ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА
Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для откачки нефти из скважин насосным способом.
Уровень техники
Известна глубинно-насосная установка, содержащая расположенные в скважине в нижней части колонны насосно-компрессорных труб погружной винтовой насос со всасывающим и нагнетательным окнами, последовательно соединенный с погружным электродвигателем с гидрозащитой (см. Д.Ф.Балденко, и др. «Винтовые насосы, М., Машиностроение, 1982, стр. 118).
Винтовой насос содержит цилиндрический корпус с двумя последовательно соединенными рабочими полостями в виде винтовых резиновых обойм, в которых размещены два последовательно соединенных винтовых ротора с образованием полостей всасывания и нагнетания.
Недостатком известной глубинно-насосной установки является низкая надежность, особенно при работе в искривленных стволах скважин, из-за значительных габаритов по длине.
Указанный недостаток устранен в известной глубинно-насосной установке, содержащей расположенный в скважине в нижней части колонны насосно-компрессорных труб винтовой насос со всасывающим и нагнетательным окнами, включающий цилиндрический корпус, два винтовых ротора с нарезкой в виде прямоугольной резьбы, сопряженных между собой шестернями синхронизациии, погружной электродвигатель с гидрозащитой, вал которого соединен через шарнирную муфту с ведущим ротором насоса. Рабочие полости корпуса выполнены в виде цилиндрических расточек, расположенных в корпусе параллельно, а центры вращения роторов в поперечном сечении корпуса расположены на прямой, параллельной его диаметру. На стороне нагнетания уста 001100027
fc-.W-T, .,..(.,..„i til iiiil Illll III II
МПК4 E 21В 43/00, F 04B 47/00
новки установлены разгрузочные диски (см. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель № 10212 , МПК F21B43/00, приоритет 26.05.98).
Основным недостатком известной установки является ненадежная система смазки и отвода тепловыделений от зубчатого зацепления синхронизирующих шестерен винтового насоса, от подшипников и уплотнений через наружную стенку корпуса в окружающую насос жидкость.
При отклонении от параллельности валов электродвигателя и ведущего ротора возможна относительная неравномерность вращения ротора.
Сущность полезной модели
Для повышения надежности работы путем совершенствования системы смазки и отвода тепла в окружающую среду в известной глубинно-насосной установке, содержащей расположенный в скважине в нижней части колонны насосно-компрессорных труб винтовой насос со всасывающим и нагнетательным окнами, включающий цилиндрический корпус с рабочей полостью в виде двух параллельных корпусу цилиндрических расточек, в которой размещены два винтовых ротора с образованием полостей всасывания и нагнетания, роторы имеют нарезку в виде прямоугольной резьбы и сопряжены между собой шестернями синхронизации, размещенными в полости цилиндрического корпуса насоса под рабочей полостью, центры вращения роторов в поперечном сечении корпуса расположены на прямой, параллельной диаметру насоса, один из роторов соединен с валом погружного электродвигателя, снабженного гидрозащитой, согласно полезной модели, в цилиндрическом корпусе насоса параллельно рабочей полости выполнена дополнительная полость частично заполненная смазочным маслом, при этом воздушный и масляный объёмы дополнительной полости сообщены с помощью отдельных трубок с полостью цилиндрического корпуса насоса под рабочей полостью, а на валах роторов установлены торцевые уплотнения для отделения рабочей полости от полости под ней.
Такое исполнение установки позволит обеспечить не только смазку шестерен синхронизации, зубчатой передачи с внутренним зацеплением, подшипников, исключив утечки масла, но и отвод тепловыделений от них и торцевых уплотнений к корпусу насоса и через его стенку в окружающую насос жидкость.
Кроме того, погружной электродвигатель и соединенный с ним ротор взаимодействуют через зубчатую передачу с внутренним зацеплением.
Такая передача крутящего момента позволит исключить относительную неравномерность вращения ротора, увеличить число его оборотов и сократить объём полости цилиндрического корпуса насоса под рабочей полостью. Перечень фигур, чертежей
На фиг. 1 изображена схема глубинно-насосной установки, на фиг. 2 схема винтового насоса, на фиг. 3 - поперечное сечение А-А фиг. 2, на фиг. 4 поперечное сечение Б-Б фиг. 2 и на фиг. 5 - продольное сечение Г-Г фиг. 3.
Сведения, подтверждающие возможность изготовления полезной модели
Глубинно-насосная установка содержит последовательно соединенные винтовой насос 1 и погружной электродвигатель 2 с гидрозащитой, установленные в скважине 3 в нижней части колонны насосно-компрессорных труб 4. Винтовой насос содержит цилиндрический корпус 5 (фиг. 2) со всасывающими 6 (фиг. 3) и нагнетательным 7 (фиг. 4) окнами. В рабочей полости 8 насоса, выполненной в виде двух параллельных корпусу цилиндрических расточек, размещены два винтовых ротора 9 с образованием под ними полости всасывания 10 и над ними - полости нагнетания 11.
В поперечном сечении насоса центры вращения роторов 9 расположены на прямой, параллельной диаметру.
Роторы 9 сопряжены между собой механизмом синхронизации, расположенным в полости 12 насоса под рабочей полостью и включающим шестерни 13, подшипники скольжения 14, упорные подшипники 15 и зубчатую передачу 16с внутренним зацеплением.
Полость 12 отделена от рабочей полости 8 с помощью торцевых уплотнений 17, которыми снабжены валы роторов 9.
В полости нагнетания 11 на роторах установлены разгрузочные диски 18.
Винтовые нарезки на роторах 9 имеют прямоугольный профиль с одинаковым наружным D и внутренним d диаметрами.
Для того, чтобы роторы 9 при работе не касались друг друга, а также стенок цилиндрических расточек корпуса, предусмотрены гарантированные зазоры между винтовыми нарезками на роторах и между наружными диаметрами роторов и внутренними диаметрами цилиндрических расточек корпуса насоса.
В цилиндрическом корпусе 5 насоса параллельно рабочей полости, выполнена дополнительная полость 20, частично заполненная смазочным маслом (фиг.5).
Воздушные и масляные объёмы дополнительной полости 20 с помощью отдельных трубок 21 и 22, установленных в нижней крышке 23, сообщены с полостью 12 под рабочей полостью 8.
Полезная модель работает следующим образом.
Откачиваемая нефть через всасывающие окна 6 поступает в полость всасывания 10 винтового насоса. Далее она захватывается винтовыми нарезками на роторах 9 и переносится ими в полость нагнетания 11 насоса. Из нее нефть через окно нагнетания 7 поступает в колонну насосно-компрессорных труб 4 и нагнетается из скважины 3 потребителю.
Перед спуском установки в скважину полость 12 полностью, а дополнительную полость 20 частично заполняют маслом. Поскольку температура в пласте существенно выше температуры на поверхности (в среднем температура повышается на 3°С с увеличением глубины их залегания на каждые 100 м), воздух в полости 20 сжимается за счет теплового расширения масла. Дальнейшее его сжатие происходит при работе насоса за счет повышения температуры масла от тепловыделений от подшипников 14 и 15, шестерен 13 и торцевых уплотнений 17. Таким образом, масло в полости 20 всегда находится под некоторым избыточным давлением, способствующим постоянной подпитке масла в полость 12 для смазки подшипников, шестерен и зубчатой передачи 16с внутренним зацеплением, одновременному отводу тепловыделений через наружную стенку корпуса насоса в пластовую жидкость. Торцевые уплотнения 17 сводят к минимуму утечки масла, позволяя работать без замены масла в течение длительного времени.
По сравнению с известной установкой предлагаемая глубинно-насосная установка имеет больший ресурс работы, большую производительность при одинаковых габаритах и более надежна в эксплуатации.