МОДУЛЬНАЯ СЕКЦИЯ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин.
Известен входной модуль погружного центробежного электронасоса для подъема жидкости из скважин, основание которого снабжено самоочищающим многосекционным фильтром (см. Патент РФ №42081, МПК7 F04D 13/10, опубл. 20.11.2004 г.).
Недостатком конструкции является быстрый износ опоры, установленной в гидрозащите, вследствие ее незащищенности от оседающего под действием сил тяжести мелкофракционного шлама, проникающего в полость вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом. Вследствие износа опоры и внутренних трущихся поверхностей возникают значительные вибрационные и кавитационные процессы, приводящие к выходу из строя погружного центробежного электронасоса. Наличие зазора между торцом щелевого экрана и наружного кольца приводит к проникновению шлама внутрь модуля. Наличие в верхней части рабочих аппаратов приводит к возникновению застойных зон, в которых вследствие кавитационных процессов происходит откладывание мелкофракционного шлама.
Известна модульная секция погружного центробежного насоса, которая может быть использована для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин (см. Патент РФ №2312253, МПК7 F04D 13/10, опубл. 10.12.2007 г.). Модульная секция насоса содержит перфорированный корпус с расположенным на нем многосекционным щелевым фильтроэлементом, включающим наружные кольца, и установленный в корпусе посредством промежуточного подшипника вал. Во внутренней полости модульной секции установлены дополнительные промежуточные подшипники, которые отделены друг от друга равными по размеру перфорированными трубками. Промежуточные подшипники снабжены отбойниками и элементами подпружинивания отбойников, которые размещены попарно в каждом промежуточном подшипнике. Перфорированный корпус и фильтроэлемент стянуты сверху верхней головкой с размещенным в ней верхним подшипником, а снизу - нижним основанием с размещенной в нем защитной втулкой на шлицевой муфте. Торцы концов секций щелевого фильтроэлемента скрыты в пазах наружных колец.
Недостатком данной модульной секции является то, что отфильтрованной жидкости необходимо пройти в узком зазоре между щелевым экраном и перфорированным корпусом, в зазоре между перфорированным корпусом и перфорированными трубками, вследствие чего растет гидродинамическое сопротивление потоку жидкости. Кроме того, в этих зазорах под действием сил тяжести идет оседание продуктов коррозии и мелкофракционного шлама, проникающего в полости вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом. За счет неравномерно удаленного расстояния фильтрующих поверхностей от эксплуатационной колонны или прилегания к ней фильтрующих поверхностей происходит снижение пропускной способности модульной секции, что может привести к разрушению фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки и при ее работе.
Задачей полезной модели является ликвидации застойных зон и засорения фильтра, создание стабильной пропускной способности фильтра на все время работы насосной установки, а также предотвращение разрушения фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки Указанный технический результат достигается тем, что в модульной секции погружного центробежного насоса, содержащей головку, основание со встроенными радиальными подшипниками, фильтрующий блок с фильтроэлементами, соединенными с головкой и основанием резьбовыми переходниками, вал, установленный в фильтрующем блоке с возможностью вращения, фильтроэлементы снабжены фланцами, соединяющими фильтроэлементы между собой и с резьбовыми переходниками, продольными силовыми стержнями, расположенными равномерно по окружности, на которые опираются промежуточные радиальные подшипники, и наружной фильтрующей оболочкой, при этом силовые стержни и фильтрующая оболочка скреплены посредством сварки с резьбовыми переходниками, а наружная фильтрующая оболочка выполнена в виде навитой на силовые стержни и скрепленной с ними сваркой проволоки, образуя каркасно-проволочный щелевой фильтр.
Кроме этого, сечение навитой на силовые стержни проволоки имеет сторону, расположенную на внешней стороне фильтра, в виде прямой, параллельной оси модульной секции насоса.
