Винтовые насосы принцип действия и назначение

Содержание

Винтовые насосы принцип действия и назначение

Винтовые насосы – устройство, принцип работы, отличия от центробежного и лопастного оборудования

Винтовой насос – это агрегат, предназначенный для перекачивания растворов и жидкостей повышенной вязкости. Такого рода оборудование используется во многих сферах промышлености – текстильном химическом и металлообрабатывающем производстве. Винтовые насосы обладают простой конструкцией, отличаются надежностью и длительным рабочим ресурсом.

Устройство винтового насоса – из чего состоит прибор?

Основным элементом винтового насоса является ротор. Он имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб, напоминающий винт или шнек. Ротор расположен внутри статора, снабженного эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Сам статор имеет форму стальной трубы. Роторная спираль может оборудоваться несколькими заходами. При этом статорная спираль всегда оборудована одним заходом больше.

Вдоль контактной линии между статором и ротором расположены защищенные от проникновения воды участки, разделяющие рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря особенному расположению ротора в статоре, эти участки поочередно открываются и закрываются.

Регулировка объемов откачиваемой жидкости осуществляется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого следует использовать частотный привод.

Все элементы насоса помещены в прочный корпус из пластика или чугуна. При этом, если используется винтовой насос для скважины, то его корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Принцип действия и назначение прибора

Принцип действия каждого винтового агрегата основан на перемещении жидкости вдоль винтовой оси внутри камеры. Ось образуется между поверхностью корпуса и винтовыми канавками путем вхождения винтовых выступов в смежные канавки. Благодаря такому принципу работы, внутри прибора создается замкнутое пространство, которое не позволяет жидкости перемещаться назад из прибора.


В наши дни винтовые насосы используются во многих сферах жизнедеятельности человека. Чаще всего это оборудованием применяется:

  • На пищевых фабриках – при производстве продуктов питания агрегаты применяются в качестве дозаторов;
  • В строительстве – насосы используются для подачи смесей, используемых с целью производства наливных полов и кровли;
  • На скважинах – приборы выкачивают загрязненную воду с большим количеством примесей. Винтовой скважинный насос может использоваться, как для источника с чистой водой, так и для скважины с песком;
  • В химической промышленности – винтовые насосы перекачивают большие объемы густых веществ для их дальнейшей обработки.

Высокая надежность и способность работать под высокими нагрузками делает винтовые насосы одним из наиболее прогрессивных видов насосного оборудования.

Преимущества и недостатки винтовых насосов

Высокий спрос на винтовые насосы обусловлен множеством их достоинств. Среди них нужно выделить:

  • Высокий КПД приборов – от 50 до 70 %;
  • Агрегаты способны работать с очень вязкой жидкостью, создавая напор гораздо выше, чем импеллерные помпы;
  • Винтовые насосы способны перекачивать жидкости с большим количеством твердых примесей;
  • Принцип работы винтового прибора исключает образование пульсаций, которые характерны для оборудования других видов;
  • Винтовые насосы являются самовсасывающими приборами, а максимальная глубина забора жидкости может составлять 8,5 м;
  • Приборы отличаются компактностью и низким уровнем шума;
  • Благодаря высокой надежности, винтовые насосы крайне редко требуют ремонта и не нуждаются в частом обслуживании.

Как и другие виды насосов, винтовое оборудование имеет свои слабые стороны. Первый минус заключается в высокой стоимости агрегатов, из-за чего использовать их на своем производстве могут позволить себе далеко не все предприятия. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности регулировки объемов откачиваемой жидкости.

