УСТАНОВКА ВИНТОВОГО ПОГРУЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в нефтегазодобывающей промышленности для подъема высоковязких пластовых жидкостей из скважин.
7
Известна скважинная насосная установка (патент 2113137 RU, МПК F04B 47/02, опубл. 1998.12.10). Установка включает колонну насосно-компрессорных труб, винтовой насос, колонну штанг, двухступенчатый редуктор с герметичным кожухом, манжетное уплотнение и опорный подшипник. Шпиндель насоса, закрепленный на колонне штанг, соединен с ведомым зубчатым колесом редуктора. На ведущем валу редуктора размещен подвижный блок шестерен, а на промежуточном валу размещены ведомые зубчатые колеса быстроходной и тихоходной ступеней, установленные с возможностью взаимодействия с одним из зубчатых венцов подвижного блока шестерен.
Недостатком данной скважинной установки является громоздкость поверхностного привода установки и неудобство регулирования производительности винтового насоса с помощью механизма перемещения блока шестерен вручную.
Известна установка скважинного винтового насоса (патент 2334125 RU, МПК F04C 2/107, опубл. 2008.20.09) - прототип, включающая погружной электродвигатель, погружной винтовой насос, редуцирующий модуль, расположенный между электродвигателем и винтовым насосом насосно-компрессорные и обсадные трубы.
Недостатком установки скважинного винтового насоса в прототипе является невозможность разместить конструкцию плоскоконической передачи редуцирующего модуля в габаритах винтовых погружных насосов до 127 мм, используемых для подъема высоковязких пластовых жидкостей из скважин. Также недостатком установки скважинного винтового насоса в прототипе является невозможность регулирования производительности винтового насоса. Также недостатком установки скважинного винтового насоса в прототипе является недолговечность ее работы, вследствие отсутствия в конструкции установки шпинделя. Шпиндель воспринимает на себя осевые и радиальные нагрузки, возникающие в процессе работы установки. Подъем высоковязких пластовых жидкостей со значительным содержанием мехпримесей возможен при низких частотах вращения ротора погружного винтового насоса. Необходимость простого и удобного в эксплуатации осуществления регулирования производительности погружного насоса, обусловлена широким диапазоном условий эксплуатации скважин.
Задача настоящей полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей установки винтового погружного насоса в части регулирования производительности винтового насоса и повышение надежности и долговечности работы насосной установки.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной компоновке установки винтового погружного насоса, содержащей погружной электродвигатель, погружной винтовой насос, насосно-компрессорные и обсадные трубы, редуцирующий модуль, расположенный между погружным электродвигателем и винтовым насосом, согласно полезной модели, редуцирующий модуль представляет собой планетарную косозубую зубчатую передачу с не менее чем двумя планетарными рядами, состоящую из вала с шестернями, водила, корпуса с зубчатыми венцами и сателлитов, сопряженных с шестернями вала и зубчатыми венцами корпуса и установленных в водило на пальцах во вкладышах с игольчатыми подшипниками, причем направление наклона зуба в зубчатых зацеплениях планетарных рядов противоположное, а так же снабжена шпинделем с осевыми и радиальными опорами.
Кроме этого, погружной электродвигатель снабжен станцией управления.
На фиг.1 показан общий вид установки винтового погружного насоса.
На фиг.2 - редуцирующий модуль установки.
На фиг.3 - шпиндель установки.
Показанная на фиг.1 установка винтового погружного насоса состоит из погружного электродвигателя 1, редуцирующего модуля 2, шпинделя 3, винтового погружного насоса 4. Погружной электродвигатель 1 выполнен вентильным. Установка на колонне насосно-компрессорных труб 5 спускается в колонну обсадных труб 6. Питание к погружному электродвигателю 1 от станции управления (не показана) подводится по кабелю 7.
Редуцирующий модуль 2 фиг.2 представляет собой планетарную косозубую зубчатую передачу 8, установленную в корпусе установки 9. Планетарная косозубая зубчатая передача 8 состоит из вала 10 с шестернями 11, водила 12, цилиндра 13 с зубчатыми венцами 14 и сателлитов 15. Сателлиты 15 на пальцах 16, концы которых установлены в игольчатые подшипники 17 вкладышей 18, размещены в пазах водила 12. Водило 12 установлено в цилиндре 13 на подшипниках 19. Планетарных рядов выполнено два. Для компенсации осевых нагрузок, возникающих в процессе работы косозубого зубчатого зацепления, направление наклона зуба в зубчатых зацеплениях планетарных рядов выполнено противоположное. Конструкция редуцирующего модуля компактна, позволяет установить его в установку погружного винтового насоса габарита 127 мм. Увеличением количества планетарных рядов можно получить редуктор с нужным числом ступеней и требуемым передаточным отношением.
Шпиндель 3 фиг.3 состоит из установленных в корпус установки 9 радиальной 20 и осевой 21 опор. Радиальная опора 20 состоит из втулки наружной 22 и втулки внутренней 23. Осевая опора 21 представляет собой набор упорных подшипников 24. Радиальная и осевая опоры установлены на вал 25 шпинделя 3.
Установка винтового погружного насоса работает следующим образом. Установка спускается в колонну обсадных труб 6 на колонне насосно-компрессорных труб 5. Питание к погружному электродвигателю 1 от станции управления подводится по кабелю 7. При включении погружного электродвигателя 1 вращение передается на вал 10 редуцирующего модуля 2, далее через шестерни 11 вала 10 на сателлиты 15 и зубчатые венцы 14 цилиндра 13. Цилиндр 13 неподвижно закреплен в корпусе установки 9. В результате этого вращение передается на водило 12 и далее на вал шпинделя 3 и на ротор винтового насоса. Общее передаточное число планетарной передачи, например, в габарите 127 мм составляет 3,26.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет снизить частоту вращения погружного насоса с помощью редуцирующего модуля 2 для обеспечения подъема высоковязких пластовых жидкостей со значительным содержанием механических примесей и процентом свободного газа.
Применение в техническом решении погружного электродвигателя 1 со станцией управления позволяет осуществить простой и удобный в эксплуатации способ регулирования производительности погружного насоса. Погружной электродвигатель 1 обладает широким диапазоном регулирования частоты вращения выходного вала от 200 до 1500 об/мин. Управление работой погружного электродвигателя осуществляется с помощью частотного преобразователя станции управления.
Применение в техническом решении шпинделя 3 позволяет повысить надежность и долговечность работы винтового погружного насоса и установки в целом. Шпиндель воспринимает на себя осевые и радиальные нагрузки, возникающие в процессе работы установки.
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволяет расширить функциональные возможности установки винтового погружного насоса в части регулирования производительности винтового насоса и повысить надежность и долговечность работы насосной установки.