ПОГРУЖНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1999 года по МПК F04D13/10 F04D29/62 

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в центробежных электронасосных агрегатах, предназначенных для добычи нефти из скважин.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и глубинный насос / Бухаленко Е.И. и др. Нефтепромысловое оборудование. Справочник. М., Недра, 1990, с. 124-127/.

Недостатком известного агрегата серийного производства является низкая надежность при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах, при спуске в которые насосный агрегат подвергается значительным изгибающим нагрузкам, что ведет к изгибам валов и корпусов сборочных единиц агрегата и как следствие к повышенной вибрации при работе, снижая надежность агрегата.

Известна наиболее близкая к изобретению погружная насосная установка для наклонно направленных скважин, содержащая погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепленного фланцевой частью ко второй секции насоса /RU 94028904 А1, кл. F 04 D 13/08, 20.05.96/.

Недостатком конструкции является большое количество вводимых деталей подвижного узла, в частности пружинных стержней для предотвращения скручивания секций и кабеля и дополнительных валов с радиальными опорами и муфтами, увеличивающих ломаность продольных осей вала насосного агрегата, что вызывает увеличение вибрации, усложняющее конструкцию, приводящее к снижению надежности и долговечности всего агрегата. Кроме того внутреннее сечение агрегата уменьшается за счет расположения внутри корпуса шарнирного соединения дополнительных валов и радиальных опор этих валов с отверстиями, что значительно увеличивает гидравлическое сопротивление, снижая тем самым полезный напор насоса и уменьшая его КПД.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности погружного насосного агрегата путем исключения изгибающих нагрузок и деформаций при прохождении искривленных участков наклонно направленной скважины за счет упрощения конструкции известного подвижного соединения с использованием пружинных стержней посредством исключения пружинных стержней и дополнительных валов с радиальными опорами в подвижном соединении.

Для решения поставленной задачи в погружной насосной установке, содержащей погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепляемого фланцевой частью ко второй секции насоса, втулка-основание соединена с корпусом верхней секции посредством ввинчивания в указанный корпус, а со сферическим сегментом - посредством резьбового соединения, между сферическим сегментом и корпусом подвижного устройства установлен стопор, при этом фланцевая часть корпуса подвижного устройства закреплена к нижней секции насоса. Валы модульных секций могут быть соединены между собой шлицевой муфтой, обеспечивающей угловое смещение валов.

На чертеже изображено соединение секций насоса погружного центробежного насосного агрегата с помощью подвижного устройства.

Насосный агрегат содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой /на чертеже не показан/ и глубинный насос, состоящий из секций 8 и 10, соединенных с помощью подвижного устройства.

Подвижное устройство состоит из втулки-основания 3, с одного конца ввинченной в корпус верхней секции 10 насоса, имеющей сферический сегмент 5 с упругим уплотняющим элементом 4 и стопором 9, навинченный на резьбе на другой конец втулки-основания 3, накидной гайки 6 с резьбой, соединяющей втулку-основание 3 и сферический сегмент 5 с корпусом 7 подвижного устройства. Корпус 7 подвижного соединения имеет с противоположной стороны фланцевую часть, соединяемую с фланцем корпуса нижней секции 8 насоса. Применение упорной левой резьбы предотвращает самопроизвольный отворот накидной гайки 6. Валы 1 верхней и нижней секций 10 и 8 насоса соединяются с помощью шлицевой муфты 2 специальной конструкции, допускающей угловое смещение валов, с ограничивающим осевое перемещение штифтом 11. Стопор 9 предотвращает вращение секций насоса относительно друг друга.

Погружной центробежный насосный агрегат с подвижным устройством работает следующим образом.

Насосный агрегат в сборе опускают в скважину, при прохождении участков с большим темпом набора кривизны насосные секции 8 и 10 поворачиваются в подвижном соединении сегмента 5 и корпуса 7 устройства, следуя профилю скважины. Шлицевые части валов 1 секций 8, 10 при этом не выходят из зацепления с муфтой 2 и поворачиваются синхронно с корпусами, при этом перемещения шлицевой муфты 2 на вал 1 нижней секции 8 не происходит благодаря штифту 11. После прохождения такого участка и попадания насосного агрегата в вертикальную часть ствола скважины, секции 8 и 10 насоса под действием собственного веса и веса электродвигателя занимают первоначальное положение и располагаются вдоль прямой линии, после чего агрегат готов к запуску и выводу на режим. Уплотнение 4 обеспечивает герметизацию шарнирного соединения, а стопор 9 предотвращает осевой поворот корпусов секций 8,10 насоса относительно друг друга.

Изобретение позволяет защитить насосную установку от продольного изгиба и обеспечить надежную работу при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах.

Изобретение может найти применение в центробежных электронасосных агрегатах, предназначенных для добычи нефти из скважин. Насосная установка содержит погружной электрический двигатель и модульные секции (8), (10), соединенные между собой подвижным устройством. Устройство выполнено в виде втулки-основания (3), с одного конца соединенной с корпусом верхней секции (10) насоса посредством ввинчивания в него, а со второго - со сферическим сегментом (5) с упругим уплотнительным элементом (4) посредством резьбового соединения, и накидной гайки (6) с резьбой. Гайка (6) соединяет втулку-основание (3) с корпусом (7) подвижного устройства. Между сегментом (5) и корпусом (7) установлен стопор (9). Фланцевая часть корпуса (7) закреплена к нижней секции (8) насоса. Валы (1) секций (8) и (10) соединены шлицевой муфтой (2), обеспечивающей угловое смещение валов (1). Использование изобретения позволяет исключить воздействие изгибающих сил, возникающих при спуске агрегата в наклонно направленную скважину. 1 з.п.ф-лы., 1 ил.

1. Погружная насосная установка, содержащая погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепленного фланцевой частью ко второй секции насоса, отличающаяся тем, что втулка-основание соединена с корпусом верхней секции посредством ввинчивания в указанный корпус, а со сферическим сегментом - посредством резьбового соединения, между сферическим сегментом и корпусом подвижного устройства установлен стопор, при этом фланцевая часть корпуса подвижного устройства закреплена к нижней секции насоса. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что валы модульных секций соединены между собой шлицевой муфтой, обеспечивающей угловое смещение валов.