Виды винтового насосного оборудования

Так как винтовые приборы задействованы во многих сферах применения, они отличаются между собой особенностями конструкции. По своему устройству агрегаты делятся на такие типы:

  • Шнековые насосы – эти агрегаты предназначены для перекачивания больших объемов агрессивных химических и абразивных веществ. Шнековый прибор эффективно работает, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Нередко такое оборудование используется для воды из скважин и глубоких колодцев. Шнековые агрегаты обладают простой конструкцией и сравнительно невысокой стоимостью;

  • Штанговые насосы – такого рода устройства используются для высоковязких сред в предприятиях по добыче и переработки нефти. В конструкцию штангового насоса входит устьевой сальник, вращательная колонна и поверхностный привод. Агрегаты этого типа отличаются высокой производительностью и достаточно высокой стоимостью;

  • Вакуумные насосы – эти агрегаты оборудуются двумя винтовыми роторами, вращающимися в противоположные стороны. Благодаря такой конструкции вакуумного насоса, жидкость сначала попадает в область между винтовыми камерами и цилиндром, а затем попадает в отверстие для выхлопных газов.


Насос винтовой для вязких жидкостей показывает высокую производительность, однако эффективность работы устройства во многом зависит от правильности его использования. В связи с этим прежде, чем покупать прибор для бытовых или промышленных целей, нужно убедиться в его соответствии с выбранной областью применения.

Какой насос лучше – центробежный или винтовой насос?

Многие люди, которые хотят купить насос для бытовых целей, задумываются о том, что же лучше – центробежный или винтовой насос. Оба эти вида отличаются между собой областями использования и особенностями конструкции.

Центробежный насос — достаточно дорогостоящий прибор, который хорошо справиться с обеспечением водой загородного коттеджа. Эти насосы можно использоваться, как для скважин, так и для колодцев. В устройство агрегата входит зафиксированное на валу рабочее колесо, которое выталкивает воду наверх. Это оборудование подходит только для перекачивания чистой воды, имеет высокий КПД и потребляет небольшое количество электроэнергии. Центробежные насосы отличаются высокой надежностью и длительными сроками эксплуатации.

Винтовые насосы используются преимущественно в промышленности. Гораздо реже погружной агрегат такого рода применяется в быту и хозяйстве. Если же для обслуживания частного дома был выбран именно такой прибор, то его следует использовать для перекачивания не слишком загрязненной воды, количество твердых примесей в которой не должно превышать 150 г/м 3 жидкости.

Выбор насосного оборудования в основном зависит от воды, которую он будет перекачивать. Если агрегат требуется для подачи чистой питьевой воды, то лучше выбрать центробежный насос. Если жидкость нужна для полива, то лучше отдать предпочтение винтовому оборудованию.

Винтовые и лопастные насосы – в чем отличия?

Большинство неопытных покупателей часто ошибаются, принимая лопастной насос за винтовой. Отличия между агрегатами этих видов заключается в областях применения и характеристиках агрегатов.

Винтовые устройства в большинстве своем используются в промышленных целях, гораздо реже – в быту. Среди их преимуществ следует выделить:

  • Равномерный объем подачи перекачиваемой жидкости;
  • Способность к самовсасыванию;
  • Отлично сбалансированная конструкция;
  • Агрегат эффективно работает даже при наличии в жидкости твердых примесей;
  • Высокая прочность деталей.

К недостаткам винтовых насосов относится высокая стоимость оборудования, большие габариты, повышенное трение его запчастей, высокий уровень шума и не эффективное охлаждение.

Лопастные насосы применяются в быту. Насос лопастной центробежный обладает такими достоинствами:

  • Простота в эксплуатации и обслуживании;
  • Возможность подключения к одному трубопроводу сразу нескольких лопастных насосов;
  • Скромные габариты и вес;
  • Низкий уровень шума при работе;
  • Невысокая стоимость большинства моделей;
  • Наличие эффективной системы охлаждения.
Читайте также:  Счётчики на отопление - Все о канализации

Среди минусов ролико-лопастного насоса следует выделить отсутствие возможности работать с загрязненной водой. Насос лопастной центробежный обладает низким КПД, а, при сужении проточных каналов, большинство агрегатов перегреваются, что приводит к их поломке. Для производства большинства моделей используются тяжелые стальные запчасти, которые, в паре с легким пластиковым корпусом, ухудшают баланс и устойчивость приборов.

