жоары ысымды сорап сатылары жасалды. Сонымен бірге, зындытары 6-7 м жне диаметрі 17-26 мм болатын біліктері жне зындытары 6 м-ге, ал ішкі диаметрлері 17-26 мм-ге дейін жететін сораптарды тзу сызыты трыларды жасауды технологиялы жаартылан жолдары табылды.

Отанды жне дниежзілік сорап жасау ндірісіні орасан зор тжірибесі, машинажасау ндірісіні технологиялы процестеріні лкен дрежеде дамуы бл проблемаларды шешілуіне жрдемдеседі.

ылы ортадан тепкіш сораптар кп сатылы машиналар болып табылады. Бл біріншіден, бір сатылы болып жасалатын сорапты соы ысымыны аз мндерімен тсіндіріледі (жмысты дгелекпен немесе баыттаушы аппаратпен). з кезегінде бір сатыны ысымыны е лкен мндері жмысты дгелекті сырты диаметріні мнімен аныталады, ол шегендеуші тізбекті ішкі диаметрімен жне олданылатын ылы жабдытарды лшемдерімен шектеледі – кабельді, батырмалы озалтышты, т.б.

ылы ортадан тепкіш сорапты рылымы арапайым, тозуа шыдамды жне коррозияа жоарлатылан дегейде тзімді болу ажет. Тораптарды диаметрлері мен рылымдары барлы сораптар шін негізінен бірдей болады.

рылымы арапайым ылы ортадан тепкіш сорап ыдан рамында 99 %-а дейін суы бар сйыты соруа арналан. Сорылатын сйыты рамында механикалы оспаларды млшері 0,01%-дан аспауы керек, механикалы оспаларды аттылыы Моос крсеткіші бойынша 5 балдан, ал ккіртті сутегіні рамы 0,001%-дан аспауы керек. Жасаушы-зауыттарды техникалы талаптары бойынша, сорапты абылдауында бос газды рамы 25%-дан аспауы керек.

Коррозияа траты ортадан тепкіш сорап рамында 0,125%-а дейін болатын (0,125 г/л дейін) ккіртті сутегі бар абат сйыын соруа арналан.

Тозуа шыдамды сораптар рамында 0,5 г/л-а дейін механикалы оспалары бар сйыты сора алады.

ылы ортадан тепкіш сорапты жмысты органы ретінде жмысты дгелектен жне баыттаушы аппараттан тратын, цилиндрлік (Ц) жне клбеу цилиндрлік (КЦ) алашалары бар сорапты сатысын арастыруа болады (3.5-сурет).

3.5-сурет. ЭОТС-ты сатысыны рылымы

1-баыттаушы аппарат; 2,4-саиналы алашасыз камера; 3-жмысты дгелек; 5- тменгі тірек шайбасы; 6-орау тлкесі; 7- жоары тіреу шайбасы; 8-білік.

 

Сырты диаметрлі 86 жне 92 мм сораптарда номинальды німділіктері 125 м3/ту дейін жететін Ц-лы сатылары олданылады, диаметрі 103 мм-ге дейінгі сораптарда німділігі 160 м3/ту дейін жне диаметрі 144 мм сораптарда - 250 м3/ту дейінгі мндерде жатады.

КЦ-лы сатылары лкен берілісті сораптарда олданылады. зіні олдану аймаында КЦ-ны Ц-а араанда ПК-і жоары болады жне оны берілісі Ц-а араанда 1,5 есе лкен болады. Сатыларды сырты диаметрлері 70, 80, 90 жне 100 мм болады.

Сатылар рбір секцияны цилиндрлік трыны ойыында орналасады. Сорапты бір секциясында оны монтажды биіктігіне арай 39-дан 200-гк дейінгі сатылар орналасу ммкін. Сораптарды сатыларыны максимальды саны 550 данаа дейін жетеді.

Осындай кп сатылары бар ЭОТС-ты растыру шін жне білікті осьтік кштен босату шін алымалы жмысты дгелек олданады. Сораптаы жмысты дгелек осьтік баытта білікке бекітілмейді жне брылып кетуден призмалы шпонкамен сталынады. Баыттауыш аппараттарды тіреуіш беттерімен шектелген аралыта дгелек осьтік баытта еркін озала алады.

Дгелек рбір СС-ны (сорапты саты) жекеленген осьтік тірегіне тіреледі, бл тірек алдыы сатыны баыттаушы аппаратыны тіреуші бортынан жне жмысты дгелекті ойыына пресстелген антифрикциялы тозуа шыдамды шайбадан трады; осы жадайда дгелекті алдыы ныыздауышы арылы сйыты аып кету млшерін нлге жаын деп есептеуге болады. Біра алитын жмысты дгелегіні механикалы ПК-і дгелекті тменгі тіреуішіні йкелісі шыынына байланысты тмендейді. Бл шыындарды шамасы бірінші жуытау кезіндегі жмысты дгелекке сер ететін осьтік кшке тура пропорционал болады.

Сорап сатысыны салыстармалы сипаттамалары 3.6-суретте крсетілген.

 

3.6-сурет. Сатыны салыстырмалы сипаттамалары:

1-салыстырмалы ПК ( ); 2-салыстырмалы ысым (H); 3- салыстырмалы осьтік ысым (Poc); 4- салыстырмалы уат (N); q- салыстырмалы беріліс; Q-наты беріліс; Qопт -максимальды ПК-а сйкес оптимальды беріліс.

 

Салыстырмалы лшемді наты лшем мен ПК максималды мнге ие болатын оптимальды режимдегі соан сйкес лшемге атынасы деп тсінуге болады.

Осьтік кшті нлдік берілісі шамамен 10% жоарылап кеткен режимдерде СС-ны жмысты дгелегі “алып шыу” ммкін, яни тірекке дейін жылжып кету ммкін. Ал бл тірек баыттаушы аппаратты тірегіні бортынан жне жмысты дгелекті шкірленген жерінде пресстелген шайбадан трады. Берілісті жоарлатылуы кезінде жмысты дгелекті алып шыуы ысымны, ПК-ті секіргіш тмендеуімен ере жреді жне олданатын ысымны едуір суімен сйемелденеді. Ашы ысырмалы режимнен берілісті тмендеуі кезінде, салыстырмалы маыналы берілісі кезінде жмысты дгелек тменгі орналасу орнына тседі, яни: q=0,9-1,0.

азіргі кезде ЕЦ-лы сатыларды дгелектерінен осьтік кштен босатуды е таралан дісі мынадай трде болады: бл босатуды екінші жоары ныыздауышты асында, дгелекті жетектеуші дискіні сырт жаында камера жасау арылы жзеге асырылады. Осы камерада жетектеуші дискідегі тесіктер арылы дгелекті кіру жаындаы ысымдар теестіріледі. (3.7-сурет, а). Жмысты дгелегіні босатылуы осьтік кшті едуір азайтуа ммкіндік береді. Мндай сатыларды жмысты дгелектеріні осьтік кштері босатылмаан баса сатылара араанда бірнеше артышылытары бар: жмысты дгелекті жекеленген тменгі тіреуішіні жмыс ресурсы жоары болады жне сатыны ПК-і де жоары дегейде болады.

Жмысты дгелектеріні осьтік кштері босатылан сатыны кемшіліктері ретінде оларды жасау технологиясыны иындатылуын, шыарып дайындалуына кп ебек ажет ететіндігін жне босатыш тесіктерді уаыт те келе оыстануы арасында жне жмысты дгелегіні жоары ныыздауышыны тозуы кезіндегі функционалды бзылуын атауа болады.

СС-ны жекеленген осьтік тіреуішін жне сатыаралы ныыздауышын кшейту шін сатыны екітіреуішті конструкциясын олданады. СС-ны екітіреуішті конструкциясы біртіреуішті конструкцияа араанда бірнеше артышылытара ие. Оларды мынадай трлері бар: сатыны жекеленген тменгі кшесіні тозуа шыдамдылыы, білікті коррозиялы-аггресивті жне абразивті аыш сйыынан сенімді ажыратылуы, жоарылатылан жмыс істеу ресурсы жне сатыаралы ныыздауыштарды осьтік зындытары арттырыландытан сорап білігіні жоары беріктігіні амтамасыз етілуін атап айтуа болады. ЭОТС-да олар ныыздауыштан баса осымша радиальды подшипник ретінде жмыс істейді.

 

3.8-сурет. Сорап сатыларыны конструкциясы:

а-босатылан жмысты дгелекті, б-екітреуішті;

1-тры; 2-баыттаушы аппарат; 3- жмысты дгелек.

 

Біртіреушті сатылара араанда екітіреуішті сатыларды жасап шыару технологиясы те крделі болады.

ртрлі сораптарды сатылары жмысты материалдарымен, йкеліс екіліктерімен жне де баса конструктивті блшектерімен бір-бірінен ажыратылады.

«Новомет» фирмасы жасап шыаратын сорапты саты баса трлеріне араанда біратар жатарымен ерекшеленеді (3.9-сурет).

3.9-сурет. “Новомет” фирмасыны ортадан тепкіш-йынды сорапты сатылары:

1-білік; 2-шпонка; 3-жмысты дгелек; 4-радиальды алаша; 5-баыттаушы аппарат; 6- тменгі тіреуішті шайба; 7- жоары тіреуішті шайба; 8-сорап трысы.

 

Жмысты дгелекті (3 )стігі дискісінде радиальды алашалары (2) бар, осы алашалар баыттаушы аппаратты (1) тменгі дискісімен осылып йынды сорапты арапайым конструкциясын райды. Мндай конструкцияны кптеген артышылытары бар: біріншіден, сатыны ысымы 15-25%-а артады, бл сорапты зындыын сатай отырып, сорапты ысымын арттыруа немесе траты ысымды сатай отырып, сорапты зындыын ысартуа ммкіншілік береді. Екіншіден, йынды сатыны болуы газ-сйыты оспаны гомогенизациясын амтамасыз етеді, бл батырмалы сорапты беру сйыында кп млшерде бос газ болан кезде де жмыс істеуіне ммкіншілік береді. шіншіден, стігі дискіде радиальды алашаларды болуы жмысты дгелекке сер ететін осьтік кшті тмендеуін амтамасыз етеді, бл з кезегінде жмысты дгелекті тменгі тіреуіш шайбасыны (4) жмыс істеу ресурсын кбейтеді. “Новомет” фирма сорабыны жмысты дгелегі нтаты металлургия дісімен жасалынатындытан, оны сенімділігі мен ПК-і одан рі артады.