СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ КОЖУХА ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ВХОДНЫМ МОДУЛЕМ ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ
METHOD OF SEALED JOINT OF HOUSING OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR WITH INPUT UNIT OF SUBMERSIBLE PUMPS

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости скважинами с погружными электроцентробежными и электровинтовыми насосами различных типов с погружным электродвигателем в герметичном кожухе и других компоновках.
Известна установка для эксплуатации скважины (аналог) [1] (патент РФ №2335625 С1, опубликовано 10.10.2008), включающая пакер в промежутке между пластами, колонну труб с всасывающим клапаном и радиальными отверстиями для сообщения с межтрубным пространством выше пакера и электроцентробежный насос. Электроцентробежный насос снабжен наружным герметизирующим кожухом, выполненным с возможностью изолирования приема насоса от межтрубного пространства и гидравлического соединения его с полостью колонны труб ниже насоса. Выше насоса на колонне труб установлена цилиндрическая камера, имеющая внутренние уплотнительные кольца, опорное седло, радиальные отверстия для сообщения с межтрубным пространством и внутреннюю кольцевую проточку на уровне радиальных отверстий. В цилиндрической камере размещен съемный штуцерный узел с осевым сквозным проходным каналом, снабженный захватным элементом, наружным уплотнительным кольцом и калиброванными радиальными сменными штуцерами в средней его части.
Недостатками данной установки являются ограниченность сферы применения и необходимость сращивания питающего кабеля, сложности его герметизации.
Известен входной модуль (аналог) для погружного электроцентробежного насоса [2] (патент РФ №81273 U1, опубликовано 10.03.2009), содержащий перфорированный корпус, головку, основание, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, фильтрующий элемент, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде пружины сжатия и расположен между корпусом и валом с возможностью регулирования межвиткового зазора, нижний опорный торец пружины размещен в пазу основания, а верхний торец пружины соединен с механизмом перемещения пружины, при этом механизм перемещения пружины выполнен в виде толкателя, размещенного в головке с возможностью осевого перемещения, и установочного элемента, один конец которого жестко соединен с толкателем, а другой конец установочного элемента размещен в отверстии головки с возможностью перемещения его вдоль оси входного модуля и фиксации в разных положениях.
Недостатком данной полезной модели является невозможность использования с погружным электродвигателем в герметичном кожухе.
Известен входной модуль погружного электрического насоса (прототип) [3] (патент РФ №80518 U1, опубликовано 10.02.2009), состоящий из корпуса с центральным каналом, верхним для соединения с насосом и нижним для соединения с электродвигателем фланцевыми соединениями, а также с каналами, сообщающими внутреннее пространство корпуса с наружным, отличающийся тем, что корпус выполнен сборным, состоящим из верхней с верхним фланцевым соединением и нижней с нижним фланцевым соединением частями, соединенными между собой резьбовым соединением, причем на части с внутренней резьбой выполнено цилиндрическое расширение с осью, смещенной относительно оси корпуса, и наружной технологической резьбой со стороны электродвигателя, при этом наружные отверстия каналов расположены ниже технологической резьбы, со стороны максимального смещения расширения относительно корпуса в расширении выполнены сквозные каналы под кабель, укладываемый в них с возможностью герметизации, причем входы и выходы сквозных каналов размещены снаружи части корпуса с расширением, сверху и снизу технологической резьбы расширения.
Недостатками данной полезной модели являются необходимость освобождения от брони, разделки и последующего сращивания питающего кабеля, ненадежность его герметизации, механические повреждения разделанного кабеля при транспортировке, монтаже и спуске в скважину, взаимное вращение входного модуля с гидрозащитой и электродвигателем и герметичного кожуха при монтаже и демонтаже, приводящее к скручиванию как разделанной, так и бронированной части силового кабеля в герметичном кожухе и, как следствие, его повреждение. Кроме того, монтаж погружного электродвигателя и гидрозащиты в кожух требуют особых условий - закрытого помещения с шахтой и подъемным механизмом на высоту не менее 12 м. Монтаж на скважине затруднителен и занимает много времени.
Технической задачей изобретения является расширение сферы применения входного модуля в установках с погружными электроцентробежными и электровинтовыми насосами различных типов с погружным электродвигателем в герметичном кожухе и других компоновках, разработка технологичного герметичного соединения кожуха погружного электродвигателя с входным модулем, устранение взаимного вращения кожуха погружного электродвигателя и входного модуля при монтаже и демонтаже, исключающее скручивание силового кабеля в герметичном кожухе и, как следствие, его повреждение, устранение необходимости разделки кабеля и выполнения соединения с последующей изоляцией стыков, возможность монтажа на устье скважины в любых погодных условиях.
Техническая задача решается способом, включающим герметичное соединение кожуха погружного электродвигателя с входным модулем погружных насосов, который выполняют без смещения оси относительно элементов кожуха, с фланцами для соединения с насосом и погружным электродвигателем. Согласно изобретению герметичный кожух соединяют с входным модулем при помощи разрезной гайки, расположенной в углублении входного модуля, при этом кожух при сборке и разборке перемещается по шпоночному пазу, либо соединение герметичного кожуха с входным модулем выполняют при помощи промежуточного соединительного элемента с направляющими шпонками или с правой и левой резьбой, что исключает взаимное вращение герметичного кожуха и входного модуля, скручивание силового кабеля в кожухе и его повреждение.
На фиг. 1-6 представлены различные способы соединения герметичного кожуха погружного электродвигателя с входным модулем.
