ВХОДНОЙ МОДУЛЬ-ФИЛЬТР

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для защиты погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН) от попадания на прием насоса механических примесей при добыче пластовой жидкости из скважины.
Известен входной модуль ЭЦН ЖНШ-1 (патент РФ №42081, F04D 13/10, опубл. 2004.11.20), с дистругирующими аппаратами, содержащий вал, установленный в подшипниках, основание, которое снабжено многосекционным фильтром, представляющим собой щелевой экран, который крепится на основании модуля опорными кольцами, при этом по всей длине основания расположены отверстия, количество и периодичность расположения которых расчетная.
Недостатками известных входных модулей являются ограниченная пропускная способность модулей из-за неизменной длины модуля, в частности использование единого вала, неудобство транспортирования и хранения модулей из-за значительного габарита (длины), а также невозможности использования модулей в установках УЭЦН, имеющих присоединительные размеры гидрозащиты и насоса ЭЦН, отличные от соответствующих присоединительных размеров модулей.
Известен всасывающий модуль электроцентробежного насоса, содержащий корпус с подводящими отверстиями, вал и пенометаллический фильтр, размещенный между корпусом и валом с образованием кольцевых полостей между ними, причем подводящие отверстия расположены в корпусе в пределах установки фильтра патент РФ №2261369, F04D 13/10,2005.
Недостатком всасывающего модуля является ограниченный ресурс работы вследствие потери пропускной способности пенометаллического фильтра при загрязнении твердыми частицами.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели, является фильтр-входной модуль, содержащий перфорированную корпусную трубу, вал с подшипниками, секционные фильтроэлементы из проволочно-проницаемого материала, которые закреплены на внутреннем каркасе ("беличье колесо") (журнал «Нефтегазовая Вертикаль», №13-14/2011, стр. 124-125).
Однако, данное устройство технологически не эффективно, т.к., во-первых, имеется "узкое" место при прохождении потока жидкости через подшипники на прием насоса, что приводит к дополнительным гидравлическим сопротивлениям, во-вторых, имеет неэффективную площадь фильтрации за счет наличия металлических наконечников у секции фильтрэлемента, и, в-третьих, не имеет защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях, что приводит к отбраковкам входного модуль-фильтра.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение арсенала средств для фильтрации потока нефтяного флюида от механических примесей и защиты погружного насосного оборудования от абразивных частиц.
2
Указанный технический результат достигается за счет того, что входной модуль-фильтр, содержит корпусную трубу, головку, вал с подшипниками и фильтрующий блок причем, корпусная труба выполнена цельной, а фильтрующий блок, снабженный внешней и внутренней защитной сеткой выполнен многослойным из упруго-растянутого проволочно-проницаемого материала, и каждый слой выполнен с разной номинальной тонкостью фильтрации. Входной модуль-фильтр содержит цельную корпусную трубу, что способствует оптимизации гидравлических сопротивлений и исключению "узкого" места - подшипников, при прохождении жидкости через фильтр. Узкое место выражено малой площадью проходных каналов корпуса подшипника (970 мм). В предложенной конструкции отфильтрованная жидкость движется вдоль корпусной трубы через головку фильтра на прием насоса, минуя прохождение подшипников, таким образом, площадь проходного сечения увеличилась на 20%, гидравлические сопротивления потоку жидкости соответственно уменьшились. Внутренняя и внешняя защитная сетка дополнительно создает каркас и придает, входному модуль-фильтру прочность, а внешняя защитная сетка еще и защищает от повреждений при спускоподъемных операциях насосного оборудования. Известные ранее фильтрующие блоки выполнены с одной заданной тонкостью фильтрации. Выполнение фильтрующего блока многослойным, из упруго-растянутого проволочно-проницаемого материала (ППМ-УР), позволяет выполнить каждый слой с разной номинальной тонкостью фильтрации. Выполнение входного модуль-фильтра единым фильтрационным блоком из упруго-растянутого проволочно-проницаемого материала, позволяет сократить его общую площадь и обеспечить возможность комбинации слоев фильтроэлемента в зависимости от размера механических частиц, содержащихся в нефтяной эмульсии. Например, слой с тонкостью фильтрации 300 мкм, слой с тонкостью фильтрации 200 мкм, слой с тонкостью фильтрации 150 мкм. Таким образом, свойство многослойности позволяет исключить проблемы заиливания, прохождения частиц малого диаметра на прием насоса и преждевременного засорения фильтра, характерное для существующих входных модуль-фильтров.
Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен входной модуль-фильтр, корпусная труба 1, головка фильтра 2, вал 3, подшипник 4, фильтрующий блок 5. На фигуре 2 изображен фильтрующий блок 5, слой с тонкостью фильтрации 300 мкм 6, слой с тонкостью фильтрации 200 мкм 7, слой с тонкостью фильтрации 150 мкм 8, внешняя защитная сетка 9, внутренняя защитная сетка 10.
Входной модуль-фильтр работает следующим образом. Поток нефтяной эмульсии поступает через внешнюю защитную сетку 9 к фильтрующему блоку 5 из ППМ-УР. Жидкость проходит необходимое количество слоев фильтра в последовательности от большей тонкости фильтра, в зависимости от диаметра абразивных частиц они удерживаются в слое соответствующей тонкости фильтрации 6, 7 или 8. Отфильтрованная жидкость, пройдя через фильтрующий блок 5 и внутреннюю защитную сетку 10, направляется вдоль корпусной трубы 1 через головку фильтра 2 на прием насоса, исключая прохождение каналов корпуса подшипников 4, и, следовательно, уменьшая контакт агрессивной жидкости с валом 3, снижается вероятность слома вала (фиг.1).
Совокупность признаков нова и позволяет достичь заявленный технический результат.