скважинная насосная установка

Формула изобретения

Скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, охватывающий низ нижней насосной секции и входной модуль с образованием кольцевой полости, и устройство для отделения частиц, отличающаяся тем, что устройство для отделения частиц выполнено в виде спиралевидной лопасти, размещенной в кольцевой полости и заканчивающейся ниже приемных отверстий, кожух снабжен входными отверстиями вверху, а на конце кожуха, расположенном ниже приемных отверстий, установлено уплотнительное кольцо, в которое вмонтированы осевые трубки, служащие для отвода частиц из кольцевой полости в скважину ниже уровня электродвигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к погружному оборудованию и предназначено для удаления механических примесей из скважинной жидкости, поступающей на прием электроцентробежного насоса.

Известна скважинная насосная установка, содержащая подъемную трубу с отверстиями в нижней части, вертикальный цилиндрический перфорированный кожух с кольцевыми выступами на наружной поверхности и уплотнительными кольцами на концевых участках, размещенные в кожухе и соединенные с ним с образованием радиального зазора электродвигатель и центробежный насос, на наружной поверхности которых установлены продольные ребра и охватывающий последние сетчатый фильтр, нагнетательный патрубок, образующий с нижней частью подъемной трубы гидроэлеватор, трубку с размещенным на поверхности верхним концом (см., например, а.с. СССР № 1126720, F04D 13/10, 1984).

Недостатком описанной установки является закупоривание ячеек сетчатого фильтра механическими примесями, приводящее к прекращению движения скважинной жидкости через центробежный насос и перегреву электродвигателя.

Известна скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель с гидрозащитой, насосные секции и входной модуль в виде корпуса с подводящими отверстиями, валом и пенометаллическим фильтром, размещенным напротив отверстий с образованием кольцевых полостей между корпусом и валом (патент РФ № 2261369, F04D 13/10, 2005).

Недостатком скважинной насосной установки является ограниченный ресурс работы входящего в ее состав входного модуля из-за накопления механических частиц в пенометаллическом фильтре и снижения его пропускной способности.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является скважинная насосная установка, содержащая электродвигатель с гидрозащитой, сливной и обратный клапаны, ловильную головку, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, установленный на установке с образованием кольцевой полости и снабженный снизу устройством для отделения частиц в виде щелевого фильтра с центрирующим стягивающим стержнем (см., например, патент РФ № 38832, Е21В 43/08, 2004).

Недостатком принятой за прототип скважинной насосной установки является непродолжительный ресурс работы при наличии в добываемой жидкости разнородных по фракционному составу примесей из-за быстрой кольматации щелевого фильтра. Кроме того, для обеспечения высокой пропускной способности кожух и щелевой фильтр установки должны иметь значительные размеры и вес, что усложняет спускоподъемные операции установки на скважине.

Настоящее изобретение решает задачу увеличения продолжительности работы скважинной насосной установки при высоком содержании механических примесей в откачиваемой жидкости, а также упрощения ее конструкции и повышения технологичности изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинной насосной установке, содержащей электродвигатель, гидрозащиту, секции насоса, входной модуль с приемными отверстиями, кожух, охватывающий низ нижней насосной секции, и входной модуль с образованием кольцевой полости, и устройство для отделения частиц, согласно изобретению, устройство для отделения частиц выполнено в виде спиралевидной лопасти, размещенной в кольцевой полости и заканчивающейся ниже приемных отверстий, кожух снабжен входными отверстиями вверху, а на нижнем конце кожуха, расположенном ниже приемных отверстий, установлено уплотнительное кольцо, в которое вмонтированы осевые трубки, служащие для отвода частиц из кольцевой полости в скважину ниже уровня электродвигателя.

На чертеже изображена заявляемая скважинная насосная установка.

Установка содержит электродвигатель 1, гидрозащиту 2, входной модуль 3 с приемными отверстиями 4, секции насоса 5 и кожух 6 с радиальными входными отверстиями 7 в верхней части. Кожух 6 охватывает низ нижней насосной секции 5 и входной модуль 3, образуя с ними кольцевую полость 8, в которой размещена спиралевидная лопасть 9, заканчивающаяся ниже приемных отверстий 4. На концевых участках кожуха 6 установлены уплотнительные кольца 10, 11. Верхнее кольцо 10 выполнено сплошным, а в нижнее кольцо 11, охватывающее гидрозащиту 2, вмонтированы своими верхними концами осевые трубки 12, которые заканчиваются ниже электродвигателя 1 и сообщают кольцевую полость 8 со скважиной 13. Трубки 12 выбираются небольшого диаметра и значительной длины с тем, чтобы за счет высокого гидравлического сопротивления практически исключить восходящий поток жидкости к входному модулю 3 внутри трубок и обеспечить отвод задержанных частиц по ним в скважину без образования пробок.

Скважинная насосная установка работает следующим образом. Содержащая механические частицы, например, песка и проппанта пластовая жидкость поступает через радиальные входные отверстия 7 в кольцевую полость 8 между кожухом 6 и нижней секцией насоса 5. Жидкость движется вниз вдоль спиралевидной лопасти 9 и приобретает вращательное движение. Частицы под действием центробежных сил и сил гравитации смещаются в наружную часть потока, прижимаются к стенке кожуха 6 и лопасти 9 и сползают по ним в нижнюю часть кольцевой полости 8 к уплотнительному кольцу 11.

Очищенная от частиц пластовая жидкость после прохождения лопасти 9 разворачивается на 90° и через приемные отверстия 4 поступает во входной модуль 3 и нижнюю секцию насоса 5, где приобретает необходимый напор и поднимается на поверхность.

Механические частицы с поверхности кольца 11 скатываются в трубки 12 и под действием собственного веса опускаются внутри них в скважину 13 ниже электродвигателя 1 и оседают на зумпф.

Заявленная скважинная насосная установка характеризуется повышенным ресурсом работы, поскольку на прием насоса поступает пластовая жидкость, практически не содержащая механических примесей, вызывающих износ рабочих органов насоса.