Погружной многоступенчатый насос для добычи нефти в условиях, осложненных отложением солей


 


Владельцы патента RU 2547681:

Акционерное общество "Новомет-Пермь"(АО"Новомет- Пермь") (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным многоступенчатым центробежным насосам, предназначенным для добычи нефти в условиях, осложненных отложением солей. Погружной насос содержит ступени с рабочими колесами и направляющими аппаратами, выполненными в виде верхнего и нижнего дисков с размещенными между ними лопатками, и оснащен постоянным кольцевым магнитом. Кольцевой магнит установлен в пазухе, выполненной на наружной поверхности верхнего диска направляющих аппаратов, расположенных в нижних ступенях насоса. Количество ступеней, в которых установлены кольцевые магниты, выбрано из условия прохождения по ним нефти в течение не менее 100 секунд. Изобретение направлено на уменьшение вероятности образования отложений солей на стенках проточных каналов и увеличение надежности насоса за счет повышения эффективности магнитной обработки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружным многоступенчатым центробежным насосам, предназначенным для добычи нефти в условиях, осложненных отложением солей.

Известен погружной центробежный насос, содержащий лопастные рабочие колеса открытого типа [патент RU 2376500 С2, МПК F04D 29/22, F04D 13/10, опубл. 20.12.2009], в которых две стенки проточных каналов образованы лопастями рабочего колеса, а две другие стенки - неподвижными дисками направляющих аппаратов, т.е. проточные каналы рабочего колеса являются вентилируемыми, что уменьшает вероятность их засорения солями.

Недостатком данного насоса является малый межремонтный период из-за быстрого засорения проточных каналов направляющих аппаратов.

Известен погружной многоступенчатый центробежный насос для добычи нефти [патент RU 2446316 С2, МПК F04D 13/10, опубл. 20.08.2011], содержащий корпус с расположенным на нем пакетом ступеней, представляющим собой собранные на валу закрытые рабочие колеса и направляющие аппараты, в котором, по меньшей мере, одна ступень на нижнем конце насоса содержит магнитную систему, включающую два расположенных друг над другом постоянных кольцевых магнита, один из которых намагничен аксиально, а другой - радиально, при этом магнитная система содержит внешний ферромагнитный корпус, снабженный внутренней немагнитной трубой, формирующей безлопастной канал для прохода нефти. Наличие магнитной системы для обработки перекачиваемой жидкости предотвращает солеотложение внутри насоса.

Рядом исследователей установлено, что для эффективной магнитной обработки напряженность поля должна быть максимальна и, по крайней мере, не менее ~40 кА/м, а продолжительность обработки -100 с [Хасанов М.М, Рагулин В.В., Михайлов А.Г. и др. Воздействие магнитного поля на отложения карбонатных осадков в скважинах // Нефтегазовое дело. Электронный научный журнал. Выпуск 2/2002; Результаты использования магнитных индукторов обработки нефти при ее добыче и транспорте. / В.И. Бородин, Е.Н. Тарасов, А.В. Зимин и др. // Нефтяное хозяйство. 2004. №4. С.82-87].

Недостатками данной конструкции являются низкая эффективность магнитной обработки из-за недостаточной напряженности магнитного поля в безлопастном канале для прохода нефти, обусловленной удаленным расположением магнитов от поверхности сформированного канала и малой продолжительностью магнитной обработки из-за ограниченного числа ступеней на нижнем конце насоса, содержащих магнитную систему.

Основной технической задачей предлагаемого устройства является уменьшение вероятности образования отложений солей на стенках проточных каналов погружного многоступенчатого насоса и увеличение надежности насоса за счет повышения эффективности магнитной обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в погружном многоступенчатом насосе для добычи нефти в условиях, осложненных отложением солей, содержащем ступени с рабочими колесами и направляющими аппаратами, выполненными в виде верхнего и нижнего дисков с размещенными между ними лопатками, и постоянный кольцевой магнит, согласно изобретению постоянный кольцевой магнит установлен в пазухе, выполненной на наружной поверхности верхнего диска направляющих аппаратов, расположенных в нижних ступенях насоса, при этом количество ступеней, в которых установлены кольцевые магниты, выбрано из условия прохождения по ним нефти в течение не менее 100 секунд.

Целесообразно, чтобы кольцевой магнит был намагничен аксиально, а ступени насоса выполнены из парамагнитных материалов.

При этом в нижних ступенях насоса могут быть использованы рабочие колеса открытого типа.

Выполнение магнитной системы в виде аксиально намагниченного постоянного кольцевого магнита, расположенного в пазухе верхнего диска направляющего аппарата ступени, обеспечивает необходимую напряженность магнитного поля в проточных каналах, а установка кольцевых магнитов в нескольких ступенях увеличивает продолжительность магнитного воздействия, что повышает эффективность обработки перекачиваемой нефти.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведен разрез сборки из четырех центробежных ступеней заявляемого насоса.

