BR112020018430A2

BR112020018430A2 - Bomba elétrica, difusor para uma bomba elétrica e método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica

Info

Publication number: BR112020018430A2
Application number: BR112020018430-6A
Authority: BR
Inventors: Jason Eugene Hill; Joshua Wayne Webster; Wes John Nowitzki; Casey Laine Newport
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-12-29
Also published as: AR115093A1; CA3091148C; CO2020012940A2; WO2019221907A1; MX2020009449A; US11174872B2; US20200263703A1; CA3091148A1

Abstract

bomba elétrica, difusor para uma bomba elétrica e método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica. uma bomba elétrica pode incluir uma pilha de difusores incluindo um primeiro difusor e um segundo difusor. o primeiro difusor inclui um recesso no mesmo definindo uma superfície de recesso interna circunscrevendo substancialmente um eixo de difusor primário. o segundo difusor inclui um lábio se projetando para o recesso do primeiro difusor. em resposta a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário, o lábio do segundo difusor pode engatar na superfície de recesso interna do primeiro difusor e, desse modo, impedir rotação relativa dos difusores um em relação ao outro. uma superfície de perímetro externa do lábio e a superfície de recesso interna podem definir formas poligonais ou outros perfis não circulares.

Description

“BOMBA ELÉTRICA, DIFUSOR PARA UMA BOMBA ELÉTRICA E MÉTODO PARA IMPEDIR ROTAÇÃO DE DIFUSOR EM UMA BOMBA ELÉTRICA” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO(S) RELACIONADO(S)

[0001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido Provisional US 62/671. 568, depositado em 15 de maio de 2018, intitulado “Anti-Spin Pump Diffuser”, cuja divulgação é por meio deste incorporada por referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente divulgação se refere geralmente a bombas submersíveis elétricas de fundo de poço em operações de perfuração de poços e recuperação de hidrocarbonetos e, mais particularmente, a difusores de bombas com mecanismos antirrotação.

FUNDAMENTOS

[0003] Hidrocarbonetos, tal como óleo e gás, são comumente obtidos de formações subterrâneas que podem estar localizadas em terra ou em alto mar. O desenvolvimento de operações subterrâneas e dos processos envolvidos em remoção de hidrocarbonetos de uma formação subterrânea tipicamente envolve uma série de etapas diferentes, tal como, perfuração de um furo de poço em uma locação de poço desejada, tratamento do furo de poço para otimizar produção de hidrocarbonetos, realizar as etapas necessárias para produzir os hidrocarbonetos da formação subterrânea e bombear os hidrocarbonetos para a superfície da terra.

[0004] Ao realizar operações subterrâneas, bombas submersíveis elétricas (ESPs) e/ou bombas de superfície podem ser usadas quando a pressão do reservatório sozinha é insuficiente para produzir hidrocarbonetos de um poço. ESPs podem ser instaladas na extremidade de uma coluna de tubulação e inseridas em um furo de poço completado abaixo do nível do reservatório de hidrocarbonetos. Uma ESP pode empregar uma bomba centrífuga acionada por um motor elétrico para extrair fluidos de reservatório para a bomba e para a superfície.

[0005] Tais ESPs tipicamente incluem um ou mais estágios, cada estágio contendo um impelidor rotativo e um difusor estacionário, pelo que a combinação de impelidor e difusor de cada estágio é usada para aumentar a velocidade e a pressão, respectivamente, do fluido de hidrocarboneto quando o fluido viaja através do estágio. Em particular, um estágio é disposto de modo que fluido saindo da saída do impelidor entre na entrada do difusor adjacente, pelo que a força centrífuga do fluido saindo do impelidor pode ser transferida para o difusor, fazendo o difusor girar ou "rodar" dentro do alojamento de bomba e diminuindo a eficiência da bomba. Para reduzir a probabilidade de rotação de difusor, um dispositivo compressivo pode ser usado para aplicar uma força axial ao difusor. A rotação do difusor é exacerbada quando múltiplos estágios são empregados, pelo que os difusores são organizados em uma relação empilhada. Em tais organizações, o dispositivo compressivo usado para reduzir a rotação se torna ainda menos eficaz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] Para uma compreensão mais completa da presente divulgação e de suas características e vantagens, agora será feita referência à seguinte descrição, tomada em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais:

[0007] FIG. 1 é uma vista lateral em seção transversal parcial de um sistema de ESP de furo de poço incluindo uma bomba centrífuga de fundo de poço e um motor de acionamento de acordo com modalidades da presente divulgação;

[0008] FIG. 2 é uma vista em seção transversal da bomba centrífuga de fundo de poço da FIG. 1 ilustrando uma pilha de difusores antirrotação;

[0009] FIG. 3A e 3B são respectivas vistas isométrica superior e isométrica inferior de uma modalidade de um único difusor da pilha de difusores da FIG. 2;

[0010] FIGS. 4A e 4B são respectivas vistas isométrica superior e isométrica inferior de outra modalidade de um único difusor que pode ser empilhado de uma maneira semelhante à pilha de difusores da FIG. 2;

[0011] FIG. 5 é uma vista isométrica de um difusor adjacente a um anel de suporte de difusor de um mandril de entrada de bomba inferior;

[0012] FIGS. 6A a 6C são vistas em seção transversal de modalidades de característica de orientação de lábio implantadas em uma característica de orientação de recesso de difusores adjacentes;

[0013] FIGS. 7A, 7B e 7C são vistas isométricas lateral, superior e inferior de outra modalidade de um difusor incluindo um centralizador rebaixado; e

[0014] FIG. 8 é uma vista lateral em seção transversal parcial de outro sistema de furo de poço empregando uma bomba de superfície que pode incluir qualquer dos difusores das FIGS. 3A-7C.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0015] A presente divulgação descreve um difusor útil em uma bomba submersível elétrica (ESP) de fundo de poço, uma bomba de furo de poço de superfície ou outras aplicações de bombeamento. Operações modernas de produção de petróleo usam ESPs ou bombas de superfície para bombear hidrocarbonetos de um reservatório para a superfície de poço quando a pressão no reservatório é insuficiente para forçar os hidrocarbonetos para a superfície de poço. Uma ESP ou bomba de superfície pode incluir um ou mais estágios, cada estágio contendo um impelidor de rotação e um difusor fixo. As combinações de impelidor e difusor podem aumentar a velocidade e a pressão do fluido de hidrocarboneto quando o fluido viaja através dos estágios da ESP ou da bomba de superfície. O impelidor pode acelerar o fluido para aumentar a velocidade e a energia cinética do fluido. O difusor pode transformar a energia cinética do fluido em energia potencial aumentando a pressão do fluido. Impelidores são tipicamente montados e transportados pelo eixo de acionamento de bomba, enquanto difusores são tipicamente implantados dentro de um alojamento de bomba da ESP ou da bomba de superfície ao longo da parede interna de alojamento.

[0016] Uma modalidade de exemplo de um sistema de ESP de furo de poço 10 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação é ilustrada na FIG. 1. O sistema de ESP de furo de poço 10 é implantado em um furo de poço 12 se estendendo de uma localização de superfície "S" para uma formação geológica "G". Na modalidade ilustrada, o furo de poço 12 se estende de uma localização de superfície terrestre ou baseada em terra "S". Em outras modalidades (não mostradas), o sistema de ESP de furo de poço 10 pode ser empregado satisfatoriamente em furos de poços se estendendo de localizações de superfície offshore ou submarinas usando com equipamento apropriado, tal como plataformas offshore, navios de perfuração, semissubmersíveis e barcaças de perfuração. O furo de poço 12 define uma direção "furo acima" se referindo a uma porção do furo de poço 12 que está mais próxima da localização de superfície "S" e uma direção "furo abaixo" se referindo a uma porção de furo de poço 12 que está mais longe da localização de superfície "S".

[0017] O furo de poço 12 é ilustrado em uma orientação geralmente vertical. Em outras modalidades, o furo de poço 12 pode incluir porções em orientações desviadas alternativas, tal como horizontais, inclinadas ou curvadas sem afastamento do escopo da presente divulgação. O furo de poço 12 opcionalmente inclui uma coluna de revestimento 16 no mesmo que se estende geralmente da localização de superfície "S" até uma profundidade de fundo de poço selecionada. Porções do furo de poço 12 que não incluem coluna de revestimento 16 podem ser descritas como "furo aberto".

[0018] Vários tipos de fluidos de hidrocarbonetos de fundo de poço podem ser bombeados para a localização de superfície "S" com a ESP 18 implantada no furo de poço 12. A ESP 18 pode incluir uma bomba centrífuga de múltiplos estágios 20 que funciona para transferir pressão para os fluidos de hidrocarbonetos (e/ou outros fluidos de furo de poço presentes) para propelir os fluidos de um reservatório na formação geológica "G" para a localização de superfície "S" a uma taxa de bombeamento desejada. A ESP 18 também inclui um motor 22, módulo separador/de entrada de gás 32, uma câmara de vedação 34 e um pacote de sensor opcional 36. A ESP 18 pode ter qualquer tamanho ou construção adequada com base nas características, por exemplo, tamanho de furo de poço, taxa de bombeamento desejada, etc. da operação subterrânea para a qual a ESP 18 é empregada. A bomba 20 da ESP 18 pode operar, por exemplo, adicionando energia cinética aos fluidos de hidrocarbonetos por força centrífuga e converter a energia cinética em energia potencial na forma de pressão usando um ou mais impelidores e difusores, conforme discutido abaixo em mais detalhes com referência à FIG. 2.

[0019] A ESP 20 inclui um motor 22 para acionar os um ou mais impelidores na bomba centrífuga 20. Um eixo de acionamento 24 pode conectar operavelmente o motor 22 para transmitir a rotação do motor 22 para um ou mais impelidores 38 (FIG. 2) localizados na bomba 20 e, desse modo, fazer os impelidores girarem. O motor 22 também pode ser acoplado por um cabo 28 a um controlador 30 no local de superfície "S", o qual pode fornecer instruções ao motor 22 para operar de uma maneira particular. Em outras modalidades, um controlador pode ser disposto em uma localização de fundo de poço.

[0020] Outros vários componentes da ESP 20 incluem o módulo de entrada 32, a câmara de vedação 34 e o pacote de sensor 36. O módulo de entrada 32 pode permitir que fluido entre no fundo da ESP 20 e flua para o primeiro estágio da ESP 20. A câmara de vedação 34 pode prolongar a vida do motor 22 protegendo, por exemplo, o motor 22 de contaminação e fornecendo equalização de pressão entre o motor 22 e o furo de poço 12.

[0021] O motor 22 pode operar em altas velocidades de rotação, tal como 3. 500 revoluções por minuto, para desse modo acionar a rotação dos impelidores na ESP 20. A rotação dos impelidores pode fazer a ESP 20 bombear fluido para a localização de superfície "S. "O pacote de sensor 36 pode incluir um ou mais sensores usados para monitorar os parâmetros de operação da ESP 20 e/ou as condições no furo de poço 12, tal como a pressão de entrada, pressão de anular de revestimento, temperatura de motor interna, pressão e temperatura de descarga de bomba, taxa de fluxo de fundo de poço ou vibração de equipamento. O pacote de sensor 36 pode ser acoplado de forma comunicativa ao controlador 30.

[0022] FIG. 2 ilustra uma vista em seção transversal da bomba 20. A bomba 20 pode incluir um ou mais estágios de bomba, por exemplo, primeiro estágio 38, segundo estágio 40 e terceiro estágio 42, dependendo dos requisitos de pressão e fluxo da operação subterrânea particular. Cada estágio 38, 40, 42 da bomba 20 pode incluir um ou mais impelidores 44 e difusores 46. O eixo de acionamento 24 pode transmitir a rotação do motor 22 para os um ou mais impelidores 44 transportados no eixo de acionamento 24 e localizados na bomba 20, de modo a fazer os impelidores 44 girarem em torno do eixo longitudinal A0 com respeito aos difusores 46. Uma entrada de bomba 48 pode permitir que fluido entre no fundo da bomba 20, por exemplo, do módulo de entrada 32 (FIG. 1), e flua para o primeiro estágio 38 da bomba 20. Quando fluido de hidrocarboneto viaja através da bomba 20, a pressão de fluido geralmente pode aumentar em cada estágio 38, 40, 42 de uma bomba de múltiplos estágios 20 devido ao fluido viajando através dos difusores 46.

[0023] Na modalidade ilustrada, a bomba 20 pode incluir eixo de acionamento 24, impelidores 44 e difusores 46 alojados dentro de um alojamento de bomba tubular alongado 50. Um mandril de entrada de bomba inferior 52 é acoplado a uma extremidade inferior do alojamento de bomba 50 e um mandril de descarga de bomba superior 54 é acoplado a uma extremidade superior do alojamento de bomba 50.

[0024] O eixo de acionamento 24 pode ser usado para transferir energia de rotação do motor 22 para os componentes de rotação da bomba 20, tal como os impelidores 44. A este respeito, os impelidores 44 são montados e transportados pelo eixo de acionamento 24. Os impelidores 44 podem ser usados para aumentar a velocidade e a energia cinética do fluido quando o fluido flui através da bomba 20. A rotação dos impelidores 44 pode fazer o fluido de hidrocarboneto acelerar radialmente para fora do eixo de acionamento 24 e aumentar a velocidade do fluido dentro da bomba 20. Em particular, fluido pode entrar nos impelidores 44 através de um olhal de entrada 56 e passar por uma palheta de impelidor 58 ou pá formada para aumentar a velocidade do fluido. A palheta de impelidor 58 forma uma passagem de impelidor para distribuir o fluido para uma saída de impelidor 60. A velocidade aumentada do fluido pode resultar no fluido tendo uma energia cinética aumentada.

[0025] Ao sair da saída de impelidor 60, o fluido é distribuído para um difusor 46 disposto adjacente ao impelidor 44 (juntos o impulsor 44 e o difusor 46 formando um estágio de bomba 38, 40, 42) e, em particular, para a entrada de difusor 62, que dirige o fluido para passar por uma palheta de difusor 64 ou pá formada diminuir a velocidade do fluido. A paleta de difusor 64 forma uma passagem de difusor para distribuir o fluido a uma saída de difusor 66.

[0026] O mandril de entrada de bomba inferior 52 tem uma primeira extremidade 52a e uma segunda extremidade 52b com um furo interno 52c se estendendo entre as mesmas. A entrada de bomba 48 é definida na segunda extremidade 52b do mandril de entrada de bomba inferior 52. O mandril de entrada de bomba inferior 52 pode incluir flanges de montagem 68 se estendendo lateralmente de uma circunferência externa do mesmo. Os flanges de montagem 68 podem facilitar conexão com uma coluna de tubulação de produção 14 (FIG. 1). Um anel de suporte de difusor 70 é disposto na primeira extremidade 52a do mandril de entrada de bomba inferior 52. O(s) difusor(es) 46 formando o primeiro estágio 38 da bomba 20 podem assentar no, ou de outra forma, em torno do anel de suporte 70.

[0027] Os difusores 46 podem ser usados para converter a energia cinética (por exemplo, velocidade) do fluido de hidrocarboneto em energia potencial (por exemplo, pressão)

desacelerando gradualmente o fluido, o que aumenta a pressão do fluido. A pressão elevada do fluido pode fazer com que o fluido suba para a localização de superfície "S" (FIG. 1). Difusores 46 podem aumentar a pressão do fluido de hidrocarboneto fornecendo uma área de fluxo continuamente crescente à medida que o fluido passa através do difusor 46 ao longo da passagem de difusor ou do canal de fluxo formado por uma palheta de difusor 64 ou pá. A este respeito, a saída de difusor 66 pode ter uma área de seção transversal maior do que a entrada de difusor 62.

[0028] Os estágios 38, 40, 42 da bomba 20 podem ser conectados em série para alcançar uma pressão de saída de projeto da bomba 20. Embora a bomba 20 seja mostrada na FIG. 2 como tendo mais de um estágio 38, 40, 42, uma ESP também pode ser construída como uma bomba de estágio único sem afastamento do escopo da divulgação. Na FIG. 2, três estágios 38, 40, 42 são ilustrados. No caso de uma bomba de múltiplos estágios 20, os difusores 46 podem ser implantados em série dentro do alojamento de bomba 50, pelo que a extremidade a jusante de um difusor 46 encosta na extremidade a montante de um difusor adjacente 46 para formar uma pilha de difusores. Em particular, como mostrado, um primeiro difusor 46 é disposto em torno do eixo de acionamento 24 com um primeiro impelidor 44 disposto dentro do primeiro difusor 46, um segundo difusor 46 é disposto em torno do eixo de acionamento 24 e encostando no primeiro difusor 46 com um segundo impelidor 44 disposto dentro do segundo difusor 46 e um terceiro difusor 46 é disposto em torno do eixo de acionamento 24 e encostando no segundo difusor 46 com um terceiro impelidor 44 disposto dentro do terceiro difusor 46. Como mostrado, a primeira extremidade de um difusor 46 engata na segunda extremidade do difusor de encosto 46.

[0029] Depois de percorrer os múltiplos estágios da BOMBA 20, o fluido pode sair da BOMBA 20 no mandril de descarga de bomba superior 56 ou cabeçote de descarga. Em algumas modalidades, o mandril de descarga 56 pode ser conectado à tubulação de produção 14 (FIG. 1), a qual pode ser usada para dirigir o fluxo de fluido do furo de poço 12 para a localização de superfície "S". O alojamento 50 pode circundar os componentes da BOMBA 20 e pode alinhar os componentes da BOMBA 20.

[0030] Quando o fluido sai da saída de impelidor 60, o fluido pode entrar na entrada de difusor 62 do difusor circundante 46. O difusor 46 pode converter a energia cinética do fluido em energia potencial, o que pode aumentar a pressão do fluido. A pressão elevada do fluido faz com que o fluido suba para a localização de superfície "S". No entanto, uma porção da energia cinética surgindo da força centrífuga pode ser transferida para o difusor 46, instando o difusor 46 a girar em relação ao alojamento de bomba 50 no qual o difusor 50 está montado. Um mecanismo de compressão 72 pode ser utilizado para aplicar força axial ao difusor 46 para neutralizar a força centrífuga aplicada ao difusor 46 pelo fluido. O mecanismo de compressão 72 pode incluir uma luva de compressão 74 e uma mola 76. No entanto, quando a energia cinética do fluido é aumentada, o mecanismo de compressão 72 sozinho pode não ser suficiente para neutralizar a força centrífuga aplicada ao difusor 46. Isto é particularmente verdadeiro quando múltiplos difusores 46 são implantados em uma pilha dentro de um alojamento 50.

[0031] FIGS. 3A e 3B são vistas isométricas de um difusor 46 de acordo com algumas modalidades da presente divulgação. O difusor 46 pode ser um componente de um estágio 38, 40, 42 de uma ESP, tal como ESP 20 mostrada na FIG. 2. Um difusor 46 pode incluir um cilindro 78 se estendendo ao longo de um eixo de difusor primário A1. O cilindro 78 é formado por uma parede tubular 80 com um furo passante 82 se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro 78a e uma segunda extremidade de cilindro 78b. Dispostas axialmente dentro do cilindro 78 estão uma ou mais luvas 84a, 84b. Luvas múltiplas 84a, 84b de diferentes diâmetros podem ser dispostas concentricamente. Uma ou mais palhetas de difusor 64 (FIG. 2) ou pás se estendem entre a luva 84b e a parede tubular 80 do cilindro 78. A palheta 64 pode ter uma forma de hélice e se estender em tornod do eixo de difusor primário A1. Em modalidades com múltiplas luvas 84a, 84b, uma manga interna 84a pode formar um cubo e as palhetas 64 podem se estender entre o cubo e uma luva externa 84b. Embora várias disposições da porção interna de um difusor 46 sejam descritas, a divulgação não é limitada pela disposição das palhetas 64 e luvas 84a, 84b dentro do difusor 46.

[0032] Formado na primeira extremidade de cilindro 78a está um recesso 86. O recesso 86 é caracterizada por uma superfície de recesso interna 86a circunscrevendo o eixo de difusor primário A1. O recesso 86 pode ser uma porção interna da parede tubular 80 formando o cilindro 78 e, a este respeito, a superfície de recesso interna 86a pode ser um lado interno da parede tubular 80 formando o cilindro 78. Em qualquer caso, uma característica de orientação de recesso 88 é formada ao longo da superfície de recesso interna 86a. Em uma ou mais modalidades, a divulgação não é limitada pela forma ou pelo número ou pelo posicionamento relativo das características de orientação de recesso 88. Em uma ou mais modalidades, a característica de orientação de recesso 88 pode ser um relevo moldado, tal como um entalhe, uma fenda ou outro vazio. A este respeito, um entalhe angular pode ser formado pela interseção de duas porções planas da superfície de recesso interna 86a. Em uma ou mais modalidades, a superfície de recesso interna 86a pode geralmente ser uma parede circular com um ou mais entalhes angulares formados como intervalos espaçados em torno da periferia da parede circular. Em uma ou mais modalidades, uma pluralidade de características de orientação de recesso 88 pode ser fornecida. Essas características de orientação de recesso 88 podem ter as mesmas formas ou formas diferentes. Essas características de orientação de recesso 88 podem ser simetricamente ou assimetricamente dispostas ao longo da superfície de recesso interna 86a e em torno do eixo de difusor primário A1. Por exemplo, se duas características de orientação 88 forem fornecidas, as características de orientação 88 podem ser espaçadas uma da outra 180 graus uma da outra em torno do eixo de difusor primário A 1.

[0033] Um lábio 90 se projeta axialmente da segunda extremidade 78b do cilindro 78. Geralmente, o lábio 90 pode ser formado de uma parede tendo uma superfície externa 90a e uma superfície interna 90b circunscrevendo o eixo de difusor primário A 1. Formadas ao longo da superfície externa 90a do lábio 90 estão uma ou mais características de orientação de lábio 92. Em uma ou mais modalidades, a divulgação não é limitada pela forma ou pelo número ou pelo posicionamento relativo das características de orientação de lábio 92. Em uma ou mais modalidades, a característica de orientação de lábio 92 pode ser uma saliência formada, tal como um canto ou uma chaveta ou outro dispositivo. A este respeito, um canto pode ser formado pela interseção de duas porções planas da superfície externa 90a do lábio 90. Em uma ou mais modalidades, a superfície externa 90a pode geralmente ser uma parede circular com um ou mais cantos angulares formados em intervalos espaçados em torno da periferia da parede circular. Em uma ou mais modalidades, uma pluralidade de características de orientação de lábio 92 pode ser fornecida. Essas características de orientação de lábio 92 podem ter as mesmas formas ou formas diferentes. Essas características de orientação de lábio 92 podem ser dispostas simetricamente ou assimetricamente ao longo do perímetro da superfície externa 90a do lábio 90. Por exemplo, se duas características de orientação de lábio 92 forem fornecidas, as características de orientação podem ser afastadas uma da outra 180 graus uma da outra em torno do eixo de difusor primário A 1. Em modalidades ilustradas nas FIGS. 3A e 3B, a superfície externa 90a tem oito (8) superfícies planas formando um polígono com oito (8) características de orientação de lábio 92 ou cantos definidos por superfícies de interseção adjacentes, enquanto o recesso 86 tem oito (8) características de orientação de recesso 88 ou entalhes angulares dispostos ao longo e se estendendo radialmente para fora da superfície de recesso interna formada geralmente circular 86a ou parede.

[0034] Em uma ou mais modalidades, o recesso 86 tem uma profundidade D da borda externa até a base do recesso, e o lábio 90 tem uma altura H da borda externa do lábio 90 até a base do lábio 90, em que o a altura de lábio H é menor que a profundidade de recesso D, de modo que a borda mais externa do lábio 90 não encoste ou entre em contato com a base do recesso 86. Como tal, qualquer interferência criada pelo lábio e recesso quando engatados é apenas radial para impedir giro dos difusores de intertravamento.

[0035] FIGS. 4A e 4B são vistas isométricas de um difusor 146 de acordo com algumas outras modalidades da presente divulgação. O difusor 146 inclui um cilindro 178 se estendendo ao longo de um eixo de difusor primário A2. O cilindro 178 é formado por uma parede tubular 180 com um furo passante 182 se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro 178a e uma segunda extremidade de cilindro 178b. Axialmente dispostas dentro do cilindro 178 estão uma ou mais luvas 184 suportando pás de difusor 164, que podem ser dispostas de forma helicoidal em torno do eixo de difusor primário A2.

[0036] Um recesso 186 é formado na primeira extremidade de cilindro 178a e é caracterizado por uma superfície de recesso interna circunferencial 186a totalmente ou substancialmente circunscrevendo o eixo de difusor primário A2. Como ilustrado, a superfície de recesso interna circunferencial 186a é geralmente paralela ao eixo de difusor primário A2. Em outras modalidades (não representadas), uma superfície de recesso circunferencial pode ser afunilada para dentro a partir de uma primeira extremidade de cilindro em direção ao eixo de difusor primário A2. A superfície interna circunferencial 186a define um perfil não circular incluindo dezesseis (16) faces planas 187a formando um polígono com dezesseis (16) cantos 187b definidos por faces planas de interseção adjacentes 187b. Será apreciado que no caso de um recesso poligonal 186, quanto maior o diâmetro do difusor 146, maior o número de superfícies planas 187a. As faces planas 187a podem ser consideradas características de orientação de recesso 188, uma vez que um lábio 190 de um difusor adjacente 146 pode engatar nas faces planas para manter uma orientação rotacional entre os difusores adjacentes 146.

[0037] O lábio 190 se projeta axialmente da segunda extremidade 178b do cilindro 178. Geralmente, o lábio 190 pode ser formado por uma parede tendo uma superfície externa 190a e uma superfície interna 190b totalmente ou substancialmente circunscrevendo o eixo de difusor primário A2. A superfície externa circunferencial 190a define um perfil não circular incluindo dezesseis (16) faces planas 191a formando um polígono com dezesseis (16) cantos 191b definidos pelas faces planas de interseção adjacentes 191b. O lábio 190 pode ser recebido no recesso 186 de um difusor adjacente 146 em uma pilha de difusores (ver FIG. 2), de modo que uma orientação de rotação entre os difusores 146 possa ser mantida. Quando um torque diferencial é aplicado entre os difusores adjacentes 146, os cantos 191b do lábio 190 podem engatar nas faces planas 187a do recesso 186 para impedir rotação relativa entre os difusores adjacentes 146a. Assim, os cantos 191b podem ser considerados características de orientação de lábio 192 correspondentes às características de orientação de recesso 188.

[0038] Em cada um dos difusores mostrados nas FIGS. 3A, 3B, 4A e 4B, será apreciado que a fabricação dos difusores 46, 146 é significativamente simplificada utilizando características de orientação 88, 92, 188, 192 que podem ser prontamente fundidas durante fabricação do difusor 46, 146. Além disso, a disposição do lábio 90, 190 e do recesso 86, 186 pode ser empregada sem adicionar comprimento adicional aos difusores padrão.

[0039] Não obstante o anterior será apreciado que a superfície de perímetro externo de lábio 90a, 190a pode ser formada para corresponder à forma da superfície interna 86a, 186a do recesso 86, 186, de modo que, no caso de difusores empilhados 46, 146, o recesso 86, 186 na primeira extremidade 78a, 178a de um primeiro difusor 46, 146 possa receber o lábio 90, 190 na segunda extremidade 78b, 178b de um segundo difusor 46, 146. A este respeito, o lábio 90, 190 e o recesso 86, 186 podem ter qualquer forma, desde que as formas sejam não circulares, mas selecionados para permitir que o lábio 90, 190 assente dentro do recesso 86, 186, desse modo intertravando os dois difusores encostados 46, 146 juntos. Será apreciado que, desde que as formas sejam não circulares, a interferência entre a parede de lábio externa 90a, 190a e a superfície de recesso interna 86a, 186a impedirá que dois difusores encostados 46, 146 girem em relação um ao outro sob a aplicação de uma força centrífuga.

[0040] Com referência à FIG. 5, um difusor 246 é mostrado sendo engatado no mandril de entrada de bomba inferior 52. Em particular, pode ser visto que o anel de suporte de difusor 70 disposto na primeira extremidade 52a do mandril de entrada de bomba inferior 52 e inclui um recesso 286 formado pelo anel de suporte de difusor 70. O recesso 286 do anel de suporte de difusor 70 é formado, como descrito acima, para ter um perfil não circular semelhante aos recessos 86, 186 dos difusores 46, 146, de modo a ser disposto para receber um lábio 290 do difusor 246. Uma superfície externa 290a do lábio 290 é disposta para engatar na superfície interna 286a do recesso 286 e, desse modo, impedir rotação relativa do difusor de estágio inferior 246, isto é, rotação de difusor, em relação ao anel de suporte de difusor 70 e mandril de entrada de bomba inferior 52. Em uma ou mais modalidades, o anel de suporte de difusor 70 pode ser um difusor inferior que é disposto entre o mandril de bomba inferior 52 e o difusor de primeiro estágio 246.

[0041] Com referência às FIGS. 6A a 6C, são ilustradas vistas em seção transversal de diferentes modalidades de perfis não circulares de características de orientação de lábio implantadas em características de orientação de recesso de difusores adjacentes. Difusores empilhados 346a, 346b e 346c incluem paredes tubulares 380 definindo furo passante 382 se estendendo através dos mesmos. Um respectivo recesso 386a, 386b, 386c definindo uma respectiva superfície de recesso interna 387a, 387b, 387c e um lábio respectivo 390a, 390b, 390c definindo uma respectiva superfície de perímetro externo de lábio 391a, 391b 391c são definidos em cada um dos difusores 346a, 346b e 346c. Em uma ou mais modalidades (ver FIG. 6A), o recesso 386a e o lábio 396c definem perfis hexagonais correspondentes, de modo que cada uma das superfícies planas defina uma característica de orientação de recesso 388a ou uma característica de orientação de lábio 392a. Ângulos internos das formas hexagonais definidas pela superfície de recesso interna 387a e pela superfície de perímetro externo de lábio 391a podem ser equivalentes, mas o comprimento dos lados da superfície de perímetro externo de lábio 391 é menor que um comprimento de lados da superfície de recesso interna 387a. Em algumas modalidades, pelo menos um conjunto de superfícies planas correspondentes define uma característica de orientação de recesso 388b ou uma característica de orientação de lábio 392b (ver FIG. 6B). Em algumas outras modalidades, uma pluralidade de conjuntos espaçados de superfícies planas correspondentes define uma característica de orientação de recesso 388c ou uma característica de orientação de lábio 392c (ver FIG. 6C).

[0042] Em algumas modalidades, as superfícies planas podem estar afastadas uma da outra (ver FIG. 6C) ou elas podem interceptar uma a outra (ver FIGS. 4B e 6A). Em uma ou mais modalidades, o recesso ou lábio pode ter uma forma poligonal, tal como a mostrada, por exemplo, na FIG. 3A, 4A, 4B, 5 e FIG. 6AEm uma ou mais modalidades, a característica de orientação de lábio pode ser pelo menos uma superfície externa plana (ver FIG. 6B), enquanto em outras modalidades a característica de orientação pode ser uma pluralidade de superfícies externas planas (ver FIG. 4A). As superfícies externas planas podem estar afastadas uma da outra (ver FIG. 6C) ou elas podem interceptar uma a outra (ver FIGS 3A, 4A e 6A). Em uma ou mais modalidades, o lábio pode ter uma forma poligonal, tal como a mostrada nas FIGS 3A, 4A e 6A. Em outras algumas outras modalidades (não mostradas), perfis não circulares sem quaisquer superfícies planas, por exemplo, conjuntos de recessos e lábios correspondentes numa forma oval, podem definir características de orientação de recesso e lábio.

[0043] FIGS. 7A, 7B e 7C, são vistas isométricas de um difusor 446 de acordo com algumas outras modalidades da presente divulgação. Difusor 446 inclui um cilindro 478 se estendendo ao longo de um eixo de difusor primário A3. O cilindro 478 é formado por uma parede tubular 480 com um furo passante 482 se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro 478a e uma segunda extremidade de cilindro 478b.

[0044] Um recesso 486 (ver FIG. 7C) é formado na primeira extremidade de cilindro 478a e é caracterizado por uma superfície de recesso interna circunferencial 486a totalmente ou substancialmente circunscrevendo o eixo de difusor primário A3. A superfície de recesso interna circunferencial 486a define um perfil não circular incluindo oito (8) entalhes ou cantos internos 487a se estendendo radialmente para fora de um arco geralmente circular 487b. Os cantos internos 487a podem ser considerados características de orientação de recesso 488, uma vez que um lábio 490 de um difusor adjacente 164 pode engatar nos cantos internos 487a para manter uma orientação de rotação entre os difusores adjacentes

164. Os arcos geralmente circulares 487b se estendendo circunferencialmente entre os cantos 487a estão centralizados em torno do eixo de difusor primário A3.

[0045] O lábio 490 (ver FIGS. 7A e 7B) se projeta axialmente da segunda extremidade 478b do cilindro 478. Geralmente, o lábio 490 pode ser formado por uma parede definindo uma primeira porção não circular ou poligonal 490a e uma porção circular 490b em uma superfície externa do mesmo. A primeira porção 490a inclui oito (8) faces planas 491a formando um polígono com oito (8) cantos 491b definidos pelas faces planas de interseção adjacentes 491a. A segunda porção 490A é geralmente circular e está centralizada em torno do eixo de difusor primário A 3. Como mais bem ilustrado na FIG. 7B, a segunda porção circular 490b se projeta radialmente para fora além das faces planas 491a da primeira porção 490a e os cantos 491b da primeira porção 490a se projetam radialmente além da segunda porção circular 490b. A segunda porção circular 490b é rebaixada em relação aos cantos 491b. Como mais bem ilustrado na FIG. 7A, a primeira porção poligonal 490A e a segunda porção circular 490b são axialmente porções distintas do lábio 490, mas em outras modalidades podem ser combinadas para definir um único perfil circunferencial circunscrevendo o eixo de difusor primário A3.

[0046] O lábio 490 pode ser recebido no recesso 486 de um difusor adjacente 446 em uma pilha de difusores (ver FIG. 2), de modo que uma orientação de rotação entre os difusores 464 possa ser mantida. Os cantos 491b da primeira porção 490a do lábio 490 podem se estender radialmente para os cantos internos 487a da superfície de recesso interna 486a. Assim, quando um torque diferencial é aplicado entre os difusores adjacentes 446, os cantos 491b do lábio 490 podem engatar nos cantos internos da superfície de recesso interna 486a para impedir rotação relativa entre os difusores adjacentes 446a. Assim, os cantos 491b podem ser considerados características de orientação de lábio 492 correspondentes às características de orientação de recesso 488.

[0047] A segunda porção circular 490b do lábio 490 pode ser recebida entre os arcos circulares 487b definidos na superfície de recesso interna 486a para centralizar difusores adjacentes 464 em relação um ao outro. Um primeiro diâmetro externo OD1 da segunda porção circular 490b pode ser dimensionado de modo a encaixar estreitamente dentro de um primeiro diâmetro interno de ID1 dos arcos circulares 487b. Em algumas modalidades, um encaixe por atrito pode ser definido entre a segunda porção circular 490b e os arcos circulares 487b, de modo que o eixo de difusor primário A3 de difusores adjacentes 464 seja mantido numa configuração alinhada uns com os outros quando o lábio 490 é recebido no recesso 486. Uma folga maior pode ser definida entre um segundo diâmetro externo OD 2 e um segundo diâmetro interno ID 2 da primeira porção poligonal 490a do lábio 490 e cantos internos 487a da superfície de recesso interna 486a do que entre o primeiro diâmetro externo OD1 e o diâmetro interno de ID1.

[0048] Foi observado que desalinhamento entre os eixos de difusor primários de difusores adjacentes pode produzir vibrações e entre os difusores em operação, o que pode interferir com a rotação dos impelidores 62 (ver FIG. 2) e a operação eficiente da bomba. Em alguns casos, o desalinhamento pode fazer com que difusores adjacentes se soldem e/ou os impelidores se soldam aos difusores. O engate de centralização da segunda porção circular recortada 490b com os arcos circulares 487b da superfície de recesso interna 486a pode evitar essas dificuldades.

[0049] Com referência à FIG. 8, embora os difusores anteriores possam ter sido geralmente descritos como um componente de uma bomba implantada furo abaixo em um furo de poço ou submersa de outro modo em um furo de poço, será apreciado que a bomba pode ser utilizada alternativamente na superfície. Por exemplo, muitas das características descritas neste documento também podem ser empregadas em um sistema de furo de poço 500 com um sistema de bomba de superfície 537. O sistema de bomba de superfície 537 utilizado na localização de superfície "S", e em algumas modalidades, o sistema de bomba de superfície 537 pode ser um sistema de bomba horizontal incluindo um motor 537a e uma câmara de bomba alongada 537b orientada geralmente horizontalmente na localização da superfície "S". A câmara de bomba alongada 537 pode incluir qualquer dos difusores descritos acima, por exemplo, difusores 46 (FIG. 3A), 146 (FIG. 4A), 246 (FIG. 5), 346a, 346bg, 346c (FIGS. 6A, 6B, 6C ) e/ou 446 (FIG. 7). Como ilustrado, o sistema de bomba de superfície 537 é disposto para receber fluido de um abastecimento de fluido 538 e descarregar o fluido no furo de poço 12. Embora não típico, em algumas outras modalidades, a ESP 18 (FIG. 1) e o sistema de bomba de superfície 537 podem ser empregados juntos para extrair fluido do furo de poço 12 e, em outras modalidades, a ESP 18 ou a bomba de superfície 537 podem ser empregadas individualmente, sem a outra, sem afastamento do escopo da divulgação.

[0050] Ainda será apreciado que os difusores como aqui descritos são igualmente um avanço sobre a técnica, porque o projeto de lábio e recesso conforme descrito permite que os difusores, incluindo o lábio e o recesso, sejam prontamente fabricados inteiramente por fundição, em oposição ao processo de usinagem mais caro que é a maneira típica de fabricar difusores da técnica anterior.

[0051] Assim, uma bomba submersível elétrica foi descrita. A bomba submersível elétrica pode incluir um alojamento de bomba; um eixo se estendendo pelo menos parcialmente através do alojamento de bomba e adaptado para ser acionado por um motor submersível; um impelidor fixado ao eixo e tendo uma passagem de impelidor para fluido fluir através do mesmo; um difusor disposto adjacente e correspondendo ao impelidor para formar um estágio de bomba; em que o difusor compreende um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso interna ao longo da qual é formada uma característica de orientação de recesso; e um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo uma parede de perímetro externo ao longo da qual é formada uma característica de orientação de lábio. Em outras modalidades, uma pilha de bomba de múltiplos estágios pode incluir um eixo; um difusor disposto em torno do eixo; um impelidor disposto dentro do difusor; em que o difusor compreende um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso interna ao longo da qual é formada uma característica de orientação de recesso; e um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo uma parede de perímetro externo ao longo da qual é formada uma característica de orientação de lábio. Da mesma forma, uma pilha de bomba de múltiplos estágios pode incluir um eixo; um primeiro difusor disposto em torno do eixo; um primeiro impelidor disposto dentro do primeiro difusor; um segundo difusor disposto em torno do eixo e adjacente ao primeiro difusor; e um segundo impelidor disposto dentro do segundo difusor, em que cada difusor compreende um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso interna ao longo da qual é formada uma característica de orientação de recesso; e um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo uma parede de perímetro externo ao longo da qual é formada uma característica de orientação de lábio, em que o lábio do primeiro difusor engata no recesso do segundo difusor.

[0052] Uma bomba elétrica inclui um alojamento de bomba, um eixo se estendendo pelo menos parcialmente através do alojamento de bomba e adaptado para ser acionado por um motor elétrico e primeiro e segundo impelidores fixados ao eixo. Cada impelidor tem uma passagem de impelidor para acelerar fluxo de fluido através do mesmo. A bomba inclui ainda primeiro e segundo difusores dispostos adjacentes ao primeiro e ao segundo impelidores, respectivamente, cada um dos primeiros difusores tendo uma passagem de difusor para desacelerar o fluido e aumentar uma pressão do fluido, em que cada um dos difusores compreende um cilindro definindo uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro. Um recesso é formado na primeira extremidade de cilindro do primeiro difusor, o recesso tendo uma superfície de recesso interna circunferencial circunscrevendo substancialmente um eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular ao longo do qual é formada uma característica de orientação de recesso. Um lábio se projeta da segunda extremidade de cilindro do segundo difusor para o recesso, o lábio tendo um perímetro externo circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular ao longo do qual é formada uma característica de orientação de lábio, em que a característica de orientação de lábio se estende radialmente para a característica de orientação de recesso para impedir rotação relativa entre o primeiro e o segundo difusores em resposta a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário.

[0053] Da mesma forma, um difusor para uma bomba submersível elétrica foi descrito. O difusor para a bomba submersível elétrica pode incluir um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso não circular formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso; um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo um perímetro externo pelo menos uma porção do qual tem uma forma que corresponde à forma do recesso não circular. Da mesma forma, um difusor pode incluir um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso interna ao longo da qual é formada uma característica de orientação de recesso; um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo uma parede de perímetro externo ao longo da qual é formada uma característica de orientação de lábio. Em outras modalidades, um difusor pode incluir um cilindro formado por uma parede tubular, com um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; um recesso formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo pelo menos duas superfícies, uma das quais é uma superfície de orientação; um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo um perímetro externo pelo menos uma porção do qual tem uma forma que corresponde à forma da superfície de orientação formada.

[0054] Um difusor para uma bomba elétrica inclui um cilindro formado por uma parede tubular definindo um eixo de difusor primário, o cilindro incluindo um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro. Uma luva é axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo. Uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendem entre a luva e a parede tubular do cilindro. Um recesso não circular é formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e um lábio se projeta da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo um perímetro externo pelo menos uma porção do qual tem uma forma que corresponde à forma do recesso não circular.

[0055] Para qualquer uma das modalidades anteriores, um ou mais dos seguintes elementos podem ser incluídos, sozinhos ou em combinação com outros elementos:

[0056] Pelo menos três difusores, em que o lábio de um difusor engata no recesso de um difusor adjacente para formar uma pilha de difusores.

[0057] A característica de orientação de recesso é um entalhe.

[0058] A característica de orientação de recesso é um relevo formado selecionado para corresponder a uma saliência formada formando a característica de orientação de lábio.

[0059] A característica de orientação de lábio é uma saliência formada selecionada para corresponder a um relevo formado formando a característica de orientação de recesso.

[0060] A característica de orientação de recesso é uma pluralidade de entalhes.

[0061] A característica de orientação de recesso é uma pluralidade de entalhes espaçados simetricamente em torno do recesso.

[0062] Pelo menos duas características de orientação de recesso simetricamente espaçadas uma da outra em torno do recesso.

[0063] A característica de orientação de recesso é uma superfície plana.

[0064] A característica de orientação de lábio compreende duas superfícies planas de interseção da parede de perímetro externo.

[0065] A característica de orientação de lábio é uma saliência se estendendo da parede de perímetro externo.

[0066] Pelo menos duas características de orientação de lábio espaçadas simetricamente uma da outra em torno da parede de perímetro.

[0067] Uma pluralidade de características de orientação de lábio simetricamente espaçadas uma da outra em torno da parede de perímetro.

[0068] A característica de orientação de lábio é uma superfície plana.

[0069] O perímetro externo tem pelo menos um lado plano e a superfície de orientação é plana.

[0070] O recesso possui duas superfícies de orientação planas e o perímetro externo tem pelo menos dois lados planos.

[0071] O perímetro externo tem uma forma poligonal com pelo menos três lados retos e um ângulo formado na interseção de quaisquer dois lados adjacentes e a superfície de orientação do recesso forma um entalhe.

[0072] O perímetro externo tem uma forma poligonal com pelo menos três lados retos e um canto formado na interseção de quaisquer dois lados adjacentes.

[0073] O recesso tem uma profundidade D e o lábio tem uma altura H e a altura de lábio H é menor que a profundidade de recesso D.

[0074] O recesso do primeiro cilindro e o lábio do segundo cilindro são construídos com um material fundido.

[0075] A bomba é acoplada operavelmente a uma coluna de tubulação se estendendo para um furo de poço.

[0076] O lábio inclui ainda uma porção circular recortada em relação aos cantos da forma poligonal definida pelo lábio e se projetando radialmente além das superfícies planas da forma poligonal definida pelo lábio.

[0077] A superfície de recesso interna do primeiro cilindro inclui um arco circular centralizado no eixo de difusor primário e o lábio do segundo difusor inclui uma porção circular de centralização centralizada no eixo de difusor primário quando recebida pelo arco circular

[0078] Um método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica inclui construir um primeiro difusor incluindo um cilindro definindo um recesso no mesmo, o recesso tendo uma superfície de recesso interna circunferencial substancialmente circunscrevendo um eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular, construir um segundo difusor incluindo um cilindro definindo um lábio se projetando de uma extremidade do mesmo, o lábio tendo uma superfície de perímetro externa circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular e empilhar o primeiro difusor e o segundo difusor adjacentes um ao outro, de modo que o lábio se estenda para o recesso e de modo que a superfície de perímetro externo do lábio engate na superfície de recesso interna em resposta a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário.

[0079] Um método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica inclui (i) construir um primeiro difusor incluindo um cilindro definindo um recesso no mesmo, o recesso tendo uma superfície de recesso interna circunferencial substancialmente circunscrevendo um eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular (ii) construir um segundo difusor incluindo um cilindro definindo um lábio se projetando de uma extremidade do mesmo, o lábio tendo uma superfície de perímetro externa circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular e (iii) empilhar o primeiro difusor e o segundo difusor adjacentes um ao outro, de modo que o lábio se estenda para o recesso e de modo que uma característica de orientação de lábio da superfície de perímetro externo do lábio se estenda radialmente para uma característica de orientação de recesso da superfície de recesso interna para engatar na superficie de recesso interna em resposa a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário.

[0080] O método pode ainda incluir a construção da superfície do recesso interno do difusor de punho e da superfície do perímetro externo do segundo difusor, moldando um material do primeiro e do segundo difusores, centralizando o segundo difusor em relação ao primeiro difusor, recebendo uma porção circular de o lábio dentro de uma porção circular da superfície interior do recesso, e/ou acoplar fluidamente o primeiro e o segundo difusores a uma coluna de tubulação de produção que se estende para o furo de poço.

[0081] Embora a presente divulgação e suas vantagens tenham sido descritas detalhadamente, deve ser compreendido que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas neste documento sem se distanciar do espírito e escopo da divulgação, como definido pelas seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Bomba elétrica, caracterizada pelo fato de compreender: - um alojamento de bomba; - um eixo se estendendo pelo menos parcialmente através do alojamento de bomba e adaptado para ser acionado por um motor elétrico; - primeiro e segundo impelidores fixados ao eixo, cada impelidor tendo uma passagem de impelidor para acelerar fluxo de fluido através do mesmo; - primeiro e segundo difusores dispostos adjacentes ao primeiro e ao segundo impelidores, respectivamente, cada um dos primeiros difusores tendo uma passagem de difusor para desacelerar o fluido e aumentar uma pressão do fluido, em que cada um dos difusores compreende um cilindro definindo uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; - um recesso formado na primeira extremidade de cilindro do primeiro difusor, o recesso tendo uma superfície de recesso interna circunferencial circunscrevendo substancialmente um eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular ao longo do qual é formada uma característica de orientação de recesso; e - um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro do segundo difusor para o recesso, o lábio tendo um perímetro externo circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular ao longo do qual é formada uma característica de orientação de lábio, em que a característica de orientação de lábio se estende radialmente para a característica de orientação de recesso para impedir rotação relativa entre o primeiro e o segundo difusores em resposta a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário.

2. Bomba, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o recesso do primeiro cilindro e o lábio do segundo cilindro serem construídos de um material fundido.

3. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de a superfície de recesso interna do primeiro cilindro incluir um arco circular centralizado no eixo de difusor primário e o lábio do segundo difusor inclui uma porção circular de centralização centralizada no eixo de difusor primário quando recebida pelo arco circular.

4. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de a superfície de recesso interna e o perímetro externo do lábio incluírem cada qual pelo menos uma superfície plana ao longo dos mesmos e, opcionalmente, em que a superfície de recesso interna e o perímetro externo do lábio definem cada qual uma forma poligonal tendo um centro localizado substancialmente no eixo de difusor primário.

5. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o recesso ter uma profundidade e o lábio tem uma altura e em que a altura do lábio é menor que a profundidade do recesso.

6. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de compreender ainda um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro do primeiro difusor para um anel de suporte de difusor e, opcionalmente, em que o lábio do primeiro difusor engata em uma característica de orientação de recesso definida no anel de suporte de difusor para impedir rotação relativa entre o primeiro difusor e o anel de suporte de difusor em resposta a um torque diferencial aplicado entre o primeiro difusor e o anel de suporte de difusor.

7. Bomba, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a bomba ser acoplada operavelmente a uma coluna de tubulação se estendendo para um furo de poço.

8. Difusor para uma bomba elétrica, o difusor caracterizado pelo fato de compreender: - um cilindro formado por uma parede tubular definindo um eixo de difusor primário, o cilindro incluindo um furo passante se estendendo entre uma primeira extremidade de cilindro e uma segunda extremidade de cilindro; - uma luva axialmente disposta dentro do cilindro ao longo do furo; - uma ou mais palhetas de difusor helicoidais se estendendo entre a luva e a parede tubular do cilindro; - um recesso não circular formado na primeira extremidade do cilindro, o recesso tendo uma superfície de recesso circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário; e - um lábio se projetando da segunda extremidade de cilindro, o lábio tendo um perímetro externo pelo menos uma porção do qual tem uma forma que corresponde à forma do recesso não circular.

9. Difusor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o cilindro ser construído inteiramente de um material fundido e/ou em que o lábio circunscreve substancialmente o eixo de difusor primário.

10. Difusor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de a superfície de recesso interna e o perímetro externo do lábio incluírem cada qual pelo menos uma superfície plana ao longo dos mesmos e, opcionalmente, em que a superfície de recesso interna e o perímetro externo do lábio definem cada qual uma forma poligonal.

11. Difusor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 10, caracterizado pelo fato de o lábio incluir ainda uma porção circular recortada em relação aos cantos da forma poligonal definida pelo lábio e se projetando radialmente além das superfícies planas da forma poligonal definida pelo lábio.

12. Difusor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 11, caracterizado pelo fato de a superfície de recesso interna incluir uma pluralidade de entalhes se estendendo radialmente simetricamente espaçados em torno do recesso.

13. Método para impedir rotação de difusor em uma bomba elétrica, o método caracterizado pelo fato de compreender: - construir um primeiro difusor incluindo um cilindro definindo um recesso no mesmo, o recesso tendo uma superfície de recesso interna circunferencial circunscrevendo substancialmente um eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular; - construir um segundo difusor incluindo um cilindro definindo um lábio se projetando de uma extremidade do mesmo, o lábio tendo uma superfície de perímetro externo circunscrevendo substancialmente o eixo de difusor primário e definindo um perfil não circular; e - empilhar o primeiro difusor e o segundo difusor adjacentes um ao outro, de modo que o lábio se estenda para o recesso e de modo que uma característica de orientação de lábio da superfície de perímetro externo do lábio se estenda radialmente para uma característica de orientação de recesso da superfície de recesso interna para engatar na superfície de recesso interna em resposta a um torque diferencial aplicado ao primeiro e ao segundo difusores em torno do eixo de difusor primário.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda ou construir a superfície de recesso interna do primeiro difusor e a superfície de perímetro externa do segundo difusor fundindo um material do primeiro e do segundo difusores e ou acoplar fluidamente o primeiro e o segundo difusores a uma coluna de tubulação de produção se estendendo para o furo de poço.

15. Método, de acordo com qualquer uma da reivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda centralizar o segundo difusor em relação ao primeiro difusor recebendo uma porção circular do lábio dentro de uma porção circular da superfície de recesso interna.