Источник: http://www.imash.ru/conf/tesys/sec1/index.shtml
Вопросы надежности установок электро-центробежных насосов (УЭЦН), которыми добывается свыше 60% нефти в России, являются существенными, т.к. действующее оборудование показывает недостаточные результаты по своей наработке на отказ. По критерию прочности происходит 3-5% отказов УЭНЦ, наиболее тяжелых по своим последствиям. Одним из факторов, влияющих на надежность УЭНЦ, является его динамика. Характер износа радиальных опор ступеней насосов, поднятых из скважин, свидетельствует о сложных формах движения вала /1/. Эволюция динамики насоса связана с износом направляющих втулок, определяющих дисбаланс вращающихся частей насоса. Из-за сложности самого насоса, а также условий его работы не представляется возможным его прямое исследование. Поэтому возникает необходимость создания математической модели, описывающей его динамику.
Проблемный момент – взаимодействие вращающегося вала с рабочими колесами и корпуса через радиальные опоры. Для решения этой задачи в лаборатории “Узлов трения для экстремальных условий” ИМАШ РАН создана экспериментальная установка (Рис.1).
Основной задачей проводимого эксперимента является получение математической модели взаимодействия вала экспериментальной установки с корпусом. Поскольку невозможно изучить непосредственно поведение вала установки, сначала считываются все необходимые данные с корпуса снаружи (АЧХ, траектории движения). При этом предполагается установка на вал обычных дисков и дисков с заранее известными дисбалансами. Изменяемые параметры модели – угловая скорость вращения вала, вязкость масла, контролируемые величины дисбалансов, величина изгиба корпуса.
На первом этапе на валу будут стоять обычные диски и при разных скоростях вращения вала в четырех точках на корпусе датчиками в двух плоскостях будут сниматься вышеперечисленные характеристики. На следующих этапах на вал в определенном порядке будут ставиться диски с заранее известными дисбалансами с проведением тех же измерений.
С другой стороны, как бы «изнутри» планируется создать несколько математических моделей, описывающих поведение вала с дисками и его взаимодействие с корпусом. Далее модель, наиболее схожая по результатам расчета с результатами эксперимента, будет выбираться за основу для расчета реального насоса.
Рисунок 1 – 1 – устройство осевого растяжения; 2 – рама; 3 – корпус с валом и установленными на него дисками, опорными втулками и моделями направляющих аппаратов; 4 и 7 – опоры; 5 – привод регулируемый; 6 – устройство для изгиба корпуса