Что такое УЭЦН и с чем его едят? Часть четвертая. Защита от гидры
Часть первая
Часть вторая
Часть третья
Следующим по важности и обязательности узлом УЭЦН является гидрозащита или протектор. По англицки он - seal-section, а еще его называют гидрой.
По конструкции - это один из самых сложных узлов. Служит для того, что бы передать вращение от двигателя к насосу, и при этом разделить их полости (насос заполнен пластовой жидкостью, двигатель - маслом). Кроме этого - гидра выполняет функцию выравнивания давления в двигателе, то есть в ней есть некий элемент, который воспринимает давление пластовой жидкости и передает его маслу двигателя. Да, еще одна из функций протектора - восприятие осевой нагрузки от валов насоса (а они нехило давят). Протектор характеризуется диаметром (92, 103, 114 мм). От диаметра зависит - насколько большую мощность он может передать и насколько большую нагрузку на вал он может принять. Протекторы бывают диафрагменные, лабиринтные, комбинированные.
Рассмотрим самый распространенный вариант - комбинированный. Самым первым барьером на пути пластовой жидкости будет верхнее торцовое уплотнение, такой специальный узел, который состоит из двух половинок - вращающейся (одевается на вал) и неподвижной (вставляется в часть корпуса протектора - ниппель). На подвижной части есть специальный сильфон и пружина, которая прижимает вращающуюся часть к неподвижной. Поверхности прилегания вращающейся и неподвижной частей сделаны из специальных материалов - керамики или релита, и ужасно гладкие (прям прилипают друг к другу). Подвижная часть уплотняется по валу, неподвижная - по корпусу.
Ну вот картинка:
Получается, что торцовое уплотнение разделяет объемы над и под ниппелем, но при этом позволяет валу вращаться. При этом такое торцовое уплотнение держит порядка 3-4 атм. Таких уплотнений в протекторе - обычно три или четыре.
Дальше сам протектор. Для удобства я положил его на бок. Слева - это у нас верх.
Итак, сверху и снизу диафрагма (такой хитрый резиновый чулок, который как раз уравнивает давления внутри и снаружи ПЭДа, из специальной термостойкой и маслостойкой резиной) ограничены торцовыми уплотнениям. Причем снаружи диафрагмы - пластовая жидкость (голубенькие шарики). Эта жидкость давит на стенки диафрагмы и передает давление зелененьким (это уже масло). Масло по каналу среднего ниппеля попадает в верхнюю трубку лабиринта и сообщает давление красненьким шарикам (это тоже масло). Красненькие шарики через нижнюю трубку лабиринта передают давление уже желтеньким шарикам, которые непосредственно связаны с полостью двигателя. Заметьте! Вал при этом у нас может вращаться, но полость двигателя отделена аж тремя барьерами, и еще и давления что там, что там одинаковое! Вот такой хитрый механизм. Тот кусок, который содержит диафрагму - соответственно диафрагменная секция протектора, тот который с трубками - лабиринтная секция. Зачем такие сложности? Все сделано для того, что бы протектор как можно дольше работал и защищал двигатель. Например, отказало верхнее торцовое уплотнение или порвалась диафрагма? что произойдет? А ничего страшного! пластовая жидкость будет давить на жидкость лабиринта - масло и пластовая жидкость в спокойном состоянии не смешиваются, а в спокойном состоянии они находятся даже при включенном двигателе. И пока еще пластовая жидкость пройдет лабиринт? Протектор все это время будет выполнять свои функции.
Это самый простой протектор, однако есть и посложнее, когда лабиринтов и диафрагм больше, то есть камер не две, а три, или даже четыре! Соответственно торцовых уплотнений и барьеров для пластовой жидкости еще больше. Бывает, что два протектора соединяют последовательно - это увеличивает надежность оборудования (часто так делают иностранцы).
Еще один узел протектора - узел пяты (те голубые и красные элементы справа на рисунке - внизу протектора). Это специальный упорный подшипник, который воспринимает осевую нагрузку на вал протектора. Эта нагрузка в некоторых установках может быть больше тонны. Представляете себе подшипник, который вращается с частотой 3000 об/минуту, и несет при этом тонну веса? Огого!!
Да! еще! Полость диафрагмы соединена через специальные обратные клапана с внешней полостью. Эти клапана открываются при определенном давлении изнутри диафрагмы, что бы в случае превышения давления в двигателе, например, при его нагреве и соответственно расширению объема масла, ему было куда деваться и не рвать диафрагму. То есть масло при определенном давлении выплевывается из протектора.
В каждом ниппеле, в голове и основании есть специальные радиальные подшипник - они позволяют валу легко вращаться и ограничивают его от изгиба.
Когда производят монтаж протектора, его прокачивают через специальные пробки, полость за полостью, снизу вверх, вытесняя весь воздух и одновременно проводя опрессовку торцовых уплотнений и клапанов. Делать это надо очень тщательно, соблюдая последовательность и время. Этих пробок на защите может быть штук десять - главное ничего не перепутать. Пробки уплотняются специальными одноразовыми свинцовыми шайбами.
