- Работая в условиях реальной скважины, насос находится под воздействием многих факторов, влияющих на его работу. Зачастую условия наших скважин сильно отличаются от указанных в технических условиях по эксплуатации УЭЦН.
- Как правило, это повышенное содержание КВЧ, повышенное содержание свободного газа при низких уровнях, высокая температура перекачиваемой жидкости и недостаточное охлаждение установки, и еще целый ряд неблагоприятных факторов. Все это ведет к преждевременному износу и выходу из строя оборудования. Износ деталей насоса порождает вибрацию (точнее многократно усиливает ее, так как вибрация неизбежно присутствует при работе установок).
Прежде всего, изнашиваются защитные втулки вала и ступицы направляющих аппаратов. Эта пара трения работает как радиальный подшипник скольжения. В зазор между втулкой и ступицей неизбежно попадает пластовая жидкость, играя при этом роль смазки. При нормальных условиях работы и соответствующем составе пластовой жидкости данный узел может полноценно работать не один год. Однако в пластовой жидкости часто содержится песок и иные мех примеси, что является превосходным абразивным материалом.
На
данном этапе (пока насос не изношен) особую опасность представляют мелкие
частицы, способные проникнуть в зазор между втулкой и ступицей направляющего
аппарата. Начинается износ. Небольшая потеря материала ведет к эксцентрическому
вращению (биению) вала. Это биение сильно увеличивает боковую нагрузку на
подшипники, что ведет к ускоренному износу. При смещении вала в сторону от
центра, осевая нагрузка на вал заставляет его продольно изгибаться, что
увеличивает боковую нагрузку на подшипник. Тонкий и длинный вал, испытывая
осевое усилие, стремиться принять волнообразную форму близкую к синусоиде.
Особое влияние на наработку на
отказ оказывает осевой износ, который выражается в износе упорных колец
(текстолитовых шайб) и их контактирующих поверхностей в насосной ступени (бурты
направляющих аппаратов). Осевые усилия, создаваемые плавающим рабочим колесом,
воспринимаются упорными кольцами внутри самой ступени. Подобно радиальным
подшипникам упорные поверхности этих осевых колец смазываются и охлаждаются
добываемой жидкостью. Абразивные частицы, попадая в зону контакта шайбы колеса
и бурта направляющего аппарата, истирают материал упорных колец и сам металл
ступени.
Осевую нагрузку, действующую на вал воспринимает узел пяты насоса. И
соответственно происходит износ шайбы пяты и подпятников.
Износ вала насоса выражается, как
правило, в образовании на нем глубоких кольцевых каналов. Причиной появления
этих каналов является электрохимическая коррозия, а наличие механических примесей
повышает интенсивность износа рабочих органов.
В зависимости от условий работы
для изготовления ступеней применяют различные материалы. Обычно рабочие колеса
и направляющие аппараты погружных электронасосов изготовляют путем отливки из
специального легированного чугуна с последующей механической обработкой.
Состояние поверхностей и геометрия проточных каналов рабочего колеса и
направляющего аппарата существенно влияют на характеристику ступени. С
увеличением шероховатости значительно снижается напор и КПД ступени, поэтому
при отливке рабочих органов ЭЦН необходимо добиваться необходимого качества
поверхностей проточных каналов. Повысить износостойкость пары трения (втулка
защитная вала - ступица направляющего аппарата) удалось разработкой и
внедрением в производство рабочих органов из порошковых металлов с различными
добавками по технологии фирмы, качество которых очень высоко.
Центробежные насосы являются
модернизацией существующих конструкций и полностью взаимозаменяемы с ними как
по гидродинамическим характеристикам, так и по размерам.
Все детали осевых и радиальных
подшипников в насосах выполнены из современных материалов:
-осевые опоры из карбида кремния или
силицированного графита или твердого сплава;
-радиальные подшипники из
абразивно-стойкого материала «КАРСТ»
Для работы в скважинах с
содержанием абразивных частиц свыше 500 мг/л рекомендуется устанавливать
«активные» опоры, представляющие собой ступени требуемого номинала, у которых
ступицы колеса и аппарата выполнены из материала «КАРСТ»