Оборудования для ремонта цнс

Содержание

Центробежный насос цнс применяется в разных областях промышленного производства, поэтому он получил широкую популярность в сфере промышленности.

Насосы типа ЦНС (расшифровка: Ц – центробежный, Н- насос, С - секционный) предназначены для откачивания воды из шахт угольной и горнорудной промышленности. Широкое распространение получила эксплуатация насосов ЦНС в высоконапорной системе пожаротушения, для подачи воды в высотные здания, для питания паровых котлов, в строительной промышленности, на транспорте. Довольно часто насос цнс используется как химический агрегат для транспортировки нефти и нефтяных продуктов.

Устройство насоса цнс

Работа насоса цнс заключается в создании избыточного давления и выталкивании перекачиваемой среды в нагнетательный трубопровод. Механическая энергия двигателя передается потоку перекачиваемой жидкости рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном секционном корпусе.

Каждая лопасть рабочего колеса во время вращения взаимодействует с жидкость, которая находится непосредственно внутри секции. Из-за этого каждая секция приобретает центробежное ускорение. В то же время на периферии каждой секции появляется зона избыточного давления. Напор насоса типа ЦНС равен сумме напоров, создаваемых каждым установленным рабочим колесом.

Корпус насоса ЦНС секционного типа состоит из отдельных секций, число которых равно числу ступеней минус единица, так как одно колесо расположено в передней крышке.

Уплотнение между секциями обеспечивается резиновыми прокладками. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличить или уменьшить число секций и тем самым увеличить или уменьшить напор, не изменяя подачи.

Крышки насоса отлиты за одно целое и всасывающим(задняя крышка) и напорным (передняя крышка, дальняя от двигателя) патрубками. Сальник всасывающей секции имеет гидравлический затвор, вода к которому подводится по трубке, выполненной в задней крышке корпуса насоса.

Многоступенчатый насос типа ЦНС выпускается с числом рабочих колес от 2 до 10. Перекачиваемая жидкость передается от одного рабочего колеса к следующему по внутреннему каналу и лопастям направляющего аппарата. Уплотнения направляющего аппарата и рабочих колес осуществляется уплотняющими кольцами.

Все секции соединены друг с другом при помощи направляющих аппаратов. Эти элементы изготовлены таким образом, чтобы жидкость не могла оказаться снаружи. В то же время перекачиваемая жидкость, которая получает дополнительный напор от колеса самой первой секции, должна поступить из первой секции во вторую. Также она тоже подвергается воздействию лопастей колеса. В итоге давление жидкости растёт по мере того, как она поступает из одной секции в другую.

Ввиду того, что в секционных насосах устанавливается большое число рабочих колес с осевым входом воды, возникают большие гидравлические осевые усилия, разгрузка которых осуществляется с помощью автоматических разгрузочных устройств в виде уравновешивающих дисков (гидравлической пяты). Некоторые насосы типа ЦНС выпускают с двумя рабочими колесами осевого входа левого и правого вращения.

Осевые усилия уравновешиваются симметричным расположением колес. Спиральные диффузорные отводы выполнены в общей отливке корпуса.

Столь необычное устройство насоса позволяет добиться высокой эффективности, поэтому это оборудование пользуется завидной популярностью в самых разных отраслях. После того, как жидкость пройдёт все секции, она отправится в нагнетательный трубопровод, где и останется.

Устройство насоса цнс позволяет использовать его практически для любых задач. По этой причине насосы часто используются для повышения эффективности работы промышленного предприятия. Их можно часто увидеть на различных заводах, где они выполняют роль напорных насосов в куда более крупных агрегатах.

На российском рынке эти насосы производят российские компании, поэтому вполне закономерно, что стоимость на них достаточно невелика.

ЦНС - центробежный электронасос. В качестве главного рабочего органа применяется рабочее колесо (многоступенчатое).

Многоступенчатые насосы предназначенные для перекачивания чистой воды с температурой до 105 градусов цельсия принято разделять на нормальные и высокооборотные.

Нормальные насосы ЦНС показывают технические характеристики по подаче в диапазоне 8 – 850 м 3 /час, напор от 40 до 1440 метров и КПД 67-77%.

Высокооборотные показывают подачу 38-1000 м 3 /ч при напоре 136 – 2000 метров, их устанавливают с подпором 2-6 м, КПД в районе 72-80%.

