НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2012 года по МПК F04D13/00 F16L27/06 

Изобретение относится к погружным секционным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.

Известен секционный насос с шарнирным сочленением по патенту RU 2122142 С1, МПК⁶ F04D 013/10, F04D 029/62.

Основной его недостаток заключается в том, что для передачи крутящего момента от секции к секции используются шпонки. Шпонки из-за не точности изготовления не в состоянии одновременно все передавать крутящий момент. Только не более двух шпонок одновременно могут нести нагрузку. Поэтому большое количество мелких шпонок будут одна за другой выходить из строя. Применение крупных шпонок в меньшем количестве требует значительных зазоров между ними и их пазами, чтобы создать угол поворота секций относительно друг друга, соответствующий кривизне скважины. Повышенный зазор и крупные шпонки увеличивают габаритные размеры деталей шарнирного сочленения. Это уменьшает проходное сечение насоса при неизменном диаметральном габарите и приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и снижению коэффициента полезного действия.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гибкая шарнирная муфта, известная по патенту RU 2230233 С2, МПК⁷ F04D 013/10, F04D 029/62 от 11.09.2002 г., содержащая два корпуса, соединенных между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью. Причем корпуса муфты расположены внутри герметичного гофрированного металлорукава, а кольцо и пальцы образуют крестовину, соединяющую корпуса муфты.

Основной недостаток этого устройства заключается в том, что металлорукав либо увеличивает диаметральный габарит насоса, и насос не помещается в скважине, либо уменьшает проходное сечение насоса. Что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления шарнирной муфты и снижению коэффициента полезного действия насосной установки.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в снижении гидравлического сопротивления шарнирных муфт при неизменном диаметральном габарите и повышении коэффициента полезного действия насосной установки.

Указанная задача решается тем, что герметичность шарнирной муфты обеспечивается втулкой, снабженной уплотнениями с обоих концов и установленной между сферическими поверхностями полумуфт и спаренной вилки.

Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена насосная установка с секциями, соединенными между собой шарнирными муфтами;

на фиг.2 представлен продольный разрез головки секции, выполненной в виде шарнирной муфты;

на фиг.3 и фиг.4 представлены увеличенные фрагменты сопряжения втулки и сферических поверхностей полумуфт;

на фиг.5 представлен продольный разрез головки секции, выполненной в виде сдвоенной шарнирной муфты;

на фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9 представлены увеличенные фрагменты сопряжения втулки и сферических поверхностей полумуфт.

Насосная установка (фиг.1) включает секции 1, содержащие основание 2 и головку 3, установленные в корпус секции 1 и соединенные между собой, например, болтами (не показано). Секциями насосной установки могут быть как насосные модули, так и газосепаратор, гидрозащита, электродвигатель и др.

Головка 3 (фиг.2) выполнена в виде шарнирной муфты, состоящей из полумуфт 4 и 5, соединенных между собой крестовиной, выполненной в виде втулки 6 с радиальными отверстиями и пальцев 7, установленных в эти отверстия. Втулка 6 по краям снабжена уплотнениями 8 (фиг.3 и фиг.4), перекрывающими зазоры между втулкой 6 и сферическими поверхностями 9 и 10 соответственно полумуфт 4 и 5. В связи с тем, что втулка 6 одновременно является деталью крестовины и элементом уплотнения, походное сечение шарнирной муфты не уменьшается при ее герметизации и гидравлическое сопротивление не увеличивается.

На фиг.5 головка 3 выполнена в виде сдвоенной шарнирной муфты со спаренной вилкой 11 и позволяет выполнять как угловое, так и линейное относительное смещение секций. На фиг.6, фиг.7, фиг.8 и фиг.9 показаны увеличенные фрагменты сопряжения втулки 6, снабженной уплотнениями 8, и сферических поверхностей 9 и 10. Для устранения воздействия давления перекачиваемой жидкости на пальцы крестовины, внутри крестовины может быть установлена дополнительная втулка (не показано).

Работает насосная установка следующим образом:

- после спуска насосной установки в искривленную скважину она за счет шарнирных головок 3 приобретает форму скважины. При этом исключаются изгибающие напряжения конструкции. С помощью гибкого вала (не показано) передается крутящий момент от двигателя к рабочим органам (не показано) и перекачиваемая жидкость поступает сквозь герметичные шарнирные муфты из скважины. Так как проходное сечение шарнирных муфт не уменьшилось при их герметизации, то и гидравлические потери не возросли.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в снижении гидравлического сопротивления шарнирных муфт при неизменном диаметральном габарите и повышении коэффициента полезного действия насосной установки.

Изобретение относится к насосным установкам. Насосная установка содержит секции, сочлененные между собой шарнирными муфтами, полумуфты которых снабжены сферическими поверхностями и соединены крестовиной, выполненной в виде втулки и пальцев. Герметичность шарнирной муфты обеспечивается втулкой, снабженной уплотнениями с обоих концов и установленной между сферическими поверхностями полумуфт и спаренной вилки. Изобретение обеспечивает снижение гидравлического сопротивления шарнирных муфт при неизменном диаметральном габарите и повышает коэффициент полезного действия насосной установки. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Насосная установка, содержащая секции, сочлененные между собой шарнирными муфтами, полумуфты которых снабжены сферическими поверхностями и соединены крестовиной, выполненной в виде втулки и пальцев, отличающаяся тем, что герметичность шарнирной муфты обеспечивается втулкой, снабженной уплотнениями с обоих концов и установленной между сферическими поверхностями полумуфт и спаренной вилки.

2. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что в крестовине установлена дополнительная втулка для устранения давления перекачиваемой жидкости на пальцы.