Існуючі конструкції та принцип дії газосепараторів та диспергаторів
українськими виробниками випускаються газосепаратори відповідно до таких нормативних документів:
ТУ 26-06-1416-84. Модулі насосні - газосепаратори МНГ та МНГК.
ТУ 313-019-92. Модулі насосні – газосепаратори Ляпкова МН ГСЛ.
ТУ 3381-003-00217780-98. Модулі насосні – газосепаратори МНГБ5.
За принциповою схемою ці газосепаратори є відцентровими. Вони є окремими насосними модулями, що монтуються перед пакетом щаблів нижньої секції насоса за допомогою фланцевих з'єднань. Вали секцій чи модулів з'єднуються шлицевими муфтами.
Понад 10 років тому запущено у серійне виробництво вітчизняний сепаратор 1МНГ5 до ЕЦН 5 групи. Вони успішно працювали у широкому діапазоні зміни умов експлуатації. Однак сепаратор мав складну конструкцію, велику масу, був схильний до абразивного зносу і обриву по корпусу сепаратора. Крім того, в умовах високих газоміст на багатьох режимах спостерігався істотний вплив газу на роботу ЕЦН, обладнаних 1МНГ5.
Тому виникла потреба створення нового типу сепаратора. Вченими ГАНГ ім. І. М. Губкіна було запропоновано новий тип сепарації, на основі якого фахівці АТ «Лебедянський машинобудівний завод» розробили конструкцію модуля насосного газосепаратора МН-ГСЛ5 (рис. 5.90) до занурювальних насосів групи 5. Маса нового сепаратора виявилася приблизно в 2 рази меншою, ніж у 1МНГ5, зокрема, - за рахунок спрощення конструкції. Крім того, МН-ГСЛ5 передбачена захист внутрішньої поверхні корпусу від абразивного зносу впливу. Новий газосепаратор дозволяє стабільно працювати насосу до 80% вмісту газу. З метою порівняння сепараторів щодо ефективності газовідділення були проведені спеціальністендові випробування [22].
Мал. 5.90. Газосепаратор типу МН(К)-ГСЛ
Газосепаратор типу МН(К)-ГСЛ складається з трубного корпусу 1 з головкою 2, основи 3 з приймальною сіткою і 4 валу з розташованими на ньому робочими органами. У голівці виконані дві групи перехресних каналів 5, 6 для газу і рідини і встановлена втулка радіального підшипника 7. В основі розміщені закрита сіткою порожнину з каналами 8 для прийому газорідинної суміші, підп'ятник 9 і 10 втулка радіального підшипника. На валу розміщені п'ята 11, шнек 12, осьове робоче колесо 13 з суперкавітуючим профілем лопатей, сепаратори 14 і радіальних втулки підшипників 15. У корпусі розміщені направляючі грати і гільзи.
Газосепаратор працює наступним чином: газорідинна суміш (ГЖС) потрапляє через сітку та отвори вхідного модуля на шнек і далі до робочих органів газосепаратора. За рахунок придбаного натиску ГЖС надходить у камеру сепаратора, що обертається, з радіальними ребрами, де під дією відцентрових сил газ відокремлюється від рідини. Далі рідина з периферії камери сепаратора надходить каналами перекладача на прийом насоса, а газ через похилі отвори відводиться в затрубний простір.
Характеристика газосепаратора типу МН(К)-ГСЛ представлена на рис. 5.91 [22].
ВАТ «Борець» пропонує газосепаратори двох типів:
- Модульні (моделі МНГБ5, МНГБ5А, 1 МНГБ5, 1 МНГБ52);
- Вбудовані в нижню секцію насоса.
Газосепаратори ВАТ «Борець» мають головку оригінальної конструкції, яка поділяє потоки газу та рідини та підвищує ефективність роботи газосепаратора. Усі типи газосепараторів забезпечені захисною гільзою, що оберігає корпус газосепаратора від гідроабразивного зношування. Завдяки цьомупідвищується ресурс роботи устаткування, зменшується ймовірність аварій. Газосепаратори 1 МНГБ5 та 1 МНГБ52 не мають осьової опори валу, що спрощує їх конструкцію та знижує вартість ЗІП. Модель 1 МНГБ52 призначена для використання на свердловинах із підвищеним газовим фактором. Газосепаратор має здвоєну конструкцію, що дозволяє зменшити загальну довжину насосної установки порівняно з установкою, що укомплектована двома газосепараторами.
Осьові опори валів моделей МНГБ5 та МНГБ5А можуть бути виконані з таких матеріалів: «Бельтінг - сталь» - для звичайних умов експлуатації; «кераміка – кераміка» – для ускладнених умов експлуатації.
Розширена номенклатура газосепараторів дозволяє підібрати найбільш ефективний їх залежно від умов експлуатації.
зменшується його вібрація та пульсація потоку в насосно-компресорних трубах, забезпечується робота із заданим ККД. За насосом у насосно-компресорній трубі з рідини, що перекачується, виділяється вільний газ, який, розширюючись, здійснює додаткову роботу з підйому рідини зі свердловини. Загалом застосування диспергатора сприяє поліпшенню умов роботи насоса, підвищенню стабільності його характеристик і збільшенню економічності всієї установки занурювального відцентрового насоса.
Мал. 5.91. Характеристика модулів насосних газосепараторів Ляпкова МН-ГСЛ5 (МНК-ГСЛ5) на воді щільністюρ=1000 кг/м 3 при частоті обертання 3000 оборотів за хвилину