НАСОС ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности, к многоступенчатым секционным центробежным насосам, предназначенным для заводнения нефтяных пластов, и может быть использована для систем поддержания пластового давления.
Известны многоступенчатые секционные насосы серии ЦНС, содержащие корпус, выполненный из секций, стянутых шпильками, входной и выходной каналы, совмещенные с всасывающей и нагнетательной крышками, и, собственно ступени насоса, расположенные в промежуточных секциях и состоящие из рабочих колес и направляющих аппаратов с диффузорными каналами ("Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование", А.К.Михайлов, В.В.Малющенко, Москва, "Машиностроение", 1977, 288 с.)
3
Недостатками этих насосов являются: узкий диапазон производительностей от 100 до 180 М/час, недостаточная гамма напоров 1050,1422 и 1900 метров водяного столба, низкий КПД - до 73% в номинальной точке.
Известен также насос для поддержания пластового давления серии ЦНС, содержащий корпус с торцевыми всасывающей и нагнетательной крышками, выполненный из секций, стянутых шпильками, с боковыми входным и выходным каналами, совмещенными с каналами соответственно всасывающей и нагнетательной крышек, вал со шпонками, и съемные ступени насоса в виде взаимодействующих с валом рабочих колес и удерживаемых корпусом направляющих аппаратов, рассчитанный на более высокую производительность (Нефтепромысловое оборудование: Справочник / под ред. Е.И.Бухаленко - М.: Недра, 1990. - 550 с. ил., с.528-533 - прототип).
Недостатком известного устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является невозможность оперативного изменения производительности и напора при использовании конкретного типоразмера насоса.
Задачей, решаемой использованием предлагаемой полезной модели, является повышение диапазона подач, напоров, повышение ресурса, КПД и снижение потребления электроэнергии.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в том, что известный насос для поддержания пластового давления, содержащий корпус с торцевыми всасывающей и нагнетательной крышками, выполненный из секций, стянутых шпильками, с боковыми входным и выходным каналами, совмещенными с каналами соответственно всасывающей и нагнетательной крышек, вал со шпонками, и съемные ступени насоса в виде взаимодействующих с валом рабочих колес и удерживаемых корпусом направляющих аппаратов, снабжен несколькими комплектами ступеней с заранее подобранными производительностью и напором, и габаритами, соответствующими данному корпусу и валу.
Снабжение известного устройства несколькими комплектами ступеней с заранее подобранными производительностью и напором, и габаритами, соответствующими данному корпусу и валу, обеспечивает оперативную замену имеющихся ступеней, обеспечивающих недостаточную, или наоборот, чрезмерную производительность, другим комплектом, производительность которого соответствует параметрам разрабатываемого пласта.
Для увеличения диапазона подач предлагается на базе многоступенчатого секционного центробежного насоса ЦНС-180, содержащего корпус, выполненный из секций, стянутых шпильками, входной и выходной каналы, совмещенные с всасывающей и нагнетательной крышками, и, собственно ступени насоса, расположенные в промежуточных секциях и состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата, создать гамму проточных частей: рабочее колесо и направляющий аппарат с номинальной производительностью 90, 120, собственно 180, 240 и 300 метров кубических в час, без изменения размеров остальных основных деталей насосов ЦНС180: корпуса, выполненного из секций, стянутых шпильками, входной и выходной каналы, совмещенные с всасывающей и нагнетательной крышками, вала насоса и устанавливать их в зависимости от необходимой производительности при проведении капитального ремонта насосов ЦНС-180 или собирать при необходимости из соответствующих ремкомплектов.
Для увеличения диапазонов напора предлагается изготавливать гамму насосов с производительностью 90, 120, собственно 180, 240 и 300 метров кубических в час с различным количеством ступеней (до 15 ступеней) с шагом равным одной ступени.
Для повышения КПД (на 5-7%) предлагается снизить непроизводительные перетоки внутри насоса, за счет изготовления ступеней насоса с
профилями, конкретными для каждого типоразмера и исключению перетоков по валу.
На фиг.1 представлен разрез предлагаемой конструкции насоса.
Многоступенчатый секционный центробежный насос для поддержания пластового давления содержит корпус, выполненный из секций 1, стянутых шпильками 2, с крышкой всасывания 3 и напорной крышкой 4, и собственно ступеней насоса, состоящих из рабочих колес 5 и направляющих аппаратов 6. Колеса взаимодействуют с валом 7 насоса, а аппараты - с секциями 1 корпуса.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. Если в процессе эксплуатации базовой модели насоса (ЦНС-180) выясняется, что производительность и напор не соответствуют требуемым характеристикам продуктивного пласта, то производится оперативная замена ступеней насоса ступенями, состоящими из колес 5 и аппаратов 6 с требуемыми параметрами.
3
В зависимости от необходимой производительности насоса (90; 120; 180; 240; 300 М/час) ступени устанавливаются в корпус, увеличивая таким образом диапазон производительностей базового насоса от 90 до 300 м3/час, и увеличение диапазона давлений путем изменения количества ступеней от 100 до 200 атм, с гарантией роста КПД насоса путем снижения непроизводительных перетоков жидкости внутри насоса.
Базовый многоступенчатый секционный центробежный насос ЦНС180 является основным насосом, используемым для закачки воды в пласт в процессе добычи нефти. Выпуск данного типа насосов составляет примерно 10000 шт. с начала производства и требует проведения коренной модернизации:
расширения диапазона подач, напоров и повышения экономичности (КПД).
Экономичность закачки воды в пласт, с целью поддержания пластового давления в процессе добычи нефти, достигается применением характеристик насосов, совпадающих с характеристиками системы трубопроводов и скважин кустовой насосной станции, за счет увеличения диапазона производительностей, напоров, применения проточных частей с более высокими КПД, коррозионно-стойких и износостойких материалов, устойчивых к химическому составу перекачиваемых вод, установленных в обычные серийные насосы ЦНС180. Разработанная гамма насосов позволит повысить экономичность, как проектируемых систем, так и путем подгонки характеристики насоса при проведении капитального ремонта насоса, используя, ремкомплекты насосов ЦНС 90; 120; 180; 240; и 300, и количество ступеней под характеристику конкретной кустовой насосной станции, снижение потребления электроэнергии при этом достигается от 10 до 30%, сохраняя систему энергоснабжения и автоматизации агрегатов.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Расширение диапазона производительностей и напоров насоса для ППД.
2. Повышение ресурса и КПД насосов для ППД.
3. Снижение непроизводительных затрат времени на монтаж и снижение расхода электроэнергии.