Характеристика насоса цнс позволяет перекачивать практически любые жидкости. Это может быть как вода, так и нефть. Для повышения эффективности работы это устройство приводится в действие электрическим двигателем. Он достаточно мощный.

Каждое колесо этого сложного устройство соединено последовательно. По этой причине эти агрегаты смонтированы сразу на 1 вал, сделанный из стали. При помощи электрического двигателя включают и колёса, поэтому вполне закономерно, что такие насосы часто используются для перекачки нефти. Сложно найти другой инструмент, который было бы возможно использовать для схожих задач.

Секционные насосы цнс отличаются особой конструкцией. Мотор устанавливают отдельным блоком. Это наиболее подходящий вариант для того, чтобы значительно повысить эффективность оборудования. Во время изготовления секционного насоса компании-производители используют чугун, а также стали марок 35Л и 40Х.

Непосредственно во время режима работы этого устройства можно изменять напор. По этой причине можно регулировать и длину вала, а также установки на определённый размер стяжных шпилек. Ротор, который находится внутри камеры, приводится в движение благодаря подшипникам.

Можно приобрести варианты как с водным, так и с масляным охлаждением подшипника. Некоторые модели применяют сразу несколько видов регуляции температуры. Это оптимальный вариант для того, чтобы секционный насос ЦНС работал в любых условиях.

Достоинства секционных насосов состоит в возможности изменения напора путем добавления или уменьшения числа секций и в малых габаритах насоса при больших напорах.

Недостатки заключаются в сложности разборки и сборки насосов, в невысоком КПД и в большом числе деталей, требующих высокой точности обработки на металлообрабатывающих станках.

Насос цнс 180 относится к типу центробежных многоступенчатых. Он используется для перекачивания нейтральной жидкости (техническая вода) и любых иных жидкостей, которые не относятся к взрывоопасным. Твёрдые включения в жидкости не должны составлять более 0.1%. Размер частиц - не более 0.25 мм.

Насос цнс 300 относится к секционных центробежным насосам. Он используется для того, чтобы перекачивать жидкость, чья температура составляет менее 45 градусов по Цельсию. В перекачиваемой жидкости не должно быть никаких механический примесей. Размер частиц, которые могут находится в жидкости, не должен превышать 0.1 мм.

Насосы цнс 60 также используют для перекачивания воды, которая может похвастаться нормальным водородным показателем (7-8.5) и температурой не более 45 градусов по Цельсию. Этот насос можно увидеть в шахтах.

Насос цнс 105 применяется для перекачивания жидкости, чья температура не достигает 45 градусов по Цельсию. Этот насос допускается производить только в климатическом исполнении УХЛ. Также следует обратить внимание на массу механических примесей. Она должна составлять не более 0.1%.

Все перечисленные секционные горизонтальные насосы отличаются друг от друга уровнем производительности. Как понятно из названия каждого устройства, они предназначены для перекачивания жидкости.

Каждый из перечисленных насосов (насос цнс 180, насос цнс 300, насос цнс 60, насос цнс 105) позволяет выполнять похожие задачи, однако их производительность накладывает определённые ограничения. Перед покупкой желательно проконсультироваться с продавцом и уточнить функционал насоса.

Ремонт насосов ЦНС, как и всех сложных технических устройств, - это сложная задача даже для самых подготовленных пользователей. Неудивительно, что для этого нанимают профессиональных мастеров. Если такой возможности нет, то придётся как можно внимательнее изучить представленную инструкцию по ремонту. Она представляет интерес для всех, кто хотел бы как можно скорее отремонтировать насос. Для этого придётся воспользоваться массой инструментов и проявить недюжинную смекалку.

Все представленные рекомендации нужно соблюдать неукоснительно. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы выполнить ремонт самостоятельно. В таком случае работа насоса цнс не будет вызывать никаких вопросов.

Эффективность работы систем поддержания пластового давления ППД во многом зависит от надежности работы насосного оборудования. Мероприятия по обеспечению надежности насосного оборудования должны выполняться как производителем, так и Заказчиком — эксплуатирующей организацией, специалистам которой необходимо обеспечить правильный подбор насосного оборудования, нормальные режимы эксплуатации, своевременное и качественное проведение ремонта. Изготовитель оборудования, со своей стороны, должен постоянно совершенствовать конструкцию и технологию изготовления изделия.

