RU2017106691A - Погружная насосная установка с линейным электродвигателем, насосом двойного действия и способ подъема жидкости из скважины - Google Patents

Claims (18)

1. Погружная насосная установка, включающая в себя в едином корпусе линейный электродвигатель, состоящий из неподвижной части в виде герметичного статора, заполненного диэлектрической жидкостью, имеющего в своем составе трех фазную обмотку с установленными датчиками температуры, и подвижной части – слайдера, отличающаяся тем, что состоит из нескольких секций, которые разнесены по окружности статора, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения относительно статора и имеющих механическую связь с плунжерами насосов, один из насосов расположен во внутренней полости статора, второй насос расположен в нижней части установки во внутренней полости гидропротектора, цилиндры насосов имеют гидродемпферы крайних точек хода, рабочие камеры насосов связаны между собой, и имеют связь с внешней средой через фильтры, расположенные по обе стороны статора, и всасывающий клапан, с выходной магистралью - через обратный клапан и узел крепления скважинной насосной установки к колонне насосно-компрессорных труб, по обе стороны статора установлены направляющие слайдеров, изготовленные из антифрикционного материала и датчики положения, установленная в нижней части телеметрическая система включает в себя датчики давления и температуры скважинной жидкости, датчик вибрации, инклинометр, блок измерения связанный с датчиками температуры, установленными в статоре электродвигателя, связанна (телеметрическая система) с управляющим наземным блоком управления через нулевую точку обмоток электродвигателя.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что магнитная система организована тороидальными катушками статора в зазоре которых расположены секции слайдера с постоянными магнитами.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что трехфазные обмотки статора выполнены секционированными катушками с тороидальной намоткой, а сердечник, расположенный внутри катушек, выполнен из шихтованного железа.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная часть линейного двигателя слайдер состоит из нескольких секций, размещенных в полостях статора, которые разнесены по окружности, с возможностью возвратно-поступательного движения относительно статора и имеющие механическую связь с плунжерами насосов.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по обе стороны статора установлены направляющие слайдера, изготовленные из твердого материала, обладающего смазывающими свойствами, которые находятся в постоянном прижиме к секциям слайдера, и обеспечивают перенос антифрикционного слоя на рабочие поверхности секций слайдера, тем самым обеспечивая минимальный износ трущихся поверхностей.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по обе стороны статора установлены датчики положения слайдера, имеющие электрическую связь с наземным блоком управления через нулевую точку обмоток электродвигателя, изолированный трехпроводный кабель и нулевую точку вторичной обмотки выходного трансформатора.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что имеет два плунжерных насоса, первый насос расположен во внутренней полости статора, второй насос расположен в нижней части установки во внутренней полости гидрокомпенсатора, которые имеют связь рабочих объемов через внутреннюю полость плунжеров.

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что установленные на концах цилиндров гидродемпферы снабжены клапанно-дроссельным устройством, которые позволяют обеспечить защиту от ударов плунжера насосов при достижении крайних точек хода вверх и хода вниз.

9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя труба установки имеет заборные отверстия в верхней части и образует полость для протекания скважинной жидкости вдоль наружной трубы статора.

10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что газосепаратор конструктивно выполнен в полости, которая ограничена внешней трубой установки и наружной трубой статора и фильтрами очистки, размещенными по обе стороны статора.

11. Способ подъема жидкости из скважины включает:

(а) Погружная часть насосной установки устанавливается в ствол скважины, плунжерные насосы посредством возвратно-поступательно перемещения плунжеров, за счет передаваемого усилия слайдерами линейного двигателя, производят забор скважинного флюида из затрубного пространства скважины через газосепаратор и выталкивает скважинный флюид через клапаны двойного действия в колонну насосно-компрессорных труб;

(б) управляющий наземный блок управления подает трехфазное переменное питание на электродвигатель, создавая бегущее магнитное поле в статоре, обеспечивая плавное синхронное возвратно-поступательно движение слайдера.

(в) в процессе рабочего хода вверх, происходит забор скважинного флюида из затрубного пространства скважины через всасывающий клапан, расположенный в нижней части установки, и происходит выталкивание скважинного флюида в колонну насосно-компрессорных труб плунжером верхней плунжерной пары при закрытом нагнетательном клапане.

(г) в процессе рабочего хода вниз, происходит выталкивание скважинного флюида в колонну насосно-компрессорных труб плунжером нижней плунжерной пары и заполнение рабочего объема цилиндра верхней плунжерной пары через нагнетательный клапан второго насоса при закрытом всасывающем клапане нижней плунжерной пары.

12. Способ по п. 11, стадия (а), отличающийся тем, что при наполнении рабочего объема нижней плунжерной пары, скважинный флюид проходит через заборные отверстия в верхней части наружной трубы установки и протекает в полости вдоль наружной трубы статора, охлаждая электродвигатель

13. Способ по п. 11, стадия (а), отличающийся тем, что забор скважинного флюида происходит с газа сепарацией, при протекании скважинного флюида в полости вдоль наружной трубы статора, за счет нагрева жидкости и разрежения, происходит выделения газа, который отсекается фильтром, установленным в нижней части статора на заборе насосов.

14. Способ по п. 11, стадия (г), отличающийся тем, что в процессе рабочего хода вниз, происходит выталкивание скважинного флюида через фильтр в полость газа сепаратора, обеспечивая само очистку фильтра.