Погружной центробежный насосный агрегат

 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных насосных агрегатах в модульном исполнении для добычи нефти из скважины. Для предотвращения аварийных падений модулей насосного агрегата в скважину на их фланцевые соединения установлены страховочные муфты с опорными поверхностями, состоящие из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой винтом с усиками с последующим их отгибом. Расстояние между опорными поверхностями в страховочной муфте выполнено таким образом, что при расчленении модулей обеспечивается выход вала из шлицевой муфты. Для обеспечения невыпадания винта из полумуфты при монтаже, демонтаже в одной из них вместо сквозного отверстия выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью. В опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек или болтов, крепящих фланцевые соединения модулей. Изобретение направлено на сокращение материальных затрат на ремонт агрегата. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных насосных агрегатах в модульном исполнении для добычи нефти из наклонно направленных и искривленных скважин.

Известен погружной центробежный насосный агрегат в модульном исполнении, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, скрепленные между собой посредством фланцевых соединений, валы модулей соединены посредством шлицевых соединений (Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении. Каталог. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990, с. 3-8).

Недостатком известного насосного агрегата серийного производства является низкая его надежность при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах, когда в модулях насосного агрегата, размещенного в скважине с изгибом, в месте его подвески из-за дисбаланса вращающихся масс возникают поперечные вибрации, переходящие в резонанс, под действием которого многократно возрастает динамическая составляющая эксплуатационных напряжений и приводит к неизбежному разрушению соединений модулей, иногда к разрушению корпусных деталей и падению оторванных модулей и частей насосного агрегата на дно скважины.

В предлагаемом насосном агрегате предотвращается аварийное падение его модулей в скважину за счет повышения жесткости соединений модулей, препятствующих вхождению их в резонансное состояние и расчленению путем установки на фланцевые соединения модулей страховочных муфт с опорными поверхностями, состоящих из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой винтом с усиками, при этом расстояние между опорными поверхностями в страховочной муфте выполнено таким образом, что при расчленении модулей обеспечивается выход вала из шлицевой муфты, для обеспечения невыпадания винта из полумуфты при монтаже, демонтаже в одной из них вместо сквозного отверстия выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью, в опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек, шпилек или болтов, крепящих фланцевые соединения модулей.

Предлагаемый насосный агрегат поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена страховочная муфта, установленная на фланцевое соединение насосных секций 1 и 2 агрегата, общий вид; на фиг.2 - страховочная муфта, вид сверху; на фиг.3 - разрез страховочной муфты А-А на фиг.1.

Насосный агрегат в модульном исполнении состоит из погружного электродвигателя, гидрозащиты, входного модуля (на чертеже не показано), насосных секций 1 и 2 и модуль-головки (на чертеже не показано), соединенных между собой посредством фланцевых соединений, а валы модулей соединены посредством шлицевых соединений (на чертеже не показано), на фланцевые соединения модулей установлены страховочные муфты 3.

Фланцевое соединение насосных секций 1 и 2 состоит из головки 4 насосной секции 1, основания 5 насосной секции 2, скрепленных между собой шпильками 6, шайбами 8 и гайками 7.

Страховочная муфта состоит из полумуфт 9 и 10, шарнирно соединенных между собой осью 11 и скрепленных винтом 12 с усиками.

Насосный агрегат со страховочными муфтами работает следующим образом.

При сборке на скважине на фланцевые соединения сочлененных модулей агрегата надеваются страховочные муфты в развернутом виде с предварительно утопленным в полумуфту 9 винтом 12, полумуфты 9 и 10 охватывают фланцевые соединения и стягиваются винтом 12 с последующим отгибанием его усиков, которые при работе агрегата препятствуют самоотвинчиванию винта под действием вибрации.

Насосный агрегат в сборе опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) до места его подвески и запускают в работу.

При достаточной жесткости фланцевых соединений модулей с установленными страховочными муфтами последние при работе агрегата препятствуют вхождению соединений в резонанс, в результате чего расчленение модулей не происходит.

При значительном изгибе агрегата в месте подвески жесткости соединений модулей со страховочными муфтами иногда бывает недостаточно и соединения при длительной работе агрегата под действием вибрации расчленяются. В этом случае фланец головки 4 насосной секции 1 под действием веса оторванных модулей опускается и садится на опорную поверхность страховочной муфты 3, предотвращая тем самым падение их на дно скважины. Вал насосной секции 2 выходит из шлицевой муфты, внутренняя полость насосных секций 1 и 2 оказывается сообщенной с затрубным пространством. При работающих погружном электродвигателе и насосной секции 1 перекачиваемая пластовая жидкость поступает в затрубное пространство, а пластовая жидкость, находящаяся в НКТ и насосной секции 2, сливается в затрубное пространство, из-за отсутствия подачи жидкости насосный агрегат отключается от электросети штатной автоматикой.

Использование предлагаемого насосного агрегата повышает его наработку до отказа, предотвращает аварийное падение оторванных модулей на дно скважины и многократно сокращает материальные затраты на его ремонт.

Формула изобретения

1. Погружной центробежный насосный агрегат в модульном исполнении, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, соединенные между собой посредством фланцевых соединений, а валы модулей соединены посредством шлицевых соединений, отличающийся тем, что на фланцевые соединения модулей агрегата установлены страховочные муфты с опорными поверхностями, состоящие из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой, при этом расстояние между опорными поверхностями в страховочной муфте выполнено таким образом, что при расчленении модулей обеспечивается выход вала из шлицевой муфты.

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что полумуфты скреплены между собой посредством винта с усиками.

3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что для скрепления полумуфт в одной из них вместо сквозного отверстия выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью.

4. Агрегат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек или болтов, крепящих фланцевые соединения модулей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3