Патент на изобретение №2300022

(54) ПОГРУЖНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЫСОКОНАПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС ДЛЯ ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ ИЗ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважины предназначен для добычи нефти. Электронасос, содержащий сливной клапан, шламовый патрубок, обратный клапан с пружинным удержателем запорного устройства, секции насоса с входным модулем или газосепаратором и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно с помощью насосно-компрессорных труб. Выполнение насоса со шламовой трубой и обратным клапаном, имеющим удержатель запорного устройства в открытом положении во время работы, исключает засорение обратного клапана при спуске центробежного электронасоса и верхних ступеней насоса после его остановки и делает работу насоса более устойчивой при неблагоприятных условиях эксплуатации, когда происходят срывы подачи. 2 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважин, содержащий сливной и обратный клапаны, шламовый патрубок, секции насоса с входным модулем или газосепаратором и погружной электродвигатель с гидрозащитой, заполненный маслом, соединенные последовательно (RU 2140575 С1, кл. F04D 13/10, 16.12.1997).

К недостаткам этого насоса следует отнести возникновение срыва подачи при попадании свободного газа на прием насоса или при переходе работы насоса с жидкости более высокой плотности на жидкость с пониженной плотностью (переход перекачки жидкости глушения на пластовую жидкость-нефть). В результате чего происходит ускоренный износ рабочих органов электроцентробежного насоса, его нагрев, оплавление удлинителя, кабеля и выход установки из строя.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение эксплуатационной надежности и долговечности путем исключения возможности срыва подачи, а также облегчение вывода скважины на режим.

Технический результат достигается тем, что запорное устройство обратного клапана после запуска установки потоком жидкости поднимается выше пружинного удержателя и в процессе работы находится выше него. В момент снижения подачи до 0 куб.м/сут запорное устройство опускается до пружинного удержателя и не закрывает обратный клапан. При отключении установки давление под запорным устройством резко снижается и жидкость из насосно-компрессорных труб, прижимая запорное устройство, пересиливает сопротивление удержателя, закрывает обратный клапан.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен центробежный электронасос для подъема жидкости из скважин; на фиг.2 – обратный клапан с пружинным удержателем запорного устройства.

Погружной центробежный электронасос состоит из асинхронного двигателя 1 с кабельным токовводом 2, компенсатора 3, протектора 4, центробежного многоступенчатого многосекционного насоса 5 с фильтром 6, обратного клапана 8, шламового патрубка 7 и сливного клапана 9. Вал электродвигателя 1 посредством шлицевых муфт 10, 11 и 12 соединен с валом протектора 4 и центробежного насоса 5. Обратный клапан 8 состоит из корпуса 13, запорного устройства 14, направляющего цилиндра 16, пружинного удержателя запорного устройства 15, стопорного кольца 17, шламоуловителя 18 с проточными каналами 19.

Погружной центробежный насос работает следующим образом.

Вращаясь, вал электродвигателя 1 через шлицевую муфту 12 передает вращение валу протектора 4 и далее через шлицевые муфты 10 и 11 вращает вал центробежного насоса 5. Пластовая жидкость через фильтр 6 поступает на нижние ступени насоса 5 и далее по насосу через обратный клапан 8 по зазору между направляющим цилиндром 16 и запорным устройством 14, через шламовый патрубок 18 и сливной клапан 9 в колонну насосно-компрессорных труб (колонна не показана).

В процессе работы центробежного высоконапорного насоса, особенно в низкодебитных скважинах и с высоким газовым фактором, даже не взирая на наличие газосепаратора, происходят срывы подачи. Срыв подачи происходит из-за того, что создаваемый насосом напор вследствие попадания свободного газа на рабочие органы насоса становится меньше чем созданный им до этого при нормальных условиях работы. При этом происходит закрытие обратного клапана. Как только обратный клапан закрылся, проток жидкости через насос прекращается и происходит быстрый ее нагрев. Благодаря отсутствию протока жидкости в насосе образуется нефтегазовая эмульсия, на которой центробежный насос резко снижает напор. При высокой температуре происходит отложение солей в каналах рабочих органов насоса, интенсивный износ нижней шайбы рабочего колеса, оплавление удлинителя и кабеля. Открытие обратного клапана произойдет только после того, как давление на выкиде насоса (под запорным устройством обратного клапана) станет выше чем давление столба жидкости над ним. Открытие обратного клапана произойдет только благодаря увеличению давления на приеме насоса вследствие притока и повышения динамического уровня в скважине. Такой переходной негативный процесс занимает продолжительный период времени (более 10 часов).

При наличии в обратном клапане удержателя запорного устройства продолжительность работы насоса без подачи сокращается, так как при отсутствии подачи обратный клапан не закрывается. А благодаря повышению давления на приеме насоса из-за продолжающегося притока в скважину насос с незначительной подачей будет перекачивать пластовую жидкость и самостоятельно освободится от пробки свободного газа. Продолжительного нагрева насоса не будет, и работа насоса станет долговечнее. При отключении насоса поток жидкости, проходя через отверстия 19 в шламоуловителе 18, пересилив пружину удержателя 15, посадит запорное устройство 14 в седло обратного клапана.

Источники информации

1. Патент РФ №2140575, МПК F04D 13/10, 16.12.1997. «Погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважин».

Формула изобретения

Погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважины, содержащий сливной клапан, шламовый патрубок, заглушенный сверху и имеющий ниже заглушки сквозные радиальные отверстия, обратный клапан с запорным устройством, секции насоса с входным модулем или газосепаратором и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно и установленные на колонне насосно-компрессорных труб, отличающийся тем, что обратный клапан имеет пружинный удержатель запорного устройства в открытом положении.

РИСУНКИ