Погружной бесштанговый электронасос

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности к области эксплуатации скважин погружными бесштанговыми электронасосами. Сущность полезной модели: Погружной бесштанговый электронасос, содержащий модуль-секцию насоса, электродвигатель с гидрозащитой и дифференциальную приставку-диспергатор с каналами, присоединенную к насосу с одной стороны и к гидрозащите двигателя с другой стороны, выполненную в виде встроенных в корпус приставки нескольких секций рабочих ступеней разной производительности, снабженных акустическими преобразователями. Новым является то, что дифференциальная приставка-диспергатор в нижней части дополнительно снабжена подпорными рабочими ступенями, повернутыми относительно верхних секций рабочих ступеней на 180°, а насос снабжен кожухом, верхней частью соединенного с дифференциальной приставкой-диспергатором, нижней частью соединенного через муфту с полым хвостовиком, снабженным центратором с проходными каналами. Кожух в нижней части снабжен пропускным каналом и выполнен из стали, алюминиевых легких сплавов. Хвостовик, в верхней части снабжен выкидными каналами, в нижней части приемным каналом и выполнен из алюминиевых легких сплавов, полимерно-металлических и пластиковых материалов. 1 з.п.ф., 2 н.п.ф., 2 ил.

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти из осложненных скважин: высокая обводненность, вязкая пластовая смесь нефти и воды, большая глубина, температура в пласте и жидкости, в электроприводе.

Известные погружные электронасосные установки для откачки пластовой жидкости из скважины: «Международный транслятор. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти». Москва. 1999 г. и другие недостаточно эффективно решают проблемы эксплуатации осложненных, часто ремонтируемых скважин.

Так, при температуре пластовой жидкости в затрубном пространстве более 90-110°С, недостаточного охлаждения электродвигателя сокращается существенно период безотказной работы насоса: происходит рост давления в установке, разгерметизация защиты, разрыв диафрагмы протектора, пробой изоляции в двигателе, кабельном вводе. Превышение механических взвесей в пластовой жидкости более 0,1 г/л-0,5 г/л снижает коррозионную стойкость метала оборудования насоса, возможно засорение приемного модуля насоса, существенный износ рабочих деталей.

При резком снижении забойного давления в пласте возможно создание водяных конусов, рост обводненности, преждевременное обводнение нефти в призабойной зоне скважины.

В процессе освоения, эксплуатации скважины возникает необходимость увеличить ее дебит, установить оптимальный, стабильный режим эксплуатации системы: «насос-скважина» без его подъема. С этой целью используется такой эффективный метод как увеличение частоты вращения ротора двигателя. При этом увеличивается производительность, напор насоса, мощность двигателя, следовательно, и температура нагрева электропривода, что недопустимо. При учете всех этих особенностей, условий эксплуатации скважин необходимо предусматривать мероприятия, повышающие эффективность работы системы «насос-скважина». Одним из таких мероприятий является охлаждение электропривода.

Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб с хвостовиком, связанный с ней цилиндр с основным и дополнительным всасывающими клапанами и установленный в цилиндре плунжер (см. патент СССР 1323743, МПК F04B 47/02, опубл. 15.07.87).

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность при откачке нефти с высоким содержанием свободного газа, низкая наработка до отказа при высоком содержании парафина и механических примесей, а также перегрев электродвигателя.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является погружной бесштанговый электронасос с дифференциальной приставкой-диспергатором, содержащий модуль-секцию насоса, электродвигатель с гидрозащитой и дифференциальную приставку-диспергатор с каналами, присоединенную к насосу с одной стороны и к гидрозащите двигателя с другой стороны, выполненную в виде встроенных в корпус приставки нескольких секций рабочих ступеней разной производительности, снабженных акустическим преобразователем (свидетельство на полезную модель 58631 МПК 7 F04D 13/10 от 22.05.2006 г).

Недостатком данного устройства является то, что при работе насоса возможен перегрев электродвигателя, что существенно сокращает период безотказной работы погружного бесштангового электронасоса.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание надежного устройства, обеспечивающего увеличение добычи нефти, за счет непрерывного охлаждения электродвигателя насоса пластовой жидкостью из скважины, сокращение эксплуатационных затрат на подземный и капитальный ремонт скважины и оборудования погружного бесштангового насоса.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом погружном бесштанговым электронасосе, содержащем модуль-секцию насоса, электродвигатель с гидрозащитой и дифференциальную приставку-диспергатор с каналами, присоединенную к насосу с одной стороны и к гидрозащите двигателя с другой стороны, выполненную в виде встроенных в корпус приставки нескольких секций рабочих ступеней разной производительности, снабженных акустическими преобразователями, в отличие от прототипа, дифференциальная приставка-диспергатор в нижней части дополнительно снабжена подпорными рабочими ступенями, повернутыми относительно верхних секций рабочих ступеней на 180°, а насос снабжен кожухом, верхней частью соединенного с дифференциальной приставкой-диспергатором, нижней частью соединенного через муфту с полым хвостовиком, снабженным центратором с проходными каналами.

Снабжение нижней части дифференциальной приставки-диспергатора подпорными рабочими ступенями, повернутыми относительно верхних секций рабочих ступеней на 180°, а насоса кожухом, верхней частью соединенного с дифференциальной приставкой-диспергатором, нижней частью соединенного через муфту с полым хвостовиком, снабженным центратором с проходными каналами, обеспечивает увеличение добычи нефти, за счет непрерывного охлаждения электродвигателя насоса пластовой жидкостью из скважины, сокращение эксплуатационных затрат на подземный ремонт, оборудование погружного бесштангового электронасоса.

Кожух в нижней части снабжен пропускным каналом и выполнен из стали, алюминиевых легких сплавов.

Хвостовик, в верхней части снабжен выкидными каналами, в нижней части приемным каналом и выполнен из алюминиевых легких сплавов, полимерно-металлических и пластиковых материалов.

На фиг.1 представлен погружной бесштанговый электронасос.

На фиг.2 представлены секции рабочих ступеней и дополнительные подпорные рабочие ступени дифференциальной приставки-диспергатора.

Погружной бесштанговый электронасос содержит модуль-секцию насоса - 1, электродвигатель - 2 с гидрозащитой - 3 и дифференциальную приставку-диспергатор - 4 с приемным 5 и выкидным - 6 каналами, секции рабочих ступеней - 7 дополнительные подпорные рабочие ступени - 8, кожух - 9, с проходными каналами - 10, муфту - 11, хвостовик - 12 с приемным каналом 13, с выкидным каналом - 14, центратор - 15 с проходными каналами 16.

Погружной бесштанговый электронасос работает следующим образом:

В процессе эксплуатации скважины снижается забойное давление в пласте и в скважину притекает нефть, которая направляется в кольцевое пространство - 17 между эксплуатационной колонной - 18 и кожухом - 9, а пластовая вода из скважины, изменяя направление, через проходные каналы - 16 центратора - 15 поступает через приемный канал - 13 в хвостовик - 12 с муфтой - 11, а затем через верхний канал - 14 хвостовика - 12 поступает также в кольцевое пространство - 17 между эксплуатационной колонной - 18 - и кожухом - 9.

При установившемся режиме работы пласта смесь нефти и пластовой воды поступает на прием - 5 секционной дифференциальной приставки-диспергатора - 4, откуда рабочие ступени - 7 нагнетают жидкость в модуль-секцию насоса - 1. Дополнительные подпорные рабочие ступени - 8 дифференциальной приставки-диспергатора - 4 нагнетают смесь нефти и воды в противоположную сторону в затрубное пространство - 16 кожуха - 9, через выкидные каналы - 6, где смесь воды и нефти под давлением, принудительно охлаждает электродвигатель - 2. Отработанная смесь под давлением поступает из кожуха - 9 через проходные каналы - 10 вновь в кольцевое пространство - 17 между эксплуатационной колонной - 18 и кожухом - 9, где смешивается с пластовой жидкостью и наступает очередной цикл непрерывного охлаждения электропривода.

Охлаждение электродвигателя позволяет:

1. Обеспечить относительное постоянство температуры в электродвигателе, возможность увеличения дебита скважины за счет увеличения числа оборотов погружного бесштангового электронасоса.

2. Увеличить межремонтный (безотказный) период работы, сократить эксплуатационные затраты на подземный и капитальный ремонт скважины и оборудования погружного бесштангового электронасоса.

3. Дифференциальная приставка-диспергатор повышает эффективность сепарации свободного газа в кольцевом пространстве за счет поворота части объема пластовой жидкости у приемного канала на 180°, повышает эффективность охлаждения электродвигателя за счет использования части объема пластовой жидкости для создания непрерывной циркуляции ее, обтекания поверхности кожуха с двух сторон и непосредственного охлаждения электродвигателя, повышая эффективность этого процесса.

4. Использование хвостовика в кожухе позволяет избежать образование водяного конуса и преждевременное обводнение пласта, повысить дебит нефти из скважины, а возможно и коэффициент извлечения запасов нефти в данной залежи.

5. Погружной бесштанговый электронасос может быть полезен и эффективен при переводе глубоких малодебитных скважин, - до 20 куб./сут., с периодической эксплуатацией на непрерывную работу, особенно в тех случаях, где используется (практикуется) подлив жидкости в затрубное пространство скважины и имеется высокий газовый фактор.

Таким образом, данная конструкция обеспечивает надежную и длительную работу погружного бесштангового электронасоса.

1. Погружной бесштанговый электронасос, содержащий модуль-секцию насоса, электродвигатель с гидрозащитой и дифференциальную приставку-диспергатор с каналами, присоединенную к насосу с одной стороны и к гидрозащите двигателя с другой стороны, выполненную в виде встроенных в корпус приставки нескольких секций рабочих ступеней разной производительности, снабженных акустическими преобразователями, отличающийся тем, что дифференциальная приставка-диспергатор в нижней части дополнительно снабжена подпорными рабочими ступенями, повернутыми относительно верхних секций рабочих ступеней на 180°, а насос снабжен кожухом, верхней частью соединенным с дифференциальной приставкой-диспергатором, нижней частью соединенным через муфту с полым хвостовиком, снабженным центратором с проходными каналами.

2. Погружной бесштанговый электронасос по п.1, отличающийся тем, что кожух в нижней части снабжен пропускным каналом и выполнен из стали, алюминиевых легких сплавов.

3. Погружной бесштанговый электронасос по п.1, отличающийся тем, что хвостовик в верхней части снабжен выкидными каналами, в нижней части приемным каналом и выполнен из алюминиевых легких сплавов, полимерно-металлических и пластиковых материалов.