ГОСТ Р 55849—2013
Данная величина определяется с помощью гидравлического испытания (приложение С), которое проводится при
размерах ротора, соответствующих объемному КПД 70 %—90 % и 300 об/мин. но при температуре окружающей
среды, с применением воды, чтобы уменьшить изменения размеров эластомера статора. Указанное испытание
воспроизводит идеальный рабочий сценарий, и установленная подача обычно на 2 %—5 % ниже расчетного тео
ретического значения.
Подача винтового насоса может отличаться от измеренной на поверхности, и обычно она не статична, меня
ется на протяжении времени даже при постоянных свойствах жидкости, скважинных условиях и условиях эксплуа
тации. Объясняется это изменениями размеров эластомерного материала статора, происходящими вследствие
термального и жидкостного увеличения. Если изменения размеров из-за термического воздействия могут проис
ходить в течение нескольких часов, го изменения, связанные с увеличением жидкости, происходят постепенно,
на протяжении нескольких дней, недель и даже месяцев. Эти изменения высокочувствительны к особенностям
конструкции насоса, а в конфигурациях с более плотным слоем эластомера они демонстрируют более значитель
ные изменения. Сокращение рабочего объема по сравнению с установленным может достигать 20 %. Изменение
размеров из-за температуры может быть приблизительно рассчитано для каждого типа эластомера и соответ
ствующей геометрии конструкции. Очень трудно предположить, какими будут изменения вследствие жидкостного
увеличения, так как природа данного явления неустойчива.
Эластичная структура эластомера позволяет значительно уменьшить размеры статора при условии, что ро
тор может продолжать вращаться. Однако связанное с этим увеличение натяга в паре ротор-статор может при
вести к крутящему моменту с большим коэффициентом трения, к внутреннему теплообразованию в статоре и. в
конечном счете, к сокращению срока службы. Соответственно, для увеличения производительности принято при
спосабливать посадку ротора к планируемым размерам статора, как описано в G.4
G.3 Объемный КПД насоса
Для оценки напорной характеристики ВН необходимо учесть такие параметры, как подача насоса, частота
вращения, а также КПД насоса. ВН подвержены объемным потерям из-за утечки воды в результате комплексного
взаимодействия между конструкцией насоса, материалом статора, жидкостными характеристиками и условиями
эксплуатации.
Утечка жидкости и связанное с ней снижение КПД насоса увеличиваются с дифференциальным давлением,
уменьшаются с вязкостью жидкости и также уменьшаются с увеличением частоты вращения насоса. Кривая рас
четных характеристик, предоставленная поставщиком/изготовителем для каждой модели, отражает уровни жидко
сти в функции дифференциального давления и скорости насоса согласно 6.5.3. Когда эти кривые рассматриваются
в сочетании с мощностью насоса, имеется в виду КПД насоса. Величины, отраженные в расчетных характеристи
ках. являются номинальными значениями при идеальных условиях, тогда как фактический КПД может значительно
изменяться в зависимости от широкого диапазона потенциальных внутрискважинных и эксплуатационных условий.
Расчетные характеристики обычно определяются для конкретного насоса с его специфической конструкцией
ротор/статор на основании функционального испытания с применением воды и в диапазоне комбинаций давления
и скорости (в соответсивии с приложением С). Пропускная способность и соответствующий КПД в этих графиках
отражают размеры ротора и условия испытаний. Однако в большинстве случаев эти тестовые условия не отра
жают предполагаемых внутрискважинных условий, поскольку невозможно проводить испытания с фактическими
скважинными жидкостями. Они служат, в первую очередь, для подтверждения поставленной задачи, связанной
со стратегией выбора посадки ротора в статор. При наличии опыта результаты стендовых испытаний могут быть
истолкованы как ожидаемые рабочие параметры при внутрискважинных условиях. Поставщики/изготовители обо
рудования предоставляют руководства и средства, помогающие потребителям/заказчикам в этом процессе.
КПД обычно рвссчитывают исключительно на основе показателей поверхностной жидкости, без учета вли
яния твердых частиц и газов, а также изменений в объемах жидкости между поверхностью и забоем скважины,
вследствие разности температур и давления добытой жидкости. В результате необходимо рассчитать уровень
мулыифазной жидкости внутри скважины на приеме насоса из жидкостных и эксплуатационных параметров, пре
доставленных потребителем/заказчиком. Необходимо, чтобы данный показатель жидкости использовался
постав-щиком/изгоговителем при выборе и монтаже оборудования для обеспечения необходимого показателя
поверх ностной жидкости.
КПД. определяемый поставщиком/изготовителем на основе показателя поверхностной жидкости, представ
ляет собой комбинацию КПД насоса и коэффициента потерь, возникающих из-за разности между показателем
мультифазной жидкости на приеме насоса и уровнем поверхностной жидкости. Соответственно для определения
фактической производительности насоса необходимо откорректировать изменения количества жидкости, пода
ваемой насосом, возникающие вследствие разницы давления и температуры внутри скважины и на поверхности.
Наряду со способностью насосов создавать мулыифазную жидкость с относительно высоким содержанием газа и
твердых частиц, эти компоненты занимают объем полостей и сокращают имеющийся объем для жидкостей.
G.4 Выбор посадки ротора в статоре
Поставщиш’’изготовители пытаются оптимизировать конфигурацию насоса для определенных внутрисква
жинных условий регулировкой натяга
между
ротором и статором. Поскольку данная посадка влияет не только на
эффективность/эксплуатаиионные характеристики, но также и на срок службы насоса, следует производить регу-
53