На фиг. 1 кожух 1 снабжают резьбой 4, направляющим шпоночным пазом 6 и полированной поверхностью под уплотнительные элементы 8, а входной модуль 2 - разрезной гайкой 3, шпонкой 5 и уплотнительными элементами 7. На фиг. 2 кожух 1 снабжают резьбой 4, направляющим шпоночным пазом 6 и уплотнительными элементами 7, а входной модуль 2 - разрезной гайкой 3, шпонкой 5 и полированной поверхностью под уплотнительные элементы 8.
На фиг. 3 кожух 1 снабжают резьбой 4, шпонкой 5 и полированной поверхностью под уплотнительные элементы 8, а входной модуль 2 - разрезной гайкой 3, направляющим шпоночным пазом 6 и уплотнительными элементами 7.
На фиг. 4 кожух снабжают резьбой 4, шпонкой 5 и уплотнительными элементами 7, а входной модуль 2 - разрезной гайкой 3, направляющим шпоночным пазом 6 и полированной поверхностью под уплотнительные элементы 8.
На фиг. 5 показан промежуточный соединительный элемент 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую наружную 10, а с другой - левую наружную 11.
На фиг. 6 показан промежуточный соединительный элемент 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую наружную 10, а с другой - левую внутреннюю 12.
На фиг. 7 показан промежуточный соединительный элемент 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую внутреннюю 13, а с другой - левая наружную 11.
На фиг. 8 показан промежуточный соединительный элемент 9, на корпусе которого располагают гайки 14 и 15, на которых выполняют резьбу: либо с обеих сторон правую наружную, либо с обеих сторон правую внутреннюю, либо с обеих сторон левую наружную, либо с обеих сторон левую внутреннюю, либо с одной стороны правую наружную, а с другой левую наружную, либо с одной стороны правую внутреннюю, а с другой - левую внутреннюю, либо с одной стороны правую наружную, а с другой - левую внутреннюю.
Соответственно выполняют присоединительные резьбы на герметичном кожухе и входном модуле.
Для герметичного соединения кожуха 1 погружного электродвигателя с входным модулем 2 в герметичном кожухе 1 со стороны соединения с входным модулем 2 выполняют резьбу 4, шпоночный паз 6 и полированную поверхность 8 в месте уплотнения кольцевыми уплотнительными элементами 7, а входной модуль 2 насоса состоит из цельного или сборного корпуса, который выполняют без смещения оси относительно элементов кожуха, с фланцами для соединения с насосом и погружным электродвигателем (не показано), разрезной гайкой 3 с ответной резьбой, направляющей шпонкой 5 и уплотнительными кольцевыми элементами 7 для герметизации соединения с герметичным кожухом электродвигателя (фиг. 1), либо уплотнительные элементы 7, шпоночный паз 6 и резьбу 4 располагают в герметичном кожухе 1, а полированную поверхность 8, направляющую шпонку 5 и разрезную гайку 3 с ответной резьбой - во входном модуле 2 (фиг. 2), либо полированную поверхность 8, направляющую шпонку 5 и резьбу 4 выполняют в герметичном кожухе 1, а уплотнительные элементы 7, шпоночный паз 6 и разрезную гайку 3 с ответной резьбой располагают во входном модуле 2 (фиг. 3), либо уплотнительные элементы 7, направляющую шпонку 5 и резьбу 4 располагают в герметичном кожухе 1, а полированную поверхность 8, шпоночный паз 6 и разрезную гайку 3 во входном модуле 2 (фиг. 4).
Герметичный кожух соединяют с входным модулем при помощи разрезной гайки, при этом при сборке и разборке вращательное движение гайки вызывает поступательное перемещение кожуха по направляющему шпоночному пазу, либо соединение герметичного кожуха 1 с входным модулем 2 выполняют при помощи промежуточного соединительного элемента 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую наружную 10, а с другой - левую наружную 11 (фиг. 5), либо соединение герметичного кожуха 1 с входным модулем 2 выполняют при помощи промежуточного соединительного элемента 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую наружную 10, а с другой - левую внутреннюю 12 (фиг. 6), либо соединение герметичного кожуха 1 с входным модулем 2 выполняют при помощи промежуточного соединительного элемента 9, в котором с одной стороны выполняют резьбу правую внутреннюю 13, а с другой - левая наружную 11 (фиг. 7), либо соединение герметичного кожуха 1 с входным модулем 2 выполняют при помощи промежуточного соединительного элемента 9, на корпусе которого располагают гайки 14 и 15, на которых выполняют резьбу: либо с обеих сторон правую наружную, либо с обеих сторон правую внутреннюю, либо с обеих сторон левую наружную, либо с обеих сторон левую внутреннюю, либо с одной стороны правую наружную, а с другой левую наружную, либо с одной стороны правую внутреннюю, а с другой - левую внутреннюю, либо с одной стороны правую наружную, а с другой - левую внутреннюю.
Соответственно выполняют присоединительные резьбы на герметичном кожухе и входном модуле.
Предлагаемый способ герметичного соединения кожуха погружного электродвигателя с входным модулем погружных насосов исключает взаимное вращение кожуха погружного электродвигателя и входного модуля, скручивание питающего кабеля в кожухе и его повреждение. Цилиндрические резьбы фиксируются. Один из способов - фиксация стопорным винтом.
Технологический и технический результаты при использовании способа достигаются за счет ускорения монтажа УЭЦН или другого оборудования и повышения защищенности кабеля и электрического разъемного соединения от механических повреждений. Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет увеличения наработки на отказ, продления срока службы насосной установки и ускорения ее монтажа.
Использованная литература
1. Патент РФ №2335625 С1.
2. Патент РФ №81273 U1, опубликовано 10.03.2009.
3. Патент РФ №80518 U1, опубликовано 10.02.2009.