ГОСТ Р 56830-2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Установки скважинных электроприводных лопастных насосов. Общие технические требования

Приложение Е

(справочное)

 

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НАСОСА НА МАСЛЕ И ПЕРЕСЧЕТА

ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСА С МАСЛА НА ВОДУ

 

Методика заключается в снятии напорных и энергетических характеристик ЭЛН на масле и пересчет их на воду. Методика распространяется на насосы следующих конструкций: центробежные, центробежно-радиальный, диагональные.

Е.1 Требования к стенду

Е.1.1 Стенд должен быть аттестован, а привод должен иметь известную нагрузочную характеристику (если потери насоса определяют через потери в приводе).

Е.1.2 Стенд для испытаний должен быть оборудован малоинерционными датчиками температуры на входе и выходе из насоса.

Е.1.3 В каждом конкретном замере необходимо фиксировать одновременно температуру на входе и выходе ЭЛН.

Е.1.4 Манометры для замера давления на входе и выходе из насоса должны иметь класс точности 0,4 - 0,6, расходометры - класс точности 0,6 - 1,0.

Е.1.5 Необходимо измерять частоту вращения вала насоса.

Е.1.6 Стенд должен обеспечивать измерение следующих параметров:

а) давление на входе и выходе из насоса;

б) температуру жидкости на входе и выходе из насоса;

в) измерение потребляемой мощности насоса одним из способов:

1) путем измерения момента, передаваемого на насос приводом;

2) путем измерения потребляемой мощности привода;

г) подачу насоса;

д) частоту вращение вала насоса.

Е.1.7 Конструкция стенда должна обеспечивать отсутствие пузырьков воздуха в масле при проведении испытаний за счет:

- возврата жидкости с выхода насоса под зеркало жидкости в баке стенда;

- удаления воздуха из воздушных карманов всасывающего и нагнетательного трубопроводов при заполнении стенда маслом.

Е.2 Требования к испытательной жидкости

Е.2.1 Жидкость должна иметь однородную структуру. Не допускается использование жидкостей, которые при работе насоса или при хранении разделяются на разные фракции.

Е.2.2 Температура жидкости при испытании не должна превышать 50 °C.

Е.2.3 В качестве консервационной жидкости рекомендуется применять масло И-5А по ГОСТ 20799 с добавлением 5% присадка АКОР-1 по ГОСТ 15171.

Е.2.4 Используемое масло должно иметь кинематическую вязкость не более 15 мм²/с при температуре 40 °C.

Е.2.5 Перед испытаниями необходимо определять экспериментальные характеристики зависимости плотности и кинематической вязкости масла от температуры.

Е.3 Последовательность испытаний и пересчета характеристик насоса

Е.3.1 Заполняют стенд маслом. Удаляют воздух из воздушных карманов всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Это должно обеспечиваться конструкцией стенда.

Е.3.2 Проводят обкатку согласно 6.6.10.

Е.3.3 Проводят испытание насоса с изменением подачи от минимальной до максимальной.

Давление , развиваемое насосом на масле, находят по формуле

 

, (И.1)

 

где P_вых - давление на выходе из насоса;

P_вх - давление на входе в насос.

При обработке экспериментальных данных сначала находят среднюю температуру масла в насосе t_ср по формуле

 

. (И.2)

 

Затем по характеристикам плотности и кинематической вязкости определяют средние значения плотности и вязкости в насосе при температуре t_ср.

Следующим шагом является расчет напора насоса на масле по выражению

 

, (И.3)

 

где g - ускорение свободного падения.

Затем вычисляют значения КПД насоса на масле 

 

. (И.4)

 

При подстановке значений в формулу (Н.4) необходимо перевести из кгс/см² в Па, - из м³/сут/ в м³/с, - из кВт в Вт.

Для того чтобы привести параметры характеристик к единой частоте вращения (например, к n' = 2910 об/мин), необходимо выполнить следующие вычисления

 

, (И.5)

 

, (И.6)

 

, (И.7)

 

где , , - соответственно подача, напор и потребляемая мощность на масле, приведенные к частоте вращения вала n'.

Строят характеристики насоса на масле по полученным значениям , и от .

Е.3.4 Далее производят пересчет характеристики с масла на воду.

Е.3.4.1 Находят величину коэффициента подачи , для чего переводят сначала значения из м³/сут в м³/с.

Вычисляют угловую частоту вращения вала насоса по формуле

 

, (И.8)

 

где n' - приведенная частота вращения насоса.

Затем рассчитывают значения модифицированного числа Re_ц по формуле (И.9), подставив в нее значения вязкости , переведенные из мм²/с в м²/с

 

, (И.9)

 

где Q_{в опт.} - подача оптимального режима насоса на воде в м³/с (точка максимума КПД), если она известна.

Если оптимальная подача насоса на воде неизвестна, то она может быть определена решением уравнения

 

. (И.10)

 

Значение - подача оптимального режима насоса, определенная по проведенным испытаниям на масле.

Значение определяют по выражению

 

. (И.11)

 

Затем находят значения соответствующей подачи Q_в на воде для каждого из режимов по формуле

 

. (И.12)

 

Е.3.4.2 Рассчитывают по формуле (И.13) и значения напора на воде H_в по формуле И.14

 

, (И.13)

 

. (И.14)

 

Е.3.4.3 Рассчитывают по формулам И.15, И.16 и КПД на воде по уравнению И.17

, если Re_ц < 4624, (И.15)

, если Re_ц >= 4624, (И.16)

 

. (И.17)

 

Е.3.4.4 Далее рассчитывают значения потребляемой на воде мощности N_в по формуле

 

, (И.17)

 

где .

Е.3.5 По полученным параметрам Q_в, H_в, N_в, строят напорную и энергетические характеристики насоса на воде.