ВХОДНОЙ МОДУЛЬ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использована в конструкции погружных электроцентробежных насосов для предотвращения попадания механических примесей в насосные секции.
Известен входной модуль погружного электроцентробежного насоса, содержащий корпус с подводящими отверстиями, вал и пенометаллический фильтр, размещенный между корпусом и валом с образованием кольцевых полостей (Патент №2261369 РФ, F04D 13/10, 2005).
Известный входной модуль имеет ограниченный ресурс работы при повышенной загрязненности пластовой жидкости, поскольку пенометаллический фильтр задерживает и накапливает механические примеси в ячеистых порах без возможности удаления противотоком, что заканчивается потерей им пропускной способности.
Известен входной модуль погружного электроцентробежного насоса, состоящий из корпуса с подводящими отверстиями, вала с верхней, нижней и промежуточной опорой с осевыми каналами, трубчатых фильтров из спрессованной проволочной спирали, установленных на центраторах между опорами, и сборника механических примесей с отводными каналами (патент №2353813 РФ, F04D 13/10, 2009).
Описанный входной модуль имеет повышенные эксплуатационные свойства по сравнению с предыдущим, поскольку фильтры из спрессованной проволочной спирали обладают высокими упругими свойствами и способностью к частичной самоочистке под воздействием вибрации. Однако глубокая регенерация фильтров возможна только после подъема входного модуля на дневную поверхность из-за свойственного фильтрам объемного механизма фильтрации. Этим серьезно ограничивается наработка на отказ погружного электроцентробежного насоса.
Наиболее близким к заявляемому является входной модуль погружного центробежного электронасоса, содержащий перфорированный корпус с расположенными на нем секциями щелевого фильтра и наружными кольцами, верхнюю головку с верхним подшипником, вал с дополнительными промежуточными подшипниками, отделенными перфорированными трубками и снабженными отбойниками и элементами подпружинивания отбойников, нижнее основание с разгоночным шнеком и шламоотбойным стаканом (Патент на ПМ №68616 РФ, F04D 13/10, 2007).
Во входном модуле - прототипе щелевой фильтр фактически является отражающим экраном для механических примесей, что благоприятно сказывается на его ресурсных характеристиках. Однако при проявлении в скважине комбинированного воздействия осложняющих факторов в виде механических примесей и отложения солей существует высокая вероятность закупоривания ими щели щелевого фильтра. Следствием является срыв подачи, поскольку запасной канал для поступления пластовой жидкости на прием погружного насоса отсутствует.
Задачей настоящей полезной модели является повышение межремонтного периода погружного центробежного электронасоса за счет продления ресурса входного модуля.
Указанный технический результат достигается тем, что во входном модуле погружного центробежного электронасоса, содержащем перфорированный корпус, расположенные на корпусе секции щелевого фильтра и наружные кольца, головку с верхним подшипником, вал с дополнительными промежуточными подшипниками, отделенными перфорированными трубками и снабженными отбойниками и элементами подпружинивания отбойников, шнек и основание, согласно полезной модели, внизу основания выполнены входные отверстия, выше которых по ходу движения жидкости установлен предохранительный клапан, состоящий из зафиксированного относительно основания седла и установленного на валу подпружиненного полого поршня с кольцеобразным запорным элементом.
Предлагаемый входной модуль погружного центробежного электронасоса схематично изображен на фиг.
Входной модуль состоит из перфорированного корпуса 1 с входными отверстиями 2, снабженного резьбовыми окончаниями. На корпусе 1 расположены секции щелевого фильтра 3 с наружными кольцами 4. Вал 5 установлен в корпусе 1 посредством промежуточных подшипников 6, выполненных с осевыми отверстиями 7 и отделенных друг от друга перфорированными трубками 8, установленными концентрично валу 5 с кольцевым зазором 9. Промежуточные подшипники 6 снабжены отбойниками 10 с элементами подпружинивания. Головка 11 с верхним подшипником 12 и основание 13 накручиваются на резьбовые окончания корпуса 1. На валу 5 в пределах секции щелевого фильтра 3, примыкающей к основанию 13, установлен шнек 14.
Внизу основания 13 выполнены под углом к его оси входные отверстия 15, диаметр и количество которых являются расчетными величинами. Выше отверстий 15 установлен предохранительный клапан 16, который состоит из седла 17, зафиксированного относительно основания 13, и запорного элемента 18 кольцеобразной формы с полым поршнем 19, установленных на валу 5 и поджатых пружиной 20. В нижней части основания 13 между отверстиями 15 и предохранительным клапаном 16 образуется полость 21.
Входной модуль работает следующим образом. При включении погружного центробежного электронасоса внутри входного модуля создается разряжение. Под действием перепада давления пластовая жидкость, содержащая механические примеси, фильтруется через щелевой фильтр 3, освобождаясь при этом от крупных частиц размером более его ширины щели. Очищенная пластовая жидкость движется в радиальном направлении сквозь входные отверстия 2 в корпусе 1 и отверстия в перфорированных трубках 8, попадает в кольцевой зазор 9 и течет по нему вверх. Вращающийся на валу 5 шнек 14 создает дополнительный восходящий поток жидкости, предотвращающий оседание на предохранительный клапан 16 мелкодисперсных частиц, прошедших сквозь щелевой фильтр 3. Отбойники 10 отводят частицы от зазора между валом 5 и промежуточными подшипниками 6. Жидкость из входного модуля попадает в насос, приобретает напор и по НКТ подается на дневную поверхность.
С течением времени задержанные частицы перекрывают щели в секциях щелевого фильтра 3 и в полости 21 создается разряжение. При этом возрастает действующее снаружи давление на запорный элемент 18, которое удерживается пружиной 20. При достижении расчетного давления преодолевается усилие пружины 20 и запорный элемент 18 вместе с полым поршнем 19 скользят по валу 5 вверх, открывая зазор между запорным элементом 18 и седлом 17. В результате пластовая жидкость из скважины начинает попадать внутрь входного модуля через входные отверстия 15, полость 21 и открывшийся предохранительный клапан 16 в основании 13 и в неочищенном состоянии направляется на прием погружного насоса.
Открытие предохранительного клапана 16 приводит к скачкообразному увеличению давления пластовой жидкости внутри входного модуля, что обусловливает отделение частиц, налипших снаружи щелевых фильтров. В результате возобновляется течение пластовой жидкости через щелевой фильтр, а предохранительный клапан 16 закрывается.