Важная характеристика лопастного насоса – это его производительность. Она сильно зависит от качества воды и мощности агрегата. Если насос не обладает высокой мощностью, то он не будет перекачивать необходимое для обслуживания частного дома количество жидкости. Поэтому для загородного жилья следует выбирать более мощное оборудование, покупка которого обойдется гораздо дороже.

Винтовой насос: устройство, модели, область применения

Винтовые насосы – это насосная техника объемного класса, которая создает напор благодаря тому, что жидкость вытесняется ротором, который вращается вокруг статора. Как правило, винтовые аппараты относятся к категории зубчатых роторных аппаратов, которые делают на базе шестеренчатой напорной техники.

Первые модели винтового типа появились на рынке в 1920-х годах прошлого века, и буквально спустя одно десятилетие завоевали свое место в промышленном производстве, на текстильных и табачных предприятиях, в отраслях по обработке металлов и переработке отходов. В нефтяной отрасли винтовую технику стали использовать в конце 80-х годов прошлого века.

Типы и устройство винтовой техники

По типу и строению ротора выделяют три основных вида винтовых насосов:

  • одновинтовые насосы;
  • насосы двухвинтовые;
  • трехвинтовые насосы.

Рассмотрим каждый подробнее. Одновинтовой насос – это объемная техника горизонтального типа. Одновинтовой насос в стандартной комплектации – это статичная резиновая обойма с двухзаходной винтовой поверхностью и однозаходным винтом из металла. Когда винт вращается в обойме, в создаваемые полости всасывается жидкость, и передвигается вдоль оси в нагнетательную область.

Устройство двухвинтового насоса

Аппараты с двумя винтами используют в основном для перекачки морских, пресных или минеральных вод. При этом есть отдельный класс специальных аппаратов с двумя винтами для вязких жидкостей – это техника для мазута. Отличаться они будут в одинарном торцевом уплотнении, рубашке обогрева и прочной стали для изготовления корпусов.

Техвинтовой насос – используют для перекачки неагрессивных субстанций, со смазывающей способностью без абразивных и механических примесей. Смазывающая способность ограничивает показатель вязкости по минимальному показателю. По максимальному показателю вязкости ограничение происходит за счет того, какой мощности сам электронасос.

Насос винтовой и шнековый – основное отличие

Поскольку оба вида техники можно отнести к аппаратам вытесняющего типа, отличающийся характер действия рабочего органа причисляет шнековую аппаратуру к динамической, за счет винтовой (геротной) пары, то есть статора и ротора.

Шнековая винтовая эксцентриковая техника незаменима при перекачке неоднородных вязких материалов с разного рода и калибра примесями. Они самовсасывающие и не создают пульсаций или разрыва потока.

Принцип действия винтового насоса

Конструктивные элементы любой винтовой техники включают в себя такие основные детали:

  • моторный привод редукторного типа;
  • переходную стойку;
  • геротную (винтовую) пару, которая состоит из статора и ротора;
  • патрубок напора на выходе;
  • камеру;
  • шарнир;
  • устройство для уплотнения вала.

Статор при этом сделан из эластомера, внутри статора – ротор, который представляет из себя винтообразный металлический элемент. Эффект всасывания создает вращение ротора, которое изменяет объемы полостей между ротором и статором. Жидкость постепенно перемещается по оси ротора, давление изменяется, и создается напор.

Корпус, шнек и вал напорных аппаратов могут изготавливаться из чугуна, углеродистой и нержавеющей стали марок AISI 304/316/420, ХМ 19 или 17 4 PH, из никель-алюминиевой бронзы или хастеллойя, инконеля или титана. Многие аппараты имеют встроенную защиту от сухого хода по технологии ATEX.

Принцип работы винтового насоса (видео)

Модель ОВН

Серия винтовой техники ОВН используется в молочной пищевой промышленности для перекачки вязких материалов. Например, маркировка ОВН4-2,5/5 означает, что это:

О – аппарат для молочного производства;

ВН – винтовой напорный аппарат (насос);

4 – объем производительности в литрах за 100 оборотов ротора;

2,5 – количество кубических литров в час (производительность);

5 – атмосферное давление аппарата.

В стандартном варианте производства техника может выдерживать температуру до 80 °C, комплектуется стандартным торцевым валовым уплотнителем, и корпусом из нержавеющей стали марки AISI 304.

Мазутный одновинтовой насос

По спецзаказу возможно исполнение, которое выдерживает работу при температурах до 140 °C, с байпасом для возможности дозировки материалов или со штуцером, который позволяет использование CIP мойки.

Всего в серии ОВН двенадцать моделей с различными характеристиками: ОВН-8-4,0/5 , ОВН-8-6,0/5, ОВН-4-1,5/5, ОВН-4-2,5/5, ОВН-2-1,5/5, ОВН-2-0,7/5, ОВН-М, ОВН-6-3,5/5, ОВН-6-5,0/5, ОВН-8-3,0/5 и ОВН-6-2,5/5.

Выбор и обслуживание винтовой техники

Чтобы выбирать винтовую технику, которая наилучшим образом подойдет для нужд вашего производства стоит учитывать некоторые конструктивные особенности. Чтобы определиться в том, какой аппарат выбрать, для начала стоит определить нужный вам тип аппарата, от которого будет зависеть показатель производительности в кубических метрах в час или литрах в минуту.

Затем определить нужный уровень давления и высоту столба жидкости в районе патрубка, так называемый показатель NPSN. Кроме того нужно учитывать показатели химического состава, плотности и вязкости, температуру и кислотно-щелочной баланс перекачиваемых субстанций. Помимо этого учитывайте количество абразивов и возможное наличие твердых частиц в составе перекачиваемого материала.

Устройство трехвинтового насоса

Ну и не забудьте учесть напряжение и частоту сети электропитания, и тип механизма передачи от двигателя к насосу. Немалым подспорьем будет входящий в перечень комплектации аппарата ремкомплект с самыми необходимыми запасными частями.

Ремонтный комплект для винтового насоса обычно состоит из сменного рабочего винта и резиновой прокладки. Поэтому замена шнека при износе может производиться самостоятельно без обязательного обращения в сервисную службу.

Области применения

Винтовую технику используют во многих сферах промышленного производства и для бытовых нужд. Среди основных видов напорной техники винтового типа можно выделить:

Подробная схема винтового насоса

  • винтовой насос для воды (различные вариации центробежного насоса – электронасосы вакуумные, пневмовинтовой насос, глубинный погружной насос);
  • пищевой винтовой насос (молочный, масло-жировой, кондитерский и другие);
  • аппараты для фармацевтической и химической промышленности;
  • техника для нефтегазовой и нефтехимической промышленности;
  • аппаратура для электростанций;
  • техника для морской и корабельно-строительной отрасли.

Повышенный уровень химико-механической устойчивости к различным неабразивным включениям и вязким элементам, которые могут присутствовать в жидкости, обуславливается эластомерным составом корпуса статора. Кроме того, именно составом корпуса статора определяется максимально допустимый температурный диапазон, с которым может работать винтовая техника.

Например, в нефтяной промышленности корпуса делают из эластомера марки NBR, который может выдерживать температуры до 80 °C. В винтовой технике общепромышленного назначения применяют материалы EPDM и HYPALON, которые в состоянии работать при температурах до 120 °C. А в химической промышленности используют резиновый эластомер типа FKM, который выдерживает температуру до 150 °C.

Винтовые насосы

Винтовой или эксцентриковый шнековый насос – объемный насос, получивший широкое распространение в самых различных отраслях промышленности, используемый например как для перекачки сахарного сиропа в пищевой промышленности, так и как погружной насос для скважины, применяемый при разработке нефтяных месторождений. Разнообразие применений стало возможно благодаря устройству шнекового насоса, который может обеспечивать широкий диапазон производительности при достаточно высоких давлениях.

