Научная статья на тему 'Энергетические характеристики роторных нефтяных насосов'

Энергетические характеристики роторных нефтяных насосов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
112
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РОТОРНЫЙ НАСОС / ROTARY PUMP / МОЩНОСТЬ / POWER / КПД / ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ / BOILER EFFICIENCY / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / POWER PERFORMANCE / POWER CARETAKING

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Садыков А. А., Козулина О. В., Сагбиев И. Р., Галлеев Ф. А.

Рассмотрены энергетические характеристики роторных насосов1В1,5/5,2ВВ1,6/16,3ВВ1,5/100 и двухроторного погружного нефтяного насоса НДПН-20/6. Предложено оценивать энергосберегающую способность насоса отношением мощностей сравниваемых вариантов насосов одинаковой производительности. Показаны преимущества НДПН-20/6 перед другими нефтяными насосами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Садыков А. А., Козулина О. В., Сагбиев И. Р., Галлеев Ф. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Энергетические характеристики роторных нефтяных насосов»

УДК 621.514.54.001.24

А. А. Садыков, О. В. Козулина, И. Р. Сагбиев, Ф. А. Галеев

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТОРНЫХ НЕФТЯНЫХ НАСОСОВ

Ключевые слова: роторный насос, мощность, КПД, энергоэффективность, энергосбережение.

Рассмотрены энергетические характеристики роторных насосов1В1,5/5,2ВВ1,6/16,3ВВ1,5/100 и двухроторного погружного нефтяного насоса НДПН-20/6. Предложено оценивать энергосберегающую способность насоса отношением мощностей сравниваемых вариантов насосов одинаковой производительности. Показаны преимущества НДПН-20/6 перед другими нефтяными насосами.

Keywords: the rotary pump, power, boiler efficiency, power performance, power caretaking.

Power performances rotary table pumps 1В1,5/5,2ВВ1,6/16,3ВВ1,5/100 and tworotary table submersible oil pump NDPN-20/6 are considered. It is offered to estimate power saving up ability of the pump the ratio of potencies compared variants ofpumps of identical productivity. Advantages ,NDPN-20/6 in front of other oil pumps are shown.

В ОАО «ТатНИИнефтемаш» разработан двухроторный погружной нефтяной насос (далее НДПН), способный эффективно работать на малодебитных скважинах и откачивать все три фазы нефтяной продукции, а также не допускать образование устойчивых водонефтяных эмульсий. В [1,2] рассмотрены устройство и работа НДПН-20/6, прошедшего промысловые испытания в НГДУ «Нурлатнефть».

Энергетическими характеристиками НДПН-20/6, как и любого другого насоса, являются мощность, энергоэффективность коэффициент полезного действия и энергосберегающая способность [3,4]. Полезная мощность НДПН рассчитывается по формуле:

QePgH

кВт,

(1)

102

действительная объемная или действительная подача плотность перекачиваемой

где -

производительность насоса, м3 /с; р-

жидкости, кг/м3 ; g- ускорение свободного падения, м3 /с2 ; Н - полный напор развиваемый насосом, м.жидк.столба;

Мощность на валу электродвигателя рассчитывается

по формуле:

QдpgH

N = -

(2)

102^

где ц - общий КПД насосной установки, представляющий собой произведение КПД насоса цн, КПД передачи цп и КПД двигателя . Энергоэффективность НДПН-20/6 можно оценить следующим отношением:

Q5

к =

N я

(3)

N5 - действительная мощность насоса.

Коэффициент полезного действия можно вычислить также через отношение:

ч = -гг ; (4)

N я

где Ng=Nn+NT|

(5)

Нф - мощность, затрачиваемая насосом-компрессором на преодоление трения в зазорах агрегата, в опорных и уплотнительных узлах и синхронизирующих шестернях.

Энергосберегающую способность НДПН-20/6 можно оценить критерием, представляющим собой отношение затрачиваемых мощностей НДПН-20/6 и какого-либо другого нефтяного насоса-компрессора при одной и той же их производительности.

Уравнение для определения критерия энергосберегающей способности НДПН-20/6 имеет вид:

N

Е = ^; (6)

N 5 2

где - затрачиваемая НДПН-20/6 мощность, кВт; Н2- затрачиваемая мощность каким-либо другим нефтяным насосом-компрессором, кВт.

