RU191352U1

RU191352U1 - The working stage of a submersible electric centrifugal pump for oil production in wells with a high content of soluble salts

Info

Publication number: RU191352U1
Application number: RU2019103047U
Authority: RU
Inventors: Олег Антонович Карачун; Дмитрий Васильевич Демченко; Валерий Григорьевич Арефьев
Original assignee: Публичное акционерное общество "Сургутнефтегаз"
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-08-02

Abstract

Полезная модель относится к насосам необъемного вытеснения, а именно к погружным электроцентробежным насосам для добычи нефти.Полезная модель представляет собой рабочую ступень погружного электроцентробежного насоса для добычи нефти в скважинах с повышенным содержанием растворимых солей, состоит из направляющего аппарата и рабочего колеса, имеющих проточные каналы, отличающуюся тем, что на внутренние поверхности проточных каналов нанесено гидрофобное покрытие из порошковой эпоксидной краски, которое позволяет существенно снизить отложение солей. При этом механическая обработка посадочных поверхностей после окрашивания обеспечивает точность сопряжения рабочих ступеней с другими деталями ЭЦН. Полезная модель направлена на повышение надежности работы электроцентробежного насоса.The utility model relates to non-volume displacement pumps, namely to submersible electric centrifugal pumps for oil production. The useful model is a working stage of a submersible electric centrifugal pump for oil production in wells with a high content of soluble salts, consists of a guiding device and an impeller having flow channels, characterized in that on the inner surface of the flow channels a hydrophobic coating of powder epoxy paint is applied, which can significantly reduce salt deposits. In this case, the machining of the seating surfaces after staining ensures the accuracy of the coupling of the working steps with other parts of the ESP. The utility model is aimed at improving the reliability of the electric centrifugal pump.

Description

Полезная модель относится к насосостроению и может быть использована в погружных центробежных многоступенчатых насосах (далее - ЭЦН) для подъема жидкости из нефтяных скважин с повышенным содержанием растворимых солей.The utility model relates to pump engineering and can be used in submersible centrifugal multistage pumps (hereinafter - ESP) for lifting liquids from oil wells with a high content of soluble salts.

Одним из осложняющих факторов современной механизированной добычи нефти при помощи электроцентробежных насосов является отложение солей на деталях ЭЦН. Основными факторами, которые приводят к выпадению солей на деталях ЭЦН, служат:One of the complicating factors of modern mechanized oil production using electric centrifugal pumps is the deposition of salts on ESP parts. The main factors that lead to the precipitation of salts on the ESP parts are:

химический состав добываемой пластовой жидкости, наличие в ней растворенных солей;the chemical composition of the produced formation fluid, the presence of dissolved salts in it;

определенные термобарические условия (высокая температура и давление);certain thermobaric conditions (high temperature and pressure);

конструктивные особенности деталей и узлов, шероховатость поверхности.design features of parts and assemblies, surface roughness.

Из-за обильного отложения солей забиваются проточные каналы направляющих аппаратов и рабочих колес, это приводит к снижению производительности погружного насоса, вплоть до отказа ЭЦН.Due to the abundant deposition of salts, the flow channels of the guiding devices and impellers become clogged, this leads to a decrease in the performance of the submersible pump, up to the failure of the ESP.

Из существующего уровня техники известен способ изготовления рабочего органа ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса для добычи нефти (патент RU 52128 U1, опубликован 03.10.2006), заключающийся в том, что внутренняя поверхность корпуса, поверхности направляющего аппарата и рабочего колеса снабжены покрытием из полимерного гидрофобного материала, а втулка выполнена из металлоорганического композитного материала.From the existing level of technology there is known a method of manufacturing a working body of a submersible multistage centrifugal pump stage for oil production (patent RU 52128 U1, published 03.10.2006), which consists in the fact that the inner surface of the housing, the surface of the guide apparatus and the impeller are coated with a polymer hydrophobic material and the sleeve is made of an organometallic composite material.

Известен способ изготовления рабочего органа ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса для добычи нефти, описанный в патенте на изобретение RU 2382908 С1 (F04D 13/10, F04D 7/04, опубликован 02.27.2010), согласно которому на поверхность рабочего органа наносят полимерное покрытие, обеспечивающее, по меньшей мере, снижение солеотложения на указанной поверхности. При этом перед нанесением покрытия соответствующую поверхность рабочего органа подвергают химико-термической обработке, обеспечивающей предотвращение коррозии поверхности при непосредственном контакте поверхности рабочего органа с перекачиваемой средой.A known method of manufacturing the working body of the stage of a submersible multistage centrifugal pump for oil production, described in the patent for invention RU 2382908 C1 (F04D 13/10, F04D 7/04, published 02.27.2010), according to which a polymer coating is applied to the surface of the working body, providing at least a reduction in scaling on said surface. In this case, before applying the coating, the corresponding surface of the working body is subjected to chemical-thermal treatment, which ensures the prevention of surface corrosion during direct contact of the surface of the working body with the pumped medium.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является деталь погружного центробежного насоса для добычи нефти (патент на полезную модель RU 106689 U1, F04D 29/02, опубликованный 20.07.2011), имеющая полимерное, антисолевое покрытие, в состав которого введена упрочняющая добавка в количестве 0,1-20,0 об.%, в виде частиц карбидной или оксидной керамики с твердостью по Моосу более 7 баллов и размером 0,15÷20,0 мкм.Closest to the claimed technical solution is the part of a submersible centrifugal pump for oil production (patent for utility model RU 106689 U1, F04D 29/02, published July 20, 2011), having a polymer, antisalt coating, which includes a strengthening additive in an amount of 0, 1-20.0 vol.%, In the form of particles of carbide or oxide ceramics with a Mohs hardness of more than 7 points and a size of 0.15 ÷ 20.0 microns.

Недостатками указанных выше аналогов, является то, что направляющие аппараты и рабочие колеса полностью покрываются полимерным материалом. В связи с тем, что покрытие на наружной поверхности направляющих аппаратов имеет неравномерную толщину, точность сопряжения между собой и корпусом ЭЦН снижается, вследствие чего возможен эффект подклинивания вала ЭЦН, что отрицательно сказывается на надежности насоса. Также при сборке наличие на присоединительных поверхностях направляющих аппаратов защитного покрытия непостоянной толщины требует увеличение поля допуска на изготовление этих поверхностей, что приведет к увеличению зазора между направляющими аппаратами, а, следовательно, к увеличению перетоков в насосе, в результате чего снижается КПД насоса.The disadvantages of the above analogues, is that the guide vanes and impellers are completely covered with polymer material. Due to the fact that the coating on the outer surface of the guide vanes has an uneven thickness, the accuracy of pairing between itself and the ESP body is reduced, as a result of which the effect of the ESP shaft wedging is possible, which negatively affects the reliability of the pump. Also, during assembly, the presence on the connecting surfaces of the guide vanes of a protective coating of varying thickness requires an increase in the tolerance field for the manufacture of these surfaces, which will lead to an increase in the gap between the guide vanes, and, consequently, to an increase in overflows in the pump, which reduces the pump efficiency.

Таким образом, задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в усовершенствовании наносимого защитного слоя с целью повышения надежности ЭЦН.Thus, the task to which the present utility model is directed is to improve the applied protective layer in order to increase the reliability of the ESP.

Данная задача решается за счет того, что гидрофобное покрытие из порошковой эпоксидной краски с помощью последующей после окрашивания механической обработки посадочных поверхностей остается нанесенным лишь на внутренние поверхности проточных каналов направляющих аппаратов и рабочих колес рабочих ступеней ЭЦН, что приводит к повышению точности сопряжения рабочих ступеней с другими деталями ЭЦН. Повышение точности сопряжения рабочих ступеней с другими деталями ЭЦН приведет к повышению надежности ЭЦН.This problem is solved due to the fact that the hydrophobic coating of epoxy powder with the help after subsequent machining of the seating surfaces remains painted only on the inner surfaces of the flow channels of the guide vanes and impellers of the ESP stages, which leads to an increase in the accuracy of mating of the working stages with other ESP details. Improving the accuracy of the coupling of the working stages with other parts of the ESP will lead to an increase in the reliability of the ESP.

Применение порошкового эпоксидного покрытия обусловлено его противокоррозионными, гидрофобными и антифрикционными свойствами. Применение данного покрытия снижает вероятность отложения солей в указанных каналах. Как следствие, полученная гладкая поверхность снижает гидравлическое сопротивление в проточных каналах, тем самым способствует увеличению КПД насоса.The use of epoxy powder coating is due to its anticorrosive, hydrophobic and antifriction properties. The use of this coating reduces the likelihood of salt deposits in these channels. As a result, the smooth surface obtained reduces the hydraulic resistance in the flow channels, thereby increasing the pump efficiency.

Осуществление полезной модели достигается за счет нанесения покрытия на заготовку направляющего аппарата и рабочего колеса с последующей механической обработкой всех поверхностей, кроме проточных каналов. В качестве заготовок направляющего аппарата и рабочего колеса служат отливки, выполненные из чугуна марки «Нирезист».The implementation of the utility model is achieved by coating the workpiece of the guide apparatus and the impeller, followed by machining of all surfaces except the flow channels. Castings made of cast iron of the Nirezist brand are used as blanks for the guiding apparatus and the impeller.

Реализация технического результата осуществляется в несколько этапов:The implementation of the technical result is carried out in several stages:

подготовка поверхности заготовок (отливок) рабочего колеса или направляющего аппарата путем дробеструйной обработки с целью удалить оксидную пленку и получить «рваную» поверхность;surface preparation of workpieces (castings) of the impeller or guide vane by shot-blasting in order to remove the oxide film and obtain a “torn” surface;

нанесения на поверхности внутренних каналов грунта (праймера) для обеспечения требуемой адгезии покрытия;drawing on the surface of the internal channels of the soil (primer) to ensure the required adhesion of the coating;

нанесения на поверхности внутренних каналов порошковой эпоксидной краски трибостатическим способом. Трибостатический способ позволят наносить равномерное покрытие на сложные поверхности, какими являются проточные каналы рабочей ступени;applying on the surface of the internal channels of epoxy powder with a tribostatic method. The tribostatic method will allow to apply a uniform coating to complex surfaces, such as the flow channels of the working stage;

процесс отверждения краски в печах при температуре 200°С;the process of curing paint in furnaces at a temperature of 200 ° C;

токарная обработка наружных поверхностей рабочего колеса и направляющего аппарата;turning of the outer surfaces of the impeller and the guide apparatus;

установка в канавках рабочего колеса текстолитовых шайб.installation in the grooves of the impeller of textolite washers.

Техническим результатом является совершенствование защитного слоя рабочей ступени, повышение точности сопряжения рабочей ступени с другими деталями ЭЦН, что приводит к повышению надежности работы ЭЦН.The technical result is the improvement of the protective layer of the working stage, improving the accuracy of pairing the working stage with other parts of the ESP, which leads to an increase in the reliability of the ESP.

Claims

1. The working stage of a submersible electric centrifugal pump for oil production in wells with a high content of soluble salts, consisting of a guide apparatus and an impeller having flow channels, characterized in that a hydrophobic coating of powder epoxy paint is applied to the inner surfaces of the flow channels.

2. The working stage according to claim 1, characterized in that the coating on the inner surface of the flow channels is applied in a tribostatic manner.