Винтовой насос отлично подходит для перекачки высоковязких, чувствительных к сдвигу продуктов, а также жидкостей с содержанием твердых включений

Конструкция и устройство винтового насоса

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

Читайте также:  Какие лучше батареи для отопления частного дома - Все о канализации

Схема винтового насоса

  • Ротор
  • Статор
  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Уплотнение вала
  • Карданные шарниры

Принцип работы винтового насоса

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Можно выделить следующие основные материалы:

Корпус:РоторСталь
· Серый чугун· Упрочненная сталь· NBR
· Ковкий чугун· Нержавеющая сталь· EPDM
· Углеродистая сталь· Дуплекс· Si
· Нержавеющая сталь· Хастеллой· HNBR
· Титан

· FPM/FKM
· TPE/P
· PTFE

Типы уплотнения вала насоса

  • Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Манжетное уплотнение
  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Магнитная муфта

Основные исполнения винтовых насосов

  • Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
  • Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
  • Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть винтовой насос высокого давления до 240 бар.

  • Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
  • Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Преимущества и недостатки винтового насоса

Преимущества

  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Высокое давление
  • Постоянная подача
  • Возможность к самовсасыванию
  • Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
  • Широкий выбор материалов
  • Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
  • Широкий диапазон подач

Недостатки:

  • Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
  • Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
  • Высокая стоимость запасных частей
  • Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
  • Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Винтовые насосы применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Водоочистка и водоподготовка
  • Целлюлозно-бумажная промышленность
  • Лакокрасочная промышленность
  • Пищевая
  • Фармацевтическая
  • Судостроение и судоходство

Для следующих задач:

  • Перекачка мультифазных жидкостей
  • Перекачка тяжелой нефти
  • Винтовой скважинный насос для закачки воды для увеличения отдачи нефти
  • Производство спиртов и растворителей
  • Перекачка битума, гудрона, смолы
  • Пищевые продукты
  • Краски, клей
  • Каучук

Назначение, устройство и принцип действия винтовых насосов

К винтовым насосам относятся такие насосы, у которых энергия перекачиваемой жидкости увеличивается в результате давления на нее непрерывно вращающихся винтовых поверхностей.

Винтовые насосы можно разделить:

– по числу винтов – на одновинтовые и многовинтовые (до пяти винтов);

– по зазору между нарезкой винтов – на герметичные и негерметичные;

– по форме профиля нарезки винтов – на насосы с циклоидальным, эвольвентно-циклоидальным и специальным профилями;

– по числу подводов на насосы с односторонним и двусторонним подводом жидкости.

В настоящее время на судах внутреннего плавания находят применение только трехвинтовые насосы с циклоидальным зацеплением. На трехвинтовые насосы имеется ГОСТ 20883–83. Этот стандарт охватывает насосы с подачей 0,45÷400 и давлением до 25 . Трехвинтовые насосы относятся к классу герметичных и выполняются с односторонним и двусторонним подводом жидкости.

У трехвинтового насоса с односторонним подводом жидкости (рис. 17) средний винт 3 является ведущим, а два боковых 4 – ведомыми.

Рисунок 17 – Схема трехвинтового насоса

Нарезанные части винтов заключены в обойму (втулку) 5, вставленную в корпус 2. В обойме винты вращаются, как в подшипниках с небольшими зазорами. Корпус насоса имеет приемную камеру 1 с приемным патрубком и напорную камеру 6 с напорным патрубком. Эти камеры соединены предохранительно-перепускным клапаном 7.

Ведущий винт по сравнению с ведомыми более массивен, так как он несет основную нагрузку в рабочем процессе. Геометрические соотношения нарезок винтов выбраны так, что обеспечивается не только герметичность рабочих органов, но и отсутствие передачи крутящего момента с ведущего винта на ведомые. Последние не производят полезной работы, а служат только в качестве уплотнений, препятствующих перетеканию жидкости из напорной камеры в приемную, и в процессе нормальной работы вращаются не в результате взаимодействия с ведущим винтом, а благодаря давлению перекачиваемой жидкости, которая перемещается в насосе только вдоль оси винтов.

Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением применяются в смазочных системах и системах регулирования машин, а также в системах гидроприводов для перекачивания вязких жидкостей. Они отличаются равномерной подачей жидкости, высокой экономичностью (КПД этих насосов 0,6÷0,8), незначительным изменением подачи с увеличением давления, высокой частотой вращения, малыми габаритными размерами и массой. Кроме того, данные насосы обладают самовсасываниём и хорошей всасывающей способностью. Допускаемая вакуум-метрическая высота всасывания винтовых насосов зависит от рода перекачиваемой жидкости. При работе на масле она составляет 5,0÷6,0м. Существенным недостатком этих насосов является сложный профиль нарезки винтов и малый зазор между винтами (0,05÷0,15мм) и винтами и втулкой корпуса (0,1÷0,15мм), что усложняет их изготовление.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома – страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9122 – | 7355 – или читать все.

Винтовой скважинный насос: назначение и принцип работы

При погружении в перекачиваемую среду скважинные насосы забирают жидкость и придают ей необходимый напор для подъема по трубам на поверхность с большой глубины. Особенности их конструкции позволяют применять их не только для поднятия воды — насосное оборудование подобного типа справляется с перекачкой вязких жидкостей. Их широко эксплуатируют в химической, пищевой, нефтедобывающей отрасли и быту. Большинство глубинных насосов динамического действия портится от присутствия песка в жидкостях, но винтовые агрегаты работают с грязной водой без поломок.

Принцип работы

Оборудование поддерживает постоянный поток — в отличие от пульсирующего ритма перекачиваемой среды у центробежных вариантов техники — эта характеристика важна для работы на большой глубине. Особенности работы и конструкционные составляющие самовсасывающих объемных насосов с использованием принципа многоступенчатой структуры:

  • В конструкции предусмотрен один вертикальный вал, это способствует сокращению поперечных размеров до минимальных показателей. Из-за полученной конфигурации насосы применяют в скважинах и абиссинских колодцах.
  • В качестве емкости для перекачиваемой жидкости используется насосный корпус, изготавливаемый для эксплуатации в условиях скважин из высококачественного металла, так как полимеры не выдерживают создаваемые нагрузки.
  • Движение жидкости обеспечивается за счет действия шнекового винта (ротора), при вращении которого жидкость забирается из скважины, разгоняется, ей придается напор и дальше она движется по шлангу.
  • Ротор работает от электрического двигателя, движение ему сообщается через жесткий вал. Стабильность действия установки обеспечивается с помощью подшипникового комплекта и других узлов, которые подбираются конструкторами в зависимости от класса агрегата.
  • Ротор являет собой стальной винт (однозаходный шнек) круглого сечения, у которого широкий резьбовой шаг. Статор представлен в конструкции тем же сечением, но у него шаг резьбы больше в два раза. Своим вращением внутри статора ротор захватывает воду от всасывающего патрубка и направляет его к отводящему проходу.
  • Качество насоса зависит от сложности внутреннего устройства, чем выше показатель, тем более продляется срок эксплуатации из-за минимизации износа приводов и шнека.
  • У трансмиссионных насосов в отличие от погружных двигатель располагается на поверхности, рядом с водозаборной скважиной, с насосным устройством соединен промежуточным валом. Такие агрегаты способны поднимать нефть с глубины на поверхность с глубины 125−130 м при подаче 1200 м³ в час.
  • У трансмиссионных устройств насосная часть состоит из нескольких чугунных секций, соединенных шпильками. Каждая камера содержит рабочее центробежное колесо и вал, все секции подходят к одной сетке, пропускающей воду.
  • Несколько рабочих секций позволяют устанавливать требуемый напор и регулировать его, при этом с напорным трубопроводом узел взаимодействует через фланец, находящийся на верхнем корпусе секции. Трансмиссия располагается внутри защитной трубы с маслом. Собирают секции постепенно, увеличивая их количество по мере вхождения в скважину.

Погружные конструкции насосов отличаются жестким соединением двигателя и вала, поэтому нет необходимости использовать трансмиссионный вал, что способствует упрощению конструкции. Погружные агрегаты успешно устанавливают в кривые стволы, а рабочая постройка для оборудования над устьем скважины меньше по объему. Насосы погружной конструкции отличаются большим эксплуатационным сроком по сравнению с другими вариантами, так как благодаря надежной конструкции значительно уменьшается вибрация.

