Ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти

Техническое решение относится к насосостроению, а именно к погружным скважинным электроцентробежным насосам (ЭЦН), предназначенным для перекачивания пластовой жидкости с повышенным содержанием свободного газа. Ступень включает в себя рабочее колесо, направляющий аппарат и, по меньшей мере, один диспергирующий орган, приводимый во вращение валом насоса и расположенный в проточной части ступени между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата. При этом в отличие от прототипа диспергирующий орган выполнен с радиальными лопастями. Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении предельного содержания свободного газа на входе насоса. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Техническое решение относится к насосостроению, а именно к погружным скважинным электроцентробежным насосам (ЭЦН), предназначенным для перекачивания пластовой жидкости с повышенным содержанием свободного газа.

Наиболее близким аналогом полезной модели (прототипом) является ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, описанная в патенте RU 2293218 С2, 10.02.2007, включающая в себя рабочее колесо и направляющий аппарат, при этом рабочее колесо содержит ступицу, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу насоса, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса, а направляющий аппарат представляет собой составной стакан с верхним диском, выполненным с возможностью установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском, который выполнен с отверстием для размещения вала насоса. На валу насоса между ступицей рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата установлено дополнительное рабочее колесо в виде шнека. В описанном техническом решении по утверждению авторов обеспечивается помимо прочего перемешивание

жидкости с газовыми включениями и диспергация газовых пузырей в перекачиваемой жидкости, что должно повышать стабильность работы насоса в многокомпонентных газожидкостных средах.

Основным недостатком прототипа является малая эффективность диспергации газовых пузырей, вследствие чего реального повышения допустимого газосодержания на входе насоса описанной выше конструкции по сравнению с насосом обычной конструкции не выявлено.

Таким образом, задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в создании погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, предназначенного для работы в скважинах с содержанием свободного газа в пластовой жидкости до 60% на входе насоса.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении предельного содержания свободного газа на входе насоса.

Ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, обеспечивающая достижение указанного выше технического результата, включает в себя рабочее колесо и направляющий аппарат. Рабочее колесо содержит ступицу, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу насоса, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса. Направляющий аппарат представляет собой

стакан с верхним диском, выполненным с возможностью установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском, который выполнен с отверстием для размещения вала насоса. Ступень включает в себя, по меньшей мере, один диспергирующий орган, приводимый во вращение валом насоса и расположенный в проточной части ступени между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата. При этом в отличие от прототипа диспергирующий орган выполнен с радиальными лопастями.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, диспергирующий орган представляет собой закрепляемое на валу центробежное колесо, на ступице которого расположены радиальные лопасти.

Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, радиальные лопасти, образующие диспергирующий орган, выполнены в нижней части ступицы рабочего колеса.

Наличие диспергирующего органа с радиальными лопастями между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата позволяет осуществлять эффективную диспергацию свободного газа в смеси непосредственно перед входом в рабочее колесо, где обычно происходит срыв подачи. Диспергирующие лопасти осуществляют превращение газожидкостной смеси в мелкодисперсную структуру, что существенно снижает вероятность срыва подач, при этом диспергированная газожидкостная смесь

подается на вход рабочего колеса, минуя переходные узлы (направляющий аппарат и пр.), где возможно обратное укрупнение газовых пузырей.

Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается описанием конструкции и действия погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти со ступенями, выполненными в соответствии с настоящей полезной моделью, сопровождаемым графическими материалами, на которых изображено следующее:

На Фиг.1 - часть ступени насоса.

На Фиг.2 - диспергирующее колесо на виде сбоку.

На Фиг.3 - диспергирующее колесо на виде сверху.

Погружной центробежный многоступенчатый насос для добычи нефти, содержащий корпус 1, внутри которого размещен вал 2 и ступени напорного типа, каждая из которых состоит из рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4. Рабочее колесо включает в себя ступицу 5, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу 2, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса. В кольцевой проточке ведомого диска установлена опорная шайба. Рабочие колеса могут быть выполнены с отверстиями 9 в ведущем диске и лопатках, что обеспечивает повышенную защиту насоса от срыва подачи. Направляющий аппарат представляет собой стакан с верхним диском, на котором выполнен опорный буртик для

установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском 6, который выполнен с отверстием для вала 1 насоса.

Между ступицей 5 и нижним диском 6 направляющего аппарата установлено дополнительное диспергирующее центробежное колесо осевого типа 7, на ступице которого выполнены радиальные лопасти 8, расположенные под углом 120° относительно друг друга.

1. Ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса для добычи нефти, включающая в себя рабочее колесо и направляющий аппарат, при этом рабочее колесо содержит ступицу, предназначенную для закрепления рабочего колеса на валу насоса, и жестко связанный со ступицей ведущий диск, на нижней стороне которого расположены рабочие лопасти, соединенные с ведомым диском рабочего колеса, направляющий аппарат представляет собой стакан с верхним диском, выполненным с возможностью установки ведомого диска рабочего колеса, на нижней стороне верхнего диска направляющего аппарата расположены лопатки, соединенные с нижним диском, который выполнен с отверстием для размещения вала насоса, при этом ступень включает в себя, по меньшей мере, один диспергирующий орган, приводимый во вращение валом насоса и расположенный в проточной части ступени между верхним диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата, отличающаяся тем, что диспергирующий орган выполнен с радиальными лопастями.

2. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что диспергирующий орган представляет собой закрепляемое на валу центробежное колесо, на ступице которого расположены радиальные лопасти.

3. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что радиальные лопасти, образующие диспергирующий орган, выполнены в нижней части ступицы рабочего колеса.