Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса



Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса
Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса
Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса
Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса

Владельцы патента RU 2677953:

Васильев Владимир Владимирович (RU)

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, а именно к устройствам газосепараторов погружных электроцентробежных насосов, предназначенных для подъема газожидкостной смеси. Впускной модуль газосепаратора состоит из корпуса в виде цилиндра с отверстиями для приема газожидкостной смеси, верхнего и нижнего переводников, соединяющих корпус с газосепаратором и гидрозащитой погружного электродвигателя, перекрывающего элемента в форме полуцилиндра, противовеса в форме эксцентриситентной втулки со смещенным центром тяжести, элементов для восприятия осевой нагрузки и подшипников, позволяющих перекрывающему элементу свободно вращаться. Перекрывающий элемент изготовлен путем нанесения полимерного материала на армирующий каркас для повышения его прочности. Противовес размещен в нижней части модуля, выполняет функцию крепления перекрывающего элемента, цапфы и обеспечивает требуемую угловую ориентацию перекрывающего элемента внутри корпуса. Изобретение направлено на создание впускного модуля газосепаратора погружного электроцентробежного насоса, обеспечивающего повышение надежной работы последнего при эксплуатации скважин с зенитными углами в зоне подвеса насоса 65-89 градусов с высоким содержанием свободного газа. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, а именно к устройствам газосепараторов погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН), предназначенных для подъема газожидкостной смеси с высоким содержанием свободного газа из скважин с зенитными углами в зоне подвеса насоса 65-89 градусов.

Известен входной модуль ЭЦН, включающий корпус с отверстиями, головку, основание, вал, установленный в подшипниках скольжения, цилиндр с впускным отверстием, имеющий за счет оснащения грузом смещенный центр тяжести и возможность вращения относительно корпуса [CN №201953369, Е21В 43/34, 2011]. Недостатком входного модуля является сложность конструкции и трудоемкость сборки из большого числа деталей.

Известен входной модуль ЭЦН, включающий корпус с отверстиями, головку, основание, установленный в подшипниках скольжения вал, и цилиндр со смещенным центром тяжести и впускным отверстием, способный к вращению относительно корпуса. Цилиндр выполнен с разной толщиной стенки по окружности, а впускное отверстие сформировано в области наибольшей толщины стенки. [RU №159496 U1, F04D 13/10, F04D 31/00, 2015]. Недостатком входного модуля является сниженная пропускная способность из-за избыточных габаритов конструкции.

Известен входной модуль ЭЦН, включающий корпус в форме трубы, содержащий впускные отверстия, ограничитель газа, представляющий собой эксцентриситентную втулку. Верхняя часть втулки выполнена в форме полуцилиндра, ось вращения которого совпадает с осью вращения насоса. Нижняя часть имеет наружную поверхность, смещенную от оси вращения дальше, чем верхняя часть. Ограничитель газа может самостоятельно ориентироваться относительно корпуса под действием силы тяжести. [US 9494022 В2, E2IB 43/128, 2016]. Недостатком входного модуля является сниженная пропускная способность и сложность конструкции.

Перечисленные выше технические решения относятся к конструкции входных модулей ЭЦН, а не к газосепараторам, однако, данные технические решения являются наиболее близкими по совокупности существенных признаков.

Впускной модуль газосепаратора с саморегулирующимся перекрывающим устройством может быть изготовлен на общеизвестном оборудовании и установлен в газосепараторах погружных электроцентробежных насосов с различным форм-фактором. Поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявленное изобретение направлено на решение задачи создания впускного модуля газосепаратора с саморегулирующимся перекрывающим устройством ЭЦН, позволяющего повысить надежность работы электроцентробежного насоса при эксплуатации в скважинах с зенитными углами в зоне подвеса насоса 65-89 с высоким содержанием свободного газа и включающего корпус, перекрывающий элемент, противовес, верхнюю опору, верхний и нижний подшипники, элементы, воспринимающие осевую нагрузку, верхний и нижний переводники.

В таком типе скважин сепарированный газ скапливается в верхней части из-за более низкой плотности, вследствие чего на искривленных участках скважин могут образовываться газовые шапки. Как результат, возникает вероятность повторного всасывания уже отсепарированного газа, что снижает эффективность сепарации газожидкостной смеси в целом. Поступление избыточного количества свободного газа из газовой шапки в ЭЦН также может привести к срыву подачи и другим осложнениям. Технический результат заключается в перекрытии доступа свободному газу во впускной модуль газосепаратора ЭЦН.

В графических материалах заявляемого изобретения представлены фигуры, где на фиг. 1 приведен общий вид впускного модуля газосепаратора ЭЦН с саморегулирующимся перекрывающим устройством, на фиг. 2 - противовес; на фиг. 3 - армирующий каркас перекрывающего элемента.

Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса с саморегулирующимся перекрывающим устройством (фиг. 1) состоит из перекрывающего элемента 5, имеющего форму полуцилиндра. Перекрывающий элемент 5 соединен с одной стороны с противовесом 4, а с противоположной - с верхней опорой 6. В свою очередь, противовес 4 соединен с нижним переводником 1 посредством нижнего подшипника 3, который может быть выполнен в форме втулки с антифрикционным покрытием рабочей поверхности. В конструкции учтены элементы, предназначенные для компенсации возможных осевых нагрузок - упорные кольца 2 и 8. Как на втулках скольжения, так и на упорных кольцах имеются специальные смазочные канавки, предназначенные для равномерного распределения смазки на рабочих поверхностях. Для дополнительной фиксации и предотвращения проворачивания, упорные кольца фиксируются установочными коническими штифтами 11. Противовес 4 выполнен в форме втулки с изменяющейся толщиной стенки и имеющей сечение в виде полумесяца (фиг. 2). Противовес размещен в нижней части впускного модуля, что позволяет улучшить угловую ориентацию перекрывающего элемента относительно корпуса, вследствие того, что центр тяжести устройства смещается вниз. Верхняя опора 6 соединена с верхним переводником 9 с помощью верхнего подшипника 7, также имеющего антифрикционное покрытие рабочей поверхности. Таким образом, перекрывающий элемент 5 имеет возможность совершать вращательные движения относительно входной части - корпуса 10. Верхняя опора 6 и противовес 4 одновременно служат креплениями для перекрывающего элемента 5, являются цапфами, а противовес 4 дополнительно обеспечивает требуемую угловую ориентацию перекрывающего элемента 5 внутри корпуса 10. Верхний переводник 9 крепится с корпусом газосепаратора ЭЦН (не указан), а нижний переводник к гидрозащите погружного электродвигателя (не указан).

Перекрывающий элемент 5 может изготавливаться из полимерных материалов путем их нанесения на предварительно подготовленный армирующий каркас 12 (фиг. 3). Рекомендуется использовать полимерные материалы с физико-химическими свойствами, соответствующими условиям эксплуатации (устойчивость к агрессивным кислотным средам, высокое содержание механических примесей и т.д.).

Армирующий каркас 12 предназначен для повышения общей прочности конструкции перекрывающего элемента. В одном из вариантов армирующий каркас 12 выполнен в форме полуцилиндра с отверстиями, равномерно распределенными по его площади. Для усиления прочности конструкции рекомендуется увеличение числа ребер жесткости армирующего каркаса 12 (как вдоль, так и поперек конструкции). Для улучшения сцепления полимерного материала с каркасом рекомендуется уменьшение площади отверстий в каркасе с последующим увеличением их общего числа.

Использование полимерных материалов, например, полиуретана, позволяет значительно снизить вес перекрывающего элемента и, как следствие, геометрические параметры противовеса, при этом сохранив высокие прочностные характеристики.

Использование полимерных материалов является одним из вариантов исполнения перекрывающего элемента впускного модуля с саморегулирующимся устройством газосепаратора и объем защиты изобретения не ограничивается описанным примером.

Устройство работает следующим образом. Впускной модуль с саморегулирующимся перекрывающим устройством, входящий в состав газосепаратора ЭЦН, спускается в скважину с зенитным углом в зоне подвеса насоса 65-89 градусов и с высоким содержанием свободного газа. При спуске электроцентробежного насоса невозможно сохранить угловую ориентацию самого модуля, вследствие воздействия различного рода сил. Однако, несмотря на вращение последнего вокруг продольной оси, перекрывающий элемент 5 постоянно занимает строго определенное положение относительно корпуса 10 впускного модуля, вследствие того, что, вес противовеса 4 распределен не равномерно по длине окружности, утяжеленная часть в форме полумесяца стремится занять нижнее положение, а участок с меньшей толщиной верхнее. В таком типе скважин сепарированный газ скапливается в верхней части из-за более низкой плотности, а жидкие углеводороды опускаются в нижнюю ее половину. Вследствие этого, через находящееся внизу отверстия в корпусе впускного модуля 10 поступают только жидкие углеводороды, а перекрывающий элемент 5, занявший верхнее положение, предотвращает попадание в полость скопившегося свободного газа. Далее жидкие углеводороды проходят процесс сепарации в газосепараторе и после поступают на прием ЭЦН. Благодаря отсутствию газа в перекачиваемой жидкости и предотвращению поступления избыточного количества свободного газа из газовой шапки в ЭЦН обеспечивается его надежная работа без срыва подачи и без снижения эффективности газосепарации.