Заявляемый погружной насос содержит пакет ступеней, состоящих из рабочего колеса 1 открытого или закрытого типа и направляющего аппарата 2, выполненных из парамагнитного материала. Рабочее колесо 1 закрытого типа состоит из нижнего диска 3, верхнего диска 4 и расположенных между ними лопастей 5. Область, заключенная между верхним 4 и нижним 3 дисками и лопастями 5, образует проточный канал 6 рабочего колеса 1. Направляющий аппарат 2 имеет нижний диск 7, боковую цилиндрическую стенку 8 и верхний диск 9. Между нижним диском 7 и верхним диском 9 размещены лопасти 10. Область, заключенная между верхним 9 и нижним 7 дисками и лопастями 10, формирует проточный канал 11 направляющего аппарата 2.

В пазухе 12 верхнего диска 9 на наружной поверхности, обращенной к рабочему колесу 1, установлен кольцевой магнит 13, создающий магнитное поле в проточных каналах 11 направляющего аппарата и рабочего колеса 1 напряженностью не менее 40 кА/м. Кольцевой магнит 13 намагничен аксиально и устанавливается в нижних ступенях насоса. Количество ступеней, в которых устанавливаются магниты, должно обеспечивать перекачивание по ним жидкости в течение не менее 100 секунд и рассчитывается в зависимости от времени прохождения нефтью одной ступени насоса, которое определяется исходя из подачи насоса, поперечного сечения и длины проточных каналов ступени.

Погружной насос работает следующим образом.

Поток перекачиваемой нефти поступает к рабочему колесу 1, попадает в проточный канал 6, проходя через который получает энергию за счет кинетической энергии рабочего колеса 1, затем по переходному каналу перетекает в проточный канал 11 направляющего аппарата 2. На выходе из направляющего аппарата 2 поток нефти имеет направление, близкое к осевому, и подается в проточные каналы 6 следующего рабочего колеса 1. Внутри ступени протекающая нефть обрабатывается магнитным полем высокой напряженности, созданным аксиально намагниченными кольцевыми магнитами 13, которые расположены на верхнем диске 9 направляющего аппарата 2. Магнитное поле оказывает воздействие на магнитные моменты веществ, входящих в состав перекачиваемой нефти. Воздействие магнитного поля вызывает коагуляцию ионов солей, являющихся носителями магнитных моментов, в более крупные частицы, становящиеся впоследствии зародышами кристаллизации в объеме жидкости. Благодаря чему соли, закристаллизовавшиеся в объеме жидкости, выносятся потоком жидкости из скважины. В результате вероятность отложения солей на внутренних поверхностях насоса существенно уменьшается.

1. Погружной многоступенчатый насос для добычи нефти в условиях, осложненных отложением солей, содержащий ступени с рабочими колесами и направляющими аппаратами, выполненными в виде верхнего и нижнего дисков с размещенными между ними лопатками, и оснащенный постоянным кольцевым магнитом, отличающийся тем, что постоянный кольцевой магнит установлен в пазухе, выполненной на наружной поверхности верхнего диска направляющих аппаратов, расположенных в нижних ступенях насоса, при этом количество ступеней, в которых установлены кольцевые магниты, выбрано из условия прохождения по ним нефти в течение не менее 100 секунд.

2. Погружной многоступенчатый насос по п.1, отличающийся тем, что кольцевой магнит намагничен аксиально.

3. Погружной многоступенчатый насос по п.1, отличающийся тем, что ступени выполнены из парамагнитных материалов.

4. Погружной многоступенчатый насос по п.1, отличающийся тем, что использованы рабочие колеса открытого типа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости погружными насосами. Входной модуль погружного насоса с герметичными соединениями состоит из корпуса, выполненного без смещения оси относительно элементов кожуха, с фланцами для соединения с насосом и погружным электродвигателем.

Группа изобретений относится насосостроению, а именно к погружному центробежному многоступенчатому насосу. Центробежный насос, включающий лопастные колеса, которые не соединены центральным валом.

Изобретение относится к погружным насосным установкам для эксплуатации скважин, в которых необходимо увеличить депрессию на пласт, не заглубляя погружную насосную установку, и/или с негерметичной эксплуатационной колонной.

Изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для добычи пластового флюида электроприводным насосом. Двухпакерная насосная установка включает колонну труб меньшего диаметра, размещенную концентрично или эксцентрично в колонне труб большего диаметра.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости погружными электроцентробежными и электровинтовыми насосами различных типов с погружным электродвигателем в герметичном кожухе или в других компоновках.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для эксплуатации скважин с применением электропогружных насосов. Клапан содержит соединенные между собой муфту и полый цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, сообщающиеся с надпакерным межтрубным пространством.

