Состав и принцип работы насосной установки
Насосная установка – это установка, которая предназначена для нагнетания в нефтегазовые скважины различных жидкостей при цементировании, гидропескоструйной перфорации, гидравлическом разрыве, промывке песчаных пробок, кислотной обработке призабойной зоны и прочих промывочно-продавчоных работах.
Современные насосные установки могут быть смонтированы на шасси автомобилей и других транспортных средствах; оборудованы насосами высокого давления. К основным элементам насосных станций относятся:
- Гидроемкости.
- Трубопроводы и магистрали.
- Пускорегулирующее оборудование (устройства электрического оборудования, задвижки, вентили и т.п.).
- Контрольно-измерительное оборудование (электроизмерительные приборы, манометры, расходомеры)
- Противопожарное оборудование.
- Вспомогательное оборудование.
Состав сооружений, количество и тип основного и вспомогательного оборудования насосной установки зависят от ее назначения и условий ее эксплуатации.
Принцип работы насосной установки следующий. В насос помещается рабочее колесо с лопатками. Во время вращения колеса двигателем жидкость, которая поступает к его центру из резервуара через всасывающий трубопровод, благодаря центробежной силе выбрасывается по лопаткам на периферию корпуса. В результате этого в центре рабочего колеса создается разрежение, жидкость засасывается насосом и потом опять выбрасывается лопатками колеса на периферию корпуса и подается в напорный трубопровод. В том случае, когда насос располагается на уровне жидкости, для его заливки достаточно открытия вентиля. Когда насос располагается выше уровня жидкости, то для его заливки создается разрежение внутри корпуса при помощи вакуум-насоса, в качестве которого, в большинстве случаев, используется поршневой насос.
Электрическое оборудование насосной установки. Варианты исполнения электродвигателя
Состав и параметры электрического оборудования насосной станции зависят от ее назначения, а также условий эксплуатации. В общем случае в состав электрооборудования насосной станции могут входить:
- Электрический двигатель.
- Коммутационная аппаратура, которая состоит из магнитных пускателей, кнопок, сигнальных ламп, переключателей, промежуточного реле, конечных выключателей, реле напряжения, датчиков уровня жидкости.
- Трансформатор.
- Защитная аппаратура, которая состоит из предохранителей, автоматических выключателей, питающих кабелей.
Промежуточное реле – это электрическое логическое реле, которое предназначено для передачи команды из одной электрической цепи в другую, размножения команд, а также усиления сигналов команд.
Основными двигателями, использующимися в насосных установках, являются асинхронные и синхронные двигатели, которые работают от трех фаз. Данные агрегаты работают от напряжения в 220, 360, 500 вольт, 6 и 10 киловольт. В большинстве случаев напряжение о 0,5 киловольт достаточно для функционирования установок мощностью до 200 киловатт.
Электрическое оборудование насосных установок функционирует в условиях высокой влажности, поэтому вариантов исполнения электродвигателей несколько. Если установка монтируется в здании, то электродвигатель должен быть в защитном варианте. Если в помещении высокая сырость, то используются двигатели влагозащищенного варианта. Их изоляция должна выдерживать негативное воздействие влаги. Если установка устанавливается в шахту или представляет собой заглубленный объект, то электрический двигатель выполняется в защитном варианте. В данном случае вентиляция выполняется принудительно, в независимости от того имеется ли она в машинном отделении или нет. Ее уровень подачи и давление доступно для регулировки. В данном случае используются электродвигатели с возможность. регулирования частоты вращения. При помощи многоскоростных агрегатов появляется возможность плавного управления количеством оборотов двигателя, посредством отключения или включения пар полюсов.
Чтобы обеспечить мощность не более 100 киловатт применяются электрические двигатели с двумя или четырьмя скоростями. Большая мощность может достигаться при помощи механизмов высокого напряжения и с двумя скоростями. Плавное вращение лопастей достигается за счет использования специальных электромагнитных муфт, которые устанавливаются между приводом и насосом. В данном случае скольжение влияет на регулирование частоты вращения. Муфты скольжения могут быть шести размеров, а значение частоты в таком случае находится в диапазоне от одной до трех тысяч оборотов за одну минуту. Еще один метод регулировки числа оборотов - применение асинхронно-вентильного каскада. Принцип данного способа основывается на добавлении в роторную цепь дополнительной электродвижущей силы.