У погружных насосов есть положительные характеристики, но имеются и недостатки. В зависимости от типа устанавливаемого оборудования разнятся их эксплуатационные показатели и сроки работы.

С погружным двигателем (ЭВН)

Эта конструкция лежит в основе использования одновинтовых гидратационных машин в нефтяной отрасли и относится к эффективным средствам механизированной добычи нефти с высокими показателями вязкости. В некоторых вариантах использование подобного оборудования является единственно применимым вариантом. В состав погружного насосного агрегата входят следующие узлы и запчасти:

  • электрический двигатель, наполненный маслом;
  • система водяной защиты;
  • насос, включающий графитовую осевую пяту, приводной сальниковый вал, две пары с винтовой резьбой в разных направлениях, соединенные роторы между собой и при помощи шарнирных муфт с приводным валом.

В насосный комплект дополнительно входит клапан с предусмотренным набором функций, защищающий от колебаний давления и обратного поступления воды через РО в случае непредвиденной остановки, предусмотрена обгонная муфта. Поступление забираемой жидкости осуществляется навстречу по каналам РО, что ведет к уравновешиванию осевых усилий в нижней и верхней паре.

Потоки смешиваются в напорной камере и поступают в НКТ по зазору между корпусом и статором, в этом случае осевая насосная опора разгружается, и надежность оборудования повышается. С помощью насосов ЭВН добывают из недр нефть высокой вязкости с содержанием механического мусора (до 0,8 г/л) и газа (до 50%) на стадии приема. В серийном выпуске представлено около 13 типоразмеров насосов, предусматривающих давление 9−16 МПА и подачу в сутки 15−200 м3.

Конструкторские новаторства по увеличению надежности и сроков эксплуатации предусматривают снижение частоты оборотов приводного вала, для этого применяют регулируемый электропривод и редукторные вставки. Изменяется общая компоновочная схема агрегата, месторасположения отдельных деталей и узлов, упрощение условий ремонта и обслуживания.

Штангового типа (ВШНУ)

Начало эксплуатации для отбора нефти с больших глубин началось в 80-е годы в Америке и Франции, с тех пор конструкции установок совершенствовались много раз, создавалось много типоразмеров с разбросом подач от 0,5 до 1 тыс. м3 за сутки, давление составляло в среднем 30 Мпа.

Эти насосы отличаются преимуществами по сравнению с другими типами оборудования, например, от станков-качалок их отличает:

  • простая конструкция, небольшая масса и габариты, несложное периодическое обслуживание и управление;
  • отсутствие потребности в строительстве несущего основания или фундамента;
  • уменьшение затрат на перевозку оборудования;
  • успешная работа с жидкостями, имеющими различные показатели вязкости и газообразования;
  • отсутствие отката РО, постоянных нагрузок на штанги;
  • равномерность поступления жидкости;
  • снижение энергетических затрат и мощности двигателя.

От работы насосов с погружным электрическим приводом они разнятся:

  • простотой сборки пусковых муфт, осевых и радиальных подшипников, отсутствием подвижных соединений на шарнирах;
  • наземное устройство двигателя делает ненужной устройство водяной защиты, упрощает контроль технического состояния агрегата;
  • из-за наземной установки двигателя появляется возможность работы с низкобюджетными скважинами, так как организовывать дополнительный отвод тепла от двигателя не нужно.

Оборудование ВШНУ эксплуатируется на скважинах с напором от 1 тыс. до 1 тыс. 500 м³ с высоковязкими средами с пятидесяти процентным содержанием газа в составе. Скважинный агрегат состоит из стационарной колонны, внизу которой крепится статор, палец упора, против отворотный якорь, фильтр и газовый сепаратор. В полости колонны расположена вращающаяся штанга, соединенная нижней частью с насосным ротором. Основными узлами насосов ВШНУ являются следующие детали:

  • приводная головка;
  • для оттока жидкости используется тройник;
  • остов для закрепления двигателя;
  • трансмиссия вращательного движения;
  • регулируемый приводной двигатель;
  • устройство для расположения полированного штока.

