Погружная электроцентробежная насосная установка
Изобретение относится к добыче нефти, в том числе с высоким содержанием механических примесей, из скважин погружными центробежными электронасосами. Установка содержит электродвигатель 3, охлаждаемый перекачиваемой жидкостью, и центробежный насос 1 с приемной сеткой 2 и полностью размещена внутри кожуха 5 с кольцевым зазором. К кожуху 5 снизу последовательно прикреплены клапанный узел 6, каркасно-проволочный фильтр 7 и накопитель 8. Кожух сверху прикреплен к колонне насосно-компрессорных труб. Каркасно-проволочный фильтр 7 представлен несущим стержнем, трубным каркасом и оболочкой фильтра, причем трубный каркас имеет продольные щели, а на его наружной поверхности нарезана треугольная резьба. Оболочка фильтра 7 выполнена из проволоки треугольного профиля, между витками которой имеются щели, расширяющиеся внутрь конструкции. Изобретение направлено на повышение межремонтного периода работы оборудования, более эффективное охлаждение всех нагревающихся частей погружной электроцентробежной насосной установки восходящим потоком жидкости, который подвергается перед этим предварительной очистке. 4 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти из скважин погружными центробежными электронасосами, в том числе для добычи нефти с высоким содержанием механических примесей.
Известен погружной электронасос, содержащий приводной электродвигатель, размещенный в охладительной емкости и охлаждаемый перекачиваемой жидкостью, насосный узел с приемной сеткой. Насос снабжен цилиндрической емкостью с отверстиями, выполненными на верхнем торце и верхней части боковой поверхности и сообщающими межтрубное пространство с приемом насоса. Насос размещен внутри цилиндрической емкости. Охладительная емкость выполнена открытой снизу и с отверстиями на верхнем торце и верхней части боковой поверхности. Охладительная емкость расположена под насосным узлом (см. патент на изобретение RU №2136970 C1, M. кл. F04D 13/10, 10.09.1999 г.).
Недостатком данной конструкции являются недостаточная защита насоса от попадания механических примесей, большая металлоемкость.
Задачами предлагаемого изобретения являются упрощение конструкции, предотвращение засорения насоса механическими примесями, более эффективное охлаждение насоса.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение межремонтного периода работы оборудования, более эффективное охлаждение всех нагревающихся частей погружного электронасоса восходящим потоком жидкости, который подвергается перед этим предварительной очистке. В очищенной жидкости процесс теплопередачи происходит быстрее по сравнению с жидкостью, загрязненной механическими примесями.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что погружная электроцентробежная насосная установка, начиная с ловильной головки, полностью помещена в кожух, снабженный клапанным узлом, каркасно-проволочным фильтром и накопителем. Нагрузка от данной конструкции ложится непосредственно на колонну насосно-компрессорных труб. Вибрация, возникающая в процессе работы устройства, способствует самоочистке каркасно-проволочного фильтра от механических примесей.
На фиг.1 схематично изображена погружная электроцентробежная насосная установка, на фиг.2 - крепление кожуха к насосно-компрессорным трубам, на фиг.3 - клапанный узел, на фиг.4 - каркасно-проволочный фильтр.
Компоновка включает в себя центробежный насос 1, приемную сетку 2, электродвигатель 3, кабель 4, кожух 5, снабженный клапанным узлом 6, каркасно-проволочным фильтром 7 и накопителем 8.
Крепление 9 кожуха 5 к колонне насосно-компрессорных труб 10 производится с помощью переводника 11 (фиг.2). Погружная электроцентробежная насосная установка размещена в кожухе 5 с кольцевым зазором. В нижней части кожуха 5 за счет резьбового переводника 12 крепится клапанный узел 6, который является отдельным модулем и представляет собой трубную конструкцию, полую внутри и оборудованную блоком клапанов с затворным механизмом. Клапанный узел 6 содержит пружину 13 и шар 14 клапана (фиг.3).
С помощью фланцевого соединения крепится каркасно-проволочный фильтр 7, который представлен отдельным модулем и включает в себя оболочку фильтра 15, трубный каркас 16 и несущий стержень 17.
Трубный каркас 16 имеет продольные щели 18, на наружной поверхности нарезана треугольная резьба, необходимая для фиксации оболочки фильтра 15, представленной проволокой треугольного сечения. Диаметр щели между витками проволоки подбирается расчетным путем в зависимости от производительности скважины. Профиль проволоки соединен таким образом, что щель расширяется внутрь конструкции.
С обоих концов трубный каркас 16 и несущий стержень 17 жестко закреплены в направляющих патрубках и полумуфтах, которые заканчиваются фланцевыми соединениями. Наличие несущего стержня 17 и трубного каркаса 16 придает конструкции дополнительную жесткость и предохраняет оболочку 15 каркасно-проволочного фильтра 7 от компрессионной деформации.
С верхней стороны каркасно-проволочный фильтр 7 имеет циркуляционные отверстия, что позволяет беспрепятственно попадать жидкости в клапанный узел 6 и далее внутрь кожуха 5. С нижней стороны каркасно-проволочный фильтр 7 также имеет циркуляционные отверстия, и он соединен с помощью фланцевого соединения с накопителем 8, который представлен полой трубой с заглушенным нижним концом.
В процессе работы погружной электроцентробежной насосной установки жидкость из пласта, прежде чем попасть в насос, проходит через каркасно-проволочный фильтр 7. При прохождении через каркасно-проволочный фильтр 7 ряд частиц, более мелких, чем межвитковое сечение, увлекается внутрь трубного каркаса 16 через продольные щели 18 и при столкновении встречных потоков оседает. В результате оседания мелкие частички, попавшие внутрь каркасно-проволочного фильтра 7 и потерявшие энергию, имеют возможность накапливаться в накопителе 8, оставляя при этом внутреннюю полость кожуха 5 чистой - без механических примесей. Далее восходящий поток отфильтрованной жидкости попадает в кольцевой зазор между кожухом 5 и элементами погружной электроцентробежной насосной установки, что способствует их охлаждению.
В случае засорения каркасно-проволочного фильтра 7 и получения больших гидравлических потерь срабатывает клапанное устройство, что позволяет получить приток жидкости в насос, минуя фильтр. Это дает возможность долгосрочно эксплуатировать установку, не производя затрат на подземный ремонт и простой скважин.
Благодаря тому, что щели межвиткового пространства расширяются внутрь конструкции, обеспечиваются минимальные гидравлические потери в каркасно-проволочном фильтре 7.
Каркасно-проволочный фильтр 7 предохраняет центробежный насос 1 от попадания в него механических примесей, а также создает высокую скорость движения жидкости между внутренней поверхностью кожуха 5 и корпусом электродвигателя 3, что способствует его охлаждению.
Общая длина кожуха, необходимая для размещения в нем установки электроцентробежного насоса, обеспечивается подбором количества секций.
Погружная электроцентробежная насосная установка, содержащая электродвигатель, охлаждаемый перекачиваемой жидкостью, центробежный насос с приемной сеткой, отличающаяся тем, что установка полностью размещена внутри кожуха с кольцевым зазором, к которому снизу последовательно прикреплены клапанный узел, каркасно-проволочный фильтр и накопитель, кожух сверху прикреплен к колонне насосно-компрессорных труб, каркасно-проволочный фильтр представлен несущим стержнем, трубным каркасом и оболочкой фильтра, причем трубный каркас имеет продольные щели, на его наружной поверхности нарезана треугольная резьба, причем оболочка фильтра выполнена из проволоки треугольного профиля, между витками которой имеются щели, расширяющиеся внутрь конструкции.