Впускной модуль газосепаратора погружного электроцентробежного насоса с саморегулирующимся перекрывающим устройством, содержащий корпус, выполненный в форме цилиндра, имеющего отверстия для приема газожидкостной смеси, верхний и нижний переводники, предназначенные для соединения корпуса с элементами газосепаратора и гидрозащиты погружного электродвигателя, отличающийся тем, что в нем установлены перекрывающий элемент, выполненный в форме полуцилиндра, который изготавливают путем нанесения полимерного материала на армирующий каркас, предназначенный для повышения общей прочности конструкции перекрывающего элемента, противовес, выполненный в форме эксцентриситентной втулки со смещенным центром тяжести, размещенный в нижней части впускного модуля, одновременно выполняющий функции крепления перекрывающего элемента, цапфы и обеспечивающий требуемую угловую ориентацию перекрывающего элемента внутри корпуса, элементы, воспринимающие осевую нагрузку, подшипники, позволяющие перекрывающему элементу свободно вращаться относительно корпуса впускного модуля.



 

Похожие патенты:

Описан центробежный компрессор (1) влажного газа. Компрессор включает корпус (3) компрессора и по меньшей мере одну крыльчатку (9), установленную в корпусе компрессора с возможностью вращения вокруг оси (А-А) вращения.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных мультифазных насосах для откачки газожидкостной пластовой смеси. Ступень погружного мультифазного насоса содержит направляющий аппарат с верхним и нижним дисками, между которыми расположены лопатки, образуя каналы, рабочее колесо с основными лопастями, расположенными на верхней поверхности диска рабочего колеса, антифрикционную шайбу на нижней стороне диска и втулку, сопряженную через шпонку с валом.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для откачки из скважин пластовой жидкости с высоким содержанием газа. Мультифазная ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит направляющий аппарат, состоящий из корпуса в виде обечайки с буртом и нижнего и верхнего дисков с лопатками, и рабочее колесо, состоящее из ведущего и ведомого дисков с лопастями.

В настоящей заявке предложена система сжатия влажного газа, предназначенная для потока влажного газа, содержащего капли жидкости. Система сжатия влажного газа может включать трубу, компрессор, сообщающийся с трубой, и термоакустический резонатор, сообщающийся с трубой для разрушения капель жидкости в потоке влажного газа.

Изобретение относится к области водоотведения, в частности к системам откачки необезвоженных осадков сточных вод. Система включает резервуар с подводящим трубопроводом, по меньшей мере, один насос с напорным и всасывающим трубопроводами, отводящий трубопровод и воздушно-гидравлическую колонну.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к бессепарационным предвключенным устройствам для многоступенчатых погружных насосов. Устройство содержит корпус, вал с радиальной опорой, на котором закреплен диспергатор в виде пакета ступеней, состоящих из статоров-втулок и роторов-винтов, имеющих на поверхностях сопряжения выступы и впадины, и напорный блок, выполненный из пакета осевых ступеней, каждая из которых содержит помещенное в корпус рабочее колесо и направляющий аппарат с закрепленными на центральной втулке лопатками.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для откачки из скважин пластовой жидкости с высоким содержанием газа. Погружной лопастной мультифазный насос содержит n-число ступеней.

Изобретение относится к области водоотведения, в частности к системам перекачки необезвоженных осадков сточных вод, в которых могут образовываться газы брожения.

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к внутрипромысловой перекачке нефти, и, в частности, к насосному узлу для групповой замерной установки, групповой замерной установке и способу ее эксплуатации при транспортировке газожидкостной смеси с высоким газовым фактором.

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.

Группа изобретений относится к подводящему каналу (12) для корпуса улитки центробежного насоса. Канал (12) содержит первый конец (54) c первым внутренним диаметром D1 и второй конец (58) со вторым внутренним диаметром D2.

