СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи вязкой нефти. Известен скважинный винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, редуктор, понижающий число оборотов, выходной вал которого соединен с валом винтового рабочего насоса (см. свидетельство на полезную модель RU №22377, кл. F 04 D 3/02, 27.03.2002)
Недостатком известного агрегата является низкий ресурс редуктора и отсутствие защиты от перегрузок рабочего насоса, что может привести к выходу его из строя, сложность конструкции и высокая стоимость, а также низкий ресурс пяты винтового насоса.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с перепускным обратным клапаном и фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, поршневой насос и гидродвигатель, причем последний подключен посредством трубопровода к маслонасосу, а рабочий орган гидродвигателя соединен через протектор с поршнем или плунжером поршневого насоса. (см. патент RU №2166668, кл F 04 В 47/08, 10.05.2001).
Недостатком известной конструкции является, то что при добыче вязкой нефти возможно зависание шарового запорного элемента в шариковом всасывающем клапане, что приводит к прекращению подачи нефти.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель является повышение ресурса работы агрегата, упрощения конструкции и повышение надежности работы насосного агрегата при добыче вязкой нефти.
Указанная задача решается за счет того, что скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с перепускным обратным клапаном и фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, насос и гидродвигатель, причем последний подключен посредством трубопровода к маслонасосу, агрегат снабжен протектором и гидрозащитой, в качестве насоса использован винтовой насос, вал электродвигатетеля соединен с валом маслонасоса через вал протектора, вал гидропривода соединен с валом винтового насоса через вал гидрозащиты, гидродвигатель выполнен аксиально-поршневого или героторного типа, причем отношение объемной производительности маслонасоса к объемной производительности гидродвигателя равно отношению числа оборотов вала электродвигателя к числу оборотов вала винтового насоса.
Вал гидрозащиты может быть снабжен упорным шарикоподшипником, нагруженным осевой нагрузкой от вала винтового насоса.
В ходе проведенного исследования было установлено, что одним из основных достоинств описываемой конструкции насосного агрегата является возможность варьировать в широком диапазоне конечную производительность насосного агрегата за счет изменения соотношения производительностей масляного насоса и гидродвигателя, в также числа оборотов электродвигателя и винтового насоса. Представляется возможность использовать в конструкции насосного агрегата дешевые высокооборотные электродвигатели в сочетании с маслонасосом высокой производительности и гидродвигателем с различной величиной объемной производительности и передаваемой мощности.
Наличие в нагнетательной магистрали маслонасоса предохранительного клапана защищает гидродвигатель от перегрузок рабочего насоса и повышает его ресурс, а применение упорного шарикоподшипника на валу гидрозащиты повышает ресурс пяты вала винтового насоса.
Увеличение ресурса, упрощение конструкции, снижение числа оборотов и стоимости гидродвигателя достигается также за счет того, что в качестве гидродвигателя использован аксиально-поршневой или героторный гидродвигатель, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной производительности гидродвигателя равно отношению числа оборотов вала электродвигателя к числу оборотов вала винтового насоса.
На фиг.1 представлен продольный разрез скважинного электрогидроприводного насосного агрегата и на фиг.2 представлен продольный разрез гидрозащиты с упорным шарикоподшипником.
Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель 1, соединенный через вал 2 протектора 3 с валом маслонасоса 4, снабженного предохранительным клапаном, маслобак 5 с перепускным обратным клапаном 6, фильтром тонкой очистки масла 7 и компенсатором объемного расширения масла, гидрозащиту 8и трубопровод 9, связывающий нагнетательное отверстие маслонасоса 4 с входным отверстием гидродвигателя 10, причем в качестве маслонасоса 4 может быть использован аксиально-поршневой насос. Вал гидродвигателя 10 соединен посредством вала 11 гидрозащиты 8 с валом 12 винтового насоса 13 для добычи нефти. На валу 11 гидрозащиты 8 установлен упорный шарикоподшипник 16 воспринимающий осевую нагрузку вала 12 винтового насоса 13. Гидродвигатель 10 выполнен аксиально-поршневого или героторного типа. Отношение объемной производительности маслонасоса 4 к объемной производительности гидродвигателя 10 равно отношению числа оборотов вала электродвигателя 1 к числу оборотов вала винтового насоса 13. Насосный агрегат закреплен на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 14, к которой прикреплен электрический кабель 15 для питания погружного маслозаполненного электродвигателя 1.
Перед началом работы полости электродвигателя 1 и протектора 3
заполняются маслом для погружных электродвигателей 1, а маслобак 5 и гидрозащита 8 - гидравлическим маслом. Затем насосный агрегат спускается на колонне НКТ 14с кабелем 15 в скважину.
После включения электродвигателя 1 маслонасос 4 по трубопроводу 9 подает масло во входное отверстие гидродвигателя 10, вал которого вращает через вал 11 гидрозащиты 8 вал 12 винтового насоса 13.
Через сливное отверстие гидродвигателя 10 масло возвращается в маслобак 5 и через фильтр 7 поступает во всасывающее отверстие маслонасоса 4. При изменении объема масла часть его сливается через обратный клапан 6 в затрубное пространство колонны НКТ 14, а при перегрузке винтового насоса 13 - через предохранительный клапан в маслобак 5.
При срабатывании предохранительного клапана маслонасоса 4 подача нефти прекращается и погружной электродвигатель 1 отключается.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей промышленности, преимущественно при добыче вязкой нефти.