МАЛОГАБАРИТНИЙ ОСЬОВИЙ СТУПІНЬ СВЕРДЛОВИННОГО НАСОСА З ПІДВИЩЕНОЮ ЕНЕРГЕТИЧНОЮ ЕФЕКТИВНІСТЮ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведені кваліфікаційні ознаки дисертації і сформульовано напрямок досліджень, пов'язаний зі створенням малогабаритного осьового ступеня низької швидкохідності, що дозволить підвищити енергетичну ефективність використання свердловинних насосів та зменшити витрати на створення систем артезіанського водопостачання.

У першому розділі виконано аналіз стану ринку насосного обладнання для свердловин в Україні, умов використання багатоступінчастих заглибних насосів для систем свердловинного водопостачання, ускладнень, пов’язаних з їх проектуванням, виготовленням та експлуатацією.

У загальному випадку вартість системи свердловинного водопостачання залежить від двох основних складових:

-                витрат на будівництво та облаштування свердловини. За даними вітчизняних науковців ці витрати зростають приблизно у кубічній залежності від діаметра свердловини;

-                вартості експлуатації насосної установки, що визначається в основному вартістю спожитої електроенергії.

Отже, можна зробити висновок, що доцільно зменшувати діаметр свердловини або підвищувати подачу насоса при заданому діаметрі свердловини за умови збереження рівня ККД насоса, якого було досягнуто для менших подач.

На сьогодні свердловинні насоси, що забезпечують максимально високі подачі, мають діагональну проточну частину. Для насосів такого типу характерні, по-перше, складна просторова форма лопатей робочих коліс та лопаток напрямного апарата, а по-друге, – значні осьові габарити. Усе це негативно позначається на металомісткості насоса, технологічності конструкції, а отже, і на вартості його виробництва.

Подальше  підвищення подач діагонального свердловинного насоса при обмежених радіальних габаритах неминуче призводить до зниження його ККД унаслідок подальшого збільшення просторовості каналів проточної частини та їх довжини.

Як альтернативу діагональним ступеням при підвищенні подачі свердловинних насосів в обмежених діаметральних габаритах пропонується використовувати розроблені на кафедрі прикладної гідроаеромеханіки Сумського державного університету малогабаритні осьові ступені низької швидкохідності з n_s = 250 – 400 на відміну від класичних осьових насосів з n_s = 700 – 1000.

Використання осьових проточних частин в насосах має досить довгу історію, пов’язану з розвитком аналогічних їм гідротурбін. Перші відомі спроби створення багатоступінчастих насосів осьового типу для свердловин були виконані в 70-х роках минулого століття у працях Папіра А. Н. Однак, недосконалість тогочасного технологічного оснащення не дозволила створити якісний дослідний зразок насоса. Звичайно, це негативно позначилося на його напірних та енергетичних характеристиках. Тому дослідження в цьому напрямку було призупинене, а створена конструкція так і залишилася на рівні дослідного зразка.

Багатоступінчасті осьові насоси використовуються в паливних насосних агрегатах ракетних рідинних двигунів, для перекачування рідин із твердими включеннями та газорідинних сумішей. У працях Єліна О. В., Каплуна І. П. та Шепеленка О. О. була розроблена теорія розрахунку та проектування осьових шнекових насосних ступенів свердловинних насосів для нафтовидобувної галузі.