ФИЛЬТР БЛОЧНЫЙ ДЛЯ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА С РЕГУЛИРОВКОЙ ЗАГЛУБЛЕНИЯ ВАЛА

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована для защиты погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН) от попадания на прием насоса механических примесей при добыче пластовой жидкости (нефти) из скважины.
Известен входной модуль ЭЦН ЖНШ-1 (патент РФ № 42081, F04D 13/10, дата публикации 2004.11.20), с дистругирующими аппаратами, содержащий вал, установленный в подшипниках, основание, которое снабжено многосекционным фильтром, представляющим собой щелевой экран, при этом по всей длине основания расположены отверстия, количество и периодичность расположения которых расчетная.
Известен фильтр блочный для погружного центробежного электронасоса (патент РФ № 2395014, F04D 29/70, дата публикации 2010.07.20), взятый в качестве прототипа, содержащий основание, головку, установленный между ними фильтрующий блок, состоящий из одной или более фильтрующих секций, при этом основание и каждая фильтрующая секция содержат корпус, установленный в каждом корпусе с возможностью вращения вал, с элементами присоединения с сопрягаемыми валами, при этом нижний конец вала основания предназначен для соединения с валом гидрозащиты, а верхний конец вала фильтрующей секции, соединенной с головкой, предназначен для присоединения к валу ЭЦН или валу газосепаратора (газосепаратора-диспергатора).
Недостатками известных устройств являются невозможность использования данных устройств с насосами ЭЦН или газосепараторами, вылеты валов которых имеют разные значения (например, оборудование разных производителей), что снижает универсальность аналогов. Существование данной проблемы подтверждают выдержки из обсуждения (Журнал «Инженерная практика» № 2 2010 г., стр.13, раздел «Выдержки из обсуждения» второй абзац снизу) - «сейчас существует некая проблема в связи с тем, что появилось много производителей фильтров, но каждый изготавливает их со своими присоединителями. Допустим, тот же ЖНША нельзя соединить с газосепаратором «Борца», хотя различия не так велики…».
Задача полезной модели - создание фильтра блочного для погружного центробежного электронасоса с возможностью изменения заглубления вала фильтра относительно присоединительного торца корпуса головки фильтра за счет изменения длины вала фильтра для подсоединения к оборудованию с разными присоединительными размерами.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в универсальности фильтра, повышения точности сборки фильтра с присоединяемым оборудованием - использовании фильтра в установках ЭЦН разных производителей, имеющих другие присоединительные размеры гидрозащиты и насоса ЭЦН без осевой опоры вала, за счет регулирования заглубления вала фильтра.
Технический результат достигается тем, что в фильтре блочном для погружного центробежного электронасоса с регулировкой заглубления вала, содержащем основание, головку, установленную между ними одну или более фильтрующую секцию, при этом основание и фильтрующая секция содержат корпус, установленный в каждом корпусе с возможностью вращения вал, фильтрующая секция содержит перфорированный корпус с отверстиями для прохода жидкости, который соединен посредством переводника с корпусом основания и посредством ниппеля с корпусом головки, согласно полезной модели, на верхнем конце и/или нижнем концах валов фильтрующей секции и основания соответственно выполнены отверстия, в каждое из которых установлен спорно-регулирующий элемент.
Технический результат достигается также тем, что опорно-регулирующий элемент выполнен в виде винта с набором регулировочных шайб, что позволяет обеспечить требуемую точность сборки фильтра с оборудованием, расположенным ниже и выше фильтра, путем установки или снятия необходимого количества регулировочных шайб. Это повышает удобство эксплуатации фильтра, снижает время и повышает точность регулировки заглубления вала фильтра.
При необходимости винты с шайбами с обоих торцов вала фильтра могут быть выкручены, что при заданном вылете вала основания, обеспечит максимальное заглубление вала верхней фильтрующей секции относительно торца головки фильтра. Разность суммарной длины валов фильтра с опорно-регулирующими элементами и без них определяет диапазон изменения длины вала фильтра и при фиксированном значении вылета вала основания определяет возможности изменения заглубления вала верхней фильтрующей секции, что определяет диапазон использования фильтра с оборудованием разных заводов-производителей, имеющих разные вылеты валов, присоединяемых к головке фильтра.
Таким образом, регулировку (подгонку) вала фильтра по длине можно производить как с одной, так и с двух сторон вала фильтра, обеспечивая требуемое значение заглубления вала фильтра относительно головки, при фиксированном значении вылета вала фильтра относительно основания, что позволяет произвести точную сборку фильтра с оборудованием разных производителей, имеющих разные значения вылета вала.
Кроме того, опорно-регулирующий элемент может быть выполнен в виде запрессованной в отверстия вала вставки, например, опоры, что позволяет уменьшить количество деталей в опорно-регулирующем элементе. В этом случае изменение длины вала фильтра производят срезанием части опоры на необходимую величину.
Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели «новизна».
Соответствие заявленной полезной модели критерию промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения фильтра.
На чертеже приведен общий вид фильтра блочного для погружного центробежного электронасоса с регулировкой заглубления вала.
Фильтр блочный для погружного центробежного электронасоса с регулировкой заглубления вала содержит основание 1, соединенное с фильтрующей секцией 2 (фильтрующих секций может быть одна, или несколько, соединенных между собой последовательно), которая соединена с головкой 3. Основание 1 содержит корпус 4, в котором закреплен вал 5 с возможностью вращения. Вал 5 установлен в верхнем и нижнем подшипниках 6 и 7 соответственно. Верхний конец вала 5 основания 1 соединен с валом 8 фильтрующей секции 2 с помощью соединительной муфты 9.
Фильтрующая секция 2 содержит перфорированный корпус 10 с отверстиями 11 для прохода пластовой жидкости, который соединен, посредством переводника 12 с корпусом 4 основания 1 и посредством ниппеля 13 с корпусом 14 головки 3. В переводнике 12 и ниппеле 13 выполнены отверстия 15 и 16 соответственно для прохода отфильтрованной жидкости.
На верхнем конце вала 8 фильтрующей секции 2 выполнено отверстие 17 для установки в нем опорно-регулирующего элемента, выполненного, например, в виде винта 18 с шайбами 19, или в виде опоры (например, опора ГОСТ 13440-68), запрессованной в отверстие 17.
На нижнем конце вала 5 основания 1 выполнено отверстие 20 для установки в нем опорно-регулирующего элемента, выполненного, например, в виде винта 21 с шайбами 22, или срезной опоры.
Корпус 4 основания 1 содержит присоединительный фланец 23 с отверстиями 24 для крепежных элементов, позволяющий произвести монтаж фильтра к гидрозащите (не показано).
Устройство работает следующим образом.
Перед монтажом фильтра с оборудованием и последующей установкой в скважину осуществляют регулировку значения заглубления Х вала 8 фильтра относительно присоединительного торца головки 3 фильтра. В данном случае Х - расстояние между торцом винта 18, установленного в отверстие 17 вала 8, и торцом головки 3 фильтра.
Регулировку заглубления Х вала 8 производят при заданном значении вылета L вала 5 относительно присоединительного торца фланца 23 основания 1. В данном случае L - расстояние между присоединительным торцом фланца 23 основания 1 и торцевой поверхностью головки винта 21, установленного в отверстие 20 вала 5. Величина L вылета вала 5 является постоянной для гидрозащиты, применяемой совместно со стандартной соединительной шлицевой муфтой, соединяющей вал 5 фильтра с валом гидрозащиты (не показано).
Для установки заданной величины вылета L вала 5 опорный торец винта 21, установленного вместе с шайбами 22 и закрученного в отверстии 20 до упора в торец вала 5 основания 1 фильтра, вал 5 фиксируют от перемещений на величину L , например, с помощью упора (не показано). Затем производят перемещение вала 8 фильтрующей секции 2 вместе с соединительной муфтой 9 в направлении основания 1 до упора в верхний конец вала 5 основания 1 фильтра, обеспечивая при этом установку торцов валов 5 и 8 в соединительной муфте 9.
Затем производят замер величины заглубления Х вала 8 от присоединительного торца головки 3 фильтра с заданной для этого точностью, указанной в технической документации на сопрягаемое с фильтром оборудование, например насос ЭЦН (газосепаратор) без осевой опоры вала насоса (газосепаратора).
После этого производят регулировку величины заглубления X, увеличивая путем исключения количества шайб 19 или уменьшая путём установки дополнительных шайб 19. Регулировку заглубления вала 8 фильтра производят с учетом используемой при этом конкретной соединительной муфты, соединяющей вал 8 фильтра с валом ЭЦН и имеющей в конструкции, например, опорную пластину (штифт), передающее осевое усилие от вала ЭЦН на вал фильтра (не показано). Таким образом, осуществляют передачу осевого усилия от вала ЭЦН (газосепаратора) без осевой опоры вала насоса на вал фильтра и в конечном итоге через опорный элемент соединительной шлицевой муфты на вал гидрозащиты (не показано). Учитывая, что осевой подшипник вала гидрозащиты работает в благоприятных условиях эксплуатации (масляной ванне), то он может успешно воспринять осевую нагрузку, передаваемую валом насоса ЭЦН через валы фильтра и опорные элементы соединительных муфт соединяющих эти валы.
Вал фильтра, состоящий из вала 5 основания 1, соединенного муфтой 9 с валом 8 фильтрующей секции 2, собранный с опорно-регулирующими элементами, установленными на валу 5 основания 1 и на валу 8 фильтрующей секции 2, имеет в этом случае максимальную длину. При этом значение заглубления Х вала 8 при фиксированном вылете L вала 5 будет минимальным. А требуемое значение заглубления Х вала 8, например, для насоса ЭЦН без осевой опоры с соединительной муфтой соединяющей вал насоса ЭЦН с валом фильтра (не показано), должно быть больше, для обеспечения возможности исключить необходимое количество, например, шайб 19 и тем самым произвести настройку заглубления Х с необходимой для этого точностью.
Для удобства регулировки заглубления Х вала 8 необходимо иметь толщину регулирующих шайб 19 меньше допуска на заданную точность регулировки заглубления Х вала 8. При необходимости регулировочные элементы 18, 19, 21, 22 можно исключить частично или полностью, как с обоих торцов валов 5 и 8, так и с любого из них.
В случае использования в качестве спорно-регулирующего элемента опоры, запрессованной в отверстия 17 и 20 валов 8 и 5, при регулировке заглубления вала 8 производят срезание части опоры на необходимую величину.
Таким образом, предложенная конструкция фильтра позволяет изменять значение величины заглубления Х вала 8 путём изменения общей длины вала фильтра, как со стороны основания 1, так и со стороны головки 3, что расширяет область использования фильтра для комплектования с установками ЭЦН, газосепараторами (диспергаторами), различных производителей, имеющих разные присоединительные размеры (например, вылеты валов присоединяемого оборудования).
В скважине фильтр работает следующим образом.
Пластовая жидкость проходит через отверстия 11 перфорированного корпуса 10 и фильтрующий элемент внутрь секции 2, отфильтровывается от механических примесей. При наличии в составе фильтра нескольких последовательно соединенных секций 2 пластовая жидкость поступает через отверстия 15 переводника 12 из предыдущей секции в последующую секцию фильтра. Затем жидкость проходит через пропускные отверстия 16 ниппеля 13, отверстие головки 3 и поступает на прием насоса ЭЦН.