УСТАНОВКА ШТАНГОВОГО ВИНТОВОГО НАСОСА

Установка штангового винтового насоса
Полезная модель относится к горному и нефтепромысловому машиностроению, а именно к полостно-постунательным насосным установкам для нодъёма жидкостей из скважин и может быть иснользовано для добычи жидких полезных ископаемых.
Известны установки погружных винтовых электронасосов для добычи нефти, содержащие эксплутационную и лифтовую колонны труб, электрический кабель, соединённый с наружной поверхностью лифтовой колонны по всей её длине присоединительными поясами, для подвода электроэнергии, к размещённому на конце лифтовой колонны погружному электродвигателю, ротор которого соединён с ротором расположенному между электродвигателем и лифтовой колонной винтового насоса, имеющего всасывающие, открытые в полость эксплуатационной колонны, и нагнетательные, открытые в полость лифтовой колонны, каналы, станцию управления, с помощью которой осуществляется защита электродвигателя от недогруза и перегруза. (Нефтепромысловое оборудование: Справочник, под ред. Е. М. Бухаленко - М.: Недра, 1990.550с.).
Недостатком известных устройств является то, что электродвигатель находится на глубине и работает в осложненных условиях, а кабель подвержен механическим повреждениям при спускоподъемных операциях, что снижает надежность работы установки.
МКИ5:Р04С, 5/00 F 04 В, 47/02
Указанные недостатки устранены в конструкции установки штангового винтового насоса, содержащей эксплуатационную и лифтовую колонны труб, штанговую колонну, нижний конец, которой соединен с ротором, размеш,енным в статоре, имеюш,ем ограничительный стержень, а верхний конец соединен с устьевым нриводом, посредством которого передается вращательный момент от электродвигателя через штанговую колонну ротору винтового насоса. (Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию полостно-постунательной насосной системы « ХайландКород. Nisku, Alberta, Canada, 1992- прототип).
Недостатком известного устройства, выбранного нами за прототип по большинству совпадающих признаков, является высокая аварийность из-за низкой вероятности точной посадки ротора в статоре, из-за сложности учета линейных характеристик лифтовой и штанговой колонн, зависящих от их физико-технических данных и термогидродинамических параметров работы скважин, вследствие чего нри эксплуатации установки штангового винтового насоса зачастую происходят обрывы штанговых колонн, разрушение насоса и полеты внутрискважинного оборудования на забой скважины (когда фактическая глубина ротора больше фактической глубины статора и имеет место контакт ротора с ограничительным стержнем статора) и низкая подача пасоса (когда ротор чрезмерно поднят от статора), что снижает эффективность работы установки.
Целью предложенной полезной модели является повышение эффективности работы установки.
Техническая сущность предлагаемого устройства заключается в том, что известпая устаповка содержащая, эксплуатационную и лифтовую на конце которой закреплен статор винтового насоса колонны труб, штанговую колонну, нижний конец которой соединен с ротором, размещенным в статоре, имеющем ограничительный стержень, а верхний соединен с устьевым приводом, и станцию управления, снабжена расположенным над винтовым насосом предохранительным устройством, в виде ниппеля с ограничительным буртиком и уплотнительными элементами с размещенной внутри подпружиненной скользящей втулкой, причем ниппель и скользящая втулка имеют радиальные каналы для сообщения трубного и затрубного пространств при нижнем положении скользящей втулки, а штанговая колонна снабжена толкателем с преобразователем вращательного движения насосных штанг в ностунательное движение скользяшей втулки.
Снабжение установки предохранительным устройством, нриводяш;им в действие толкателем, обеспечивает сообш,ение лифтовой полости над насосом с затрубным пространством, когда в пропессе эксплуатапии установки глубина расположения ротора становится больше глубины установки статора, в результате чего резко снижается нагрузка на насос и станция унравления отключает установку по зашите (минимальная токовая нагрузка), благодаря чему исключается аварийная ситуация (обрыв штанговой колонны, разрушение насоса и полет внутрискважинного оборудования) и повышается эффективность работы установки.
На фиг. 1 показан обшнй вид нредлагаемого устройства (стрелками показано направление движения жидкости), на фиг.2 фрагмент А фиг. 1.
Установка штангового винтового насоса включает в себя эксплуатационную колонну 1и лифтовую колонну 2, на которой размешены сверху вниз: предохрапительное устройство, состоящее из ниппеля 3 с ограничительным буртиком, в виде гайки 4, с уплотнительными элементами 5 и радиальными каналами 6. Поджатая пружиной 7 скользяшая втулка 8 имеет радиальные каналы 9. Статор 10 насоса имеет ограничительный стержень 11. Штанговая колонну 12, нижний конец которой соединен с ротором 13, а верхний конец скреплен с устьевым приводом 14, снабжена толкателем 15, и размешена в лифтовой колонне 2. Устьевой привод соединен кабелем со станцией управления 16. Толкатель 15 включает опорный подшипник 7 с упором 18, подвижно соединенным гайкой 19 с колонной 12(фиг.2)
Предложенное устройство работает следуюшим образом.
Производится спуск внутрискважинного оборудования в соответствии с фиг.1 до расчетной глубины. Затем после подгонки ротора 13 известными методами (см. прототип), осушествляется запуск скважины в работу. После вывода на режим и в процессе эксплуатации скважины изменяются его термогидродинамические параметры работы, что приводит к изменениям длин лифтовой 2 и штанговой 12 колонн, которые очень сложно учесть при подгонке
ротора 13. В случае, когда удлинение штанговой колонны 12 больше удлинения лифтовой колонны 2, толкатель 15 унором 18 отжимает скользяшую втулку 8 вниз, освобождая радиальные каналы 6 и 9 для сообщения лифтовой полости над насосом с затрубным пространством. При этом резко снижается подача насоса, и станция управления 16 отключает установку по минимальной токовой нагрузке, предотвраш,ая контакт ротора 13с ограничительным стержнем 11, тем самым, исключая аварийную ситуацию. Когда удлинение штанговой колонны меньше удлинения лифтовой колонны ( ротор чрезмерно поднят от статора), подача насоса также снижается и при снижении подачи насоса до предельных значений, станция управления 16 отключает установку по минимальной токовой нагрузке.
После отключения установки по минимальной токовой нагрузке производится переподгонка ротора и затем осуществляется повторный запуск скважины.
Технико-экономическая или иная эффективность:
1.Снижение аварийности работы установки вследствие исключения вероятности контакта ротора с ограничительным стержнем статора.
2.Повышение коэффициента полезного действия и межремонтного периода работы установки за счет эксплуатации насоса в оптимальном режиме.