Кроме того, головка и основание снабжены центраторами, расположенными по окружности и выполненными в виде выступающих элементов так, что окружность, образующая внешнюю поверхность центраторов, эквидистантна поверхности головки и основания.
Сущность полезной модели поясняется прилагаемыми фигурами.
На фиг.1 представлена модульная секция погружного центробежного насоса.
На фиг.2 представлено сечение А-А фиг.1.
На фиг.3 представлен вид В фиг.1
Модульная секция погружного центробежного насоса содержит головку 1, основание 2 со встроенными радиальными подшипниками 3, фильтрующий блок с фильтроэлементами 4, соединенными с головкой 1 и основанием 2 резьбовыми переходниками 5, вал 6, установленный в фильтрующем блоке с возможностью вращения. Фильтроэлементы 4 снабжены фланцами 7, соединяющими фильтроэлементы между собой и с резьбовыми переходниками 5. Также фильтроэлементы снабжены продольными силовыми стержнями 8, расположенными равномерно по окружности, и наружной фильтрующей оболочкой 9. На силовые стержни 8 опираются промежуточные радиальные подшипники 10. Силовые стержни 8 и фильтрующая оболочка 9 скреплены посредством сварки с резьбовыми переходниками 5. Наружная фильтрующая оболочка 9 выполнена в виде навитой на силовые стержни 8 и скрепленной с ними сваркой проволоки 11, образуя каркасно-проволочный щелевой фильтр. Сечение навитой на силовые стержни проволоки 11 имеет сторону 12, расположенную на внешней стороне фильтра, в виде прямой, параллельной оси модульной секции насоса. Проволока 11 имеет повышенную коррозионную стойкость и жесткость и навивается на стержни 8 с обеспечением требуемого для фильтрации зазора (щели) между витками. Количество, сечение и материал продольных стержней 8 выбирается из условия обеспечения необходимой прочности и коррозионной стойкости конструкции при эксплуатации. Промежуточные радиальные подшипники 10 зафиксированы на определенном расстоянии друг от друга посредством упорных втулок 13, перфорированных трубок 14 упора 15.
Работает устройство следующим образом.
Пластовая жидкость, поднявшись по стволу скважины, проходит над основанием 2 и попадает на фильтроэлемент 4. Пройдя через зазоры между навитой проволокой 11, которая располагается между фланцами 7, пластовая жидкость очищается от крупных частиц мехпримесей до суспензионного состояния и свободно проходит между силовыми стержнями 8. Во внутреннюю полость модульной секции отфильтрованная жидкость попадает через отверстия перфорированных трубок 14, далее проходит через отверстия промежуточных подшипников 10, между валом 6 и перфорированными трубками 14, упорной втулкой 13, упором 15, проходит через радиальный подшипник 3, расположенных в головке 1 модульной секции, и, пройдя головку модульной секции, продолжает движение вверх. Силовые стержни 8 совместно с навитой на нее проволокой 11, фланцами 7, резьбовыми переходниками 5, основанием и головкой воспринимают эксплуатационные нагрузки. В связи с тем, что между силовыми стержнями 8 и перфорированными трубками 14 обеспечивается достаточный и необходимый зазор, отфильтрованная пластовая жидкость свободно без образования обратных токов и застойных зон после прохождения фильтрующей оболочки 9, преодолевая минимальное сопротивление, попадает в следующую секцию насосной установки. Фланцы 7, резьбовые переходники 5 герметично соединяют элементы конструкции модульной секции, не позволяя частицам мехпримеси попадать в насосную установку. Прямая сторона 12 проволоки 11, навитой на силовые стержни 8, образует самоочищающую от внешних частиц при работе насосной установки наружную цилиндрическую фильтрующую поверхность.
Таким образом, в данной конструкции секции насоса не создаются условия для обратных токов жидкости и возникновения застойных зон, вследствие чего устранены условия для возможного оседания продуктов коррозии и мелкофракционного шлама, проникающего в полости вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом, также предотвращена возможность разрушения фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки.