Модуль входной перепускной для УЭЦН

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в погружных центробежных многоступенчатых насосах для подъема жидкости из нефтяных скважин с высоким содержанием твердых механических примесей.
Известен клапан перепускной для погружного центробежного электронасоса, взятый за прототип, содержащий ступенчатый корпус с центральным отверстием для прохода жидкости, в котором установлен вал с возможностью вращения, один конец вала которого соединен с валом входного модуля или газосепаратора, а другой - с валом насоса ЭЦН. В ступенчатой части корпуса выполнены перепускные отверстия, расположенные под углом к центральной оси клапана по направлению потока добываемой жидкости. В каждом перепускном отверстии установлен обратный клапан, включающий седло и запорный элемент, установленный в корпусе обратного клапана с возможностью перемещения. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана, позволяющего обеспечить поступление пластовой жидкости на прием насоса в случае засорения фильтрующего элемента входного модуля или газосепаратора, исключив при этом возникновение аварийной ситуации, связанной со срывом подачи (см. патент на полезную модель RU №2480630 C1, МПК F04D 13/10, F04D 15/02, 27.04.2013).
Недостатком известного устройства является то, что запорные пружины, прижимающие шарик клапана к седлу расположены над шариком, что, в случае остановки установки электроцентробежного насоса при периодической эксплуатации или в результате срабатывания систем защиты, может привести к засорению пружин в результате осаждения твердых механических примесей, находящихся в жидкости и потере работоспособности клапанов.
Недостатком известного устройства является то, что расположенные под углом отверстия, в которых размещены клапаны, направляют поток проходящей через них жидкости и находящиеся в ней твердые механические примеси на вал и подшипниковые втулки, что может стать причиной их преждевременного износа.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в повышении надежности подачи жидкости из скважины в УЭЦН после засорения фильтра УЭЦН, что позволит достигнуть максимального использования ресурса всех элементов УЭЦН, работающих в скважинах с высоким содержанием твердых примесей.
Задача достигается за счет того, что в корпусе выполнены проточные отверстия и отверстия для забора жидкости со встроенными клапанами, каждый из которых состоит из корпуса клапана, верхняя часть которого является седлом клапана, тарелки, закрепленной на шпильке, и пружины, упирающейся в упор на другом конце шпильки и прижимающей тарелку к седлу, при этом пружины расположены под тарелками, что предохраняет их от засорения осаждающимися твердыми механическими примесями в случае остановки установки электроцентробежного насоса.
Задача достигается за счет того, что клапаны модуля входного перепускного верхнего выполнены в виде пары «сфера-конус», что обеспечивает аналогичную прототипу герметичность контакта.
Задача достигается за счет того, что верхние части клапанов выдвинуты вверх, что препятствует засорению клапанов осаждающимися твердыми механическими примесями.
Задача достигается за счет того, что вал и подшипниковые втулки защищены от потоков жидкости с твердыми механическими примесями, выходящих из клапанов, защитными втулками, выполненными из коррозионно-стойкого материала.
Полезная модель поясняется фигурой, на которой изображены корпус 1, в котором выполнены проточные отверстия 2 и отверстия для забора жидкости 3. К корпусу присоединены с помощью резьбового соединения головка 4 и основание 5. В головке и основании установлены подшипники скольжения 6, в которых вращается вал 7, обеспечивая передачу крутящего момента от модуля установки электроцентробежного насоса расположенного ниже к модулю, установленному выше. В отверстиях для забора жидкости 3 корпуса 1 установлены клапаны, состоящие из корпусов клапанов 8, соединенных шпильками 9 и сжатые пружинами 10, тарелки 11 и опоры 12, при этом пружины 10 расположены под тарелками 11, а тарелки 11 и корпусы клапанов 8 сопрягаются как пара «сфера-конус». Защита вала и подшипников от потоков жидкости с твердыми механическими примесями, выходящими из клапанов, осуществляется установленными в корпус защитными втулками 13 и 14, отбойниками 15 и втулками 16.
Работа модуля заключается в том, что при работе УЭЦН, оснащенных фильтрами или приемными сетками на начальном этапе жидкость протекает внутри модуля по проточным отверстиям 2, выполненным в корпусе 1, затем, по мере засорения фильтра УЭЦН, создающего сопротивление потоку жидкости, возникает разность давлений между внутренней полостью УЭЦН и затрубным пространством, в результате действия разности давлений клапаны модуля входного перепускного открываются пропорционально засорению, обеспечивая поступление жидкости в УЭЦН напрямую, минуя фильтр.
Таким образом, обеспечивается надежная подача жидкости из скважины в УЭЦН после засорения фильтра УЭЦН и, следовательно, максимальное использование ресурса всех элементов УЭЦН, работающих в скважинах с высоким содержанием твердых примесей.