3. Назначение, устройство, принцип работы мультифазного насоса.

Для перекачки многофазных газожидкостных смесей применяются мультифазные насосы.

Отличительной чертой мультифазных насосов являются двухзаходные винты с маленьким ходом, имеющие большое количество шагов в рабочей зоне винта. Множество замкнутых камер позволяет постепенно сжимать газ, что способствует плавной работе при большой степени сжатия. Маленький ход также уменьшает радиальную силу, которая действует на винты.

Винты изготавливаются цельными, с большим внутренним диаметром. Это уменьшает прогиб винтов и позволяет повысить давление насоса.

Принцип работы данного насоса основан на том, что многофазная смесь, поступает в насос с помощью всасывающего патрубка, делится на два потока, заполняя полости между витками винтов. Так как винтовая нарезка выполнена в разных направлениях, смесь, двигаясь вдоль оси насоса к центру, вытесняется в полость нагнетания, повышая давление.

Давление такого насоса может достигать значения 65 кг/с/см2. При этом на входе может быть низкое давление (0,5 кг/с/см2). Повышение давления происходит независимо от скорости вращения винтов и физических свойств перекачиваемой смеси. Это обеспечивает значительные преимущества: простота конструкции, комбинирование рабочих параметров, высокая рабочая надёжность, малая пульсация перекачки, самовсасывание. При применении мультифазных насосов, нет необходимости устанавливать устройства, регулирующие поток нефти.

Главная особенность, которая определяет область применения мультифазных насосов, это способность перекачивания газожидкостных смесей с высоким содержанием газа. Газовая составляющая кратковременно может достигать 100%.

В случаях внезапных изменений условий добычи нефти – притоков жидкости или пиковых повышений давления, применение мультифазных насосов является наиболее экономически выгодным. Оно сильно сокращает объем технологического оборудования. На месторождении не устанавливаются компрессоры, сепараторы, насосы для перекачивания нефти. Весь объем продукции из скважины (смесь воды, нефти, попутного газа) перекачивается по одному трубопроводу. Соответственно исключается факельное сжигание попутного газа. Экологическая нагрузка значительно снижается.

Мультифазные насосы могут применяться для перекачивания нефти в магистральных трубопроводах, и на нефтеперерабатывающих предприятиях в технологических линиях.

двухзаходные винты с маленьким ходом и большим количеством шагов в рабочей длине винта. Это создает большое количество замкнутых камер в рабочих органах насоса, что позволяет постепенно сжимать газ и способствует плавной работе насоса при большой степени сжатия газа. Маленький ход уменьшает также радиальную силу, действующую на винты.

Винты цельные с достаточно большим внутренним диаметром, что позволяет уменьшить прогиб винтов и соответственно повысить давление насоса по сравнению с обычной конструкцией

Давление насоса может достигать 65 кгс/см2. Манометрическое давление на входе может быть очень низким 0,5 кгс/см2 при этом насос может перекачивать газожидкостную смесь с высоким содержанием газа. Фракция газа может кратковременно достигать 100%.

Основной принцип работы

Основной принцип работы данного насоса состоит в том, что многофазная смесь, поступающая в насос через всасывающий патрубок, разделяется на два потока и заполняет полость между витками винтов. Благодаря различному направлению винтовой нарезки в правой и левой частях роторов, смесь, движущаяся вдоль оси насоса к середине, вытесняется в нагнетательную полость повышая давление.

Повышение давления осуществляется независимо от скорости вращения насоса и физических свойств многофазной смеси, что предоставляет следующие преимущества:

не требуются никакие компенсирующие устройства или установки, регулирующие течение нефти через насос

насосы самовсасывающие и работают с малой пульсацией

простая конструкция

любая комбинация рабочих параметров

низкая характеристика сдвига

великолепная рабочая надежность и самая широкая возможность применения в системе

Назначение и конструкция:

Мультифазные насосы 2ВВ конструктивно представляют собой объемные двухвинтовые насосы. Рабочие органы - корпус (обойма) и роторы (ведущий и ведомый), расположенные в смежных сквозных расточках корпуса (обоймы). Роторы имеют двухстороннюю винтовую нарезку специальной формы. Жидкость, поступающая в мультифазный насос через всасывающий патрубок, разделяется на два потока и заполняет полость между витками винтов. Благодаря различному направлению винтовой нарезки в правой и левой частях роторов, жидкость, движущаяся вдоль оси насоса к середине, вытесняеться в нагнетательную полость. Вращение в ведущего на ведомый ротор передаеться синхнронизирующими шестернями.

Применение мультифазных (многофазных) насосов позволяет:

снизить давление на устье скважины, что позволяет увеличить продуктивность и продлить срок рентабельной эксплуатации месторождения;

значительно сокращает количество технологического оборудования. На месторождении отсутствуют сепараторы, компрессоры, насосы для перекачивания нефти, вся продукция со скважины (смесь нефти, воды, попутного газа) транспортируется по одному трубопроводу;

рациональное использование попутного газа. Исключает факельное сжигание на месторождении. Улучшает экологическую обстановку;

использование мультифазных насосов позволяет вести рентабельную эксплуатацию отдаленных месторождений, эксплуатация которых не выгодна при использовании традиционной технологии.

Также мультифазные насосы (многофазные) могут применяться для перекачивания нефти в магистральных трубопроводах, и в технологических линиях на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Насос типа Д

Мультифазный насос A3 2ВВ 63/25 - 50/25

В целях повышения эффективности разработки нефтяных месторож­дений, особенно при вводе в эксплуатацию новых залежей, разработан оте­чественный мультифазный насос A3 2ВВ 63/25 - 50/25 и А5 2ВВ 63/25 -50/25 (с укороченными винтами). Оба насоса прошли промысловые испыта­ния и применяются на нефтяных промыслах ОАО "Татнефть".

Мультифазный насос обеспечивает перекачку водонефтяных эмульсий с содержанием газа до 90%. Содержание сероводорода в газе до 2%, максимальное содержание механических частиц 0,02%, температура перекачиваемой среды от 5 до 80°С.

Насос работает на базе двухвинтового насоса и оборудован сменными винтами, сменной обоймой из антифрикционного чугуна, торцевыми уплот­нениями. Срок службы насоса до капитального ремонта 1,5 года при непре­рывной 24 час/сут работе.

Области применения мультифазного насоса:

увеличение отбора газожидкостной эмульсии из добывающих скважин за счет снижения давления в промысловой системе сбора;

для перекачивания ГЖС продукции добывающих скважин до объектов подготовки нефти без предварительной сепарации газа, что позволяет отказаться от строительства новых ДНС;

для ликвидации газовых факелов путем транспортировки газа вместе с жидкостью до УКПН с объектов, необустроенных системой газосбора. На рис.29 приведены осредненные зависимости подачи газожидкостной

смеси от давления нагнетания при различных содержания газа насосом A3 2ВВ 65/25.