Насос продвигает пластовую жидкость в зазоре между колоннами и штангами, далее через боковой патрубок отводит ее в коллектор. Штанговые насосы выпускают в трубном и вставном варианте, популярность завоевывают агрегаты второго типа, позволяющие отсоединять насос для обслуживания или ремонта без его подъема на поверхность.

Гидроприводные (ГПНА)

Эти агрегаты работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня, в связи с этим машины имеют ряд преимуществ:

  • нет штанговой или кабельной связи энергетического источника с насосом;
  • успешно работают в скважинах малого диаметра, расположенных под наклоном;
  • позволяют регулировать подачу погружного устройства, плавный старт, поддерживают нужную интенсивность забора нефти;
  • упрощают обслуживание оборудования без подъема и спуска.

В качестве гидромоторов, которые незначительно изменены, применяют ВЗД с диаметром 86−109 мм и частотой вращения 100−350 оборотов, расход жидкости предусмотрен 4−11 л/с, давление в промежутке 6−8 Мпа. Используют насосные винтовые многозаходные пары в качестве РО, это позволяет развить большого разнообразия принимаемых жидкостей с диапазоном поступления от 6 до 110 м³ за сутки. При оптимальной протяженности пары 1,5−2,0 м агрегат развивает давление 10−15 МПа.

Наземная часть по типу насосов ГПНА включает плунжерный силовой насос, устройство подготовки жидкости (для разделения эмульсий, сепараторы, отстойники), регулирующие приборы и оборудование для обустройства устья подъемной щели. Гидроприводные винтовые насосы отличатся преимуществами, от гидропоршневых вариантов их отличает:

  • простота сборки и эксплуатации из-за отсутствия золотниковых распределителей и клапанов;
  • использование технических вод в качестве рабочей жидкости, исключающее сложный очистительный процесс;
  • работа с вязкой нефтью и увеличенным содержанием газа;
  • нет гидравлических и динамических нагрузок из-за отсутствия обратного движения рабочих органов.

Сравнение со штанговыми насосами показывает такие преимущества:

  • эксплуатируются в кривых скважинах со значительным уклоном ствола;
  • отсутствует штанговое оборудование;
  • наземный силовой насос регулирует технологические режимы путем изменения интенсивности подачи;
  • можно менять погружной агрегат и проводить ремонт в удобных условиях.

От работы с электропогружными устройствами их отличает:

  • нет необходимости подключать электрический кабель и делать его защиту от влажности;
  • пусковые свойства агрегата улучшены.

Нефтяные двухвинтовые (НДПН)

Агрегат разработан для работы в скважинах с малым финансирование работ. В составе имеет погружной двигатель электрического типа, протектор, компенсатор, защиту от окружающей влаги, обратный и спускной клапан, компенсаторные трубы, трансформатор и кабель. Для увеличения напора используется составной вариант из нескольких модулей.

Чтобы обеспечить пропуск вязких жидкостей предусмотрены различные варианты изготовления проточной части, которые различаются зазорами между корпусом и рабочими винтами. В связи с этим перед выбором насоса и его монтажом рассчитываются требуемые параметры зазоров.

Использование в бытовых условиях

Применять винтовые погружные насосы для добычи воды из частных скважин стали давно. С их помощью снижают загазованность воды. Если ведется газовая разработка, то агрегаты используют для обезвоживания полезного природного ископаемого. Винтовые погружные устройства применяют для добычи теплых вод из глубоких недр при создании альтернативного отопления, насосы такого типа легко избавляют владельца скважины от различных механических примесей в воде, при этом не выходят из строя. Использование именно этого типа оборудования предопределено следующими показателями:

  • насосы работают тихо, что отличает их от вибрационного оборудования или центробежных агрегатов;
  • оборудование показывает высокий коэффициент полезного действия;
  • структура воды сохраняется в отличие от центробежного оборудования;
  • только одна движущая деталь в конструкции увеличивает срок работы в бытовых условиях.

Оцените статью
Добавить комментарий