Рис. 1 Возникновение негативных эффектов при работе на различных участках рабочей характеристики.

1. Значительное повышение температуры.
2. Снижение ресурса работы подшипников и уплотнений из-за вибрации, вследствие:
2.1 Возможной кавитации.
2.2-2.3 Возникновения рециркуляции потока на входе и выходе рабочего колеса.
3. Снижение ресурса работы подшипников и уплотнений из-за вибрации, вызванной отрывом потока в проточной части.
4. Кавитация, перегрузка электродвигателя.

Оборудование с параметрами, несоответствующими гидравлической сети, не должно допускаться к эксплуатации, а случаи неправильного подбора насосов необходимо своевременно выявлять.

Рис.2 Поля параметров насосов типа ЦНС для систем ППД.

Также изготавливаются комплекты модернизации для уже существующих насосов, с использованием которых в существующие корпуса устанавливаются новые проточные части с требуемыми Заказчиком параметрами. При этом сохраняются все корпусные детали и габаритно-присоединительные размеры к фундаменту и трубопроводам.

Несмотря на наличие на объектах ППД систем подготовки и очистки воды часто не соблюдаются требования, предъявляемые к качеству перекачиваемой среды по содержанию твердых включений и химическому составу. Практически 90% насосов работают без приемных фильтров и других приспособлений для очистки перекачиваемой среды на входе. Эти факторы приводят к износу проточной части насосов и быстрому выходу из строя наиболее уязвимых элементов: торцевых уплотнений, узла разгрузки осевой силы (гидропяты), а также износу переднего и заднего уплотнений рабочего колеса, что резко снижает как рабочие параметры насоса, так и приводит к аварийным отказам.

Рис. 3 Пример установки в насосе устройств очистки жидкости.

Совершенствование конструкции насоса и его узлов Как было сказано выше, одними из наиболее уязвимых элементов насоса являются торцевые уплотнения и узел разгрузки гидропяты. Именно они в первую очередь снижают время безаварийной работы и определяют количество и периодичность текущего ремонта. Если проблемы с торцевыми уплотнениями можно частично решить путем обеспечения его работы на очищенной с помощью гидроциклонов жидкости, то в узле разгрузки присутствует еще и механический износ колец, который возникает на переходных режимах работы насоса, в первую очередь, при пусках и остановах. Для решения данной проблемы предлагается комплектовать насос дополнительным отжимным подшипником (рис.4), который обеспечивает постоянный гарантированный зазор между кольцами гидропяты (рис 5а).

Рис.4 Насос типа ЦНСз с отжимным подшипником.

Рис.6 Насос типа ЦНСп со встречным расположением рабочих колес.

На настоящий момент на большинстве объектов ППД используется система планово — предупредительных ремонтных работ, которые осуществляются в соответствии с регламентами через установленные промежутки времени, независимо от фактического состояния деталей и узлов насоса. Это, несомненно, позволяет предупредить отказ всего насоса из-за выхода из строя какой-либо лимитирующей ресурс детали, но влечет недоиспользование индивидуальных ресурсов большинства остальных деталей и выполнение неоправданно большего объема ремонтных работ.

При проведении ремонта может быть применено следующее оборудование, приспособления и инструмент:

· Мерительный инструмент (линейки, штангенинструмент);
· Сварочное оборудование (токарные станки, проточка, обработка торцов, щупы, зазоры);
· Угольники ( угольники торцевые, ступицы колес );
· Зубило, фрезы, сверло для обработки трещин, свищей, крышки, корпус, центровых отверстий вала;
· Метчики, плошки - для восстановления резьбовых отверстий и крепежных деталей;
· Печи для термообработки деталей;
· Шабер для заливки шеек вала;
· Индикатор часового типа для проверки биения вала;
· Молоток для исправления искривления вала (чеканка);
· Домкрат для правки вала;
· Горн и паяльная лампа для удаления старого баббита из подшипников скольжения;
· Тяговые средства (трактор; лебедки);
· Индивидуальные средства защиты работающих (монтажные каски, предохранительные пояса и т.п.).

Перед сборкой обращают особое внимание:

· на чистоту посадочных и соприкасающихся торцовых поверхностей деталей. На них не допускаются забоины, заусенцы, грязь и т.п.
· на годность резиновых уплотнений, манжетных уплотнений.

Собирают насос в следующей последовательности:

· в крышку всасывания устанавливают втулку гидрозатвора, кольцо уплотняющее и кольцо соединительное;
· на вал насоса устанавливают кольцо упорное до упора в торец вала;
· до упора в торец кольца упорного на вал устанавливают рабочее колесо первой ступени;
· вал е установленными на нем деталями вставляют в крышку всасывания;
· корпус направляющего аппарата в сборе запрессованным направляющим аппаратом и уплотняющими кольцами и устанавливают в крышку всасывания.
· Затем до упора в торец первого рабочего колеса устанавливают на вал второе рабочее, колесо, корпус направляющего аппарата с направляющим аппаратом и уплотняющими кольцами и т.д. до крышки нагнетания;
· на вал устанавливают дистанционную втулку
· устанавливают крышку нагнетания с направляющим аппаратом при выдачи, втулкой разгрузки;
· устанавливают стяжные шпильки и стягивают корпус насоса гайками и

стяжных шпилек. Гайки стяжных шпилек затягивают постепенно, обходя насос несколько раз, не затягивая сразу одну сторону, щуп 0,05 мм не должен проходить в стыки корпусов;

· на вал устанавливают кольца регулировочные;
· устанавливают диск разгрузки и закрепляют его гайкой ротора;
· сдвигают ротор насоса в сторону всасывания до отказа и замеряют расстояние между торцом крышки нагнетания и диском разгрузки;
· сдвигают ротор насоса в сторону нагнетания до отказа и замеряют расстояние между торцом крышки нагнетания и диском разгрузки;
· отворачивают гайку ротора и снимают диск разгрузки;
· снимают кольца регулировочные суммарной толщиной;
· устанавливают кольцо гидравлической пяты;
· устанавливают диск разгрузки и стягивают детали ротора на валу насоса гайкой ротора;
· проверяют получившийся разбег, т.е. при роторе, сдвинутом до отказа в сторону нагнетания, зазор между диском разгрузки и кольцом гидравлической пяты должен быть равным половине общего разбега;
· устанавливают кронштейн, поставив уплотнение с втулкой сальника, отбойным кольцом, крышкой подшипника с манжетой и прокладкой;
· устанавливают втулку подшипника с подшипником на вал и закрепляют их , шайбой и гайкой;
· ставят крышку глухую и болты;
· устанавливают кронштейн передний и закрепляют его к крышке всасывания
· устанавливают на вал втулку распорную;
· закладывают смазку и устанавливают крышку подшипника с манжетой прокладкой, закрепив ее к кронштейну болтами;
· на вал устанавливают муфту;
· в правильно собранном насосе ротор должен свободно вращаться и иметь разбег вдоль оси равный половине общего разбега;

В процессе сборки секционных насосов главное внимание должно быть уделено центровке ротора в осевом направлении с тем, чтобы обеспечить соосность колес с направляющими аппаратами и нормальный средний зазор между разгрузочными диском и кольцом.

Насосные агрегаты (НА) для закачки воды в пласт системы поддержания пластового давления (ППД) нефтяных месторождений являются наиболее энергозатратным оборудованием.

По данным, полученным от крупных нефтяных компаний, энергетические затраты на систему ППД составляют до 30 % от энергетических затрат на добычу, промысловый транспорт и подготовку нефти.

Анализ параметров НА, применяемых в системе ППД нефтяных компаний, показывает следующее:

- диапазон по подаче от 25 до 630 м3/сут;

- диапазон по напору от 500 до 2100 м;

- КПД - от 45 до 87 % (87 % относятся к плунжерным насосным агрегатам);

- удельные энергозатраты от 4 до 12 кВт∙ч/м3.

В системе ППД около 95 % применяемых насосов - центробежные секционные насосы.

Разновидности конструкции насосов: ЦНС (центробежный насос секционный); ГНУ (горизонтальная насосная установка) и шурфовые КНС с установками ЭЦН, разработанных на базе многоступенчатых центробежных секционных насосов для добычи нефти, и др.

