Материалы, применяемые для изготовления ЭЦН

Материалы для изготовления основных деталей центробежных насосов для добычи нефти приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.g Материалы основных деталей насосов типа ЭЦН

Наимено­вание детали	Тип насоса							Насосы фирмы REDA
	ЭЦНМ, ЭЦНМК эцнмт, эцнмкт ТУ 26-06- 1485-96		ЭЦНМ4 ТУ 3665-020- 00220440-94	ЭЦНА, ЭЦНАК ТУ 3631- 025-219 45400-97	2ЭЦНМТУ 3665-026- 00220440-96	лэцнмк, ЛЭЦНМК ТУ 3631- 00217930- 004-96	ЭЦНТУ 3665- 004-00 217780- 98
Колесо рабочее (Р-ь) Аппарат направля­ющий (на)	Чугун СЧОЗЦОШ ТУ 26-4111- 001-88 Чугун ЧН16Д7ГХШ ТУ26-06-1305- 95»		Чугун СЧОЗЦОШ ТУ 26-4111- 001-88		Чугун ЧН16Д7ГХ Ш ТУ26-06- 1305-95		Чугун ЧН16Д 7ГХШ ТУ 26- 06- 1305- 95	Стандартный Шфезнст-тип 1. Модернизирован- пик нирезнст- тип Д-4 Райтон (Р-к.)
Вал	Пруток д-г-з-т- 03X14H7B ТУ 14-1-3645- 83 Пруток Д- Н65Д29ЮТ- ИШ (К-мо- нсль)ТУ 14-1- 3917-85		Сталь 03Х14Н7В ТУ 14-1- 3645-83		Сталь 03X14H7B ТУ 14-1- 3645-83	Материа­лы, анало­гичные приведен­ный в ТУ 26-06- 1485-96	В ТУ не приве­дены	К-мопель
Корпус	Труба Д [1] 5 ТУ 14-3-1941- 94		Сталь 22ПО ТУ 14-243- 320-91		Сталь 22ПО ТУ 14-3- 1754-90			Углеродистая сталь типа 20 Г Редаллой
Подпят­ник	Гост 56 32-72'!			ВТУне приведе­ны	Сталь 40* 13 Гост 5632-72			-
Втулка защитная								В стандартны» на­сосах пе имеется, В насосах АК2. - циркониевая керамика
Шайба колеса верхняя	Текстолит ГТТК, высший сорт Гост 5-78				Резина Ш-ЗВ-12, 3825 с ТУ 38 1051082-86			Фснольный ламннат
Шайба колеса средняя								В стандартных насосах - фенояь- нын ламннат. В насосах АК2- композитный материал
Шайба колеса нижняя	Текстолит НТК, высший сорт Гост 5-78
Шайба пяты	ТП-3 ТУ 6-07-5015226-14-89
Диск	Силици- ровднный графит СГ-П ТУ 48-20-89- 90				Склицнро- ванныи графит СТ-Л ТУ 48-20-89- 90

Срок службы насосов и межремонтный период их работы определяется конструкцией насосов и коррозионно- и абризивостойкостью их деталей, в основном, рабочих органов.

В зависимости от требуемой коррозионной стойкости для изготовления рабочих органов применяются материалы различного химического состава (табл. 4.7).

Таблица 4.7

Химический состав и механические свойства материалов рабочих органов насосов типа ЭЦЫ

Химсостав	Материалы рабочих орпшов российских насосов			Материалы рабочих органов фирмы REDA
	Чугун СЧ03Щ1БТУ 26-4111-001-88	Чугун ЧШ6ВТГХШ ТУ 26-06- 1305-95	ЖГр|Д15 ТУ 3631-001- 24064238-94	Ni-Resisl, тип I	Ni-Resisl, тип Д-4 (сплав REDA 5530)
Железо	92	70	81...87.5	75	55
Углерод	3,2-3,9	2.7-3,1	0,5-1,0	-	-
Никель	-	15-17	-	15	30
Медь	-	6,1-8	12,0-18,0	6	3
Хром	<0,12	0,7-1.5	-	2	5
Кремний	2,1-2,7	1,2-1,9	-	2	5
Молибден	-	-	-	-	2
Церий	<0,03	-	-	-	-
Бор	<0,01	-	-	-	-
Марганец	0,4-0,6	0,85-1,5	-	-	-
Серо	<0,05	-	-	-	-
Фосфор	<0.3	-	-	-	-
Механические свойства
Твердость по Брииелю (HB)	130-180	120-180	100-140»	120-160	180-220
Предел прочности, Кг/мм2	12,5 (на растяжепне)	18 (на сжатие)	18 (ив сжатие)

 

Цериево-бористый чугун СЧОЗЦ01Б применяется в основное для насосов обычного исполнения.

Цериево-бористый чугун отличается от обычного серого чугуна весьма мелкой микроструктурой и повышенными эксплуатационными свойствами. Одним из отрицательных технологических свойств цериево-бористого чугуна является его склонность к отбелу в тонких частях отливки.

Чугун аустенитный модифицированный с большим содержанием никеля и меди применяется в износостойких и коррозионностойких насосах.

Американские, китайские и европейские фирмы отливают рабочие органы из «нирезиста» - чугуна, близкого по составу к аустенитному коррозионностойкому чугуну.

Литейные свойства цериево-бористого чугуна и аустенитного коррозионностойкого чугуна значительно отличаются: коррозионностойкий чугун обладает повышенными усадочными свойствами и имеет высокую температуру заливки.

