СТУПЕНЬ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО МНОГОСТУПЕНЧАТОГО НАСОСА ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

Техническое решение относится к насосостроению, а именно к погружным скважинным электроцентробежным насосам (ЭЦН), предназначенным для перекачивания пластовой жидкости с повышенным содержанием свободного газа.
Наиболее близким аналогом полезной модели (прототипом) является ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, описанная в патенте RU 2293218 С2, 10.02.2007, включающая в себя рабочее колесо и направляющий аппарат, при этом рабочее колесо содержит ступицу, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу насоса, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса, а направляющий аппарат представляет собой составной стакан с верхним диском, выполненным с возможностью установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском, который выполнен с отверстием для размещения вала насоса. На валу насоса между ступицей рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата установлено дополнительное рабочее колесо в виде шнека. В описанном техническом решении по утверждению авторов обеспечивается помимо прочего перемешивание
жидкости с газовыми включениями и диспергация газовых пузырей в перекачиваемой жидкости, что должно повышать стабильность работы насоса в многокомпонентных газожидкостных средах.
Основным недостатком прототипа является малая эффективность диспергации газовых пузырей, вследствие чего реального повышения допустимого газосодержания на входе насоса описанной выше конструкции по сравнению с насосом обычной конструкции не выявлено.
Таким образом, задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в создании погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, предназначенного для работы в скважинах с содержанием свободного газа в пластовой жидкости до 60% на входе насоса.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении предельного содержания свободного газа на входе насоса.
Ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, обеспечивающая достижение указанного выше технического результата, включает в себя рабочее колесо и направляющий аппарат. Рабочее колесо содержит ступицу, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу насоса, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса. Направляющий аппарат представляет собой
стакан с верхним диском, выполненным с возможностью установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском, который выполнен с отверстием для размещения вала насоса. Ступень включает в себя, по меньшей мере, один диспергирующий орган, приводимый во вращение валом насоса и расположенный в проточной части ступени между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата. При этом в отличие от прототипа диспергирующий орган выполнен с радиальными лопастями.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, диспергирующий орган представляет собой закрепляемое на валу центробежное колесо, на ступице которого расположены радиальные лопасти.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, радиальные лопасти, образующие диспергирующий орган, выполнены в нижней части ступицы рабочего колеса.
Наличие диспергирующего органа с радиальными лопастями между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата позволяет осуществлять эффективную диспергацию свободного газа в смеси непосредственно перед входом в рабочее колесо, где обычно происходит срыв подачи. Диспергирующие лопасти осуществляют превращение газожидкостной смеси в мелкодисперсную структуру, что существенно снижает вероятность срыва подач, при этом диспергированная газожидкостная смесь
подается на вход рабочего колеса, минуя переходные узлы (направляющий аппарат и пр.), где возможно обратное укрупнение газовых пузырей.
Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается описанием конструкции и действия погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти со ступенями, выполненными в соответствии с настоящей полезной моделью, сопровождаемым графическими материалами, на которых изображено следующее:
На Фиг.1 - часть ступени насоса.
На Фиг.2 - диспергирующее колесо на виде сбоку.
На Фиг.3 - диспергирующее колесо на виде сверху.
Погружной центробежный многоступенчатый насос для добычи нефти, содержащий корпус 1, внутри которого размещен вал 2 и ступени напорного типа, каждая из которых состоит из рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4. Рабочее колесо включает в себя ступицу 5, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу 2, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса. В кольцевой проточке ведомого диска установлена опорная шайба. Рабочие колеса могут быть выполнены с отверстиями 9 в ведущем диске и лопатках, что обеспечивает повышенную защиту насоса от срыва подачи. Направляющий аппарат представляет собой стакан с верхним диском, на котором выполнен опорный буртик для
установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском 6, который выполнен с отверстием для вала 1 насоса.
Между ступицей 5 и нижним диском 6 направляющего аппарата установлено дополнительное диспергирующее центробежное колесо осевого типа 7, на ступице которого выполнены радиальные лопасти 8, расположенные под углом 120° относительно друг друга.