RU119045U1

RU119045U1 - MODULAR SECTION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU119045U1
Application number: RU2011151811/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Иосифович Наконечный; Валерий Александрович Калан; Александр Николаевич Михайлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод"
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-08-10

Abstract

1. Модульная секция погружного центробежного насоса, содержащая головку, основание со встроенными радиальными подшипниками, фильтрующий блок с фильтроэлементами, соединенными с головкой и основанием резьбовыми переходниками, вал, установленный в фильтрующем блоке с возможностью вращения, при этом фильтроэлементы снабжены фланцами, соединяющими фильтроэлементы между собой и с резьбовыми переходниками, продольными силовыми стержнями, расположенными равномерно по окружности, на которые опираются промежуточные радиальные подшипники, и наружной фильтрующей оболочкой, силовые стержни и фильтрующая оболочка скреплены посредством сварки с резьбовыми переходниками, а наружная фильтрующая оболочка выполнена в виде навитой на силовые стержни и скрепленной с ними сваркой проволоки, образуя каркасно-проволочный щелевой фильтр. ! 2. Модульная секция по п.1, отличающаяся тем, что сечение навитой на силовые стержни проволоки имеет сторону, расположенную на внешней стороне фильтра, в виде прямой, параллельной оси модульной секции насоса. 1. Modular section of a submersible centrifugal pump containing a head, a base with built-in radial bearings, a filter block with filter elements connected to the head and base by threaded adapters, a shaft mounted in the filter block with the possibility of rotation, while the filter elements are equipped with flanges connecting the filter elements to each other and with threaded adapters, longitudinal power rods evenly spaced around the circumference, on which the intermediate radial bearings rest, and an outer filter shell, the power rods and the filter shell are fastened by welding with threaded adapters, and the outer filter shell is made in the form of wound on the power rods and wire bonded to them by welding, forming a wire-frame slotted filter. ! 2. Modular section according to claim 1, characterized in that the section of the wire wound on the power rods has a side located on the outside of the filter in the form of a straight line parallel to the axis of the modular pump section.

Description

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в погружных центробежных насосах для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин.The utility model relates to pump engineering and can be used in submersible centrifugal pumps for producing formation fluid (oil) from wells.

Известен входной модуль погружного центробежного электронасоса для подъема жидкости из скважин, основание которого снабжено самоочищающим многосекционным фильтром (см. Патент РФ №42081, МПК7 F04D 13/10, опубл. 20.11.2004 г.).A well-known input module of a submersible centrifugal electric pump for lifting liquid from wells, the base of which is equipped with a self-cleaning multi-section filter (see RF Patent No. 42081, IPC7 F04D 13/10, published on November 20, 2004).

Недостатком конструкции является быстрый износ опоры, установленной в гидрозащите, вследствие ее незащищенности от оседающего под действием сил тяжести мелкофракционного шлама, проникающего в полость вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом. Вследствие износа опоры и внутренних трущихся поверхностей возникают значительные вибрационные и кавитационные процессы, приводящие к выходу из строя погружного центробежного электронасоса. Наличие зазора между торцом щелевого экрана и наружного кольца приводит к проникновению шлама внутрь модуля. Наличие в верхней части рабочих аппаратов приводит к возникновению застойных зон, в которых вследствие кавитационных процессов происходит откладывание мелкофракционного шлама.The design drawback is the rapid wear of the support installed in the hydroprotection, due to its vulnerability to fine fraction sludge settling into the cavity together with a gas-liquid emulsion after filtering it with a slit filter element, due to gravity. Due to wear of the support and internal rubbing surfaces, significant vibration and cavitation processes occur, leading to the failure of the submersible centrifugal electric pump. The presence of a gap between the end face of the slit screen and the outer ring leads to the penetration of sludge into the module. The presence in the upper part of the working apparatus leads to the appearance of stagnant zones, in which, as a result of cavitation processes, fine-grained sludge is deposited.

Известна модульная секция погружного центробежного насоса, которая может быть использована для добычи пластовой жидкости (нефти) из скважин (см. Патент РФ №2312253, МПК7 F04D 13/10, опубл. 10.12.2007 г.). Модульная секция насоса содержит перфорированный корпус с расположенным на нем многосекционным щелевым фильтроэлементом, включающим наружные кольца, и установленный в корпусе посредством промежуточного подшипника вал. Во внутренней полости модульной секции установлены дополнительные промежуточные подшипники, которые отделены друг от друга равными по размеру перфорированными трубками. Промежуточные подшипники снабжены отбойниками и элементами подпружинивания отбойников, которые размещены попарно в каждом промежуточном подшипнике. Перфорированный корпус и фильтроэлемент стянуты сверху верхней головкой с размещенным в ней верхним подшипником, а снизу - нижним основанием с размещенной в нем защитной втулкой на шлицевой муфте. Торцы концов секций щелевого фильтроэлемента скрыты в пазах наружных колец.Known modular section of a submersible centrifugal pump, which can be used to produce reservoir fluid (oil) from wells (see RF Patent No. 2312253, IPC7 F04D 13/10, publ. 10.12.2007). The modular section of the pump contains a perforated housing with a multi-section slotted filter element located on it, including outer rings, and a shaft mounted in the housing by means of an intermediate bearing. Additional intermediate bearings are installed in the internal cavity of the modular section, which are separated from each other by equal-sized perforated tubes. The intermediate bearings are equipped with chippers and spring elements of chippers, which are placed in pairs in each intermediate bearing. The perforated housing and the filter element are pulled together by the upper head with the upper bearing placed in it, and by the lower base from the bottom with the protective sleeve placed on it on the spline coupling. The ends of the ends of the slit filter element sections are hidden in the grooves of the outer rings.

Недостатком данной модульной секции является то, что отфильтрованной жидкости необходимо пройти в узком зазоре между щелевым экраном и перфорированным корпусом, в зазоре между перфорированным корпусом и перфорированными трубками, вследствие чего растет гидродинамическое сопротивление потоку жидкости. Кроме того, в этих зазорах под действием сил тяжести идет оседание продуктов коррозии и мелкофракционного шлама, проникающего в полости вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом. За счет неравномерно удаленного расстояния фильтрующих поверхностей от эксплуатационной колонны или прилегания к ней фильтрующих поверхностей происходит снижение пропускной способности модульной секции, что может привести к разрушению фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки и при ее работе.The disadvantage of this modular section is that the filtered fluid must pass in a narrow gap between the slit screen and the perforated body, in the gap between the perforated body and the perforated tubes, as a result of which the hydrodynamic resistance to the fluid flow increases. In addition, in these gaps, under the influence of gravity, there is a sedimentation of corrosion products and fine sludge penetrating into the cavity together with a gas-liquid emulsion after filtering it with a slit filter element. Due to the uneven distance of the filter surfaces from the production casing or the adjoining filter surfaces to it, the throughput of the modular section decreases, which can lead to destruction of the filter element during installation and dismantling of the pump unit and during its operation.

Задачей полезной модели является ликвидации застойных зон и засорения фильтра, создание стабильной пропускной способности фильтра на все время работы насосной установки, а также предотвращение разрушения фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки Указанный технический результат достигается тем, что в модульной секции погружного центробежного насоса, содержащей головку, основание со встроенными радиальными подшипниками, фильтрующий блок с фильтроэлементами, соединенными с головкой и основанием резьбовыми переходниками, вал, установленный в фильтрующем блоке с возможностью вращения, фильтроэлементы снабжены фланцами, соединяющими фильтроэлементы между собой и с резьбовыми переходниками, продольными силовыми стержнями, расположенными равномерно по окружности, на которые опираются промежуточные радиальные подшипники, и наружной фильтрующей оболочкой, при этом силовые стержни и фильтрующая оболочка скреплены посредством сварки с резьбовыми переходниками, а наружная фильтрующая оболочка выполнена в виде навитой на силовые стержни и скрепленной с ними сваркой проволоки, образуя каркасно-проволочный щелевой фильтр.The objective of the utility model is to eliminate stagnant zones and clogging of the filter, creating a stable filter capacity for the entire duration of the pump installation, as well as preventing the destruction of the filter element during installation and dismantling of the pump installation. This technical result is achieved in that in the modular section of a submersible centrifugal pump containing a head , base with integrated radial bearings, filter unit with filter elements connected to the head and base by threaded adapters kami, a shaft mounted in the filtering unit with the possibility of rotation, the filter elements are equipped with flanges connecting the filter elements with each other and with threaded adapters, longitudinal power rods arranged uniformly around the circumference, on which the intermediate radial bearings are supported, and an outer filter shell, while the power rods and the filter sheath are fastened by welding with threaded adapters, and the outer filter sheath is made in the form of wound on power rods and fastened two welding wire, the wire forming the frame-slotted filter.

Кроме этого, сечение навитой на силовые стержни проволоки имеет сторону, расположенную на внешней стороне фильтра, в виде прямой, параллельной оси модульной секции насоса.In addition, the cross section of the wire wound on the power rods has a side located on the outside of the filter, in the form of a straight line parallel to the axis of the modular section of the pump.

Кроме того, головка и основание снабжены центраторами, расположенными по окружности и выполненными в виде выступающих элементов так, что окружность, образующая внешнюю поверхность центраторов, эквидистантна поверхности головки и основания.In addition, the head and base are equipped with centralizers located around the circumference and made in the form of protruding elements so that the circle forming the outer surface of the centralizers is equidistant to the surface of the head and base.

Сущность полезной модели поясняется прилагаемыми фигурами.The essence of the utility model is illustrated by the attached figures.

На фиг.1 представлена модульная секция погружного центробежного насоса.Figure 1 shows the modular section of a submersible centrifugal pump.

На фиг.2 представлено сечение А-А фиг.1.Figure 2 presents a section aa of figure 1.

На фиг.3 представлен вид В фиг.1Figure 3 presents a view In figure 1

Модульная секция погружного центробежного насоса содержит головку 1, основание 2 со встроенными радиальными подшипниками 3, фильтрующий блок с фильтроэлементами 4, соединенными с головкой 1 и основанием 2 резьбовыми переходниками 5, вал 6, установленный в фильтрующем блоке с возможностью вращения. Фильтроэлементы 4 снабжены фланцами 7, соединяющими фильтроэлементы между собой и с резьбовыми переходниками 5. Также фильтроэлементы снабжены продольными силовыми стержнями 8, расположенными равномерно по окружности, и наружной фильтрующей оболочкой 9. На силовые стержни 8 опираются промежуточные радиальные подшипники 10. Силовые стержни 8 и фильтрующая оболочка 9 скреплены посредством сварки с резьбовыми переходниками 5. Наружная фильтрующая оболочка 9 выполнена в виде навитой на силовые стержни 8 и скрепленной с ними сваркой проволоки 11, образуя каркасно-проволочный щелевой фильтр. Сечение навитой на силовые стержни проволоки 11 имеет сторону 12, расположенную на внешней стороне фильтра, в виде прямой, параллельной оси модульной секции насоса. Проволока 11 имеет повышенную коррозионную стойкость и жесткость и навивается на стержни 8 с обеспечением требуемого для фильтрации зазора (щели) между витками. Количество, сечение и материал продольных стержней 8 выбирается из условия обеспечения необходимой прочности и коррозионной стойкости конструкции при эксплуатации. Промежуточные радиальные подшипники 10 зафиксированы на определенном расстоянии друг от друга посредством упорных втулок 13, перфорированных трубок 14 упора 15.The modular section of a submersible centrifugal pump contains a head 1, a base 2 with integrated radial bearings 3, a filter unit with filter elements 4 connected to the head 1 and the base 2 with threaded adapters 5, a shaft 6 rotatably mounted in the filter unit. The filter elements 4 are provided with flanges 7, connecting the filter elements with each other and with threaded adapters 5. The filter elements are also equipped with longitudinal power rods 8, arranged uniformly around the circumference, and an outer filter shell 9. Intermediate radial bearings 10 are supported on the power rods 8. Power rods 8 and a filter the sheath 9 is fastened by welding with threaded adapters 5. The outer filter sheath 9 is made in the form of a wire 11 wound on power rods 8 and welded with them, forming a wire-frame slit filter. The cross section of the wire 11 wound on the power rods has a side 12 located on the outside of the filter, in the form of a straight line parallel to the axis of the modular section of the pump. The wire 11 has increased corrosion resistance and rigidity and is wound on the rods 8 to provide the required gap (gap) between the coils for filtering. The number, cross section and material of the longitudinal rods 8 is selected from the condition of ensuring the necessary strength and corrosion resistance of the structure during operation. The intermediate radial bearings 10 are fixed at a certain distance from each other by means of thrust sleeves 13, perforated tubes 14 of the stop 15.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Пластовая жидкость, поднявшись по стволу скважины, проходит над основанием 2 и попадает на фильтроэлемент 4. Пройдя через зазоры между навитой проволокой 11, которая располагается между фланцами 7, пластовая жидкость очищается от крупных частиц мехпримесей до суспензионного состояния и свободно проходит между силовыми стержнями 8. Во внутреннюю полость модульной секции отфильтрованная жидкость попадает через отверстия перфорированных трубок 14, далее проходит через отверстия промежуточных подшипников 10, между валом 6 и перфорированными трубками 14, упорной втулкой 13, упором 15, проходит через радиальный подшипник 3, расположенных в головке 1 модульной секции, и, пройдя головку модульной секции, продолжает движение вверх. Силовые стержни 8 совместно с навитой на нее проволокой 11, фланцами 7, резьбовыми переходниками 5, основанием и головкой воспринимают эксплуатационные нагрузки. В связи с тем, что между силовыми стержнями 8 и перфорированными трубками 14 обеспечивается достаточный и необходимый зазор, отфильтрованная пластовая жидкость свободно без образования обратных токов и застойных зон после прохождения фильтрующей оболочки 9, преодолевая минимальное сопротивление, попадает в следующую секцию насосной установки. Фланцы 7, резьбовые переходники 5 герметично соединяют элементы конструкции модульной секции, не позволяя частицам мехпримеси попадать в насосную установку. Прямая сторона 12 проволоки 11, навитой на силовые стержни 8, образует самоочищающую от внешних частиц при работе насосной установки наружную цилиндрическую фильтрующую поверхность.The formation fluid, having risen along the wellbore, passes over the base 2 and enters the filter element 4. Having passed through the gaps between the wound wire 11, which is located between the flanges 7, the formation fluid is cleaned of large particles of mechanical impurities to a suspension state and freely passes between the power rods 8. Filtered liquid enters the internal cavity of the modular section through the holes of the perforated tubes 14, then passes through the holes of the intermediate bearings 10, between the shaft 6 and the perforated cuttings 14, thrust sleeve 13, stop 15, passes through a radial bearing 3 located in the head 1 of the modular section, and, having passed the head of the modular section, continues to move up. The power rods 8 together with the wire 11 wound on it, the flanges 7, the threaded adapters 5, the base and the head take operational loads. Due to the fact that between the power rods 8 and the perforated tubes 14, a sufficient and necessary gap is provided, the filtered formation fluid is free without the formation of reverse currents and stagnant zones after passing through the filter shell 9, overcoming the minimum resistance, gets into the next section of the pump installation. Flanges 7, threaded adapters 5 hermetically connect the structural elements of the modular section, not allowing particles of mechanical impurities to fall into the pump installation. The straight side 12 of the wire 11, wound on the power rods 8, forms an external cylindrical filtering surface self-cleaning from external particles during operation of the pumping unit.

Таким образом, в данной конструкции секции насоса не создаются условия для обратных токов жидкости и возникновения застойных зон, вследствие чего устранены условия для возможного оседания продуктов коррозии и мелкофракционного шлама, проникающего в полости вместе с газожидкостной эмульсией после фильтрации ее щелевым фильтроэлементом, также предотвращена возможность разрушения фильтроэлемента при монтаже и демонтаже насосной установки.Thus, in this design of the pump section, conditions are not created for reverse fluid flows and the occurrence of stagnant zones, as a result of which the conditions for possible sedimentation of corrosion products and fine sludge penetrating into the cavity together with a gas-liquid emulsion after filtering it with a slit filter element are eliminated, and the possibility of destruction is also prevented filter element during installation and dismantling of the pump unit.

Claims

1. A modular section of a submersible centrifugal pump, comprising a head, a base with integrated radial bearings, a filter unit with filter elements connected to the head and base by threaded adapters, a shaft mounted rotatably in the filter unit, the filter elements being provided with flanges connecting the filter elements to each other and with threaded adapters, longitudinal power rods arranged uniformly around the circumference on which the intermediate radial bearings are supported, and the outer filter sheath, the power rods and the filter sheath are fastened by welding with threaded adapters, and the outer filter sheath is made in the form of a wire wound on the power rods and welded with them, forming a wire-frame slit filter.

2. The modular section according to claim 1, characterized in that the cross-section of the wire wound on the power rods has a side located on the outside of the filter in the form of a straight line parallel to the axis of the modular section of the pump.