На рис.1 показана диаграмма НДПН-20/6, на которой изображены зависимости производительности насоса, потребляемой

мощности N5 и КПД от перепада давлений АР при определенной вязкости жидкости.

Рис. 1 - Зависимость Qd, Nd, q от АР ; энергетические характеристики двухроторного погружного нефтяного насоса. БН = 40 мм; dB = 25 мм; Н = 10 мм; L = 150 мм; n = 3000 об/мин; d = 0,03 мм

Диаграмма показывает, что с увеличением ДР мощность N растет по прямолинейному закону, а действительная производительность резко падает по параболической кривой.

При подаче откачиваемой жидкости в пределах 1,25-1,6 м3 /ч у НДПН-20/6, однороторного насоса типа 1В1,5/5, двухроторного типа 2ВВ1,6/16 и трехроторного типа 3ВВ1,5/100 имеем:

давление на выходе составляет, соответственно,18МПа,0,16МПа,0,4МПа и 10МПа;

мощность, соответственно,20кВт, 1,0кВт, 1,35кВт и 8,0кВт;

КПД, соответственно, 10%,34%,20% и 40%,

энергоэффективность, соответственно,

м V ч м V ч м V ч м V ч 0,06-—, 1,6-—, 1,2-— и 0,2-—.

кВт кВт кВт кВт

Таким образом, с точки зрения экономической целесообразности использования НДПН-20/6 для извлечения нефтяной продукции из скважин вязкостью до 46-103 сСт не выгодно. Однако насос этого типа способен выкачивать высоковязкую нефть плотностью 920-100 кг/м3 , v=10-100 МПа-с. Кроме того, НПДН-20/6 экономически выгоден при работе на малодебитных скважинах до 30 м3 /сут. Еще следует учитывать и то, что НПДН-20/6 компактен, устанавливается

непосредственно в скважине и его конструктивное исполнение позволяет увеличить глубину подъема жидкости за счет увеличения напора путем установки в скважине двух последовательно соединенных насосов.

Литература

1. Садыков А.Ф. Скважинный двухвинтовой насос-компрессор /А.Ф.Садыков, В.А. Максимов, Д.М.Калимуллин //Вестник Казан.технол.ун-та.-2013.-Т.-№10.-с.513-516.

2. 2. Пат. 2431765 РФ. Погружная многофазная насосная установка /А.Ф.Садыков, И.В.Хамидуллин, Д.М.Калимуллин, В.А.Максимов, А.А.Садыков. Заявитель и патентообладатель

ОАО «ТатНИИнефтемаш». №2010115767/06; заявл.20.04.2010; опубл.20.10.2011, Бюл.№29.-12с.

3. Кузнецов М.Г. Рачет энергоэффективности поршневого акустического нагнетателя газа/М.Г.Кузнецов, Р.А.Ермаков, Р.Г.Галиуллин, О.В. Козулина, А.А. Овчинников, В .М. Ларионов//Вестник Казан.технол.ун-та.-2012.-Т.15,№2.-с.25-27.

4. Коротков Ю.Ф. Оценка энергосберегающей способности поршневого акустического нагнетателя газа /Ю.Ф.Коротков, Р.А.Ермаков, Р.Х.Зиятдинов, В.П.Архипов, Р.Г.Галиуллин, А.Н.Николаев //Вестник Казан.технол.ун-та.2012.-Т15,№9.-с.172-174.

© А. А. Садыков - инженер-конструктор, ОАОТатНИИнефтемаш, г.Казань; О.В. Козулина - к.т.н., доц. каф. оборудования пищевых производств КНИТУ; И. Р. Сагбиев - д.т.н., проф., зав. каф. компрессорных машин и установок КНИТУ, opp-srv@rambler.ru; Ф. А. Галлеев - к.т.н, доц. каф. промышленной безопасности КНИТУ.

© A. A. Sadykov - design engineer , OAO Tatniioimechanical engineeringl, Kazan; O. V.Kozulina - cand.tech.sci. the senior lecturer, KNRTU, chair «Equipment of edible productions»; I. R. Sagbiev - dr.sci.tech. the professor KNRTU, chair «Compressor cars and installations» KNRTU, opp-srv@rambler.ru; F. A. Galleev - cand.tech.sci. the senior lecturer, KNRTU, chair «Industrial safety».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.