Патент на изобретение №2310772

(54) ПОГРУЖНАЯ МНОГОСЕКЦИОННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для соединения корпусных частей (КС) скважинных насосных установок. Установка состоит из отдельных (КС), последовательно соединенных между собой. Головка (Г) нижней КС соединена с основанием вышележащей КС при помощи сухарей, имеющих форму усеченных сегментов и прикрепленных к наружной поверхности Г с образованием общей замкнутой цилиндрической поверхности. Вокруг поверхности установлен протектор-фиксатор (П), прижимающий сухари к основанию и выполненный в виде замкового устройства из двух шарнирно соединенных частей. Одна часть оснащена вертикальными направляющими и защитной пластиной, образующими с наружной поверхностью Г продольный паз для погружного кабеля. Сухари установлены с возможностью раскрытия в радиальном направлении. П закреплен в Г посредством выступа, входящего в паз, расположенный на торцевой поверхности Г. Наружный диаметр П не превышает наружных диаметров КС. Сухари размещены на равном расстоянии друг от друга и их количество равно, как минимум, трем. Конструкция технологична, удобна при монтаже-демонтаже, повышает надежность и долговечность соединения, предотвращает повреждения изоляции кабеля при спускоподъемных операциях и позволяет увеличить внутренний диаметр и пропускную способность установки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в погружных скважинных насосных установках для соединения корпусных частей.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос, содержащий несколько секций, соединенных между собой переходными головками с фланцами при помощи болтов или шпилек [Авт. свид-во СССР N 116118, кл. F04D 13/08, 1958].

Недостатком такого насоса является низкая надежность соединения секций из-за корродирования болтов и гаек во время эксплуатации установки, а также возможность падения деталей болтового соединения в скважину, что вызывает значительные простои скважины для устранения последствий. Кроме того, серьезным недостатком фланцевого соединения является продолжительность его монтажа и демонтажа из-за большого количества гаек и шайб.

Наиболее близка к заявляемому погружная насосная установка, состоящая из последовательно соединенных между собой секций насоса, электродвигателя и гидрозащиты, корпуса секций соединены между собой муфтой, концевые части которой выполнены с равномерно распределенными по окружности внутренними выступами, профиль которых повторяет профиль выступов на корпусах секций. Секции совмещены заранее так, что нижние поверхности выступов на корпусе одной секции прилегают к верхним поверхностям выступов на корпусе другой секции. Впадины между выступами сочленяемых секций образуют щелевые пространства, в которые установлены вкладыши, обеспечивающие предотвращение перемещений выступов в радиальном направлении [Патент РФ N 2211957, кл. F04D 13/10, 2003].

Недостатком данной установки является сложность ее конструктивного и технологического исполнения, вызванная наличием большого количества сложнопрофильных элементов, длительность сборки.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию и облегчить процесс ее сборки и разборки.

Заявляемая погружная насосная установка, состоящая из отдельных корпусных секций, последовательно соединенные между собой переходными элементами, отличается тем, что в качестве переходного элемента использована головка, которая соединена с основанием вышележащей секции при помощи сухарей, имеющих форму усеченных сегментов и прикрепленных к наружной поверхности головки с образованием общей замкнутой цилиндрической поверхности, вокруг которой установлен протектор-фиксатор, прижимающий сухари к основанию и выполненный в виде замкового устройства, состоящего из двух шарнирно соединенных частей, причем одна из частей оснащена вертикальными направляющими и защитной пластиной, образующими с наружной поверхностью головки продольный паз для погружного кабеля.

Наружный диаметр протектора выполнен не превышающим наружных диаметров корпусных секций, а сухари установлены с возможностью раскрытия в радиальном направлении.

Для предотвращения радиального и осевого перемещения протектора-фиксатора и для закрепления его необходимого положения относительно корпусных частей на верхней торцевой поверхности головки выполнены пазы, равномерно распределенные по окружности, а протектор снабжен выступом с профилем, повторяющим паз.

Сухари предпочтительно размещать на равном расстоянии друг от друга. Выбор количества сухариков и их размеров зависит от массы установки данного габарита. При этом количество сухарей должно быть равно, как минимум, трем.

Для предупреждения аварийных ситуаций части протектора-фиксатора при сборке соединяются невыпадающими болтами.

В данной установке может быть дополнительно выполнена продольное углубление в корпусе протектора-фиксатора для прокладки геодезического кабеля, ингибиторной трубки и т.д.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена погружная насосная установка в области соединения секций; на фиг.2 – соединение смежных секций, общий вид; на фиг.3 – поперечный разрез соединения смежных секций; на фиг.4 – протектор-фиксатор, общий вид; на фиг.5 – поперечный разрез протектора-фиксатора.

Погружная насосная установка состоит из отдельных секций. Протектор-фиксатор 1 скрепляет головку 2 нижней секции с основанием 3 верхней секции (фиг.1). Нижняя часть основания 3 плотно установлена в головке 2 и соединена с ней посредством сухарей 4, выполненных в форме сегментов. Сухарей может быть три (как показано на фиг.2) и более. Сухари 4 прикреплены к головке 2 под углом 120° друг к другу при помощи петли 5 и оси 6, последняя ориентирована вдоль образующей цилиндрической поверхности головки 2, что обеспечивает возможность раскрытия сухарей 4 в радиальном направлении (фиг.3). Петли 5 крепятся к корпусу головки 2 винтами 7. В закрытом состоянии сухари 4 перекрывают отверстия головки 2 и одновременно входят в повторяющие их профиль пазы 8, расположенные в основании 3. При этом сухари 4 образуют с внешней стороной головки 2 общую цилиндрическую поверхность и обеспечивают жесткое соединение секций. Для герметичности на основании 3 установлены резиновые кольца 9.

Протектор-фиксатор 1, плотно охватывающий соединяемые корпусные части установки в зоне расположения сухарей 4, состоит из корпуса 10 и скобы 11, которые шарнирно соединены между собой с помощью осей 12 (фиг.4). Наружный диаметр протектора-фиксатора 1 не превышает диаметра, который имеют головка 2 и основание 3 до места их соединения. На скобе 11 выполнен зубец 13 в виде прямоугольного выступа, размер которого соответствует пазу 14 на головке 2. Корпус 10 снабжен вертикальными направляющими 15, предназначенными для прокладки силового кабеля 16. Между направляющими 15 установлена защитная пластинка 17, изготовленная из гнутого листа и прикрепленная винтами 20 к корпусу 10. В корпусе 10 дополнительно выполнено продольное углубление для прокладки геодезического кабеля 18 (фиг.5). Корпус 10 и скоба 11 соединены невыпадающими винтами 19. Шпонка 21 служит направляющей при соединении основания 3 и головки 2.

Сборка предлагаемой погружной многосекционной насосной установки осуществляется следующим образом.

Сухарики 4 предварительно переводят в раскрытое положение (пунктир на фиг.3). Основание 3 верхней секции устанавливают в головку 2, ориентируя при помощи шпонки 21 до совмещения отверстий в головке 2 с пазами 8 основания 3. После чего сухарики 4 закрывают. Они плотно примыкают к внутренней поверхности пазов 8 и обеспечивают скрепление секций. Перед установкой протектора-фиксатора 1 зубец 13 совмещают с пазом 14 для фиксации от углового и осевого перемещения относительно соединяемых частей, после чего корпус 10 соединяют со скобой 11 с помощью невыпадающих винтов 19. Между направляющими 15 пропускают кабели 16 и 18, которые защищают от механических повреждений пластиной 17, укрепленной в направляющих 15 при помощи винтов 20 (фиг.5).

Разборка соединения секций установки осуществляется в обратном порядке. Сначала убирают пластину 17, снимают протектор-фиксатор 1 и раскрывают сухари 4. После этого разъединяют сочлененные секции: головку 2 и основание 3.

Предлагаемая конструкция технологична при изготовлении, удобна при монтаже и демонтаже, повышает надежность и долговечность соединения секций при эксплуатации. Применение данной установки предотвращает повреждения изоляции кабеля при спуско-подъемных операциях, а главное, позволяет увеличить в 1,5 раза внутренний диаметр, проходное сечение и пропускную способность установки.

Формула изобретения

1. Погружная насосная установка, состоящая из отдельных корпусных секций, последовательно соединенных между собой переходными элементами, отличающаяся тем, что в качестве переходного элемента использована головка, которая соединена с основанием вышележащей секции при помощи сухарей, имеющих форму усеченных сегментов и прикрепленных к наружной поверхности головки с образованием общей замкнутой цилиндрической поверхности, вокруг которой установлен протектор-фиксатор, прижимающий сухари к основанию и выполненный в виде замкового устройства, состоящего из двух шарнирно соединенных частей, причем одна из частей оснащена вертикальными направляющими и защитной пластиной, образующими с наружной поверхностью головки продольный паз для погружного кабеля.

2. Погружная установка по п.1, отличающаяся тем, что сухари установлены с возможностью раскрытия в радиальном направлении.

3. Погружная установка по п.1, отличающаяся тем, что наружный диаметр протектора выполнен не превышающим наружные диаметры корпусных секций.

4. Погружная установка по п.1, отличающаяся тем, что на верхней торцевой поверхности головки выполнены пазы, а протектор снабжен, по крайней мере, одним выступом, входящим в паз.

5. Погружная установка по п.1, отличающаяся тем, что сухари расположены на равном расстоянии друг от друга и их число выбрано не менее трех.

6. Погружная установка по п.1, отличающаяся тем, что части протектора стянуты невыпадающими болтами.

РИСУНКИ