СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОПРИВОДНОЙ ВИНТОВОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи вязкой нефти.
Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с фильтром тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, насос и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода к аксиально-поршневому маслонасосу, а в качестве насоса использован винтовой насос, соединенный через вал гидрозащиты с гидродвигателем, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя определяет передаточное отношение числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, (см. патент на полезную модель RU №51128, кл. F04B 47/08, 05.08.2005)
Недостатком известного устройства является то, что из-за несоосности валов гидрозащиты и винтового насоса при работе возникают радиальные биения, что приводит к снижению ресурса работы скважинного электрогидроприводного насосного агрегата. Кроме того, конструкция устройства не позволяет использовать гидрозащиту для компенсации осевых нагрузок, которые возникают при работе винтового насоса, что также приводит к снижению ресурса работы винтового насоса и, как следствие, всего скважинного электрогидроприводного насосного агрегата
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой охватывающей промежуточный вал с шарнирными муфтами, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя (см. патент на полезную модель RU №63000, кл. F04B 47/08, 10.05.2007)
Недостатком этого устройства является то, что имеет место большой нагрев масла в гидроприводе, недостаточная смазку шарнирных муфт промежуточного вала, что приводит к их износу а также износу пяты гидрозащиты электродвигателя и гидрозащиты гидродвигателя, воспринимающего осевую нагрузку от ротора винтового насоса. Кроме того, компенсация изменений объема масла электродвигателя и гидродвигателя в гидрозащите резиновыми диафрагмами уменьшает теплоотвод пластовой жидкостью.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является улучшение теплоотвода от масла в гидроприводе и смазки шарнирных муфт промежуточного вала.
Техническим результатом, который достигается при реализации полезной модели, является повышение надежности и ресурса работы скважинного электрогидроприводного винтового насосного агрегата.
Указанная задача решается за счет того, что скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат содержит погружной электродвигатель, соединенный посредством гидрозащиты с валом маслонасоса и гидродвигатель героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода с предохранительным клапаном к маслонасосу, при этом вал гидродвигателя соединен через вал гидрозащиты и промежуточный вал с шарнирными муфтами с валом винтового насоса, а корпуса винтового насоса и гидрозащиты соединены между собой перфорированной обечайкой, охватывающей промежуточный вал с шарнарными муфтами, отношение объемной производительности маслонасоса к объемной характеристике гидродвигателя равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя к числу оборотов гидродвигателя, в качестве маслонасоса использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением, промежуточный вал выполнен полым и в нем размещены два поршня, пространство между поршнями сообщено через отверстие в стенке промежуточного вала с окружающим насосный агрегат пространством, а пространство между поршнями и шарнирными муфтами заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами, при этом гидрозащита гидродвигателя, и гидрозащита электродвигателя, снабжены радиальными и упорными шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями для компенсации изменения объема масла.
Установка шестеренного маслонасоса с внутренним зацеплением а также подшипников качения и поршней в гидрозащите позволяет снизить потери на трение и нагрев масла электродвигателя и гидродвигателя, и уменьшить износ шарниров промежуточного вала за счет улучшения их смазки.
На чертеже представлен продольный разрез скважинного электрогидроприводного винтового насосного агрегата.
Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат содержит погружной, преимущественно асинхронный, электродвигатель 1, соединенный посредством гидрозащиты 2 с валом 3 маслонасоса 4 и гидродвигатель 5 героторного типа, причем последний подключен посредством трубопровода 6 с предохранительным клапаном 7 к маслонасосу 4. Вал 8 гидродвигателя 5 соединен через вал 9 гидрозащиты 10 и промежуточный вал 11 с шарнирными муфтами 12 с валом 13 винтового насоса 14, а корпуса 15 и 16, соответственно, винтового насоса 14 и гидрозащиты 10 соединены между собой перфорированной обечайкой 17 охватывающей промежуточный вал 11 с шарнирными муфтами 12. Отношение объемной производительности маслонасоса 4 к объемной характеристике гидродвигателя 5 равно передаточному отношению числа оборотов электродвигателя 1 к числу оборотов гидродвигателя 5. В качестве маслонасоса 4 использован шестеренный маслонасос с внутренним зацеплением. Промежуточный вал 11 выполнен полым и в нем размещены два поршня 18. Пространство между поршнями 18 сообщено через отверстие 19 в стенке 20 промежуточного вала 11 с окружающим насосный агрегат пространством. Пространство между поршнями 18 и шарнирными муфтами 12 заполнено смазкой пяты шарниров шарнирных муфт 12, выполненных с охватывающими их резиновыми диафрагмами 21. Гидрозащита 10 гидродвигателя 5 и гидрозащита 2 электродвигателя 1, снабжены радиальными 22 и упорными 23 шарикоподшипниками для восприятия осевой нагрузки с поршнями 24 для компенсации изменения объема масла.
Скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат работает следующим образом:
Насосный агрегат спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб (на чертеже не показана). После спуска насосного агрегата в скважину включается погружной электродвигатель 1, соединенный с валом 3 маслонасоса 4 через гидрозащиту 2. Маслонасос 4 по трубопроводу 6 подает масло в гидродвигатель 5, который через вал 9 гидрозащиты 10, установленный в шарикоподшипниках 22 и 23, передает крутящий момент через промежуточный вал 11 ротору 25 винтового насоса 14, при этом осевую нагрузку от ротора 25 воспринимает упорный шарикоподшипник 23 гидрозащиты 10. Для увеличения ресурса шарнирных муфт 12 промежуточный вал 11 снабжен поршнями 18 с масляными полостями, закрытыми резиновыми диафрагмами 21. При перегрузке винтового насоса срабатывает предохранительный клапан 7 и станция управления (не показана) отключает погружной электродвигатель 1 по величине тока нагрузки, превышающей оптимальное значение на 30-40%, и сообщение об остановке насосного агрегата передается на диспетчерский пункт для ликвидации причин остановки.
Настоящий скважинный электрогидроприводной винтовой насосный агрегат может быть использован в нефтедобывающей отрасли и преимущественно там, где производят добычу пластовой жидкости из малодебитных, вертикальных, искривленных и горизонтальных скважин.