Вопрос 4.47. Назначение и конструкция обратного и спускного клапана

Известно, что центробежный электронасос легче запускается при нулевой подаче (производительности), т. е. при закрытой задвижке.

Насос будет потреблять наименьшую мощность, если подача его будет равна нулю, а напор соответствовать максимальному значению. При уменьшении напора производительность возрастает. Наимень­шему напору соответствует наибольшая производительность насоса. В этом случае насос будет потреблять максимальную мощность, зна­чительно превышающую нормальную мощность.

В обычных стационарных центробежных электронасосах макси­мальный напор легко создается закрытием задвижки, расположенной

 

-229-

около насоса. В погружном центробежном электронасосе исключена возможность установки задвижки в трубопроводе около насоса, зад­вижка на поверхности скважины не может дать нужных результатов для облегчения запуска агрегата.

Если производить запуск погружного электронасоса, пользуясь одной только задвижкой, установленной на поверхности, то после включения агрегата электронасос не будет иметь какого-либо напора и будет развивать максимальную производительность, так как нахо­дящийся в трубах воздух или газ будет медленно сжиматься, умень­шаясь в объеме, а двигатель при этом будет сильно перегружен.

По мере заполнения насосных труб добываемой жидкостью бу­дут возрастать напор и уменьшаться производительность. Заполне­ние длинной колонны насосных труб может производиться в течение продолжительного времени в зависимости от уровня жидкости в сква­жине, диаметра насосных труб и производительности насоса.

Иногда заполнение колонны труб происходит в течение 5...15 мин., а иногда значительно дольше. Естественно, что такая продолжитель­ная работа электродвигателя с большой перегрузкой не может счи­таться нормальной и может повлечь за собой аварию, если не будет работать защита.

Вообще же максимальная защита станции управления не допус­тит такой продолжительной перегрузки и отключит установку. Про­изводить же запуск, минуя защиту, опасно как для обслуживающего персонала, так и для электрооборудования.

Кроме того, закрытие задвижки на поверхности скважины суще­ственно не облегчит запуска электронасоса, но в то же время создаст определенную опасность, так как находящийся в трубах воздух или газ по мере подъема жидкости будет находиться под давлением, а ра­ботать с задвижкой, находящейся под высоким давлением газа, зна­чительно опасней, чем под давлением жидкости.

Для облегчения запуска погружного электронасоса и избежания всех неудобств применяют обратный клапан (рис. 4.69).

Обратный клапан представляет стальной патрубок, имеющий с обоих концов внутреннюю резьбу для соединения с насосными тру­бами. В расточке патрубка устроено седло для клапана, которое мо­жет быть либо выточено в самом корпусе, либо сделано вставным из бронзы. Над седлом выточена кольцевая канавка для специального разжимного кольца, ограничивающего выдвижение клапана. Обрат­ный клапан расположен между насосом и насосными трубами. Обыч­но клапаны изготовляют из бронзы.

Кроме приведенных обратных клапанов в настоящее время ис­пользуются обратные клапаны тарельчатого типа, назначение и прин­цип действия которых аналогичны описанным.

- 230 -

Обратный клапан может быть помещен также в самом электронасосе, т. е. в ловильной головке. При применении обрат­ного клапана после спуска агре­гата в скважину можно произво­дить заливку насосных труб жидкостью перед пуском элект­ронасоса и в дальнейшем, в слу­чае остановок электронасоса -удерживать ее в трубах. Жид­кость, находящаяся в колонне насосных труб, создает опреде­ленное давление и значительно облегчает запуск электронасоса.

Обратный клапан является существенным и необходимым приспособлением в погружном электронасосе.

Эксплуатация погружного электронасоса без обратного кла­пана считается ненормальной и даже опасной. Однако приме­нение одного лишь обратного клапана может усложнить подъем насосных труб, заполнен­ных жидкостью, так как в этом случае при подъеме и развинчи-вании труб будет разливаться на­ходящаяся в них жидкость и зат­руднять работу.

Во избежание этого применя­ется сливной или, как его назы­вают, спускной клапан (рис. 4.70).

Спускной клапан представ­ляет собой патрубок, похожий на соединительную муфту с внут­ренней конусной резьбой, соот­ветствующей определенному размеру насосных труб. В сред­ней части муфты, между витка­ми резьбы, имеется отверстие с резьбой для штуцера.

 

 

-231-

Штуцер (рис. 4.71) изготав­ливают из бронзы.

С наружной стороны, т. е. со стороны резьбы, он имеет глухое отверстие диаметром 5...8 мм, просверленное на глубину 30 мм. Головку отверстия запиливают под шестигранный ключ, при помощи которого штуцер ввин­чивают в муфту.

Резиновое колечко (см. рис. 4.71) очень хорошо уплотняет штуцер в отверстии, выдерживая любое практически необходимое давление.

Спускной клапан монтируют над обратным клапаном. В некото­рых насосах спускной клапан, так же как и обратный клапан, вмонти­рован в корпусе ловильной головки электронасоса.

Когда возникает необходимость поднимать погружной электро­насос из скважины, в насосные трубы сбрасывают металлический ломик. Ломик, пролетая через трубы, ударяет по удлиненному концу штуцера, отламывает его в месте надреза и открывает отверстие для слива жидкости, находящейся в колонне насосных труб.

Таким образом, подъем и развинчивание труб будут производиться без каких-либо неудобств и разлива жидкости.

Сломанный штуцер впоследствии реставрируют или заменяют новым.

В районах, где добываемая нефть содержит много парафина и для очистки труб от парафина применяют автоматические скребки; над спускным клапаном устраивают специальный предохранитель на слу­чай падения скребка.

Этот предохранитель предотвращает слом штуцера скребком и в то же время не препятствует сбрасываемому ломику сбивать штуцер.