В последние годы для закачки в пласт небольших объемов воды (до

60 м3/ч) под значительным давлением начали применять плунжерные насосные агрегаты, которые имеют хорошие энергетические показатели.

Нефтедобывающими предприятиями ведется постоянный поиск решений по сокращению затрат на закачку рабочего агента в пласт, поэтому повышение энергетической эффективности и надежности насосных агрегатов является актуальной задачей.

Остановимся на факторах, которые, с точки зрения авторов, представляют наибольший интерес.

Повышение энергоэффективности и показателей надежности НА системы ППД можно решать в следующих направлениях:

а) в процессе изготовления серийно выпускаемых НА;

б) в процессе эксплуатации за счет совершенствования методов выбора насосов, диагностики и контроля основных характеристик и повышения технического уровня за счет модернизации конструкции в процессе капитального ремонта;

в) создание и применение НА с инновационными конструктивными решениями.

Первое направление. Повышение энергоэффективности и надежности большинства серийно выпускаемых НА для закачки воды в пласт практически достигли своего предела. Например, КПД у насосов ЦНС 180-1070…1900, которые составляют большинство насосного парка в нефтяных компаниях и выпускаются более 40 лет, вырос за эти годы всего на 5 %. По конструктивной схеме проточной части насоса КПД насоса достиг своего предела. Есть некоторый запас повышения энергоэффективности насосов за счет изменения формы и диапазона рабочей зоны характеристик насоса.

Показатели надежности насосов ЦНС, декларируемые в технической документации, значительно выросли. Например, у насоса 180-1900 3ТМ, выпускаемого НПО им. М.В. Фрунзе (Украина), установленный ресурс до капитального ремонта имеет 40 тысяч и 28 тысяч часов при закачке пресных и сточных вод соответственно. Фирма Зульцер декларирует ресурс своих насосов до капитального ремонта до 60 тысяч часов.

Однако опыт эксплуатации НА показывает, что фактический ресурс отличается от декларируемого в технической документации в худшую сторону. К сожалению, большинство поставщиков НА не проводят испытаний на надежность своих изделий и не подтверждают показатели надежности, декларируемые в технической документации, в реальных условиях эксплуатации.

Второе направление. Многие нефтяные компании, сервисные предприятия с участием научных организаций успешно занимаются повышением энергоэффективности и надежности НА в процессе выбора, эксплуатации и капитального ремонта НА.

Проблема выбора насосов для системы ППД решается задачей оптимизации вида:

где Е - суммарные энергозатраты за сутки, кВт×ч;

Q = Σqi - объемная подача насоса, которая равняется сумме объемов плановой закачки в скважину, м3/ч;

t - время работы насоса в течение суток, ч;

N - развиваемая насосом мощность, кВт;

Н - развиваемый насосом напор, м;

- давление на выходе из насоса, МПа;

- давление на устье i-ой скважины, МПа;

- потери напора на трение -го участка, м;

- пьезометрические потери напора -го участка, м;

- местные потери напора на трение, м,

ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3.

1. Проводятся диагностика и контроль снижения напора и показателей энергоэффективности (КПД, удельные энергетические затраты на закачку 1 м3 рабочего агента), ухудшения параметров вибрации. Работа выполняется по стандартам предприятий.

Вывод в капитальный ремонт регламентируется следующими критериями: снижением напора на 10 %, снижением КПД на 7 % (с учетом допуска на производственное отклонение - минус 2 %), снижением энергетической эффективности и удельных энергозатрат, установленных расчетом из условий снижения КПД, и ухудшением вибрационных характеристик. Окончательное решение о выводе насоса в капитальный ремонт принимается на основании экономического расчета. Метод расчета приведен в работе и базируется на сравнении затрат на диагностику, техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт с затратами на дополнительный расход электроэнергии при эксплуатации НА за пределами установленного ресурса. В случае, если затраты на эксплуатацию НА достигли уровня затрат на капитальный ремонт, насос выводится в ремонт. Если затраты меньше, то устанавливается время остаточного ресурса эксплуатации НА.

Разработаны и внедряются технические решения, позволяющие изменять напор насоса в соответствии с требованиями технологического процесса закачки воды в пласт снятием рабочих колес и направляющих аппаратов. Это позволяет исключить регулирование характеристик насоса неэффективным способом - дросселированием потока на напорном трубопроводе.

Если в конструкции насоса не предусмотрена первая ступень с расширенным входом, рабочие колеса и направляющие аппараты снимаются, начиная с первой ступени.

Вместо снятых рабочих колес на валу насоса устанавливаются втулки, вместо направляющих аппаратов - направляющий патрубок со специальным устройством оригинальной конструкции для формирования структуры потока жидкости на входе рабочего колеса.

Эффективность предложенного способа уменьшения напора заключается в том, что КПД насоса и монтажные размеры остаются без изменения. При необходимости можно вернуться к первоначальной характеристике, установив снятые детали.

2. Расширена рабочая зона характеристик насосов ЦНС 40, ЦНС 63, ЦНС 80 до 1,5 от Qн, где Qн - номинальная подача насоса. Остановимся более подробно на данном направлении повышения энергоэффективности НА.

Рабочая зона характеристик большинства центробежных насосов располагается в диапазоне от 0,7 до 1,2 Qном, а плотность ρ закачиваемой воды не должна превышать 1120 кг/м3.

Расширение рабочей зоны характеристики в сторону больших подач ограничивается:

а) несущей способностью вала и показателями надежности узла гидроразгрузки насоса. Согласно анализу данных эксплуатации насосов типа ЦНС, влияние расширения рабочей зоны характеристики на показатель надежности узла гидроразгрузки наблюдается при подачах Qф > 1,5 Qном. При таких режимах диски разгрузки начинают работать в режиме полусухого трения из-за недостаточного перепада давления в узле гидроразгрузки;

б) допускаемым кавитационным запасом (допускаемым минимальным давлением на входе в насос);

в) плотностью закачиваемой воды;

г) мощностью электродвигателя насосного агрегата;

д) допустимыми значениями вибрационных параметров.

По результатам выполненных исследований, используя расчетно-аналитический метод, внесены следующие изменения в техническую и эксплуатационную документацию насосных агрегатов типа ЦНСА 40, ЦНСА 63, ЦНСА 80:

- приведены графические характеристики насосов с расширенной рабочей зоной подач до Q = 1,5Qном, расчетные характеристики Q - N при максимальной плотности перекачиваемой среды ρ = 1200 м3/ч и расчетные характеристики Q - N1 при достижении допустимых пределов износа (снижение напора на 10 % и КПД на 7 % (5 % + 2 % допуска) при ρ = 1200 м3/ч;

- приведены аналитические выражения для расчета расширенной рабочей зоны характеристик насосов, которые дают возможность их использования при обосновании и дальнейшего расширения рабочей зоны характеристик, с целью выбора насосов для конкретной технологической схемы.

На рисунке 4 приведены характеристики насоса ЦНС 63-1800, в том числе изменения удельных энергетических затрат Е = f(Q) после проведенных изменений. Как видно из графика, после расширения рабочей зоны характеристики насоса существенно (на 12 %) снижаются удельные энергетические затраты на закачку воды в пласт.

В первоначальном варианте конструкции в состав агрегата входили: восьми- или десятиступенчатый насос, асинхронный электродвигатель типа АТД4 мощностью 315 кВт и частотой вращения ротора 3000 об/мин, мультипликатор, две упруго-компенсирующие муфты, маслостанция, фундаментная плита и компенсаторы-виброгасители.

Насос центробежный, горизонтальный, секционный, восьми- или десятиступенчатый (в зависимости от наружного диаметра рабочего колеса), однокорпусный с оппозитным расположением рабочих колес. Опорами ротора насоса являются: со стороны входного патрубка - подшипник скольжения, работающий в перекачиваемой среде, а со стороны напорного патрубка - подшипник качения, работающий с принудительной смазкой.

Два набора рабочих колес (левых и правых) расположены оппозитно друг другу, что позволяет компенсировать основную часть осевых сил, действующих на ротор насоса.

Остаточные осевые усилия воспринимаются радиально-упорным шарикоподшипником, установленным в подшипниковом кронштейне.

Уплотнение вала ротора - одинарное, торцовое, с частичной гидравлической разгрузкой аксиально-подвижного элемента. Для выравнивания давлений в камере торцового уплотнения и входном патрубке они соединены трубкой.

Базовыми деталями насоса являются: входная, напорная крышки и средний корпус с опорными лапами, расположенными в плоскости, параллельной горизонтальной оси насоса.

