Скважинный насосный агрегат Советский патент 1981 года по МПК F04D13/10 F04D31/00 

Изобретение относится к гидромаши ностроению, более конкретно к погружным скважинным насосным агрегатам предназначенным для подъема на поверхность газожидкостных смесей. Известен скважинный насосный агре гат, содержащий центробежный насос с корпусом, соединенным колонной подъемных труб, и размещенными в нем рабочими колесами, электродвигатель расположенный со стороны входного патрубка, и трубку для подачи перекачиваемой среды, расположенную с наружной стороны корпуса насоса .11 Известный агрегат обеспечивает продувку газовой пробки, поступившей на вход насоса, но расход смеси при этом велик, что снижает объемный КПД насоса. Наиболее близкий к предлагаемому скважинный насосный агрегат содержит центробежный насос с корпусом, соединенным с колонной подъемных тру и размещенными в нем рабочими колесами, электродвигател.ь, расположенный со стороны входного патрубка насоса, и установленную в патрубке коническую втулку, образующую с валом кольцевое сопло, ко входу которо Io подключена нижним концом трубка для подачи перекачиваемой среды, расположенная с наружной стороны корпуса насоса 2. Недостатком известной конструкции является недостаточная надежность работы агрегата при перекачивании газожидкостных смесей, так как возможен срыв подачи насоса поступающим на его прием свободным газом (газовой пробкой). Кроме того, постоянныйперепуск газожидкостной смеси на прием насоса снижает объемный КПД насоса. Цель изобретения - повышение надежности работы агрегата при перекачивании газожидкостных смесей путем предотвращения срыва подачи смеси газом. Указанная цель достигается тем, что верхний конец трубки подключен к полости колонны труб на выходе из насоса, а в корпусе за одним из рабочих колес, кроме последнего, выполнено сообщенное с трубкой радиальное отверстие с установленным в нем клапаном, подпружиненным со стороны проточной части насоса и перекрывающим трубку. На чертеже представлен скважинный агрегат, разрез.

Скважинный насосный агрегат содер жит центробежный насос .1 с корпусом 2, соединенным с колонной подъемных труб 3, и размещенными в нём рабочими колесами 4, электродвигатель 5, расположенный со стороны входного патрубка б насоса 1 и установленную в патрубке б коническую втулку 7, образующую с валом 8 кольцевое сопло 9, ко входу 10 которого подключена нижним концом трубка 11 .для подачи перекачиваемой среды, расположенная с наружной стороны корпуса 2 насоса 1.

Верхний конец трубки 11 подключен к полости колонны труб 3 на выходе из насоса 1, а в корпусе 2 за одним из рабочих колес 4, кроме последнего выполнено сообщенное с трубкой 11 радиальное отверстие 12 с установленным в нем клапаном 13, подпружиненным посредством пружины 14 со стороны проточной части-15 насоса 1 и перекрывающим трубку 11,

Газожидкостная смесь поступает во входной патрубок 6 через каналы 16. Агрегат расположен в скважине 17.

Насосный агрегат работает следующим образом.

Газированная жидкость забирается из скважины 17 насосом 1 через приемные каналы 16 и подается в колонну подъемных труб 3 и по ней - на поверхность. Если содержание свободного газа в смеси, поступающей в насос не превышает допустимой величины, то каждое из рабочих колес 4 развивает расчетный напор. При этом сумма силы давления на клапан 13 со стороны проточной части 15 насоса и силы прижатия пружины 14 превышает силу давления на этот клапан со стороны -трубки 11, последний перекрывает трубку 11 и перекачиваемая газо жидкостная смесь не поступает к соплу 9. При увеличении содержания свободного газа на входе в насос 1 выше предельно допустимого, например, при поступлении во входной патрубок 6 газовой пробки, первые от входа рабочие колеса 4 резко снижают или совсем перестают развивать напор. Давление в проточной части 15 при этом уменьшается до такой величины, что сила давления в трубке 11 преодолевает прижатие пружины 14 и открывает сечение трубки. Перекачиваемая смесь из полости колонны подъемных труб 3 под высоким давлением,

развиваемым рабочими колесами, установленными после клапана 13, поступает по 11 на вход 10 сопла 9.

В сопле 9 поток активной жидкости , высокого давления интенсивно перемешивается с сильно газированной жид костью или газом.. При этом уменьшается относительное объемное газосодержание смеси, а также улучшается ее структура (повышается дис персность). Затем газожидкостная смесь с улучшенной структурой под давлением поступает в первое рабочее колесо. Вследствие этого насос восстанавливает свои рабочие параметры.

5 Давление первый ступеней повышается до требуемого для закрытия клапана и прекращается подача смеси к соплу 9. При каждом последующем поступлении газа на прием насоса происходит аналогичный процесс автоматического восстановления подачи насоса.

Формула изобретения

Скважинный насосный агрегат, содержащий центробежный насос с корпусом, соединенным с колонной подъемных труб, и размещенными в нем рабочими колесами, электродвигатель расположенный со стороны входного патрубка насоса, и установленную в патрубке коническую втулку, образующую с валом кольцевое сопло, ко входу которого подключена нижним концом трубка для подачи перекачиваемой среды, расположенная с наружной стороны корпуса насоса, отличающийся тем, что с целью повышения надежности работы агрегата при перекачивании газожидкостных смесей путем предотвращения срыва подачи смеси газом, верхний конец трубки подключен к полости колонны труб на выходе из насоса, а в корпусе за одним из рабочих колес, кроме последнего, выполнено сообщенное с трубкой радиальное огверстие с установленным в нем клапаном, подпружиненным со стороны проточной части насоса и перекрывающим трубку. .,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 2219635, кл. 415-11, 1940.

2.Авторское свидетельство СССР № 642514, кл. F Qi D 13/10, 1976.