ВХОДНОЙ МОДУЛЬ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАСОСА

Входной модуль погружного электрического насоса.
Предложение относится к гидромашиностроению, в частности, к погружным электронасосным устройствам для подъема продукции скважин на поверхность.
Известен «Погружной центробежный электронасос для подъема жидкости из скважин» (патент RU №2333396, F04D 13/10, Опубликовано: 27.05.2007 г., Бюл. №15) включающий входной модуль, который состоит из корпуса с центральным каналом с верхним для соединения с насосом и нижним для соединения через протектор с электродвигателем фланцевыми соединениями, а также с радиальными каналами, сообщающими внутреннее пространство корпуса с наружным.
Наиболее близким по технической сущности является «Погружной центробежный насосный агрегат» (патент RU №2300022, F04D 13/10, 29/44, 29/66, Опубликовано: 10.09.2008 г., Бюл. №25) включающий входной модуль, который состоит из корпуса с центральным каналом, верхним для соединения с насосом и нижним для соединения с электродвигателем фланцевыми соединениями, а также с радиальными каналами, закрытыми снаружи защитной сеткой и сообщающими внутреннее пространство корпуса с наружным.
Недостатками данных входных модулей являются:
- невозможность опоры на пакера и забой из-за невозможности соединения с защитным кожухом, хвостовиком или любым наружным устройством располагаемым с наружи электродвигателя насоса;
- необходимость для каждого сочетания типа размеров электродвигателей и насосов иметь отдельный входной модуль с соответствующими фланцевыми соединениями;
- конструктивная сложность в изготовлении цельной конструкции, требующей более применения дорого оборудования для изготовления и привлечения более высокооплачиваемых специалистов, что в совокупности приводит к удорожанию самого входного модуля.
Технической задачей предлагаемого устройства является создание простой и дешевой в изготовлении и функциональной в применении конструкции позволяющей заранее определенные типовые части сборного корпуса использовать при различных сочетаниях типоразмеров насосов и электродвигателей.
Техническая задача входным модулем погружного электрического насоса, состоящим из корпуса с центральным каналом, верхним для соединения с насосом и нижним для
соединения с электродвигателем фланцевыми соединениями, а также с каналами, сообщающими внутреннее пространство корпуса с наружным.
Новым является то, что корпус выполнен сборным, состоящим из верхней с верхним фланцевым соединением и нижней с нижним фланцевым соединением частями, соединенными между собой резьбовым соединением, причем на части с внутренней резьбой выполнено цилиндрическое расширение с осью, смещенной относительно оси корпуса, и наружной технологической резьбой со стороны электродвигателя, при этом наружные отверстия каналов расположены ниже технологической резьбы, со стороны максимального смещения расширения относительно корпуса в расширении выполнены сквозные каналы под кабель, укладываемый в них с возможностью герметизации, причем входы и выходы сквозных каналов размещены снаружи части корпуса с расширением, сверху и снизу технологической резьбы расширения.
На Фиг.1 изображен входной модуль с утолщением на верхней части корпуса в продольном разрезе.
На Фиг.2 изображена схема установки входного модуля в составе погружного электрического насоса с кожухом и хвостовиком, взаимодействующим с проходным пакером.
Входной модуль погружного электрического насоса 1 (см. Фиг.2) состоит из сборного корпуса, состоящий из соединенных резьбой 2 (см. Фиг.2) верхней 3 и нижней 4 частей, с центральным каналом 5, оснащенным технологическими выборками 6 для установки подшипников (на Фиг.1 не показаны) ротора насоса 1. Верхняя часть 3 см. Фиг.1) корпуса оснащена верхним фланцевым соединением 7 для соединения с насосом 1 (см. Фиг.2), а нижняя часть 4 (см. Фиг.1) - нижним фланцевым соединением 8 для соединения через устройство 9 (газосепаратор или компенсатор) (см. Фиг.2) с электродвигателем 10. Возможно прямое соединение электродвигателя 10 к нижнему фланцевому соединению 8 (см. Фиг.1). На верхней части 3 (см. Фиг.1) с внутренней резьбой 5 выполнено цилиндрическое расширение 11 с осью 12, смещенной относительно оси 13 корпуса, и наружной технологической резьбой 14 со стороны электродвигателя 10 (см. Фиг.2). Возможно выполнение расширения 11 (см. Фиг.1) на нижней части 4, если внутренняя резьба 5 выполнена на ней и нижняя часть 4 охватывает верхнюю 3, но такое выполнение практически менее востребовано и полностью конструктивно аналогично расширению 11 на верхней части 3 корпуса, поэтому будем в дальнейшем рассматривать только на примере расширения 11 верхней части 3. Наружные отверстия 15 каналов 16, сообщающих внутреннее пространство корпуса с наружным, расположены ниже технологической резьбы 14. Со стороны максимального смещения расширения 11 относительно корпуса в расширении 11
выполнены сквозные каналы 17 под кабель, укладываемый в них с возможностью герметизации (например: при помощи, например, сальников, манжет, уплотнительных колец или их сочетанием - на Фиг.1 не показаны). Входы 18 и выходы 19 сквозных каналов 17 размещены снаружи части 3 корпуса с расширением 11 и соответственно сверху и снизу технологической резьбы 14 расширения 11.
Входной модуль работает следующим образом.
