ВХОДНОЙ МОДУЛЬ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, в частности к устройствам электроцентробежных насосов (ЭЦН) для подъема пластовой жидкости преимущественно из горизонтальных скважин с высоким содержанием свободного газа.
Известен входной модуль ЭЦН, содержащий корпус с полостью притока, соединенной с затрубным пространством посредством каналов, перекрытых сеткой, основание, головку и вал, установленный в двух парах радиальных подшипников скольжения [Патент №2237198 РФ, F04D 13/10, 2004].
Недостатком входного модуля является неспособность функционировать в горизонтальных скважинах, осложненных высоким газосодержанием.
Известен входной модуль, содержащий корпус с подводящими отверстиями, вал и пенометаллический фильтр, размещенный между корпусом и валом с образованием кольцевых полостей между ними [патент РФ №2261369, F04D 13/10, 2005].
Недостатком входного модуля является расположение подводящих отверстий по всей окружности, что приводит в случае его применения в горизонтальных скважинах с большим содержанием свободного газа к попаданию последнего на прием ЭЦН и срыву подачи.
Наиболее близким по технической сущности является входной модуль ЭЦН, включающий корпус с отверстиями, головку, основание, вал, установленный в подшипниках скольжения, цилиндр с впускным отверстием, имеющий за счет оснащения грузом смещенный центр тяжести и возможность вращения относительно корпуса [CN №201953369, E21B 43/34, 2011].
Недостатком входного модуля является сложность конструкции и трудоемкость сборки из большого числа деталей.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции входного модуля и повышение технологичности его изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что во входном модуле электроцентробежного насоса, содержащем корпус с отверстиями, головку, основание, установленный в подшипниках скольжения вал, и цилиндр со смещенным центром тяжести и впускным отверстием, способный к вращению относительно корпуса, согласно полезной модели цилиндр выполнен с разной толщиной стенки по окружности, а впускное отверстие сформировано в области наибольшей толщины стенки.
На фиг. 1 схематично изображен входной модуль заявленной конструкции, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение.
Заявляемый входной модуль (фиг. 1) содержит корпус 1 с радиальными отверстиями 2, головку 3 и основание 4, через которые проходит вал 5, установленный в подшипниках скольжения 6. Внутри корпуса 1 размещен цилиндр 7 с изменяющейся толщиной стенки 8 по окружности, изготовленный, например, методом литья по выплавляемым моделям, что обеспечивает высокую точность размеров и исключает необходимость проведения дополнительных операций при сборке входного модуля. Цилиндр 7 установлен между подшипниками 9 с возможностью вращения относительно корпуса 1, в области наибольшей толщины 10 его стенки 8 выполнено впускное радиальное отверстие 11 (фиг. 2). Внутренняя полость 12 цилиндра 7 сообщена с приемом ЭЦН (не показан). За счет разной толщины стенки 8 с противоположных сторон от диаметра цилиндр 7 имеет смещенный центр тяжести. Утолщенная стенка 8, имеющая, например, серпообразное сечение, играет роль балансирующего механизма, который возвращает цилиндр 7 в состояние равновесия при любом положении входного модуля в горизонтальной скважине. Состояние равновесия достигается в крайнем нижнем положении утолщенной стенки 10, поэтому впускное отверстие 11 всегда будет находиться внизу.
Заявляемый входной модуль работает следующим образом.
Входной модуль в составе установки электроцентробежного насоса (не показана) спускается в горизонтальный участок скважины, которая содержит большое количество свободного газа. В процессе спуска невозможно сохранить угловую ориентацию входного модуля в поперечной плоскости из-за совокупного действия множества сил на УЭЦН. Однако, несмотря на вращение входного модуля вокруг продольной оси, находящийся в нем цилиндр 7 постоянно занимает строго определенное положение, когда утолщенная стенка 10 с впускным отверстием 11 находится внизу, а тонкий участок стенки - вверху. В горизонтальной скважине происходит разделение пластовой жидкости: более легкий свободный газ скапливается в верхней половине скважины, а жидкие углеводороды опускаются в нижнюю ее половину. Вследствие этого через находящееся внизу отверстие 11 в полость 12 цилиндра 7 поступают только жидкие углеводороды, а верхняя сплошная стенка 8 предотвращает попадание в полость 12 свободного газа. Далее жидкие углеводороды направляются на прием ЭЦН. Благодаря отсутствию газа в перекачиваемой жидкости обеспечивается надежная работа ЭЦН без срыва подачи.