Устройство винтового насоса с погружным приводом

Установка электровинтового насоса подвешивается на НКТ вместе с электродвигателем, гидрозащитой, питающим кабелем. В компоновке каждой УЭВН содержится оборудование, приведенное на рисунке 2.1 [1].
Рисунок 2.1 – Компоновка винтового насоса с погружным двигателем
В состав компоновки, приведенной на рисунке 2.1 входят следующие основные узлы:
1 – станция управления;
2 – трансформатор;
3 – оборудование устья;
4 – хомуты;
5 – НКТ;
6 – насос;
7 – кабельная линия;
8 – электродвигатель с гидрозащитой.
1. Станция управления (рисунок 2.2) необходима для работы в комплектных приводах погружного электровинтового насоса для управления электродвигателем.
Рисунок 2.2 – Станция управления УЭВН
Станция управления осуществляет следующие функции:
1) Управление электродвигателем (плавный пуск, остановка, регулирование частоты вращения и смена вращения);
2) Автоматические изменение частоты вращение вала при изменении давления на приеме погружного оборудования;
3) Выполнение заданных команд;
4) Представление информации по работе погружного оборудования и станции управления;
5) Запись, обработку и накопление информации;
6) Защиту насосной установки (электродвигателя) и самой станции управления.
2. Трансформатор типа ТМПН (рисунок 2.3), который предназначен для компенсации падения напряжения в кабеле, подводящем ток к погружному электродвигателю. Данный тип оборудования имеет масляное охлаждение, применяется для использования на открытом воздухе. На высокой стороне напряжения обмоток трансформаторов имеются переключения для подачи оптимального напряжения на электродвигатель в зависимости от длины кабеля, загрузки электродвигателя и напряжения сети. Трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток высокого и низкого напряжения, бака, крышки с вводами.
Рисунок 2.3 – Трансформатор
3. Обратный клапан (рисунок 2.4) предназначен для предотвращения обратного вращения (турбинный режим) ротора насоса под воздействием столба жидкости в колонне НКТ при остановках и облегчения повторного запуска насосного агрегата

.
Рисунок 2.4 – Обратный клапан
4. Спускной клапан (рисунок 2.5) служит для слива жидкости из колонны НКТ при подъеме насосного агрегата из скважины.
Рисунок 2.5 – Спускной клапан
5. Кабельная линия необходима для подвода электропитания к электродвигателю и данных погружного блока телеметрии УЭВН, которая состоит из основного питающего кабеля и срощенного с ним удлинителя с муфтой кабельного ввода, которая обеспечивает герметичное соединение кабельной линии к погружному электродвигателю.
6. Секция винтового насоса (рисунок 2.6). Она состоит из двух частей: неподвижного статора в виде двойной спирали из эластомерного материала и движущегося стального ротора в виде простой спирали. Между статором и ротором возникают герметичные полости. При вращении ротора эти полости перемещаются и проталкивают пластовую жидкость на дневную поверхность [5].
Рисунок 2.6 – Винтовой насоса
1 – ротор; 2 – статор; 3 – посадочный патрубок
Насосная секция может быть с одним или несколькими винтами. При промышленной добыче нефти применяются насосы с одним винтом. На рисунке 2.7 представлен общий вид винтового скважинного насоса.
Рисунок 2.7 – Общий вид винтового скважинного насоса
Винтовой скважинный насос имеет два рабочих винта 4 и 7 и две обоймы 3 и 6. Прием жидкости из скважины ведется через две фильтрующие сетки 2. Нагнетаемая жидкость поступает в полость между винтами и за обоймой 3 проходит к предохранительному клапану 1 и далее в насосно-компрессорные трубы. Насос приводится от двигателя через протектор 10, пусковую муфту 9 и вал 8. Шарнирные муфты 5 позволяют осям винтов вращаться по окружности с радиусом, равным эксцентриситету. Осевые усилия от двух винтов приложены к муфте, расположенной между ними, и взаимно компенсируются.
В погружных винтовых насосах применяется ряд специфических узлов и деталей – пусковая и эксцентриковая муфты, предохранительный клапан, шламовая труба.
Пусковая муфта служит для соединения, вала протектора с валом насоса при вращении двигателя с рабочим числом оборотов и разъединения их в момент запуска электродвигателя, когда развиваемый им крутящий момент мал