Электровинтовые насосы для добычи нефти

Конструкция электровинтовых насосов

ЭВН представляет погружное оборудование объемного типа с героторной парой. Включает насосную секцию, электродвигатель, гидрозащиту и кабель. Рабочая пара состоит из металлического ротора однозаходного типа и статора с двухзаходной спиральной обоймой из эластомеров. Винт изготавливается из легированных сталей с упрочняющим покрытием. Вращение передается через эксцентриковую муфту и осевую опору.

Серии: ЭВН5 сдвоенной конструкции и ЭВНОП однопоточные с осевой опорой до 8 тонн. Габариты 5 и 5А для обсадных колонн 121,7–124,3 мм. Двигатели 1000–1500 об/мин. Вентильные двигатели позволяют регулировать подачу без потери напора.

Принцип работы ЭВН

Объемное вытеснение жидкости герметичными полостями между винтом и обоймой. При вращении ротора формируются замкнутые камеры, перемещающиеся от приема к нагнетанию. Производительность определяется объемом полостей и частотой вращения. Напор зависит от количества витков и дифференциального давления до 12 бар/виток. Соотношение заходов 1:2. Постоянство давления при изменении оборотов. Регулирование подачи без потери напора и КПД. Погрешность дозирования до 0,1 %.

Отличия ЭВН от УЭЦН

УЭЦН — многоступенчатый лопастной насос динамического типа с центробежной силой. ЭВН — объемный насос с вытеснением. УЭЦН работают с маловязкими жидкостями при подачах до 4800 м³/сут и 3000 об/мин. При росте вязкости эффективность падает, газ вызывает срыв подачи. ЭВН стабильны при вязкости до 1000 сПз, газе до 50 % без сепараторов. Частота 1000–1500 об/мин предотвращает эмульгирование. КПД ЭВН 60–70 % против 40–60 % у УЭЦН. Ограничение — подача до 188 м³/сут для малодебитных скважин.

Области применения винтовых насосов

Высоковязкая нефть

Запасы РФ 6–7 млрд тонн, 71,4 % в Волго-Уральском и Западно-Сибирском регионах. Тяжелая нефть — вязкость более 30 мПа×с. ЭВН добывают нефть до 1000 сПз на месторождениях Ван-Еганское, Усинское, Русское.

Повышенное газосодержание

При газе более 15 % УЭЦН теряют производительность. ЭВН транспортируют газожидкостные смеси до 50 % без срыва подачи.

Механические примеси

Устойчивость к абразиву благодаря низкой скорости. Обойма компенсирует твердые включения. Работа при примесях до 0,8 г/л, микротвердость до 55 HRC. Наработка 250–400 суток.