Установка погружного центробежного насоса Российский патент 2003 года по МПК E21B43/00 F04B47/06 F04D13/10 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть

использовано для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в сложных геологических условиях

Известен скважинный насос, представляющий собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами, спускаемыми в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг (1). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е. И. Бухаленко, 2-е изд.., переработанное и дополненное. М.: Недра, 1990.-559 с.: ил. - аналог.

Недостатком скважинного насоса является применимость только в малодебитных скважинах и необходимость использования сложного металлоёмкого наземного оборудования (станок-качалка), а также его ограниченная применимость при большом газовом факторе и большой кривизне скважин, характерной для кустового бурения.

Целью изобретения является повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях, искривленных скважинах и при интенсивном парафиногидратоотложении.

Наиболее близким техническим решением является установка погружного центробежного насоса, в которую входит погружной электронасосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъёмных насосно-компрессорных трубах, оборудование устья, станцию управления и трансформатор, которые устанавливаются на расстоянии 20-30 м от устья скважины (2). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И. Бухаленко, 2-е изд., переработанное и дополненное. -М.: Недра, 1990.-559 с.: ил. - прототип.

Однако недостатком устройства является сниженная производительность при осложнённых геологических условиях при повышенной вязкости, значительном газовом факторе, коррозионная незащищённость нефтепромыслового оборудования, значительные отложения солей.

Цель достигается тем, что в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя, соединенных в "звезду", через диодную сборку, причем ее “положительная” клемма подключена к электроду.

Предлагаемое устройство содержит металлический изолированный от корпуса электрод, размещенный в нижней торцевой части корпуса электродвигателя, и диодную сборку, размещаемую в маслонаполненном корпусе электродвигателя и соединенную с электродом.

Предлагаемая конструкция позволит на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса. Наличие перетоков может быть объяснено, например, разностью сопротивлений трехфазных обмоток статора или неравномерностью их нагрузки вследствие несимметричности расположения установки погружного центробежного насоса в искривленной скважине. При изменении режима работы установки, например, из-за изменения пластового давления, величины газового фактора, отложениях солей и парафинов в колонне НКТ также меняется в сторону увеличения потенциала, исключая отрицательный эффект воздействия (принцип положительной обратной связи).

На чертеже схематически изображено заявляемое устройство.

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного насосного агрегата, состоящего из погружного центробежного насоса 1 и двигателя 2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе 3, спускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 4 наземного электрооборудования - трансформаторной комплексной подстанции 5, кабеля, обеспечивающего подвод энергии к электродвигателю, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6, входящими в состав насоса. В крышке 7 торцевой части корпуса электродвигателя через сальниковое уплотнительное устройство 8 наружно размещен электрод 9, электрически изолированный от корпуса электродвигателя 2 и снабженный центраторами 10. Электрод 9 через диодную сборку 11 электрически соединен с общей точкой обмоток электродвигателя, соединенных в “звезду”, причем "положительная" клемма подключается к встроенному электроду 9, а “отрицательная” - к общей точке статорных обмоток электродвигателя.

Устройство работает следующим образом. Ниже погружного центробежного насоса под действием электрического поля вода, эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей, вследствие вторичных электрических реакций разлагается на молекулы водорода Н₂ из атомов Н на катоде и молекулы кислорода O₂ из радикалов ОН на аноде. Под действием внешнего источника тока (образовавшегося вследствие перекоса фаз, связанного с их несимметричностью из-за разности сопротивлений обмоток) создаются условия разгазирования воды, эмульгированной в нефти, вследствие её электролитического разложения, с образованием газовой фазы, препятствующей отложению гидратов и солей на поверхности колонн и образованию высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На “жертвенном” электроде 9, подключенном к аноду, будут происходить реакции окисления, и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая эффект катодной защиты и предотвращение соле и парафиногидратоотложений на установке погружного центробежного насоса и поверхности НКТ.

Источники информации

1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И. Бухаленко.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1990.-559 с.: ил. стр.53-58.

2. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И. Бухаленко.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1990.-559 с.: ил. стр.113-137.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи нефти бесштанговыми насосами в сложных геологических условиях. Технический результат - повышение эффективности лифтирования в сложных геолого-технических условиях, искривленных скважинах и при интенсивном парафиногидратоотложении. Для этого установка погружного центробежного насоса состоит из погружного электронасосного агрегата, объединяющего электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах, оборудование устья, станцию управления и трансформатор. В нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя, соединенных в "звезду", через диодную сборку. Причем "положительная" клемма диодной сборки подключена к электроду. 1 ил.

Установка погружного центробежного насоса, состоящая из погружного электронасосного агрегата, объединяющего электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемых в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах, оборудование устья, станцию управления и трансформатор, отличающаяся тем, что в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя, соединенных в "звезду" через диодную сборку, причем ее "положительная" клемма подключена к электроду.