Входной патрубок насоса - горизонтальный осевой, напорный патрубок расположен посередине в горизонтальной плоскости насоса и направлен перпендикулярно оси насоса.

Впервые в отечественной практике для такого класса насосов (ns = 37,5) удалось достичь величины КПД около 58 %. Высокий КПД насоса достигнут за счёт следующих технических решений:

- оппозитного расположения рабочих колёс с восприятием остаточной осевой силы радиально-упорным подшипником, что позволило исключить затраты энергии на гидравлическую разгрузку ротора;

- высокой частоты поверхности деталей проточной части и др.

В дальнейшем был создан насосный агрегат с высокооборотным регулируемым приводом на подачи от 15 до 40 м3/ч и напорами от 1000 до 2100 м на базе десятисту-пенчатого насоса ЦНС 25-1400. Общий вид насосного агрегата приведен на рисунке 6.

В системах ППД, где требуются НА на малые подачи (Q

Эффективность систем поддержания пластового давления (ППД) во многом зависит от надежности и эффективности работы насосного оборудования. Повысить эти показатели можно оптимизацией режимов работы насосов, совершенствованием их конструкции и узлов, применением стойких к перекачиваемой среде материалов, улучшением системы обслуживания и ремонта оборудования на месте эксплуатации. Между тем в настоящее время проблема неправильного подбора насосного оборудования и его рабочих характеристик по-прежнему актуальна. Эксплуатация не оптимально подобранного насосного агрегата зачастую сопровождается значительным увеличением температуры, снижением ресурса работы подшипников и уплотнений в результате повышенной вибрации, а также кавитацией и перегрузкой электродвигателя.

Рис. 1. Потребление электроэнергии блочными кустовыми насосными станциями (БКНС) за 12 мес:
БКНС: 1 — Еты-Пуровская-2; 2 — Сугмутская-3б; 3 — Сугмутская-2; 4 — Вынгаяхинская-3; 5 — Суторминская; 6 — Сугмутская-3; 7 — Сугмутская-3а; 8 — Сугмутская-1; 9 — Суторминская-7; 10 — Романовская; 11 — Крайняя; 12 — Суторминская-2; 13 — Муравленковская-6; 14 — Суторминская-15; 15 — Муравленковская-1; 16 — Суторминская-4; 17 — Муравленковская-2; 18 — Муравленковская-4; 19 — Суторминская-12; 20 — Суторминская-14; 21 — Суторминская-10; 22 — Суторминская-13; 23 — Муравленковская-5; 24 — Еты-Пуровская; 25 — Умсейская; 26 — Вынгаяхинская; 27 — Суторминская-1

Основные энергопотребители (КНС Сугмутского и Еты-Пуровского месторождений) попали в группу с высоким к.п.д. Исключением стала КНС-2 Сугмутского месторождения (к.п.д. равен 66 %), поэтому ее выбрали в качестве объекта оптимизации (подбора оптимального насосного оборудования).

Рис. 2. Коэффициент полезного действия за 12 мес:
1 — 27 — то же, что на рис. 1

Технологические параметры КНС-2 Сугмутского месторождения на дату проведения анализа (декабрь 2014 г.) приведены в табл. 1 На КНС-2 смонтированы пять насосных агрегатов ЦНС (три в работе + два в резерве). Сугмутское месторождение характеризуется высоким давлением закачки, поэтому давление на выкиде агрегатов составляет 200 МПа. Перепад в гребенке БКНС незначителен (0,5 МПа) и поэтому существенно не влияет на к.п.д. и удельный расход электроэнергии блока.

Примечание. Производительность, к.п.д. и удельный расход электроэнергии блока составляют соответственно 553 м3/ч, 58 %, 9,6 кВт⋅ч/м3.

Режим, достигнутый за счет искусственного увеличения сопротивления сети при помощи задвижки, приводит к дополнительным потерям мощности. Так, потери электроэнергии на задвижке при дросселировании давления насоса ЦНС 1 МПа составят 525000 кВт⋅ч/год при наработке насоса 8000 ч. Для Сугмутского месторождения при стоимости 1 кВт⋅ч 2,9 руб. стоимость электроэнергии, потерянной на задвижке, составит 1522500 руб/год.

Читайте также: