СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДНОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи нефти.
Известен скважинный электроприводной диафрагменный насос для добычи нефти(см. патент RU №2062906, кл. F 04 В 47/06, 27.06.1996 г.).
Недостатком известной конструкции является низкий КПД, а также низкий ресурс плоской эластичной диафрагмы из-за высокой частоты ходов, низкая напорная характеристика насосного агрегата, невозможность добычи нефти с низким уровнем обводненности из-за малой пропускной способности всасывающих клапанов.
Наиболее близким техническим решением является скважинный электроприводной насосный агрегат, содержащий установленные на колонне труб в скважине последовательно сверху вниз погружной центробежный насос, протектор, погружной электродвигатель и расположенный ниже него компенсатор объемного расширения масла, (см. авторское свидетельство SU №436415, кл. Н 02 К 5/12, 15.07.1974).
Недостатком данной конструкции является то, что торцевая опора, выполненная в виде пяты с нижним и верхним подпятниками, а также опоры вала, выполненные в виде подшипников скольжения не обеспечивают требования по биению вала как радиального так и осевого. В результате торцевые уплотнения не обеспечивают герметичности и происходит разгерметизация протектора приводящая к утечке масла и выхода двигателя из строя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является исключение возможности разгерметизации заполненных маслом полостей протектора и компенсатора объемного расширения масла, снижения разогрева масла и потерь энергии на трение в опорах вала протектора.
Техническим результатом, который достигается в результате решения указанной выше задачи, является повышение надежности работы скважинного электроприводного насосного агрегата.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинный электроприводной насосный агрегат содержит установленные на колонне труб в скважине последовательно сверху вниз погружной центробежный насос, протектор, погружной электродвигатель и расположенный ниже него компенсатор объемного расширения масла, компенсатор объемного расширения выполнен в виде
цилиндрического корпуса с соединительной головкой со стороны его верхнего торца и крышкой со стороны нижнего торца и расположенного внутри корпуса поршня, причем надпоршневая полость компенсатора через канал в соединительной головке сообщена с маслозаполненной полостью электродвигателя, а подпоршневая полость - через отверстие в крышке сообщена с окружающей насосный агрегат средой, протектор снабжен корпусом, верхним и нижним ниппелями с торцевыми уплотнениями, между которыми размещена торцевая опора, при этом торцевая опора содержит два установленные на валу роликовых радиально-упорных подшипника, закрепленных в корпусе между нижним и верхним торцевыми уплотнениями, посредством вала протектора вал электродвигателя кинематически связан с валом погружного насоса, а также верхней и нижней головками с фланцами для соединения соответственно с погружным насосом и электродвигателем, причем корпус протектора выполнен цилиндрическим и в последнем между нижней головкой и нижним ниппелем выполнена полость с размещенным в ней на полом штоке, через который пропущен вал протектора, поршнем, при этом надпоршневая полость заполнена маслом и сообщена через отверстие в верхнем конце полого штока с маслозаполненной полостью электродвигателя и через обратный клапан с полостью между торцовыми уплотнениями, а подпоршневая полость через канал в нижней головке сообщена с окружающей насосный агрегат средой.
На фиг.1 схематически представлен скважинный электроприводной насосный агрегат. На фиг.2 представлен продольный разрез протектора. На фиг.3 представлен продольный разрез компенсатора.
Скважинный электроприводной насосный агрегат содержит установленные на колонне труб 1 в скважине последовательно сверху вниз погружной центробежный насос 2, протектор 3, погружной электродвигатель 4 и расположенный ниже него компенсатор 5 объемного расширения масла. Компенсатор 5 объемного расширения масла выполнен в виде цилиндрического корпуса 6 с соединительной головкой 7 со стороны его верхнего торца и крышкой 8 со стороны нижнего торца и расположенного внутри цилиндрического корпуса 6 поршня 9, причем надпоршневая полость 10 компенсатора 5 через канал 11 в соединительной головке 7 сообщена с маслозаполненной полостью электродвигателя 4, а подпоршневая полость 12 - через отверстие 13 в крышке 8 сообщена с окружающей насосный агрегат средой. Протектор 3 снабжен корпусом 14, верхним 15 и нижним 16 ниппелями, между которыми размещены два жестко установленные роликовые радиально-упорные подшипника 17, закрепленные на валу между верхним 19 и нижним 20 торцевыми уплотнениями, причем посредством вала 18 протектора 3 вал электродвигателя 4 кинематически связан с валом погружного центробежного насоса 2, а
также верхней 21 и нижней 22 головками с фланцами для соединения соответственно с погружньм центробежным насосом 2 и электродвигателем 4, причем корпус 14 протектора 3 выполнен цилиндрическим и в последнем между нижней головкой 22 и нижним ниппелем 16 выполнена полость с размещенным в ней коаксиально валу 18 поршнем 23, при этом надпоршневая полость заполнена маслом и сообщена через отверстие 24 в верхнем конце полого штока 25 с маслозаполненной полостью электродвигателя 4 и через обратный клапан 26 с полостью между торцовыми уплотнениями 19 и 20, а подпоршневая полость через канал 27 в нижней головке 22 сообщена с окружающей насосный агрегат средой. Вдоль насосного агрегата и колонны труб 1 пропущен электрический кабель 28 для подачи электрической энергии к электродвигателю 4.
Скважинный электроприводной насосный агрегат работает следующим образом. Перед погружением насосного агрегата в скважину полость электродвигателя 4, надпоршневая полость протектора 3 и надпоршневая полость 10 компенсатора 5 заполняются очищенным маслом, соответствующим рабочему температурному режиму.
Поршень 9 компенсатора 5 установлен выше крышки 8 на расстоянии, соответствующем его перемещению при расширении общего объема масла при нагреве его до рабочей температуры. При спуске электродвигателя 4 в скважину запорный клапан в головке 7 компенсатора 5 открывается и полость протектора 3, а также полость 10 компенсатора 5 соединяются с полостью электродвигателя 4. В случае утечки масла через верхнее торцовое уплотнение 19 и при уменьшении его объема, вследствие охлаждения, поршни 9 и 23 перемещаются, соответственно, в цилиндрическом корпусе 6 и корпусе 14 вверх до выравнивания давления в масляном объеме с давлением со стороны среды. В процессе работы агрегата электродвигатель 4 приводит во вращение через вал 18 протектора 3 вал центробежного насоса 2 и последний откачивает из скважины и подает по колонне труб 1 на поверхность добываемую жидкую среду.
Настоящая полезная модель может быть использована нефтедобывающей промышленности и других отраслях промышленности, где производят добычу жидких сред из скважин.