погружной центробежный высоконапорный электрический насос для подъема жидкости из скважин

Формула изобретения

Погружной центробежный высоконапорный электрический насос для подъема жидкости из скважин, содержащим сливной и обратный клапаны, ловильную головку, секции насоса с входным модулем или газосепаратором и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно, отличающийся тем, что между верхней секцией насоса и сливным клапаном установлен штуцер с калиброванным отверстием и фильтром.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважин, содержащий сливной и обратный клапаны, ловильную головку, входной модуль или газосепаратор, секции насоса и погружного электродвигателя с гидрозащитой, заполненного маслом, и кабель, обеспечивающий подвод электроэнергии к электродвигателю.

К недостаткам этого насоса, особенно производительностью 50 м³/сут, следует отнести возникновение срыва подачи при ее снижении и переходе через рубеж около 35 м³/сут, в результате чего происходит оплавление удлинителя кабеля и выход установки из строя.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности путем исключения возможности срыва подачи, а также облегчения вывода скважины на режим.

Технический результат достигается тем, что между верхней секцией насоса и сливным клапаном установлен штуцер с калиброванным отверстием и фильтром.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен центробежный электронасос для подъема жидкости из скважин; на фиг. 2 штуцер насоса; на фиг. 3 характеристики погружного центробежного насоса производительностью 50 м /сут.

Погружной центробежный электронасос состоит из асинхронного электродвигателя 1 с кабельным токовводом 2, компенсатора 3, протектора 4, центробежного многоступенчатого многосекционного насоса 5 с фильтром 6, штуцера 7, обратного клапана 8 и сливного клапана 9. Вал электродвигателя 1 посредством шлицевых муфт 10, 11 и 12 соединен с валом протектора 4 и центробежного насоса 5.

Погружной центробежный электронасос работает следующим образом.

Вращаясь, вал электродвигателя 1 через шлицевую муфту 10 передает вращение валу протектора 4 и далее через шлицевые муфты 11 и 12 вращает вал центробежного насоса 5. Пластовая жидкость через фильтр 6 поступает на нижние ступени насоса 5 и далее по насосу через обратный клапан 8, штуцер 7 и сливной клапан 9 в колонну насосно-компрессорных труб (колонна не показана).

Штуцер 6 (фиг. 2) служит для создания перепада давления, которое используется при снижении подачи жидкости и перехода ее через пик напорной характеристики насоса (см. фиг. 3). Из напорной характеристики насоса (зависимость напора от производительности) видно, что наибольший напор насос развивает при подаче 35 м³/сут. Развиваемый напор при его работе распределяется следующим образом:

Н_нас Н_д + Н_к + Н_тр + Н_ок

где Н_нас полный напор насоса;

Н_д напор для подъема жидкости от динамического уровня в скважине на поверхность;

Н_к напор для создания коллекторного давления (давление в трубопроводах на поверхности);

Н_тр напор на потери от трения жидкости;

Н_ок напор на потери в обратном клапане (величина незначительная - приблизительно 2 м вод.ст.).

При проведении расчетов Н_ок никогда не учитывается из-за ее незначительной величины. Но ее существование очень важно для устойчивой работы всей установки. При запуске установки в полной скважине насос производительностью 50 м³/сут имеет подачу более 100 м³/сут. При снижении уровня в скважине производительность насоса уменьшается, а создаваемый им напор увеличивается. Такая закономерность справедлива до тех пор, пока подача насоса уменьшается до 35 м³/сут При подаче 35 м₃/сут насос развивает самый высокий напор, и давление под обратным клапаном будет равно:

Р_подок Р_надок + 2 м вод.ст.

где Р_{над ок} давление над обратным клапаном.

При подаче 35 м³/сут насос достиг максимального напора и максимально понизил уровень жидкости в скважине. Далее насос начинает откачивать жидкость только ту, которая поступает с пласта. Если приток с пласта менее 35 м³/сут, развиваемый насосом напор уменьшается, и давление под обратным клапаном 8 становится меньше, чем над ним. Обратный клапан 8 закроется, произойдет срыв подачи. Насос, работая без подачи, быстро нагревается и оплавляет удлинитель, из-за чего кабель прогорает. Для того, чтобы обратный клапан 8 не закрывался предназначен, штуцер 7, который создает запас давления. Диаметр штуцера 7 для насоса производительностью 50 м³ /сут равен 4,0-5,0 мм. Штуцер 7 может быть установлен как над обратным клапаном 8, так и под ним. Во избежании засорения штуцера 7 механическими частицами (к примеру лопатка полиамидного рабочего колеса и пр.) в корпусе штуцера 13 (см. фиг. 2) встроен улавливающий фильтр 14. Сетка фильтра 14 имеет много отверстий, диаметр которых меньше диаметра калиброванного отверстия штуцера 7.