Скважинная насосная установка
Изобретение относится к погружному оборудованию и предназначено для удаления механических примесей из скважинной жидкости, поступающей на прием электроцентробежного насоса. Скважинная насосная установка содержит электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух и устройство для отделения частиц. Кожух охватывает низ нижней насосной секции и входной модуль, образуя с ними кольцевую полость. Устройство для отделения частиц выполнено в виде спиралевидной лопасти, размещенной в кольцевой полости и заканчивающейся ниже приемных отверстий. Кожух снабжен входными отверстиями вверху и уплотнительным кольцом, расположенным на его конце ниже приемных отверстий. В уплотнительное кольцо вмонтированы осевые трубки, служащие для отвода частиц из кольцевой полости в скважину и заканчивающиеся ниже уровня электродвигателя. Изобретение направлено на увеличение продолжительности работы скважинной насосной установки при высоком содержании механических примесей в откачиваемой жидкости, а также упрощение ее конструкции и повышение технологичности изготовления. 1 ил.
Изобретение относится к погружному оборудованию и предназначено для удаления механических примесей из скважинной жидкости, поступающей на прием электроцентробежного насоса.
Известна скважинная насосная установка, содержащая подъемную трубу с отверстиями в нижней части, вертикальный цилиндрический перфорированный кожух с кольцевыми выступами на наружной поверхности и уплотнительными кольцами на концевых участках, размещенные в кожухе и соединенные с ним с образованием радиального зазора электродвигатель и центробежный насос, на наружной поверхности которых установлены продольные ребра и охватывающий последние сетчатый фильтр, нагнетательный патрубок, образующий с нижней частью подъемной трубы гидроэлеватор, трубку с размещенным на поверхности верхним концом (см., например, а.с. СССР №1126720, F04D 13/10, 1984).
Недостатком описанной установки является закупоривание ячеек сетчатого фильтра механическими примесями, приводящее к прекращению движения скважинной жидкости через центробежный насос и перегреву электродвигателя.
Известна скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель с гидрозащитой, насосные секции и входной модуль в виде корпуса с подводящими отверстиями, валом и пенометаллическим фильтром, размещенным напротив отверстий с образованием кольцевых полостей между корпусом и валом (патент РФ №2261369, F04D 13/10, 2005).
Недостатком скважинной насосной установки является ограниченный ресурс работы входящего в ее состав входного модуля из-за накопления механических частиц в пенометаллическом фильтре и снижения его пропускной способности.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель с гидрозащитой, сливной и обратный клапаны, ловильную головку, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, установленный на установке с образованием кольцевой полости и снабженный снизу устройством для отделения частиц в виде щелевого фильтра с центрирующим стягивающим стержнем (см., например, патент РФ №38832, Е21В 43/08, 2004).
Недостатком принятой за прототип скважинной насосной установки является непродолжительный ресурс работы при наличии в добываемой жидкости разнородных по фракционному составу примесей из-за быстрой кольматации щелевого фильтра. Кроме того, для обеспечения высокой пропускной способности кожух и щелевой фильтр установки должны иметь значительные размеры и вес, что усложняет спускоподъемные операции установки на скважине.
Настоящее изобретение решает задачу увеличения продолжительности работы скважинной насосной установки при высоком содержании механических примесей в откачиваемой жидкости, а также упрощения ее конструкции и повышения технологичности изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что в скважинной насосной установке, содержащей электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, охватывающий низ нижней насосной секции, и входной модуль с образованием кольцевой полости, и устройство для отделения частиц, согласно изобретению, устройство для отделения частиц выполнено в виде спиралевидной лопасти, размещенной в кольцевой полости и заканчивающейся ниже приемных отверстий, кожух снабжен входными отверстиями вверху, а на нижнем конце кожуха, расположенном ниже приемных отверстий, установлено уплотнительное кольцо, в которое вмонтированы осевые трубки, служащие для отвода частиц из кольцевой полости в скважину ниже уровня электродвигателя.
На чертеже изображена заявляемая скважинная насосная установка.
Установка содержит электродвигатель 1, гидрозащиту 2, входной модуль 3 с приемными отверстиями 4, секции насоса 5 и кожух 6 с радиальными входными отверстиями 7 в верхней части. Кожух 6 охватывает низ нижней насосной секции 5 и входной модуль 3, образуя с ними кольцевую полость 8, в которой размещена спиралевидная лопасть 9, заканчивающаяся ниже приемных отверстий 4. На концевых участках кожуха 6 установлены уплотнительные кольца 10, 11. Верхнее кольцо 10 выполнено сплошным, а в нижнее кольцо 11, охватывающее гидрозащиту 2, вмонтированы своими верхними концами осевые трубки 12, которые заканчиваются ниже электродвигателя 1 и сообщают кольцевую полость 8 со скважиной 13. Трубки 12 выбираются небольшого диаметра и значительной длины с тем, чтобы за счет высокого гидравлического сопротивления практически исключить восходящий поток жидкости к входному модулю 3 внутри трубок и обеспечить отвод задержанных частиц по ним в скважину без образования пробок.
Скважинная насосная установка работает следующим образом. Содержащая механические частицы, например, песка и проппанта пластовая жидкость поступает через радиальные входные отверстия 7 в кольцевую полость 8 между кожухом 6 и нижней секцией насоса 5. Жидкость движется вниз вдоль спиралевидной лопасти 9 и приобретает вращательное движение. Частицы под действием центробежных сил и сил гравитации смещаются в наружную часть потока, прижимаются к стенке кожуха 6 и лопасти 9 и сползают по ним в нижнюю часть кольцевой полости 8 к уплотнительному кольцу 11.
Очищенная от частиц пластовая жидкость после прохождения лопасти 9 разворачивается на 90° и через приемные отверстия 4 поступает во входной модуль 3 и нижнюю секцию насоса 5, где приобретает необходимый напор и поднимается на поверхность.
Механические частицы с поверхности кольца 11 скатываются в трубки 12 и под действием собственного веса опускаются внутри них в скважину 13 ниже электродвигателя 1 и оседают на зумпф.
Заявленная скважинная насосная установка характеризуется повышенным ресурсом работы, поскольку на прием насоса поступает пластовая жидкость, практически не содержащая механических примесей, вызывающих износ рабочих органов насоса.
Скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, охватывающий низ нижней насосной секции и входной модуль с образованием кольцевой полости, и устройство для отделения частиц, отличающаяся тем, что устройство для отделения частиц выполнено в виде спиралевидной лопасти, размещенной в кольцевой полости и заканчивающейся ниже приемных отверстий, кожух снабжен входными отверстиями вверху, а на конце кожуха, расположенном ниже приемных отверстий, установлено уплотнительное кольцо, в которое вмонтированы осевые трубки, служащие для отвода частиц из кольцевой полости в скважину ниже уровня электродвигателя.