В заявке описан многоступенчатый погружной насос. Рабочие колеса поджимаются волнистыми пружинами (51) для удержания вращающихся лопаток (37) рабочих колес в близости к соответствующим направляющим аппаратам (21).

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Группа изобретений относится к испытаниям гидравлических машин и предназначена для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти с высокой концентрацией газа, и может быть использовано для поверхностной перекачки газожидкостной смеси. Насос включает корпус, внутри которого размещены пакеты ступеней различного типа, состоящие из направляющих аппаратов и рабочих колес, насаженных на вал (1) и вращающихся вместе с ним. На входе в насос установлен пакет (I) с осевыми ступенями, содержащими направляющие аппараты (3) и рабочие колеса (2) со спиральными лопастями, над которым расположен следующий пакет (II) - диспергатор, выполненный в виде статоров-втулок (5) и роторов (4), имеющих на поверхностях сопряжения выступы и впадины. Далее последовательно размещены пакет (III) переходных ступеней и пакеты (VI) со ступенями основного насоса центробежного типа. Проточные каналы переходных ступеней выполнены с шириной, близкой к ширине проточных каналов ступеней основного насоса. Изобретение направлено на создание погружного насоса для перекачки газожидкостных смесей, способного эффективно работать и развивать высокий напор в широком диапазоне концентраций нерастворенного газа в смеси. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к насосам центробежным модульным для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Насос содержит насосные модули (1, 2) с соединительными деталями. Детали снабжены муфтой (11) и выполнены в виде вилок (6, 7), которые снабжены наружными кольцевыми проточками под стопорное устройство. Стопорное устройство фиксируется в кольцевой проточке муфтой (11). Изобретение направлено на упрощение монтажа насоса в скважину, снижение трудоемкости и времени монтажа. 5 ил.

