УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности - к дожимным насосным установкам.
Уровень техники
Известна Полезная модель «Установка для закачки жидкости в пласт» (патент №92089, RU, Е21В 43/20, опубликовано 10.03.2010), содержащая устьевую арматуру, центробежный насос, электродвигатель, колонну насосно-компрессорных труб, соединенную с центробежным насосом, обратный клапан, пакер, контейнер, соединенный неподвижно с устьевой арматурой и колонной НКТ. При этом центробежный насос установлен внутри контейнера, корпус насоса соединен неподвижно и герметично с устьевой арматурой, а вал насоса через герметизирующее устройство соединен с электродвигателем, расположенным на устьевой арматуре.
Недостатком данной установки является то, что ее эксплуатация не возможна в случае высокого входного давления закачиваемой жидкости, поскольку поступающая в установку жидкость взаимодействует с устройством герметизации соединения валов электродвигателя и насоса, а конструкция устройства герметизации не рассчитана на работу в условиях высокого давления.
Известна так же Полезная модель «Установка для закачки жидкости в пласт» (патент №139200, RU, Е21В 43/20, опубликовано 10.04.2014), содержащая: наземный электродвигатель, установленный на верхней площадке рамы, узел подвода, погружной центробежный насос, магнитную муфту с магнитным сепаратором, колонну насосно-компрессорных труб, разделитель колонн, гидравлический якорь, обратный клапан, переводник-центратор, аварийный разделитель колонн и пакер.
Недостатком технического решения по патенту 139200 то, что в установке отсутствует надежная защита магнитной муфты, которая используется в ее конструкции для обеспечения возможности высокого входного давления закачиваемой жидкости, от попадания взвешенных частиц, обладающим магнитными свойствами. Используемый в составе установки магнитный сепаратор, который предназначен для улавливания частиц с магнитными свойствами из потока жидкости, имеет ограниченный ресурс применения и требует периодического удаления отсепарированных частиц. При этом в установке отсутствуют средства контроля заполнения сепаратора частицами с магнитными свойствами, что может привести к потере работоспособности сепаратора и, как следствие - магнитной муфты. Установка по патенту RU 139200 является наиболее близким по технической сущности к заявляемой и принята за прототип.
Сущность полезной модели
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение надежности установки, в том числе и для условий высокого входного давления закачиваемой жидкости.
Поставленная задача решается заявляемой установкой для закачки жидкости в пласт, которая содержит электродвигатель, установленный на устьевой арматуре и электроцентробежный насос, который установлен внутри контейнера, соединенного с устьевой арматурой, при этом передача вращения от вала электродвигателя к валу насоса осуществляется через магнитную муфту.
Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, достигается за счет того, что в известной установке для охлаждения магнитной муфты применяется не закачиваемая жидкость, а собственная охлаждающая жидкость. Указанная охлаждающая жидкость подбирается таким образом, чтобы она не содержала магнитных частиц и не оказывала влияния на работоспособность магнитной муфты. При этом циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется по отдельному замкнутому контуру. Для организации циркуляции охлаждающей жидкости применяется дополнительный насос. При этом вал дополнительного насоса снизу соединен с валом электроцентробежного насоса, а сверху через магнитную муфту с валом электродвигателя, установленного на устьевой арматуре. Разделение полостей, по одной из которых циркулирует охлаждающая жидкость, а по другой движется поток закачиваемой жидкости, осуществляется с помощью дополнительного герметизирующего устройства, установленного между валом электроцентробежного насоса и валом дополнительного насоса. Таким образом, электродвигатель является как приводом электроцентробежного насоса, осуществляющего закачку жидкости, так и приводом дополнительного насоса, осуществляющего циркуляцию жидкости, охлаждающей магнитную муфту.
Магнитная муфта обеспечивает передачу вращения от вала электродвигателя через вал дополнительного насоса к валу электроцентробежного насоса. Стакан, применяемый в составе магнитной муфты, обеспечивает надежное герметичное разобщение зон высокого и низкого давления, что дает возможность эксплуатации установки в условиях высоких входных давлений.
Электроцентробежный насос размещается внутри контейнера, соединенного с устьевой арматурой и сообщает потоку жидкости, поступающему на его вход, напор, необходимый для закачки жидкости в пласт.
На фигуре представлен чертеж предлагаемой установки.
Установка для закачки жидкости в пласт содержит наземный электродвигатель 1, устьевую арматуру 2, электроцентробежный насос 3 контейнер 4, магнитную муфту 5, дополнительный насос 6, герметизирующее устройство 7. Вал электродвигателя 1, установленного на устьевой арматуре 2, через магнитную муфту 5, вал дополнительного насоса 6 и герметизирующее устройство 7 соединен с валом электроцентробежного насоса 3. Электроцентробежный насос 3 сверху крепится к устьевой арматуре 2 и размещен внутри контейнера 4. Контейнер 4 сверху соединен с устьевой арматурой 2, а снизу через колонну насосно-компрессорных труб 8 с пакером 9. Дополнительный насос 6 осуществляет циркуляцию по замкнутому контуру 10 жидкости, которая охлаждает магнитную муфту 5. Герметизирующее устройство 7 разделяет полость 11, по которой циркулирует охлаждающая жидкость, и полость 12, по которой поступает закачиваемая жидкость. Стакан 13 магнитной муфты герметизирует полость 11, по которой циркулирует охлаждающая жидкость. Установка работает следующим образом.
Перед запуском установки в полость 11 заливается охлаждающая жидкость, состав которой подбирается таким образом, чтобы она не содержала магнитных частиц и не влияла на работоспособность магнитной муфты 5. Поток закачиваемой жидкости через полость 12 устьевой арматуры 2 поступает на вход электроцентробежного насоса 6. Вал электродвигателя 1, через магнитную муфту 5 передает вращение на вал электроцентробежного насоса 3 и на вал дополнительного насоса 6. Электроцентробежный насос 3 увеличивает давление потока жидкости, поступившего на его вход, после чего указанный поток, проходя через контейнер 4, насосно-компрессорных труб 8 и пакер 9 закачивается в пласт. Дополнительный насос 6 осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости по замкнутому контуру 10. При этом в процессе циркуляции жидкость охлаждает магнитную муфту 5, обеспечивая ее надежную работу. Герметизирующее устройство 7, расположенное между валом дополнительного насоса 6 и валом электроцентробежного насоса 3 препятствует попаданию жидкости из полости 12 в полость 11, по которой циркулирует охлаждающая жидкость, тем самым предотвращая засорение магнитной муфты 5 частицами с магнитными свойствами из потока закачиваемой жидкости.