Приставка-фильтр для погружного электронасоса

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к приставкам-фильтрам для защиты погружного электронасоса от попадания в него механических твердых частиц.

Сущность полезной модели: приставка-фильтр содержит перфорированный корпус 1 с соединительными элементами на концах и установленными на его наружной поверхности кольцами фильтрующими элементами 2 образующими между собой щелевые отверстия 4. Внутри корпуса 2 с возможностью вращения размещен вал 12, на каждом установлено не менее двух рабочих ступеней 13 погружного электронасоса, а между ступенями размещен подшипник 11 с приемным отверстием 17, которое совпадает с приемным отверстием 16 корпуса приставки-фильтра 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к приставкам-фильтрам для защиты погружного электронасоса от попадания в него механических твердых частиц.

Известен фильтр для защиты погружного электронасоса, выполненный в виде приемной сетки с отверстиями присоединенной к приемному модулю насоса, см. например, «Международный транслятор». «Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти». Международная инженерная энциклопедия. Серия «Нефтегазовая техника и технология». М. 1999г, с.93.

Недостатком такой конструкции является ее низкая эффективность из-за большей ширины каждой щели, пропускающей песок и другие твердые взвеси, с фракцией до 3 мм и малой длины всей приемной сетки.

Известны различные конструкции скважинных фильтров, применяемых при добыче нефти, содержащие перфорированный корпус, установочные планки и фильтрующие элементы. (см.Ав. св. СССР №1587179. Мкл⁵ Е 21 В 43/08 от. 24.11.87.)

Наиболее близким решением к заявляемому является фильтр скважинный щелевой, содержащий перфорированный корпус с установленными на нем кольцевыми фильтрующими элементами, образующими между собой щелевые отверстия, и зажимные муфты.( см. ав. св. СССР №1472648 Мкл⁴ Е 21 В 43/08, от. 15.04.89.)

Недостатком известных фильтров является невозможность применения их для высокопроизводительных погружных электронасосов из-за низкой фильтру емкости, а также увеличенного диаметра, превышающего допустимый максимальный диаметр установки ЭЦН.

Задачей полезной модели является создание приставки-фильтра для погружного электронасоса, обеспечивающей эффективную ее работу, за счет

повышения всасывающей способности и фильтруемости щелевых отверстий и возможности работы со всеми типоразмерами погружных электронасосов.

Поставленная задача решается за счет того, что в отличие от известного фильтра, содержащего перфорированный корпус с соединительными элементами на концах и установленными на его наружной поверхности кольцевыми фильтрующими элементами, образующими между собой щелевые отверстия, в корпусе приставки-фильтра выполнены приемные отверстия и в нем, с возможностью вращения размещен вал с соединительными элементами на концах, на котором установлено не менее двух рабочих ступеней погружного электронасоса, состоящих из рабочих колес и направляющих аппаратов, а между рабочими ступенями размещен подшипник с приемным отверстием, которое совпадает с приемным отверстием корпуса приставки фильтра.

Расположение рабочих колес внутри фильтра интенсифицирует процесс фильтрации водонефтегазовой смеси (ВНГС) через маленькие щели фильтрующих элементов.

Применение рабочих ступеней позволяет увеличить всасывающую способность приставки-фильтра и ее фильтруемость.

Наличие входного отверстия 17, в подшипнике 11 и совмещения его с приемным каналом 16 в корпусе приставки-фильтра 1 позволяет уменьшить сопротивление движению ВНГС, увеличить фильтруемость фильтра, обеспечить надежную работу верхнего рабочей ступени, в случае засорения или износа нижнего рабочего колеса.

Выполнение приставки-фильтра в виде отдельного узла со своим корпусом, валом, рабочими ступенями и соединениями позволяет использовать его мобильно со всеми типоразмерами УЭЦН, используя при этом стандартные детали погружного электронасоса.

Применение приставки-фильтра для погружного электронасоса в виде самостоятельного, отдельного узла позволяет использовать больше вариантов конструкций фильтра, разных по зазору, длине, диаметру, конфигурации. Так,

при изготовлении приставки-фильтра для ЭЦНМ5А используется корпус, вал, рабочие ступени и другие детали от ЭЦНМ5. При изготовлении приставки-фильтра для ЭЦНМ6 могут быть использованы корпус, вал, рабочие ступени и другие детали от ЭЦНМ5А и т.д.

Поставленная задача решается и тем, что рабочие ступени приставки-фильтра могут иметь одинаковую и разную производительность, увеличивающуюся снизу вверх. При этом нижнее колесо создает подпор для ^верхнего колеса. В случае засорения фильтра, приемного канала в верхней части его корпуса за счет давления, созданного нижним колесом, они очищаются от твердых частиц и других взвесей.

Производительность каждой из рабочих ступеней в приставке-фильтре должна быть больше производительности рабочих ступеней модуля-секции погружного электронасоса для обеспечения надежной работы насоса, их паспортной характеристики.

Верхняя рабочая ступень установлена выше щелей, отверстий фильтрующих колец, что обеспечивает прием всей ВНГС, поступившей через все щелевые отверстия фильтрующих колец.

Площадь щелевых отверстий фильтрующих элементов должна быть больше площади приемных отверстий в корпусе приставки-фильтра. Фильтрующие элементы образуют щелевые отверстия, сечение которых увеличивается в направлении к центру фильтрующих элементов, в результате чего, уже на входе, в маленькие щели фильтрующих элементов не поступает песок, пропант и другие твердые частицы, величина фракции которых больше, чем величина самой щели.

На фиг.1 показан поперечный разрез приставки фильтра. На фиг.2 схематично показан погружной электронасос в комплекте с приставкой-фильтром.

Приставка-фильтр содержит перфорированный корпус 1 с установленными на его наружной поверхности кольцевыми фильтрующими ^элементами 2, выполненными, например, в виде колец, опирающихся на

установочные планки 3 и образующими между собой щелевые отверстия 4, с обеих концов фильтр ограничен упорными втулками 5, упругими компенсирующими элементами 6, фиксируется крепежными втулками 7 и стопорными винтами 8, на концах корпуса фильтра выполнены соединительные элементы 9. Внутри корпуса 1 на осевом подшипнике 10 и радиальном подшипнике 11 размещен вал 12, на котором установлены не менее двух рабочих ступеней 13 погружного электронасоса, состоящих из рабочих колес 14 и направляющих аппаратов 15. В корпусе 1 выполнены приемные отверстия 16. Подшипник 11 размещен между рабочими ступенями и имеет приемные отверстия 17, совпадающие с приемным отверстием 16 корпуса 1.

Возможна установка в корпусе приставки-фильтра рабочих ступеней как одинаковой, так и разной производительности, которая увеличивается снизу вверх. При этом производительность каждой рабочей ступени 13 в корпусе 1 приставки-фильтра должна быть больше, производительности рабочих ступеней у модуля-секции погружного электронасоса (не показан), а производительность нижней рабочей ступени должна быть не менее производительности модуля-секции погружного электронасоса.

Верхняя рабочая ступень установлена выше щелевых отверстий 4 фильтрующих элементов 2, площадь которых превышает площадь приемных отверстий 16 в корпусе 1, Сечение щелевых отверстий 4 увеличивается в направлении к центру фильтрующих элементов 2 электронасоса. Концы вала 12с помощью шлицевых муфт (не показаны) соединены с валом модуля-секции электронасоса, с одной стороны, и с валом протектора двигателя (не показан) с другой стороны приставки-фильтра. Длина приставки-фильтра, размер щелевых отверстий 4, их количество определяется в каждом конкретном случае отдельно.

На концах корпуса 1 приставки-фильтра выполнены фланцы 18, 19 для соединения с модуль-секцией электронасоса, с одной стороны, и с протектором погружного электронасоса с другой стороны.

Приставка-фильтр используется вместо приемного модуля погружного электронасоса и имеет приемные отверстия, площадь которых должна быть не менее площади отверстий в заменяемом приемном модуле электронасоса.

Приставка фильтр может работать с газосепаратором, в этом случае ее фланцы, с одной стороны, (не показаны) - соединяются с газосепаратором, а с другой - с протектором погружного электронасоса (не показан).

Приставка-фильтр работает следующим образом. Погружной электронасос 20 вместе с приставкой-фильтром-21 на нососно-компрессорных трубах-22 спускают в эксплуатационную колонну-23 скважины-24. Водонефтегазовая смесь из пласта 25 поступает в скважину и через щелевые отверстия 4 в приставку-фильтр-21. Твердые механические частицы размером больше размера щелевых отверстий, задерживаются на входе фильтра и оседают вниз при работе насоса. Далее ВНГС с механическими примесями, размером меньше размера щелевых отверстий, проходит внутрь фильтра и через приемные отверстия 16 всасывается рабочими ступенями 13 погружного электронасоса.

Использование приставки-фильтра позволит увеличить межремонтный период работы ЭЦН скважины уменьшить период простоя скважин, увеличить добычу нефти и снизить ее себестоимость.

1. Приставка-фильтр для погружного электронасоса, содержащая перфорированный корпус с соединительными элементами на концах и установленными на его наружной поверхности кольцевыми фильтрующими элементами, образующими между собой щелевые отверстия, отличающаяся тем, что в корпусе приставки-фильтра выполнены приемные отверстия и в нем с возможностью вращения размещен вал, на котором установлено не менее двух рабочих ступеней погружного электронасоса, состоящих из рабочих колес и направляющих аппаратов, а между рабочими ступенями размещен подшипник с приемным отверстием, которое совпадает с приемным отверстием корпуса приставки-фильтра.

2. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что рабочие ступени имеют одинаковую производительность.

3. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что рабочие ступени имеют разную производительность, увеличивающуюся снизу вверх.

4. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что производительность рабочих ступеней в приставке-фильтре выбрана больше производительности рабочих ступеней модуля-секции погружного электронасоса.

5. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что верхняя рабочая ступень установлена выше щелевых отверстий фильтрующих элементов.

6. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что площадь щелевых отверстий фильтрующих элементов превышает площадь приемных отверстий в корпусе приставки-фильтра.

7. Приставка-фильтр по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующие элементы образуют щелевые отверстия, сечение которых увеличивается в направлении к центру фильтрующих элементов.