Часть вторая
Часть третья
Следующим по важности и обязательности узлом УЭЦН является гидрозащита или протектор. По англицки он - seal-section, а еще его называют гидрой.
По конструкции - это один из самых сложных узлов. Служит для того, что бы передать вращение от двигателя к насосу, и при этом разделить их полости (насос заполнен пластовой жидкостью, двигатель - маслом). Кроме этого - гидра выполняет функцию выравнивания давления в двигателе, то есть в ней есть некий элемент, который воспринимает давление пластовой жидкости и передает его маслу двигателя. Да, еще одна из функций протектора - восприятие осевой нагрузки от валов насоса (а они нехило давят). Протектор характеризуется диаметром (92, 103, 114 мм). От диаметра зависит - насколько большую мощность он может передать и насколько большую нагрузку на вал он может принять. Протекторы бывают диафрагменные, лабиринтные, комбинированные.
Рассмотрим самый распространенный вариант - комбинированный. Самым первым барьером на пути пластовой жидкости будет верхнее торцовое уплотнение, такой специальный узел, который состоит из двух половинок - вращающейся (одевается на вал) и неподвижной (вставляется в часть корпуса протектора - ниппель). На подвижной части есть специальный сильфон и пружина, которая прижимает вращающуюся часть к неподвижной. Поверхности прилегания вращающейся и неподвижной частей сделаны из специальных материалов - керамики или релита, и ужасно гладкие (прям прилипают друг к другу). Подвижная часть уплотняется по валу, неподвижная - по корпусу.
Ну вот картинка:
Получается, что торцовое уплотнение разделяет объемы над и под ниппелем, но при этом позволяет валу вращаться. При этом такое торцовое уплотнение держит порядка 3-4 атм. Таких уплотнений в протекторе - обычно три или четыре.
Дальше сам протектор. Для удобства я положил его на бок. Слева - это у нас верх.
Итак, сверху и снизу диафрагма (такой хитрый резиновый чулок, который как раз уравнивает давления внутри и снаружи ПЭДа, из специальной термостойкой и маслостойкой резиной) ограничены торцовыми уплотнениям. Причем снаружи диафрагмы - пластовая жидкость (голубенькие шарики). Эта жидкость давит на стенки диафрагмы и передает давление зелененьким (это уже масло). Масло по каналу среднего ниппеля попадает в верхнюю трубку лабиринта и сообщает давление красненьким шарикам (это тоже масло). Красненькие шарики через нижнюю трубку лабиринта передают давление уже желтеньким шарикам, которые непосредственно связаны с полостью двигателя. Заметьте! Вал при этом у нас может вращаться, но полость двигателя отделена аж тремя барьерами, и еще и давления что там, что там одинаковое! Вот такой хитрый механизм. Тот кусок, который содержит диафрагму - соответственно диафрагменная секция протектора, тот который с трубками - лабиринтная секция. Зачем такие сложности? Все сделано для того, что бы протектор как можно дольше работал и защищал двигатель. Например, отказало верхнее торцовое уплотнение или порвалась диафрагма? что произойдет? А ничего страшного! пластовая жидкость будет давить на жидкость лабиринта - масло и пластовая жидкость в спокойном состоянии не смешиваются, а в спокойном состоянии они находятся даже при включенном двигателе. И пока еще пластовая жидкость пройдет лабиринт? Протектор все это время будет выполнять свои функции.
Это самый простой протектор, однако есть и посложнее, когда лабиринтов и диафрагм больше, то есть камер не две, а три, или даже четыре! Соответственно торцовых уплотнений и барьеров для пластовой жидкости еще больше. Бывает, что два протектора соединяют последовательно - это увеличивает надежность оборудования (часто так делают иностранцы).
Еще один узел протектора - узел пяты (те голубые и красные элементы справа на рисунке - внизу протектора). Это специальный упорный подшипник, который воспринимает осевую нагрузку на вал протектора. Эта нагрузка в некоторых установках может быть больше тонны. Представляете себе подшипник, который вращается с частотой 3000 об/минуту, и несет при этом тонну веса? Огого!!
Да! еще! Полость диафрагмы соединена через специальные обратные клапана с внешней полостью. Эти клапана открываются при определенном давлении изнутри диафрагмы, что бы в случае превышения давления в двигателе, например, при его нагреве и соответственно расширению объема масла, ему было куда деваться и не рвать диафрагму. То есть масло при определенном давлении выплевывается из протектора.
В каждом ниппеле, в голове и основании есть специальные радиальные подшипник - они позволяют валу легко вращаться и ограничивают его от изгиба.
Когда производят монтаж протектора, его прокачивают через специальные пробки, полость за полостью, снизу вверх, вытесняя весь воздух и одновременно проводя опрессовку торцовых уплотнений и клапанов. Делать это надо очень тщательно, соблюдая последовательность и время. Этих пробок на защите может быть штук десять - главное ничего не перепутать. Пробки уплотняются специальными одноразовыми свинцовыми шайбами.