Cистема насоса с непосредственным приводом предназначена для использования при перекачивании жидкостей из глубоких скважин. В насосе с непосредственным приводом подшипники или втулки имеют оптимальный шаг, учитывая различные эксплуатационные соображения, такие как нагрузка, путь, давление и натяжение. Кроме того, подшипники или втулки соединены с приводной колонной, что помогает в более эффективной установке и демонтаже. Подшипники или втулки не крепятся к эксплуатационной обсадной колонне или приводной трубе. В вариантах осуществления приводная труба может иметь отверстия, и добываемая жидкость может использоваться как смазка для подшипников системы. Обеспечивается устойчивое вращение, облегчается техническое обслуживание и ремонт насосной системы. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающему электрооборудованию. Электрооборудование включает в себя установки (2) погружных электронасосов по числу скважин (1), связанные через кабель (6), и повышающий трансформатор (3) с соответствующей наземной станцией (4) управления прямого пуска, подключенной к питающей сети. Электрооборудование дополнительно снабжено управляющим контроллером (7), по меньшей мере, одной станцией (8) управления с преобразователем частоты, подключенной через дополнительный повышающий трансформатор (10) к питающей сети, и блоком (9) управляемых контакторов (11). Электродвигатели (13) насосов выполнены синхронными с постоянными магнитами на роторе. Станции (4) снабжены контроллерами (12), связанными с управляющим контроллером (7). В блоке (9) входные выводы силовых контактов контакторов (11) соединены с выходом станции (8), их выходные выводы соединены соответственно с выходом соответствующей станции (4). Управляющие цепи контакторов (11) блока (9) и станции (4) связаны с выходом контроллера (7). Изобретение направлено на повышение энергоэффективности и снижение стоимости электрооборудования куста нефтяных скважин при обеспечении возможности регулирования отбора. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных высокоскоростных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей. Ступень насоса содержит рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток. Верхний диск с осевой опорой выполнены монолитно со стаканом, стакан выполнен из перфорированного металлического цилиндра со слоем полимерного материала на его внутренней поверхности и перфорациями, заполненными полимерным материалом. На внешней стороне и/или на торце стакана выполнена круговая канавка для расположения в ней уплотнительного кольца. Верхний и нижний диски, лопатки аппарата и рабочее колесо изготовлены из полимерного материала, а поверхности трения осевых и радиальных опор выполнены в виде подшипников трения скольжения, изготовленных из износостойкого металлического сплава и/или керамики и закрепленных на поверхностях опор деталей насоса клеевым соединением и/или за счет адгезии в процессе литья или прессования полимерной детали, причем поверхности соединения подшипников с деталью выполнены в виде соединения «шип-паз». Изобретение направлено на уменьшение массы и повышение надежности работы ступени. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для эксплуатации скважин. Способ включает добычу скважинного продукта электроцентробежным насосом (ЭЦН) и выполнение ремонтно-восстановительных работ с проведением спускоподъемных операций, промывки и шаблонирования скважины, декольматацию и ввод скважины в эксплуатацию. При нарушении герметичности эксплуатационной колонны негерметичность изолируют установкой пакера на уровне ниже интервала нарушения герметичности. Проводят обследование эксплуатационной колонны с выявлением интервала негерметичности и скреперование поверхности под пакер. На поверхности скважины выполняют монтаж внутрискважинного оборудования и по мере монтажа спускают с определенной скоростью в скважину. При этом конец силового кабеля пропускают через кабельный ввод пакера и герметично соединяют с приводом ЭЦН. К насосно-компрессорной трубе (НКТ) внутрискважинного оборудования неподвижным аксиальным соединением герметично пристыковывают пакер. На пакер навинчивают сбивной клапан, свинчивают НКТ с реперным патрубком и колонной НКТ. Колонну НКТ подгоночным патрубком на резьбе герметично закрепляют планшайбой в устье скважины и скважину вводят в рабочий режим эксплуатации постепенным увеличением частоты вращения ЭЦН под контролем параметров скважинного продукта телеметрической системой. Технический результат заключается в повышении эффективности эксплуатации скважин. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к турбоустановке и способу для сообщения энергии многофазной текучей среде. Турбоустановка содержит корпус, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие, секцию осевой ступени, содержащую по меньшей мере одну осевую ступень, секцию диагональной ступени, содержащую по меньшей мере одну диагональную ступень, проточно соединенную с секцией осевой ступени, и секцию центробежной ступени, содержащую по меньшей мере одну центробежную ступень, проточно соединенную с секцией диагональной ступени. Осевая ступень характеризуется значением угла между выпускным потоком осевого рабочего колеса и осью, параллельной оси вращения вала, составляющим от 0° до 5°, диагональная ступень характеризуется значением угла от 5° до 80°, а центробежная ступень характеризуется значением угла от 80° до 90°. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области добычи углеводородов насосами различных типов с погружным электродвигателем. Cпособ обеспечивает герметичное разъемное соединение во входном модуле электрической линии погружного электродвигателя. Входной модуль насоса состоит из корпуса, выполненного без смещения оси относительно элементов кожуха, с фланцами для соединения с насосом и электродвигателем. Корпус модуля снабжен каналами для вала, для прохождения жидкости и отдельным каналом для размещения герметичной двухсторонней соединительной муфты электрического соединения электродвигателя, отверстиями для заполнения электроизоляционной жидкостью и для опрессовки соединения электрической линии. Герметичность соединения обеспечивают кольцевыми уплотнительными элементами и пробками с кольцевыми уплотнительными элементами или свинцовыми и медными прокладками или выполняют открытую полость для герметизации канала компаундом. Соединение электрической линии выполняют при помощи соединительной муфты ответными герметичными муфтами. Изобретение направлено на расширение сферы применения модуля, создание надежной конструкции герметичного соединения электрической линии, повышение ее защищенности. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Насос содержит вал, по крайней мере, одну ступень с направляющим аппаратом и рабочим колесом. Направляющий аппарат выполнен в виде цельнолитой конструкции из чугуна и состоит из обечайки, нижнего диска со ступицей, верхнего диска и лопаток. Рабочее колесо выполнено в виде цельнолитой конструкции из чугуна и содержит ведущий диск со ступицей, покрывной диск и лопасти. Между верхним диском аппарата и ведомым диском колеса, между ступицей аппарата и ведущим диском колеса установлены осевые опоры, в состав которых входят опорные шайбы. На валу для каждой ступени установлена уплотнительная втулка, длина которой составляет не менее пятидесяти процентов длины ступицы аппарата. На внутреннем диаметре ступицы аппарата, со стороны ступицы колеса, изготовлена проточка, диаметр которой заведомо больше наружного диаметра ступицы колеса. Изобретение направлено на повышение КПД центробежного насоса, его износостойкости, допустимого количества свободного газа и механических примесей, а также снижение себестоимости изготовления ступеней. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости из скважин. Модульная секция погружного центробежного насоса содержит основание и головку со встроенными радиальными подшипниками, переходники с промежуточными подшипниками, фильтроэлементы. Также секция содержит перфорированные отверстиями трубчатые элементы, расположенные между основанием и нижним переходником, между переходниками, между верхним переходником и головкой и соединенные с ними посредством резьбы. Секция имеет вал, установленный во встроенных радиальных подшипниках головки и основания и в промежуточных подшипниках с возможностью вращения. Фильтроэлементы расположены поверх переходников и трубчатых элементов, содержат по краям распорные кольца. Трубчатые элементы и переходники имеют возможность контакта наружными поверхностями с внутренними элементами фильтроэлементов. Изобретение направлено на повышение надежности, долговечности, снижения стоимости секции, увеличение межремонтного периода секции и всего насоса в целом. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх