ПОГРУЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации нефтяных скважин, имеющих искривленные участки или наклонный профиль.

Спускаемое в скважину погружное оборудование насос насос - газосепаратор гидрозащита электродвигатель может иметь длину, превышающую 20 метров. Провод такого оборудования через искривленные участки и наклонные скважины без деформаций и поломок является предметом данного изобретения.

Обычно в погружных установках трубы насосно-компрессорной колонны и секции погружного оборудования соединены фланцами с помощью болтов или шпилек. При спуске колонны в наклонные скважины из-за жесткого соединения в корпусах, соединениях и оборудовании возникают напряжения, приводящие к остаточным деформациям и, как следствие, к ухудшению работы погружного оборудования.

Известна гибкая колонна труб [1] в которой трубы связаны муфтой из патрубков с выступами шаровой формы. Соединение обеспечивает угловое смещение труб, а также передачу крутящего момента через выступы и пазы патрубков. Недостатком конструкции является то, что используемые для передачи крутящего момента выступы в одном патрубке и пазы в другом патрубке обеспечивают угловой разворот шарнира только в одной плоскости, а жесткость конструкции достигается цементированием.

Известна также скважинная насосная установка [2] для искривленных скважин, состоящая из телескопических труб, внутри которых размещен насосный агрегат, состоящий из модулей, валы которых последовательно соединены между собой с помощью шарниров. Эти валы на искривленных участках скважины могут повторять изгиб скважины. Недостатком конструкции является то, что при прохождении искривленных участков скважины возможны деформации и изгибы самих телескопических секций.

Технической задачей является повышение надежности и долговечности работы погружного оборудования в наклонных скважинах путем уменьшения напряжений и деформаций при прохождении оборудованием искривленных участков скважины за счет шарнирного соединения модульных секций с ограничением подвижности секций упругими пружинными стержнями, обеспечивающими гибкость модульных секций при прохождении искривленных участков и жесткость для работы насосной установки в скважине.

Для решения поставленной задачи соединяемые корпуса секций погружного оборудования имеют общую сферу, относительно центра которой происходит угловое перемещение корпусов относительно друг друга.

Корпуса стягиваются гайкой, которая навинчивается на один из корпусов и имеет общую с ним сферу.

Для ограничения углового перемещения корпусов относительно друг друга и предотвращения скручивания корпусов относительно общей оси от момента вращения, возникающего при включении электродвигателя и работе насосной установки, служат пружинные стержни. Пружинные стержни закреплены параллельно продольной оси по окружности на равном расстоянии друг от друга своими концами в торце гайки, насаженной на корпус. Ответные концы стержней входят в отверстия фланца корпуса.

Стержни в пределах допускаемых упругих изгибов ограничивают работу шарнирных соединений корпусов модульных секций, позволяя совершать им ограниченные угловые развороты в любых направлениях.

Свободные концы корпусов модульных секций установлены в хомуты для их последовательного соединения.

Для передачи момента вращения внутри модульных секций проходит продольный вал с угловым перемещением в опорах. Вал имеет внутреннюю расточку под сферу и два паза, в которые входят ролики, установленные на цапфах сферы присоединяемого вала.

Продольные валы модульных секций соединены последовательно с возможностью углового перемещения, независимо от изгиба пружинных стержней.

На фиг. 1 показаны насосно-компрессорные трубы 1, которые жестко соединены между собой, к ним присоединены модульные секции 2, 3, 4 спускаемого насосного агрегата сочленением 5 с ограниченным угловым перемещением и защитой от скручивания корпусов модулей; на фиг. 2 соединение секций с использованием пружинных стержней 11, состоящее из корпусов 6, 8, имеющих общую сферу 10, гайки 9, стягивающей корпуса, и хомутов 7, охватывающих присоединительные фланцы; на фиг. 3 соединение модульных секций, внутри которых для передачи вращения от электродвигателя проходит вал 13 в опорах 12, момент вращения передается отдельным рабочим частям погружного насоса.

Валы соединяются с возможностью углового перемещения, что обеспечивает работу в скважинах, имеющих искривленные участки и наклонный профиль.

Использование: при эксплуатации нефтяных скважин, имеющих искривленные участки или наклонный профиль. Сущность изобретения: секции погружного оборудования соединены с насосно-компрессорной трубой и между собой с возможностью ограниченного углового перемещения в пределах, допускаемых изгибом пружинных стержней. Корпус соединяемой секции, выполненный с внутренней проточкой под сферу, свинчивается накидной гайкой с наружной сферой присоединяемого корпуса. В торце накидной гайки, по окружности без зазора, параллельно продольной оси закреплены пружинные стержни, ответные концы которых зажаты в отверстиях специального фланца корпуса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Погружная насосная установка, содержащая размещенную в скважине колонну насосно-компрессорных труб, состоящую из последовательно соединенных между собой секций и расположенный на спускаемом конце колонны насосный агрегат, состоящий из модульных секций, каждая из которых содержит корпус и продольную ось и имеющих возможность ограниченного перемещения относительно друг друга, отличающаяся тем, что корпуса модульных секций связаны между собой при помощи накидной гайки, а устройство ограниченного перемещения модульных секций относительно друг друга выполнено в виде пружинных стержней, установленных параллельно продольной оси модуля, концы которых с одной стороны жестко закреплены в отверстиях корпуса, а с другой в торце накидной гайки, при этом один из стыкуемых корпусов снабжен внутренней сферической расточкой, наружной резьбой под гайку и присоединительным фланцем для хомута, а другой наружной сферической расточкой, накидной гайкой, ступицей с отверстиями под стержни и присоединительным фланцем. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что продольные оси модульных секций соединены последовательно с возможностью углового перемещения независимо от изгиба пружинных стержней. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что свободные концы корпусов модульных секций установлены в хомуты для их последовательного соединения.