Установка электроцентробежного насоса Российский патент 2024 года по МПК F04D13/10 E21B43/38 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) для добычи нефти из скважин в условиях высокого газового фактора.

Эксплуатация добывающих скважин с помощью УЭЦН является одним из основных способов механизированной добычи нефти как в Российской Федерации, так и за рубежом. В связи с проводимыми мероприятиями по оптимизации отбора и снижению забойного давления при эксплуатации скважин с помощью УЭЦН одной из проблем является высокое содержание газа на приеме, которое приводит к нестабильной работе ЭЦН, снижению его ресурса, аварийным остановкам.

Одним из распространенных способов повышения надежности работы УЭЦН является оборудование УЭЦН кожухом для повышения охлаждения электродвигателя за счет увеличения скорости потока пластовой жидкости, омывающей электродвигатель. Корпус для кожуха выполняется в виде трубы, с возможностью размещения внутри него входного модуля и электродвигателя с протектором таким образом, чтобы обеспечить движение потока пластовой жидкости через зазор между корпусом и электродвигателем. Применение кожуха оказывается недостаточно эффективным при низком забойном давлении и высоком газовом факторе, так как свободный газ, скапливающийся внутри кожуха также приводит к нестабильной работе ЭЦН, срывам подачи, снижению надежности.

Известна глубинно-насосная установка (патент RU № 2586349, МПК Е21В 43/00, Е21В 43/38, опубл. 10.06.2016 в бюл. № 16), включающая штанговый насос, трубу-хвостовик с обратным клапаном, установленные на пакере, причём что коммутатор, насаженный на упоры трубы-хвостовика, гидравлически соединяет упомянутую трубу-хвостовик через обратный клапан, установленный на его верхнем конце, с трубой-свечой, длина которой превышает расстояние от динамического уровня до глубины подвески насоса, при этом труба-хвостовик с трубой-свечой образуют гидравлический канал сообщения забоя скважины с затрубным пространством, параллельно трубе-свече на верхней полумуфте упомянутого коммутатора установлен штанговый насос, при этом нижний торец коммутатора выполнен в виде усеченного конуса с основанием, направленным вниз, а по наружному диаметру снабжен центраторами.

Недостатками данной установки являются низкая производительность из-за применения штангового насоса, высокая аварийность из-за применения пакера, что может привести к осложнениям, как при установке, так и при срыве пакера. Применение трубы-свечи для УЭЦН не применимо в связи с габаритами ЭЦН и двигателя, кроме того приведет к отказу погружного электродвигателя (ПЭД) из-за перегрева в следствие поступления жидкости в прием насоса, миную ПЭД.

Известна установка электроцентробежная насосная (патент RU № 2737805, МПК E21B 43/38, опубл. 03.12.2020 в бюл. №34), включающая устьевое оборудование, пульт управления, колонну насосно-компрессорных труб, установленные на колонне в скважине последовательно снизу вверх электрический центробежный насос - ЭЦН, снабженный датчиками давления, кабелем, параллельный якорь, на котором параллельно зафиксировано сверху вниз патрубок раструб, геликоидным патрубком, патрубок, пакер, при этом вход ЭЦН, располагается выше пакера, а выход патрубка расположен выше входа насоса, а вход сообщен с подпакерным пространством скважины, отбор дегазированной продукции пласта насосом по колонне насосно-компрессорных труб, а газа - из затрубного пространства.

Недостатком данной установки является быстрый выход из строя УЭЦН из-за недостаточного охлаждения электродвигателя, так как поступление жидкости к приему ЭЦН происходит через патрубок, выход которого расположен над ЭЦН и ПЭД.

Наиболее близкой по конструкции является установка электроцентробежного насоса (патент RU № 2773996, МПК F04D 13/10, опубл. 14.06.2022 в бюл. №17) включающая электроцентробежный насос с погружным электродвигателем в герметичном кожухе, силовой кабель с кабельным вводом. Электроцентробежный насос расположен над кожухом герметичным с погружным электродвигателем; кожух герметичный своей верхней частью охватывает приемную часть с входным модулем электроцентробежного насоса; входной модуль дополнительно снабжен плотно прилегающей к модулю кабельной манжетой, герметизирующей жилы кабеля питания установки; входной модуль скреплен с кабельной манжетой охватывающим их герметизирующим кольцом, перекрывающим кольцевой зазор между внутренней поверхностью кожуха и входным модулем с прикрепленной кабельной манжетой.

Недостатком установки является низкая эффективность при высоком газовом факторе, так как свободный газ, скапливающийся внутри кожуха приводит к нестабильной работе ЭЦН, срывам подачи, снижению надежности.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы УЭЦН при добыче нефти в условиях высокого газового фактора за счет сепарации газа перед поступлением жидкости в ЭЦН и увеличения скорости потока пластовой жидкости, омывающей электродвигатель.

Технический результат достигается установкой электроцентробежного насоса, включающей электродвигатель с гидрозащитой и входным модулем, размещенными внутри кожуха, насосные секции, колонну насосно-компрессорных труб со сбивным и обратным клапанами, кабель.

Новым является то, что нижняя часть кожуха через переводник последовательно соединена с байпасным клапаном и внутренней трубой, соединяемой с переводной муфтой, при этом переводная муфта выполнена с радиальными отверстиями и с двумя внутренними резьбовыми выводами, в которые установлены верхняя и нижняя наружные трубы, верхняя наружная труба обращена открытой частью к устью скважины, а нижняя - заглушена.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки, на фиг. 2 изображен разрез переводной муфты с радиальными отверстиями,где электродвигатель - 1, гидрозащита - 2, входной модуль - 3, кожух - 4, насосные секции ЭЦН - 5, колонна НКТ - 6, обратный клапан - 7, сбивной клапан - 8, кабель - 9, переводник - 10, байпасный клапан - 11, внутренняя труба - 12, переводная муфта - 13, радиальные отверстия - 14, верхняя наружная труба - 15, нижняя наружная труба - 16, заглушка - 17.

Установка электроцентробежного насоса состоит из электродвигателя 1 с гидрозащитой 2 и входным модулем 3, размещенными внутри кожуха 4, насосные секции ЭЦН 5, колонну НКТ 6 со сбивным 8 и обратным 7 клапанами, кабель 9.

Нижняя часть кожуха 4 через переводник 10 последовательно соединена с байпасным клапаном 11 и внутренней трубой 12, соединяемой с переводной муфтой 13.

При этом переводная муфта 13 выполнена с радиальными отверстиями 14 и с двумя внутренними резьбовыми выводами (на фиг. 1,2 не показаны), в которые установлены верхняя 15 и нижняя 16 наружные трубы.

Верхняя наружная труба 15 обращена открытой частью к устью скважины (на фиг. 1, 2 не показано), а нижняя 16 - заглушена.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

При работе УЭЦН газ из-за изменения направления потока жидкости в зоне открытой части верхней наружной трубы 15 отделяется от жидкости и поступает в затрубное пространство, а жидкость через радиальные отверстия 14 переводной муфты 13 в нижнюю наружную трубу 16, где из-за изменения направления потока жидкости крупные механические примеси осаждаются над заглушкой 17. Далее жидкость по внутренней трубе 12 и кожуху 4 поступает через входной модуль 3 в насосные секции ЭЦН 5 и далее по колонне НКТ 6 поднимается к устью скважины.

Байпасный клапан 11, открывающийся при перепаде давления 0,3 МПа, предназначен для исключения риска срыва подачи в случае засорения радиальных отверстий 14 механическими примесями или отложениями.

Таким образом, предлагаемая установка повышает надежность работы УЭЦН при добыче нефти в условиях высокого газового фактора за счет сепарации газа перед поступлением жидкости в ЭЦН и увеличения скорости потока пластовой жидкости, омывающей электродвигатель.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) для добычи нефти из скважин в условиях высокого газового фактора. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы УЭЦН при добыче нефти в условиях высокого газового фактора за счет сепарации газа перед поступлением жидкости в ЭЦН и увеличения скорости потока пластовой жидкости, омывающей электродвигатель. Установка электроцентробежного насоса включает электродвигатель с гидрозащитой и входным модулем, размещенными внутри кожуха, насосные секции, колонну насосно-компрессорных труб со сбивным и обратным клапанами, кабель. Нижняя часть кожуха через переводник последовательно соединена с байпасным клапаном и внутренней трубой, соединяемой с переводной муфтой, при этом переводная муфта выполнена с радиальными отверстиями и с двумя внутренними резьбовыми выводами, в которые установлены верхняя и нижняя наружные трубы, верхняя наружная труба обращена открытой частью к устью скважины, а нижняя - заглушена. Таким образом, предлагаемая установка повышает надежность работы УЭЦН при добыче нефти в условиях высокого газового фактора за счет сепарации газа перед поступлением жидкости в ЭЦН и увеличения скорости потока пластовой жидкости, омывающей электродвигатель. 2 ил.

Установка электроцентробежного насоса, включающая электродвигатель с гидрозащитой и входным модулем, размещенными внутри кожуха, насосные секции, колонну насосно-компрессорных труб со сбивным и обратным клапанами, кабель, отличающийся тем, что нижняя часть кожуха через переводник последовательно соединена с байпасным клапаном и внутренней трубой, соединяемой с переводной муфтой, при этом переводная муфта выполнена с радиальными отверстиями и с двумя внутренними резьбовыми выводами, в которые установлены верхняя и нижняя наружные трубы, верхняя наружная труба обращена открытой частью к устью скважины, а нижняя – заглушена.