Погружной центробежный насосный агрегат

Погружной центробежный насосный агрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных насосных агрегатах в модульном исполнении для добычи нефти из наклонно направленных и искривленных скважин.

Известен погружной центробежный насосный агрегат в модульном исполнении, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и кабелем, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, соединенные между собой посредством фланцевых соединений, и валы модулей, соединенные посредством шлицевых соединений (Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении. Каталог, Москва, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990, с.3-8).

Недостатком известного насосного агрегата серийного производства является низкая его надежность при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах, в которых:

при спуске - насосный агрегат с кабелем при прохождении участков ствола с темпами набора кривизны, когда он не вписывается в ствол, изгибается и перемещается с трением о стенку обсадной колонны, кабель, прижатый насосным агрегатом к обсадной колонне, механически повреждается;

при работе - в насосном агрегате, размещенном в интервале подвески ствола с изгибом, в результате смещения центра тяжести вращающихся масс возникают поперечные вибрации, переходящие в вибрации с повышенной амплитудой колебаний (резонанс), под действием которых кабель, зажатый между изогнутой частью насосного агрегата и стенкой обсадной колонны, интенсивно циклически деформируется и механически повреждается, при недостаточной жесткости соединений модулей и корпусных деталей происходит их обрыв вместе с кабелем и падение оторванных частей на забой скважины.

Известен наиболее близкий к изобретению погружной центробежный насосный агрегат в модульном исполнении (RU 2193116 С2, 7 F 04 D 13/10, 26.07.2000, прототип), содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и кабелем, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, соединенные между собой посредством фланцевых соединений, и валы модулей, соединенные посредством шлицевых соединений, на фланцевые соединения насосного агрегата установлены страховочные муфты с опорными поверхностями, состоящими из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой посредством винта с усиками, для скрепления полумуфт в одной из них выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью, в опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек или болтов, крепящих фланцевые соединения.

Недостатком данного насосного агрегата является низкая надежность кабеля при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах, в которых:

при спуске - насосный агрегат с кабелем при прохождении участков ствола с темпами набора кривизны, когда он не вписывается в ствол, изгибается и перемещается с трением о стенку обсадной колонны, кабель, прижатый насосным агрегатом к обсадной колонне, механически повреждается;

при работе - в насосном агрегате, размещенном в интервале подвески ствола с изгибом, в результате смещения центра тяжести вращающихся масс возникают поперечные вибрации с небольшой амплитудой колебаний, не переходящие в резонанс из-за повышенной жесткости соединений модулей, где установлены муфты, под действием которых кабель, зажатый между изогнутой частью насосного агрегата и стенкой обсадной колонны, интенсивно циклически деформируется и механически повреждается.

Задачей изобретения является повышение надежности кабеля насосного агрегата при эксплуатации его в наклонно направленных и искривленных скважинах за счет увеличения жесткости соединений модулей, уменьшающих амплитуду колебаний, и защиты кабеля от механических повреждений путем установки на соединения модулей страховочных муфт.

Технический результат достигается тем, что в погружном центробежном насосном агрегате в модульном исполнении, содержащем погружной электродвигатель с гидрозащитой и кабелем, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, соединенные между собой посредством фланцевых соединений, и валы модулей, соединенные посредством шлицевых соединений, на фланцевые соединения насосного агрегата установлены страховочные муфты с опорными поверхностями, состоящие из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой посредством винта с усиками, для скрепления полумуфт в одной из них выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью, в опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек или болтов, крепящих фланцевые соединения, согласно изобретению на периферийной продольной части каждой полумуфты выполнены фигурные ребра, образующие при скреплении их паз для размещения в нем кабеля, исключающий соприкосновение кабеля со стенкой обсадной колонны и перемещение кабеля в страховочной муфте под действием его веса.

Предлагаемый насосный агрегат поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена страховочная муфта, установленная на одном из фланцевых соединений, например, на фланцевом соединении насосных секций 1 и 2 агрегата, общий вид; на фиг.2 - страховочная муфта, вид сверху; на фиг.3 - разрез страховочной муфты А-А на фиг.1.

Насосный агрегат в модульном исполнении состоит из погружного электродвигателя, гидрозащиты и кабеля, входного модуля (не показаны), насосных секций 1 и 2 и модуля-головки (не показаны), соединенных между собой посредством фланцевых соединений, а валы модулей, соединенных посредством шлицевых соединений (не показаны), на фланцевые соединения модулей установлены страховочные муфты 3.

Фланцевое соединение насосных агрегатов 1 и 2 состоит из головки 4 насосной секции 1, основания 5 насосной секции 2, скрепленных между собой болтами 6 с шайбами 7.

Страховочная муфта состоит из полумуфт 8 и 9, шарнирно соединенных между собой осью 10 и скрепленных винтом 11 с усиками, периферийных ребер 12 и паза 13, выполненных заодно с полумуфтами 8 и 9.

Насосный агрегат со страховочными муфтами работает следующим образом.

При монтаже на скважине на фланцевые соединения сочлененных насосных секций 1 и 2 в сборе с кабелем надеваются страховочные муфты в развернутом виде с предварительно утопленным в полумуфту 8 винтом 11, полумуфты 8 и 9 охватывают фланцевое соединение до размещения кабеля в пазу 13 и стягиваются винтом 11 до обеспечения деформации кабеля в упругой области стенками периферийных ребер 12 с последующим отгибанием усиков винта, препятствующих самоотвинчиванию его под действием вибрации.

Насосный агрегат в сборе с кабелем и страховочными муфтами опускают в скважину на насосно-компрессорных трубах до места его подвески в скважине и запускают в работу.

Насосный агрегат в сборе с кабелем и страховочными муфтами при прохождении участков ствола с темпами набора кривизны, когда он не вписывается в ствол, изгибается и перемещается с трением со стенкой обсадной колонны, при этом кабель, находящийся в закрытом пазу 13 страховочной муфты, не соприкасается с обсадной колонной и механически не повреждается.

Пазы 14 в опорных поверхностях полумуфт 8 и 9 при контакте с размещенными в них головками болтов 6 предотвращают поворот страховочной муфты относительно оси насосного агрегата.

При работе в насосном агрегате, размещенном в интервале подвески ствола с изгибом, фланцевые соединения насосных секций со страховочными муфтами повышенной жесткости за счет дополнения их фигурными ребрами препятствуют вхождению соединений в резонанс и снижают амплитуду вибраций. Кабель, находящийся в закрытом пазу страховочной муфты не соприкасается при вибрации с обсадной колонной и механически не повреждается.

Использование предлагаемого насосного агрегата повышает его наработку до отказа, предотвращает аварии, связанные с обрывом ("полетом") модулей насосного агрегата, и сокращает материальные затраты на ликвидацию "полетов".

Погружной центробежный насосный агрегат в модульном исполнении, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, входной модуль, насосные секции и модуль-головку, соединенные между собой посредством фланцевых соединений, и валы модулей, соединенные посредством шлицевых соединений, на фланцевые соединения насосного агрегата установлены страховочные муфты с опорными поверхностями, состоящими из двух полумуфт, шарнирно соединенных и скрепленных между собой посредством винта с усиками, для скрепления полумуфт в одной из них выполнены резьба и отверстие на глубину, достаточную для размещения в нем винта с резьбовой частью, в опорных поверхностях полумуфт выполнены пазы для размещения в них гаек или болтов, крепящих фланцевые соединения, отличающийся тем, что на периферийной продольной части каждой полумуфты выполнены фигурные ребра, образующие при скреплении их паз для размещения в нем кабеля.