Устройство защиты подшипника газосепаратора

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в газосепараторах, которые входят в состав погружных электроцентробежных насосов. Технической результат - повышение надежности работы подшипника газосепаратора за счет устранения сухого трения в подшипнике. Устройство содержит головку-разделитель с каналами для отвода отсепарированной жидкости и отвода отсепарированного газа в затрубное пространство скважины. Имеется вал с подшипником, обеспеченный возможностью вращения. При этом в канал отвода отсепарированного газа в затрубное пространство скважины перед подшипником на вал установлена втулка-отбойник. Она имеет, как минимум, три уплотнения между вращающейся и стационарной частями в виде лабиринта. Уплотнения образованы кольцевыми каналами малого сечения. Они препятствуют прохождению газа. В головке-разделителе выполнено отверстие для подвода смазывающей жидкости из канала с отсепарированной жидкостью. 1 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в газосепараторах, которые входят в состав погружных электроцентробежных насосов.

Известны газосепараторы, имеющие узел ввода, напорный узел, сепарационный узел и узел отвода газа. Для отделения газа от жидкости у этих газосепараторов используется плавучесть газовых пузырьков под действием гравитационных или центробежных сил. (Ивановский В.Н. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. - М.: ГУЛ Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. - 256 с.).

Известен газосепаратор центробежного насоса для добычи нефти из скважин [RU 7445 U1, кл. МПК - Е21В 43/38, 1998 г.], включающий цилиндрический корпус и основание с приемными отверстиями, шнек для перемещения газожидкостной смеси, выпрямитель, обеспечивающий безударный вход потока в сепарирующий узел, несколько центробежных лопастных сепараторов, головка с внешней, сообщающейся с насосом, и внутренней, отводящей газ, камерами, вал с верхним радиальным и нижним радиально-упорным подшипниками.

Недостатком этого устройства является незащищенность верхнего радиального подшипника от подсоса газа из внутренней камеры головки.

Известен также центробежный газосепаратор [RU 2530747 С1, кл. МПК - Е21В 43/38, Бюл. №28, 2013 г.], содержащий корпус, основание с входными отверстиями, головку с каналами для подачи отсепарированной жидкости в насос и вывода отсепарированного газа в затрубное пространство, сепарирующее устройство, установленное на валу с радиальными верхним и нижним подшипниками.

Недостатком такого газосепаратора является беспрепятственное попадание отсепарированного газа в подшипник, недостаточность смазывания подшипника, при нестационарных режимах работы твердые частицы беспрепятственно попадают в подшипник.

Известен вихревой газосепаратор [RU 173966 U1, кл. МПК - Е21В 43/38, Бюл. №27, 2017 г.], содержащий корпус, входной модуль, вращающийся вал с ротором, защитную гильзу, вихревую камеру и головку-разделитель. В качестве ротора установлено осевое рабочее колесо, состоящее из цилиндрической или конической втулки, на которой закреплены от двух до четырех лопастей.

Недостатком такого устройства также является возможность работы подшипника, установленного в головке-разделителе, в режиме сухого трения, из-за прямого доступа к нему отсепарированного газа.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является модуль входной перепускной для УЭЦН, известный по патенту [RU 176533 U1, кл. MПK - F04D 15/02, F04D 13/10, Бюл. №3, 1998 г.], содержащий корпус, в котором выполнены проточные отверстия и отверстия для забора жидкости. К корпусу с помощью резьбового соединения присоединены головка и основание. В головке и основании установлены подшипники скольжения, в которых вращается вал, обеспечивая передачу крутящего момента от модуля установки электроцентробежного насоса, расположенного ниже, к модулю, установленному выше. В отверстиях для забора жидкости корпуса установлены клапаны, состоящие из корпусов клапанов, соединенных шпильками и сжатые пружинами, тарелки и опоры, при этом пружины расположены под тарелками, а тарелки и корпусы клапанов сопрягаются как пара «сфера-конус». Защита вала и подшипников от потоков жидкости с твердыми механическими примесями, выходящими из клапанов, осуществляется установленными в корпус защитными втулками, отбойниками и втулками.

Недостатком такого входного устройства является сложность конструкции, возможность возникновения сухого трения в подшипниках.

Задача изобретения - повышение надежности работы подшипника газосепаратора.

Техническим результатом изобретения является защита подшипника газосепаратора от попадания газа и устранение сухого трения в подшипнике.

Указанный технический результат достигается тем, что в канал отвода газа перед подшипником на вал устанавливается втулка-отбойник, имеющая, как минимум, три уплотняющие поверхности между вращающейся и стационарной частью, в виде лабиринта. Кроме того, чтобы избежать сухого трения в подшипнике в головке-разделителе выполняется отверстие для подвода смазывающей жидкости из канала с отсепарированной жидкостью.

Существо изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена схема устройства.

Устройство содержит головку-разделитель 1 с отверстием 8 и каналами отсепарированной жидкости 2 и отсепарированного газа 3, вращающийся вал 4 с подшипником 5, втулка-отбойник 6, стопорные кольца 7.

Устройство работает следующим образом. Отсепарированная скважинная жидкость попадает в канал 2, сообщающийся с насосом (не показан на схеме), а отсепарированный газ в канал 3, сообщающийся с затрубным пространством (на схеме не показано), головки-разделителя 1. Стрелками 9 и 10 показаны направления течения скважинной жидкости и газа соответственно. Для предотвращения попадания газа в подшипник 5, на вал 4 устанавливается втулка-отбойник 6. Уплотнение происходит по трем поверхностям, расположенным в виде лабиринта, образуя кольцевые каналы малого сечения. Данное уплотнение, препятствует дальнейшему прохождению газа в подшипник 5. Чтобы избежать возникновения в подшипнике 5 сухого трения выполняется отверстие 8, соединяющее канал с отсепарированной скважинной жидкостью с подшипником 5.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность работы подшипника газосепаратора путем защиты подшипника от попадания отсепарированного газа и устранения сухого трения.

Устройство защиты подшипника газосепаратора, содержащее головку-разделитель с каналами для отвода отсепарированной жидкости и отвода отсепарированного газа в затрубное пространство скважины, вал с подшипником, обеспеченный возможностью вращения, отличающееся тем, что в канал отвода отсепарированного газа в затрубное пространство скважины перед подшипником на вал установлена втулка-отбойник, имеющая, как минимум, три уплотнения между вращающейся и стационарной частями в виде лабиринта, в которых уплотнения образованы кольцевыми каналами малого сечения, препятствующими прохождению газа, а в головке-разделителе выполнено отверстие для подвода смазывающей жидкости из канала с отсепарированной жидкостью.