Принцип действия и конструкции диспергаторов
Одним из методов борьбы с газом при эксплуатации УЭЦН является применение диспергаторов. Для диспергирования пузырьков газа необходимы высокие градиенты скорости, свойственные вихревому движению. В то же время установлено, что диспергирование происходит постепенно и тонкодисперсная структура достигается через значительное число (50-150) ступеней насоса. Повышение эффективности работы УЭЦН путем специальной подготовки высокодисперсной структуры откачиваемой смеси перед поступлением ее в ступени насоса имеет определенные преимущества по сравнению с предварительным отделением газа от жидкости у приема насоса. Эти преимущества следующие: во-первых, отпадает необходимость в отдельном канале для подъема отсепарированного газа; во-вторых, присутствие определенного количества газовой фазы снижает потери давления в насосных трубах и способствует повышению напора ЭЦН; в-третьих, снижаются затраты энергии на подъем жидкости вследствие усиления газлифтного эффекта в НКТ.
Диспергатор должен отвечать следующим требованиям:
• создавать высокие градиенты скорости;
• обеспечивать диспергирующий эффект значительно выше, чем у отдельной ступени, но не выше, чем у многоступенчатого насоса в целом;
• не допускать больших гидравлических потерь давления;
• иметь механический принцип действия и приводиться в движение валом.
Этим требованиям отвечает конструкция диспергатора, состоящего из нескольких реконструированных ступеней насоса, в рабочих колесах и направляющих аппаратах которого просверлены сквозные отверстия, чем достигается нарушение условия безударного перехода смеси от рабочих колес к направляющим аппаратам. Диспергатор такого типа является сильным турбулизатором потока и способствует эффективному выравниванию структуры газожидкостной эмульсии.
Основные диспергирующие устройства для откачки ГЖС из скважин:
- устройство AGH (Advansed Gas Handling) фирмы REDA;
- диспергатор ОАО "Борец".
Устройство AGH представляет собой пакет ступеней, конструктивно отличающихся от стандартной конструкции ступеней, помещенный в отдельный корпус, а может быть смонтирован в одном корпусе с напорными ступенями насоса. Количество диспергирующих ступеней обычно состоит из 15, а предпочтительное количество диспергирующих ступеней 20-40 в зависимости от диаметра насоса, газосодержания, дебита.
Основным прототипом конструкции диспергирующей ступени является конструкция высокопроизводительной ступени с рабочим колесом, разгруженным от осевой силы при помощи выполненного у колеса второго верхнего уплотнения камеры за ведущим диском колеса, в которой давление с помощью отверстий в диске уравновешивается с давлением у входа в колесо. По сравнению с прототипом в диспергирующей ступени фирмы REDA дополнительно введен второй ряд отверстий (отверстия 1,2; рис. 6.18, а, б). Два ряда отверстий позволяют ограниченному количеству жидкости постоянно циркулировать для уменьшения вероятности образования газовой пробки в области Л, при этом жидкость, циркулирующая через отверстия смешивается с потоком в межлопастных каналах рабочего колеса, что позволяет разбивать газовые пузыри на более мелкие, т.е. диспергировать ГЖС. Этой же цели служат отверстия 3 в лопатках рабочих колес (рис. 6.18, в).
Модули насосные-диспергаторы МНДБ5 (производства ОАО "Борец") предназначены для измельчения газовых включений в пластовой жидкости, подготовки однородной газожидкостной смеси и подачи ее на вход насоса. Диспергаторы МНДБ5 устанавливаются на входе вместо входного модуля. Максимальное допустимое содержание свободного газа на входе в диспергатор при максимальной подаче - 55% по объему. При прохождении потока газожидкостной смеси через диспергатор повышается ее однородность и степень измельченности газовых включений, благодаря чему улучшается работа центробежного насоса: уменьшается его вибрация и пульсация потока в НКТ, обеспечивается работа с заданным КПД. За насосом в НКТ из перекачиваемой жидкости выделяется свободный газ, который, расширяясь, совершает дополнительную работу по подъему жидкости из скважины. В целом, применение диспергатора способствует улучшению условий работы насоса, повышению стабильности его характеристик и увеличению экономичности всей установки погружного центробежного насоса.
Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 4134;