Изобретение относится к насосостроению. Направляющий аппарат (НА) центробежного многоступенчатого насоса содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ), а с другой стороны - обратными лопатками (ОЛ).

Изобретение относится к насосостроению. Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ), а с другой - обратными лопатками (ОЛ).

Изобретение относится к насосостроению. Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ), а с другой - обратными лопатками (ОЛ).

Изобретение относится к насосостроению. Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ) и обратными лопатками (ОЛ) с другой.

Изобретение относится к насосостроению. Направляющий аппарат (НА) центробежного многоступенчатого насоса содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ) и обратными лопатками (ОЛ) с другой, сопряженными с НЛ по внешнему диаметру диска с образованием направляющих каналов и обратных каналов.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям направляющих аппаратов (НА) многоступенчатых центробежных насосов. НА содержит диск с выполненными с одной стороны диска направляющими лопатками (НЛ) и выполненными с другой стороны диска обратными лопатками (ОЛ).

Изобретение относится к электротехнике. Вентиляционное устройство (1) снабжено по меньшей мере одним блокирующим элементом (А, В) для закрепления вентиляционного устройства на имеющем переднюю и заднюю сторону участке (3) стенки электрошкафа.

Радиальный компрессор (10) с направляющим аппаратом (1), выполненным в виде входного направляющего аппарата (1), в частности, для компрессора (10), с по меньшей мере одной лопаткой (4), имеющей обтекаемое текучей средой (2) перо (3) лопатки, с регулировочным устройством (12) для регулировки лопатки (4), отличающийся тем, что прогиб (5) средней линии (6) профиля пера (3) лопатки имеет точку (7) перегиба, причем перо (3) лопатки выполнено таким образом, что длина хорды (8) профиля пера лопатки изменяется по его длине (9), причем перо (3) лопатки выполнено таким образом, что изменяется также толщина (11) профиля с изменяющейся длиной хорды (8) профиля пера (3) лопатки по длине (9) пера (3) лопатки, что соответственно изменению длины хорды профиля также изменяется толщина (11) профиля.

Группа изобретений относится к выпускной головке и вертикально подвешенному насосу, имеющему такую головку. Выпускная головка (10) содержит монтажную плиту (22) двигателя и опорную плиту (24), жесткие элементы (12, 14), имеющие корпус (14) подшипника и опору (12) двигателя с опорными стойками (12а, 12b, 12c, 12d), выполненными с возможностью соединения монтажной плиты (22) двигателя и опорной плиты (24) и имеющими распорки (15а, 15b, 15c, 15d), выполненные с возможностью соединения корпуса (14) подшипника и опорных стоек (12a, 12b, 12c, 12d).

Устройство для удаления посторонних предметов из воздушного потока в ступени осевого компрессора или привтулочной зоны вентиляторной ступени газотурбинного двигателя, у которого геометрия рабочих лопаток первой ступени компрессора или вентилятора выполнена таким образом, что посторонние предметы получают воздействие от вращающихся лопаток компрессора или вентилятора, достаточное для перемещения их в радиальном направлении за пределы расположенного сзади направляющего аппарата, и удаляются в отводной кольцевой канал, расположенный снаружи направляющего аппарата, или в наружный тракт вентиляторного двигателя.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, а именно к устройствам газосепараторов погружных электроцентробежных насосов, предназначенных для подъема газожидкостной смеси. Впускной модуль газосепаратора состоит из корпуса в виде цилиндра с отверстиями для приема газожидкостной смеси, верхнего и нижнего переводников, соединяющих корпус с газосепаратором и гидрозащитой погружного электродвигателя, перекрывающего элемента в форме полуцилиндра, противовеса в форме эксцентриситентной втулки со смещенным центром тяжести, элементов для восприятия осевой нагрузки и подшипников, позволяющих перекрывающему элементу свободно вращаться. Перекрывающий элемент изготовлен путем нанесения полимерного материала на армирующий каркас для повышения его прочности. Противовес размещен в нижней части модуля, выполняет функцию крепления перекрывающего элемента, цапфы и обеспечивает требуемую угловую ориентацию перекрывающего элемента внутри корпуса. Изобретение направлено на создание впускного модуля газосепаратора погружного электроцентробежного насоса, обеспечивающего повышение надежной работы последнего при эксплуатации скважин с зенитными углами в зоне подвеса насоса 65-89 градусов с высоким содержанием свободного газа. 2 ил.

Наверх