ГАЗОСЕПАРАТОР

Полезная модель относится к области горного и нефтепромыслового машиностроения, а именно к устройствам газосепараторов, входящих в состав установок погружных центробежных насосов для добычи нефти.
Известен газосепаратор, содержащий корпус и предохраняющую от износа его внутреннюю поверхность защитную стальную гильзу. (Международный транслятор. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти / под ред. Акад. РАЕН В.Ю.Алекперова и акад. РИА В.Я.Кершенбаума., М.: Нефть и газ, 1999 г., стр.296).
В известном устройстве защитная гильза газосепаратора выполнена из закаленной стали, которая не обладает значительной твердостью, предотвращающей воздействие твердых частиц откачиваемой пластовой жидкости на внутреннюю поверхность защитной гильзы. Абразивный износ приводит к разрушению защитной гильзы и непосредственному воздействию на внутреннюю поверхность корпуса газосепаратора, снижая его срок службы.
Задачей заявленного решения, является создание защитного покрытия на внутренней поверхности корпуса газосепаратора, которое бы, обладая высокими адгезионными характеристиками, предотвращало коррозию, износ и абразивное истирание внутренней поверхности защитной гильзы и, тем самым, позволило бы увеличить срок службы газосепаратора.
Задача решается тем, что в газосепараторе, содержащем корпус и предохраняющую от износа его внутреннюю поверхность защитную стальную гильзу, внутренняя поверхность гильзы выполнена с покрытием в виде нанесенного плазменным методом напыления слоя на основе порошка, включающего частицы карбида вольфрама, диспергированные в сплаве кобальта с хромом.
Использование частиц карбида вольфрама, обладающих высокой твердостью, превышающей твердость абразивных частиц, для образования
металлической матрицы покрытия позволяет создать слой из износостойкого материала, обеспечивающего желательную стойкость к абразивному износу. Для образования матрицы связки покрытия используется сплав кобальта с хромом, обеспечивающий покрытию коррозионную стойкость. Состав покрытия, включающего карбид вольфрама и материал связки, в качестве которого выбирают сплав кобальт-хром, обеспечивает долговременную устойчивость к коррозии (даже в особо агрессивных средах, включающих кислый компонент, например, соли кислот) и абразивному истиранию в ходе скважинных операций откачки пластовой жидкости.
Нанесение покрытия на поверхность защитной гильзы плазменным методом напыления позволяет технологически обеспечить процесс напыления.
На фиг.1 изображен фрагмент продольного разреза газосепаратора.
Газосепараторы представляют собой отдельные насосные модули, монтируемые перед пакетом ступеней нижней секции погружного центробежного насоса и предназначены для уменьшения объемного содержания свободного газа в откачиваемой пластовой жидкости на входе в насос.
Газосепаратор содержит трубный корпус 1 и установленные на валу пяту 2, шнек 3, осевое рабочее колесо 4 и сепараторы 5. В корпусе 1 со стороны его внутренней поверхности размещена защитная гильза 6, внутренняя поверхность которой выполнена с покрытием в виде нанесенного плазменным методом напыления слоя на основе порошка, включающего частицы карбида вольфрама, диспергированные в сплаве кобальта с хромом.
Частицы напыляемого порошка образуются путем интенсивного перемешивания карбида вольфрама и материала связки с их дальнейшим спеканием, дроблением и сфероидизированием.
Газосепаратор работает следующим образом.
Газожидкостная смесь попадает на шнек 3 и далее к рабочим органам газосепаратора. За счет приобретенного напора газожидкостная смесь поступает во вращающуюся камеру сепаратора 5, где под действием
центробежных сил газ отделяется от жидкости. Далее жидкость с периферии камеры сепаратора 5 поступает на прием насоса, а газ через специальные наклонные отверстия (не показаны) отводится в затрубное пространство. При работе газосепаратора покрытие, обладающее высокой стойкостью к абразивному истиранию и износу и коррозионной стойкостью долговременно защищает поверхность защитной гильзы, а следовательно и корпуса от истирания и коррозионного воздействия.
Использование частиц карбида вольфрама, обладающих высокой твердостью (свыше 65 HRC), превышающей твердость абразивных частиц, для образования металлической матрицы покрытия позволяет создать слой из износостойкого материала, обеспечивающего желательную стойкость к абразивному износу.
Благодаря покрытию, включающему карбид вольфрама на связке сплава кобальт-хром, обеспечивающему долговременную устойчивость как к коррозии, так и к абразивному истиранию, становится возможным изготовление защитной гильзы из простой, более дешевой в сравнении с легированной, стали, что снижает затраты на изготовление газосепаратора.
Нанесение защитного слоя методом плазменного напыления обеспечивает равномерное покрытие профиля ротора, высокие адгезионные характеристики с основным материалом ротора, высокую плотность покрытия, а также благодаря отсутствию свободного кислорода, способствует низкому содержанию оксидов в покрытии, что повышает его коррозионную стойкость.
Таким образом, благодаря выбранному типу твердого материала на внутренней поверхности защитной гильзы газосепаратора эффективным, недорогим и надежным способом обеспечивается защитный слой с требуемым уровнем прочностных и коррозионных свойств.