К электродвигателю 10 (см. Фиг.2) через устройство 9 (или напрямую) нижним фланцевым соединением 8 болтами (на Фиг.2 показаны условно) присоединяют корпус с собранными по резьбе 2 (см. Фиг.1) верхней 3 и нижней 4 частями с подшипниками, установленными в центральном канале 5. Через сквозные каналы 17 попускают кабель 21 от электродвигателя 10 (см. Фиг.2) пожильно или если позволяют габариты целиком с последующей герметизацией поджатием уплотнительных элементов зажимной гайкой (на Фиг.1 не показана), затягиваемой по резьбе 20 (см. Фиг.1). Кожух 22 спускают в скважину и фиксируют. Затем к технологической резьбе 14 расширения 11 прикручивают кожух 22 (см. Фиг.2), размещаемый снаружи электродвигателя 10, предварительно спущенного внутрь кожуха 22. Кожух 22 может быть оснащен хвостовиком 23 для взаимодействия с предварительно установленным или спускаемым в составе хвостовика 23 пакером 24. Благодаря тому, что входы 18 и выходы 19 сквозных каналов 17 размещены снаружи части 3 корпуса с расширением 11 и соответственно сверху и снизу технологической резьбы 14 расширения 11, внутреннее пространство 25 (см. Фиг.2) кожуха 21 изолировано от внутрискважинного пространства 26. Далее к корпусу через верхнее фланцевое соединение 7 болтами (на Фиг.2 показаны условно) присоединяют насос 1. После чего на колонне труб (на Фиг.2 не показаны), присоединенных сверх к насосу 1, с параллельным кабелем 21 всю конструкцию в сборе спускают в скважину 27 до интервала установки, например: до взаимодействия хвостовика 23 с пакером 24, что отражается снижением веса спускаемого оборудования, отмечаемого по устьевому индикатору веса (на Фиг.2 не показан), или до упора на забой (на Фиг.2 не показан) скважины 27, или в требуемый интервал скважины 27, измеряемый при спуске оборудования с устья, например, подсчетом количества труб в колонне труб известной длины. Кожух 22 может также нести только защитную функцию, защищая электродвигатель 10 от ударов о стенки скважины 27 и упора на забой (на Фиг.2 не показан) скважины 27, что особенно важно при спуске в наклонные и сложнопрофильные скважины 27. Благодаря тому, что наружные отверстия 15 (см. Фиг.1) каналов 16, сообщающих внутреннее пространство корпуса с наружным, расположены ниже технологической резьбы 14, вход насоса 1 сообщен с внутренними пространством 25 (см. Фиг.2) кожуха 22.
После подачи электроэнергии по кабелю 21 электродвигатель 10 вращает ротор насоса 1, который из внутреннего пространства 25 кожуха 21 через каналы 16 продукцию скважины 27 по колонне труб поднимает на поверхность.
Благодаря тому, что цилиндрическое расширение 11 (см. Фиг.1) выполнено с осью 12, смещенной относительно оси 13 корпуса, позволяет более рационально использовать внутреннее пространство 25 (см. Фиг.2) кожуха 22 и разместить оптимально кабель 21, расположенный внутри кожуха 22. Это особенно важно при малых габаритах кожуха 22, применяемого при малых внутренних диаметрах скважин 27, в которые спускается оборудование.
Так как верхняя 3 (см. Фиг.1) и нижняя 4 части корпуса по отдельности более короткие, чем цельная конструкция, то внутренний канал 5 и резьба 2 каждой из частей 3 или 4 изготавливаются с одной установки на станке, что исключает несносность роторов электродвигателя 10 (см. Фиг.2) и насоса 1. Благодаря чему увеличивается срок службы конструкции в сборе (см. Фиг.2), а сборный конструкция корпуса более проста в изготовлении. При этом использование в скважинах 27 с различным внутренним диаметром, что требует кожухи 22 различного диаметра, с различными свойствами пластов (продуктивность, глубина залегания), что требует использования различных электродвигателей 10 (чем глубже, тем более мощный требуется электродвигатель 10) и насосов 1 (чем продуктивней пласт, тем более производительный требуется насос 1), а это приводит к необходимости сочетания фланцевых соединений 7 и 8 выходного модуля с различными типами соответственно насосов 1 и электродвигателей 10. Для решения этой задачи меньшим количеством входных модулей позволяет сборная конструкция входного модуля с частями 3 (см. Фиг.1) и 4, имеющими соответствующие фланцевые соединения 7 и 8 под различные типоразмеры насосов 1 (см. Фиг.2) и электродвигателей 10, но с одинаковой соединительной резьбой 4. Например: для пяти типоразмеров насосов 1 и четырех типов электродвигателей 10 требуется двадцать цельных входных устройств или девять (пять верхних 3 (см. Фиг.1) и четыре нижних 4 частей корпуса с одинаковой резьбой 2) типовых частей 3 и 4 сборного корпуса входного модуля. Это все в совокупности делает сборный корпус входного модуля погружного электрического насоса более универсальным (функциональным), что экономит материалы и упрощает применение в различных условиях.
Предлагаемый входной модуль погружного электрического насоса является простым и дешевым в изготовлении, более функциональным в применении из-за возможности использования соответствующих типовых частей сборного корпуса при различных сочетаниях типоразмеров насосов и электродвигателей.