СТЕНД ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДЛЯ СНЯТИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТУПЕНЕЙ ЭЛЕКТРОПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ

Полезная модель относится к стендовому оборудованию для испытаний ступеней погружных насосов и может быть применена для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружного насоса.
Известен стенд для тестирования погружных электроцентробежных насосов, содержащий станину с регулируемыми опорами и каретками, гидросистему с разнесенными рабочими емкостями, насосом подкачки и спаренным фильтром. Приводной электродвигатель, выполненный в виде сервопривода и входной модуль, установлены на подвижной каретке, а коллекторы высокого и низкого давления с двумя регуляторами расхода установлены на неподвижной каретке. Контрольно-измерительная аппаратура стенда содержит датчик момента, датчик температуры, датчики давления, регуляторы расхода, систему распределенного сбора-передачи данных. Элементы КИП связаны через электронные преобразователи сигналов с компьютером (см. RU 33228 U1, опуб. 10.10.2003 г.).
Недостатками известного устройства являются:
- невозможность испытаний отдельных ступеней, собранных в сборку (испытываются только готовые секции насосов);
- невозможность снятия гидродинамических характеристик ступеней электроцентробежных насосов в вертикальном положении;
- невозможность проведения измерений на ступенях различного диаметрального габарита;
- невозможность проведения испытаний на жидкостях с различной вязкостью.
Наиболее близким к предложенному техническому решению, взятым авторами в качестве прототипа, является стенд для исследования газосепараторов и погружных электроцентробежных насосов, содержащий раму установки, приводной электродвигатель с системой замера крутящего момента, станцию управления, вал, систему трубопроводов, сборку ступеней электро-погружного насоса, закрепленных в вертикальном положении, мерный бак, всасывающую и нагнетательную линии (см. Деньгаев А.В. «Повышение эффективности эксплуатации скважин погружными центробежными насосами при откачке газожидкостных смесей», диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2005 г, стр.63-67)
Недостатками данного стенда являются:
- невозможность измерения гидродинамических характеристик меньшего числа ступеней;
- невозможность измерения гидродинамических характеристик ступеней различного диаметрального габарита;
- невозможность проведения испытаний на жидкостях с различной вязкостью.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности оценки эффективности работы ступеней ЭЦН в условиях работы, максимально приближенных к режимам работы в реальных скважинах, со ступенями различных габаритных размеров, в широком диапазоне вязкости модельной жидкости.
Технический результат достигается тем, что стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электро-погружных насосов включает раму установки, приводной электродвигатель с системой замера крутящего момента, станцию управления, вал, систему трубопроводов, сборку ступеней электропогружного насоса, закрепленных в вертикальном положении, мерный бак, всасывающую и нагнетательную линии, сливное устройство, при этом согласно полезной модели вал с одной стороны присоединен к приводному электродвигателю, а с другой - к сборке ступеней электроцентробежного насоса, при этом вал пропущен через промежуточный самоцентрирующийся подшипник и сальниково-подшипниковый узел, а сборка ступеней электроцентробежного насоса закреплена между нижним и верхним подшипниками посредством шпилек, кроме того ниже и выше сборки ступеней электропогружного насоса установлены основания, при этом нижнее основание имеет всасывающий патрубок с установленным на нем манометром, а верхнее основание соединено с нагнетательной и байпасной линией, при этом мерный бак состоит из двух отделов - основного и вспомогательного.
Кроме того, технический результат достигается за счет того, что стенд дополнительно может включать нагревательный элемент, установленный в основном отделе мерного бака.
Кроме того, технический результат достигается за счет того, что верхнее и нижнее основания сборки ступеней электропогружного насоса могут быть выполнены ступенчатыми, при этом каждая ступень основания соответствует своему диаметральному габариту ступеней электропогружного насоса.
На фиг.1 представлен стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружного насоса; на фиг.2 показано нижнее основание сборки ступеней электропогружного насоса; на фиг.3 показано верхнее основание сборки ступеней электропогружного насоса.
Стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружного насоса (фиг.1) состоит из рамы 1, приводного электродвигателя 2 с системой замера крутящего момента 3. При этом электродвигатель 2 запитывается через станцию управления (на фигурах не изображена), позволяющую регулировать частоту вращения вала 16. В верхней части рамы 1 вертикально размещена сборка ступеней 4 электропогружного насоса. Ступени насоса располагаются между нижним 5 и верхним подшипником 6. В нижней и верхней части сборки ступеней 4 расположены нижнее 7 и верхнее 8 основания. Нижнее основание 7 имеет всасывающий патрубок 9 с установленными на нем манометром 10. Для слива жидкости имеется сливное устройство 11. Верхнее основание 8 соеденено с нагнетательной 12 и байпасной 13 линиями. В верхнем направляющем аппарате (отдельной позицией не обозначен) сборки ступеней 4 установлен манометр 14. Фиксация сборки ступеней насоса осуществляется шпильками 15. Соединение электродвигателя 2 со сборкой ступеней 4 электропогружного насоса обеспечивается валом 16, который пропущен через самоцентрирующийся подшипник 17. Герметичность между рамой 1 и валом 16 обеспечивается при помощи сальниково-подшипникового узла 18. Мерный бак 19 для рабочей жидкости включает основной отдел 20 и вспомогательный отдел 21 и устанавливается на высоте, обеспечивающей требуемый подпор. Основной отдел мерного бака имеет мерное стекло 22 и нагревательный элемент 23. Фиксация сборки ступеней 4 на валу достигается путем установки сборки в посадочные места нижнего 7 и верхнего 8 оснований и стягиванием путем закручивания гаек на шпильках 15. Нижнее 6 и верхнее 7 основания выполнены ступенчатыми с различными диаметральными габаритами (фиг.2, 3), при этом каждая ступень основания соответствует своему диаметральному габариту ступеней электропогружного насоса. Такое выполнение оснований 6 и 7 позволяет испытывать ступени разного диаметрального габарита. В частности стенд позволяет испытывать ступени следующих диаметральных габаритов: 2А, 3, 3А, 4, 4А, 5, 5А, 6, 6А, 7, 7А, 8, 8А, 9.
Стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружного насоса работает следующим образом. В основной отдел 20 мерного бака 19 наливается модельная жидкость. При помощи нагревательного элемента 23 производится изменение вязкости модельной жидкости. Электродвигатель 2 запитывается через станцию управления, с помощью которой регулируется и достигается необходимая частота вращения вала 16. Подвод модельной жидкости к сборке ступеней 4 осуществляется из основного отдела 20 мерного бака 19, отвод - во вспомогательный отдел 21 мерного бака 19. Посредством манометров 10 и 14 замеряется давление на входе и выходе из сборки ступеней 4. При помощи мерного стекла 22 и секундомера определяется подача насоса. Момент на валу сборки ступеней определяется системой замера крутящего момента 3.
Все измеренные данные используются для построения гидродинамической характеристики.
Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления стенда гидравлического вертикального для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружного насоса, а также сопроводительных чертежей для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации заявленной полезной модели. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящей полезной модели, следует считать защищенными настоящей полезной моделью в объеме прилагаемой формулы полезной модели.