Аустенитный коррозионностойкий чугун склонен к мартенсит- ному превращению, сопровождающемуся увеличением объема отливки при низких температурах. Поэтому весьма важным свойством аустенитного коррозионностойкого чугуна является «ростоустойчивость» при температурах минус 55-60 °С.

Порошковая технология изготовления ступеней позволяет существенно повысить КПД и напор насосов (рис. 4.28).

При этом форма напорной характеристики ступени удовлетворяет эксплуатационным требованиям освоения скважин после ремонта, хотя при этом КПД высоконапорных ступеней по сравнению с аналогичными ступенями, изготовленными по порошковой же технологии, несколько снижается.

Высокие гидравлические характеристики насосов обеспечивает материал райтон, который фирма REDA использует наряду с нирезистом для изготовления рабочих органов насосов низкой и средней производительности.

Райтон - полифенилиновая сульфидная смола (полисульфон), созданная фирмой «Philips Petroleum Со» (США) для изготовления деталей и покрытий. Материал характеризуется отличной химической сопротивляемостью и способностью не терять своих свойств при температурах выше 232 °С. Райтон используется для изготовления рабочих колес насосов. В шифрах таких насосов опущена буква «N», обозначающая нирезист, например, насос D1400.

Валы импортных насосов изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали (Nitronic 50 или эквивалентной). Материалом Муфты валов является высокопрочная нержавеющая сталь или сплав К-500 Monel.

Болты для соединения секций насоса изготавливаются из стали А] 51 3140, 4037 или 5137. Имеются также болты из сплава К-500 Monel.

Все кольцевые уплотнения отливаются из высоконасыщенного нитрила, используемого также в погружных электродвигателях.

Сетка входного модуля изготавливается из нержавеющей стали. 

Для снижения отложений солей и парафинов применяются эпоксидные и тефлоновые покрытия. Толщина эпоксидного покрытия - 0,1-0,2 мм, тефлонового - 0,025-1,8 мм. Напыление твердого покрытия (вольфрам, карбид хрома) повышает абразивостойкость ступени.

Требования к корпусам насосов

Особенности конструкции насосов, характеризующиеся большим соотношением длины к диаметру и высокими нагрузками на корпуса и валы, обуславливают высокие требования к точности их изготовления и прочностным характеристикам (табл. 4.8,4.9).

Таблица 4.8

Наименование	Технические требования фирмы Centrilift	По ТУ 14-3-1941-94
Непрямолинейность оси внутренней поверхности, мм на 1000 мм	0,08	0,15
Допуск иа внутренний диаметр, мм	0,078	0,12
Допуск на наружный диаметр, мм	0,279	0,36-0,53
Шероховатость внутренней поверхности	Ra 1,6	Ra 1,6 ...4,5
Предел текучести, МПа	550	400
Вид обработки внутренней поверхности	Хонингование, растачивание	Без обработки

Валы отечественных погружных центробежных насосов изготавливают из прутков со специальной отделкой поверхности. В качестве материалов для прутков используют коррозионностойкую высокопрочную сталь ОЗХ14Н7В (ст„=930 МПа, стт=785 МПа) и сплав Н65Д29ЮТ-ИЩ (К-монель) с пределами прочности и текучести ста=980 МПа, стт=880 МПа. Заготовки для валов (прутки) выпускаются диаметром 17,20, 22, 25, 28 и 30 мм (табл. 4.10).

Для передачи крутящего момента на рабочие колеса насоса используют шпоночное соединение. На валу фрезеруют общую шпоночную канавку, в которую закладывают чистотянутые прутки квадратной шпонки из латуни или стали. 

Осевые опоры рабочих колес выполняют в виде торцового выкупа направляющего аппарата и шайбы рабочего колеса. Материал пары трения чугун (или нирезист) - текстолит марки ПТК.

Для насосов износоустойчивого исполнения шайбы рабочих колес изготавливают из маслонефтестойкой резины (смесь 8470), а т0рцовый выступ направляющего аппарата - из стали марки 40Х с закалкой ТВЧ до HRC 48-56.

Другим вариантом является применение для износостойких насосов материалов, приведенных в таблице 4.9.

Для повышения износостойкости опор скольжения ЭЦН в ИМАШ РАН разработаны два типа конструкционной оксидной керамики: на основе диоксида циркония, стабилизированного 3% окиси иттрия, и на основе окиси алюминия, упрочненной диоксидом циркония (23,5-30%).

Для условий работы в активнокоррозионной среде фирма REDA выпускает насосы с корпусными деталями (модуль насоса, входной модуль, головка) из сплава Redalloy (редаллой), представляющего собой ферритную сталь, содержащую 0,008% углерода.

	Материал
Показатель	К-Монель (США)	ОЗХ14Н7В ТУ 14-1-3645-83	Н65Д29-ЮТ- ИШ (К-Монель) ТУ 14-1-3917-85
Максимальная кривизна на 1 м, мм	0,028	0,15	0,15
Предел прочности, МПа	1,08-1,09	не менее 0,930	0,930
Предел текучести, МПа	0,99-1,02	не менее 0,785	0,780
Относительное удлинение, %	23,3-25,6	не менее 10	ие менее 11
Относительное сжатие, %	54-54,7	не менее 50	не менее 20

 

⇐ Предыдущая21222324252627282930Следующая ⇒

Поделиться: