управляемая погружная электроцентробежная насосная установка с обратной связью

Формула изобретения

Управляемая погружная электроцентробежная насосная установка с обратной связью, содержащая погружной электроцентробежный насос, погружной электродвигатель и регулятор вращения вала погружного электроцентробежного насоса с обратной связью, отличающаяся тем, что в качестве регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса с обратной связью применен автоматизированный механический регулятор, выполненный в виде дифференциального механизма, одно центральное колесо которого соединено с валом погружного электродвигателя, второе - с валом погружного электроцентробежного насоса, а водило сателлитов дифференциального механизма через последовательные редукторы соединено с ротором автоматизированного механического регулятора, снабженным крыльчаткой, которая омывается скважинной продукцией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приводам для подъема жидкости из добывающих скважин и может быть использовано для автоматического регулирования параметров работы погружного электроцентробежного насоса.

Известна погружная электроцентробежная насосная установка, содержащая погружной электродвигатель, погружной электроцентробежный насос и станцию управления [1], с помощью которого осуществляется слежение и управление режимом работы погружного электроцентробежного насоса.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность регулирования параметров работы погружного электроцентробежного насоса; в то же время оптимизация работы погружного электроцентробежного насоса необходима при изменении качественного состава скважинной продукции (изменение плотности вследствие газопроявлений и обводненности).

Наиболее близкой по устройству и функциональным возможностям к заявляемому является управляемая погружная электроцентробежная насосная установка с обратной связью [2], содержащая систему управления, состоящую из регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса и датчика давления; в качестве регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса применяются регулируемый дроссель и блок управления. Процесс регулирования дебитом и подачей насоса осуществляется изменением скорости вращения погружного электродвигателя путем регулирования его частотной характеристики через обратную связь с давлением на приеме погружного электроцентробежного насоса.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность, сложность устройства и недостаточная надежность в связи с неустойчивой работой датчика давления и блока управления.

Решаемая предлагаемым изделием задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности управляемой погружной электроцентробежной установки за счет надежного регулирования и повышении ее эксплуатационной надежности при упрощении.

Поставленная задача решается тем, что в управляемой погружной электроцентробежной установке с обратной связью, содержащей погружной электроцентробежный насос, погружной электродвигатель и регулятор вращения вала погружного электроцентробежного насоса с обратной связью, в качестве регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса с обратной связью применен автоматизированный механический регулятор, выполненный в виде дифференциального механизма, одно центральное колесо которого соединено с валом погружного электродвигателя, второе - с валом погружного электроцентробежного насоса, а водило сателлитов дифференциального механизма через последовательные редукторы соединено с ротором автоматизированного механического регулятора, снабженным крылчаткой, которая омывается скважинной продукцией.

На чертеже приведена управляемая электроцентробежная установка с обратной связью.

К погружному электродвигателю 1 с помощью фланцев прикреплен корпус регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса 2, в котором размещен дифференциальный механизм 3. Водило сателлитов 4 соединено через последовательные редуктора 5 с ротором 6. К ротору 6 крепятся лопасти крыльчатки 7, установленные под углом к оси вращения ротора 6. Крыльчатка 7 помещена в защитный корпус 8. В защитном корпусе имеются отверстия 9, через которые осуществляется сообщение крыльчатки с обтекаемой жидкостью. К корпусу регулятора вращения вала погружного электроцентробежного насоса 2 крепится погружной электроцентробежный насос 10, вал которого соединен с дифференциальным механизмом 3.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени при подаче электропитания на погружной электродвигатель 1 его пуск осуществляется практически без нагрузки, поскольку вращение передается на крыльчатку 7 через водило сателлитов 4, последовательные редуктора 5 и ротор 6. По мере повышения скорости вращения погружного электродвигателя 1 крыльчатка 7 также увеличивает скорость вращения, при этом увеличивается гидравлическое сопротивление вращению крыльчатки 7 и часть крутящего момента погружного электродвигателя передается погружному электроцентробежному насосу 10. Погружной электроцентробежный насос начинает вращаться, создавая поток жидкости через отверстия 9, тормозя при этом вращение крыльчатки 7. При достижении оптимальной скорости движения жидкости крыльчатка 7 с ротором 6 и водилом сателлитов дифференциального механизма 4 останавливаются, передаточное число дифференциального механизма равно единице, на погружной электроцентробежный насос 10 передается полная мощность с оптимальной скоростью вращения.

При уменьшении скорости движения жидкости сопротивление вращению крыльчатки 7 уменьшается, она начинает вращаться, уменьшая тем самым скорость вращения погружного электроцентробежного насоса 10 через последовательные редуктора 5 и водило сателлитов 4. Таким образом, осуществлена автоматизированная обратная связь механического типа: чем меньше скорость движения жидкости по отношению к первоначальной, тем с меньшей скоростью будет вращаться вал погружного электроцентробежного насоса. Это позволяет в автоматическом режиме регулировать работу погружного электроцентробежного насоса, уменьшая нагрузки на погружной электродвигатель.

Источники информации

1. Справочник по нефтепромысловому оборудованию. - М.: Недра, 1983, с. 82-106.

2. Свидетельство на полезную модель РФ 0007455, кл. F 04 B 47/06, 1998.