RU203404U1 - Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities - Google Patents
Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities Download PDFInfo
- Publication number
- RU203404U1 RU203404U1 RU2020138328U RU2020138328U RU203404U1 RU 203404 U1 RU203404 U1 RU 203404U1 RU 2020138328 U RU2020138328 U RU 2020138328U RU 2020138328 U RU2020138328 U RU 2020138328U RU 203404 U1 RU203404 U1 RU 203404U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pump
- impeller
- sleeve
- gas separator
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 25
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 4
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/38—Arrangements for separating materials produced by the well in the well
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D31/00—Pumping liquids and elastic fluids at the same time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в погружных установках с лопастным насосом и газосепаратором для добычи пластовой жидкости с высоким содержанием газа и механических примесей.Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и эффективности работы установки с газосепаратором и лопастным насосом.Погружная установка содержащит лопастной насос, газосепаратор, электродвигатель. Каждая ступень насоса содержит рабочее колесо и направляющий аппарат. Между ведущим диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата образована область, замкнутая с внутренней стороны. Газосепаратор содержит корпус, установленную в корпусе защитную гильзу, последовательно установленные на валу по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание с отверстиями, шнек, осевое колесо, головку с каналами для прохода отсепарированной жидкости в насос и отверстиями для выхода газа в затрубное пространство. Между шнеком и осевым колесом установлена разделительная гильза, включающая конфузорный и диффузорный участки. Разделительная гильза установлена в защитной гильзе и состоит из двух частей: конфузорного и диффузорного участков. На конфузорном участке разделительной гильзы изготовлены лопатки, угол наклона которых увеличивается от входа к выходу, внутренний диаметр разделительной гильзы, по крайней мере, на 12% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы, угол лопастей на выходе из осевого колеса, по крайней мере, на 20% выше, чем на выходе из шнека. Рабочие колеса и направляющие аппараты насоса выполнены по технологии литья в песчаные формы, разница между диаметрами ведущего и нижнего дисков рабочего колеса и направляющего аппарата не превышает 5%.The utility model relates to the oil industry and can be used in submersible installations with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and solids. The technical result of the utility model is to increase the reliability and efficiency of the installation with a gas separator and a vane pump. vane pump, gas separator, electric motor. Each stage of the pump contains an impeller and a guide vane. Between the driving disc of the impeller and the lower disc of the guide vane, an area is formed that is closed on the inner side. The gas separator contains a housing, a protective sleeve installed in the housing, a base with holes, a screw, an axial wheel, a head with channels for the passage of the separated liquid into the pump and holes for gas outlet into the annulus. A separating sleeve is installed between the auger and the axle wheel, which includes a confuser and a diffuser section. The separating sleeve is installed in a protective sleeve and consists of two parts: confuser and diffuser sections. On the confuser section of the separating sleeve, blades are made, the angle of inclination of which increases from inlet to outlet, the inner diameter of the separating sleeve is at least 12% less than the inner diameter of the protective sleeve, the angle of the blades at the exit from the axle wheel is at least 20% higher than at the outlet of the auger. The impellers and guide vanes of the pump are made using sand casting technology, the difference between the diameters of the driving and lower disks of the impeller and the guide vanes does not exceed 5%.
Description
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в погружных установках с лопастным насосом и газосепаратором для добычи пластовой жидкости с высоким содержанием газа и механических примесей.The utility model relates to the oil industry and can be used in submersible installations with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities.
Известен из патента RU 72228 скважинный электроцентробежный насосный агрегат для добычи нефти, включающий в себя многоступенчатый погружной центробежный насос и газосепаратор, при этом рабочие колеса, и/или направляющие аппараты ступеней насоса, и/или шнек, и/или другие детали газосепаратора выполнены из специальных сплавов.Known from patent RU 72228, a borehole electric centrifugal pump unit for oil production, which includes a multistage submersible centrifugal pump and a gas separator, while the impellers and / or guide vanes of the pump stages and / or the screw and / or other parts of the gas separator are made of special alloys.
Однако конструкция насоса не обеспечивает диспергирование потока по всей длине проточной части.However, the design of the pump does not ensure that the flow is dispersed along the entire length of the flow path.
Известен также из патента RU 2442023 электроцентробежный насос с газосепаратором, в котором для диапазонов подач используются шнеки с различным ходом.Also known from patent RU 2442023 is an electric centrifugal pump with a gas separator, in which screws with different strokes are used for feed ranges.
Однако в конструкции газосепаратора используются шнеки переменного хода. Давление в сепарационной камере не может быть достаточно высоким, так как вращающееся кольцо частично дегазированной жидкости в сепарационной камере опирается на шнек, который перекачивает газожидкостную смесь (ГЖС). Возникают обратные токи, которые снижают давление и диспергируют, измельчают диаметр пузырьков газа. Чтобы уменьшить вредное влияние газа на энергетические параметры насоса: напор и КПД, конструкция насоса должна быть изменена.However, in the design of the gas separator, variable-stroke screws are used. The pressure in the separation chamber cannot be high enough, since the rotating ring of the partially degassed liquid in the separation chamber rests on an auger that pumps the gas-liquid mixture (GLC). Reverse currents appear, which reduce the pressure and disperse, crush the diameter of the gas bubbles. To reduce the harmful effect of gas on the energy parameters of the pump: head and efficiency, the design of the pump must be changed.
Известен из патента RU 2616331 газосепаратор установки электроцентробежного насоса. Для него до размещения установки электроцентробежного насоса в скважине определяют диапазон подач газожидкостной смеси, рассчитывают для каждого значения диапазона входной наружный диаметр шнека газосепаратора и внутренний диаметр гильзы шнека. Затем комплектуют установку партией рассчитанных шнеков и гильз для каждого значения подачи в пределах одного габарита скважины. Все гильзы и шнеки изготавливают из одинаковых заготовок - одного вида заготовки гильзы и одного вида отливки шнека.Known from the patent RU 2616331 gas separator of the installation of an electric centrifugal pump. For it, before placing the installation of the electric centrifugal pump in the well, the range of gas-liquid mixture feeds is determined, the inlet outer diameter of the gas separator screw and the inner diameter of the screw sleeve are calculated for each value of the range. Then the installation is completed with a batch of calculated screws and sleeves for each feed value within one well dimension. All sleeves and screws are made from the same blanks - one type of sleeve blank and one type of screw casting.
Однако в данной конструкции отсутствует разделение проточной части газосепаратора на подводящую и сепарирующие области, поэтому давление в сепарационной камере не может быть достаточно высоким. Возникают обратные токи, которые снижают давление и диспергируют, измельчают диаметр пузырьков газа. Чтобы уменьшить вредное влияние газа на энергетические параметры насоса: напор и КПД, конструкция насоса должна быть изменена.However, in this design, there is no separation of the flow part of the gas separator into inlet and separation areas, therefore, the pressure in the separation chamber cannot be high enough. Reverse currents appear, which reduce the pressure and disperse, crush the diameter of the gas bubbles. To reduce the harmful effect of gas on the energy parameters of the pump: head and efficiency, the design of the pump must be changed.
Известен из патента RU 2193653 газосепаратор, содержащий корпус, в котором выполнены входные отверстия для подвода газожидкостной смеси, выходные отверстия для вывода отсепарированного газа и выходной канал для передачи дегазированной жидкости в рабочие ступени насоса, установленный в корпусе вал. Диаметр шнека меньше диаметра сепарационной камеры.Known from patent RU 2193653 a gas separator containing a housing in which there are inlets for supplying a gas-liquid mixture, outlets for removing separated gas and an outlet channel for transferring degassed liquid to the pump working stages, a shaft installed in the housing. The screw diameter is less than the diameter of the separation chamber.
Недостатком рассматриваемого технического решения является пониженный напор шнека, который зависит от его диаметра на выходе. Это может привести к снижению сепарирующих свойств газосепаратора на больших подачах. Возможное образование обратных токов на входе в сепарационную камеру за счет резкого, ступенчатого перехода между каналом шнека и каналом сепарационной камеры. Это может привести к гидроабразивному износу и разрезанию корпуса газосепаратора на входе в сепарационную камеру. Чтобы уменьшить вредное влияние газа на энергетические параметры насоса: напор и КПД, конструкция насоса должна быть изменена.The disadvantage of the considered technical solution is the reduced head of the screw, which depends on its diameter at the outlet. This can lead to a decrease in the separating properties of the gas separator at high flow rates. Possible formation of reverse currents at the entrance to the separation chamber due to a sharp, stepwise transition between the screw channel and the separation chamber channel. This can lead to waterjet wear and cutting of the gas separator body at the entrance to the separation chamber. To reduce the harmful effect of gas on the energy parameters of the pump: head and efficiency, the design of the pump must be changed.
Наиболее близким аналогом к заявляемой погружной установке является техническое решение, известное из патента RU 2503808, в котором раскрыт газосепаратор скважинного погружного насоса, содержащий корпус, основание, в котором выполнены входные отверстия для подвода газожидкостной смеси, головку с выходными отверстиями для вывода отсепарированного газа и выходными каналами для передачи дегазированной жидкости, сепарационную камеру, вал, установленный на валу шнек, отличающийся тем, что в корпусе на входе в сепарационную камеру установлена конусообразная втулка, внутренний диаметр которой меньше наружного диаметра сепарационной камеры.The closest analogue to the inventive submersible installation is a technical solution known from patent RU 2503808, which discloses a gas separator for a submersible pump containing a housing, a base in which inlets for supplying a gas-liquid mixture are made, a head with outlet openings for removing separated gas and outlet channels for the transfer of degassed liquid, a separation chamber, a shaft, a screw mounted on the shaft, characterized in that a cone-shaped bushing is installed in the housing at the entrance to the separation chamber, the inner diameter of which is less than the outer diameter of the separation chamber.
Однако разделение проточной части газосепаратора на подводящую и сепарирующие области неэффективно, так как на разделительной гильзе отсутствуют лопатки, и она не является направляющим аппаратом. Давление на входе в сепарационную камеру меньше давления на выходе из шнека на величину гидравлических потерь в конфузорно-диффузорной гильзе. Возникают обратные токи с выхода на вход в осевое колесо, которые снижают давление и диспергируют, измельчают диаметр пузырьков газа. Газосепаратор не может полностью удалить весь свободный газ из потока. На входе в насос содержание свободного газа может доходить до 25%. Чтобы уменьшить вредное влияние газа на энергетические параметры насоса: напор и КПД, конструкция насоса должна быть изменена.However, the separation of the flow path of the gas separator into the supply and separation areas is ineffective, since there are no blades on the separating sleeve, and it is not a guide vane. The pressure at the inlet to the separation chamber is less than the pressure at the outlet of the screw by the amount of hydraulic losses in the confuser-diffuser sleeve. Reverse currents arise from the outlet to the inlet of the axle wheel, which reduce the pressure and disperse, crush the diameter of the gas bubbles. The gas separator cannot completely remove all free gas from the stream. At the pump inlet, the free gas content can be up to 25%. To reduce the harmful effect of gas on the energy parameters of the pump: head and efficiency, the design of the pump must be changed.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является создание технического решения, при котором в процессе работы газосепаратора внутри него снижается или полностью прекращается возникновение противотоков относительно основного потока пластовой жидкости (газожидкостной абразивной смеси). Что в итоге устраняет диспергирование, уменьшение диаметров пузырьков газа, предохраняет от износа внутреннюю поверхность корпуса газосепаратора, и в результате приводит к повышению надежности газосепаратора. А также создание технического решения, при котором в процессе работы повышается градиент давления в области сепарации, что наряду с устранением, или уменьшением диспергирования пузырьков газа повышает эффективность отделения свободного газа. При этом необходимо, чтобы в насосе осуществлялось непрерывное диспергирование с целью поддержания минимального значения пузырьков газа, соблюдалось определенное соотношение сил от градиента давления и скорости потока, при котором отсутствует образование газовых пробок и срыв подачи.The technical problem of the claimed utility model is the creation of a technical solution in which during the operation of the gas separator inside it decreases or completely stops the occurrence of countercurrents relative to the main flow of formation fluid (gas-liquid abrasive mixture). As a result, it eliminates dispersion, a decrease in the diameter of gas bubbles, protects the inner surface of the gas separator body from wear, and, as a result, leads to an increase in the reliability of the gas separator. And also the creation of a technical solution in which, during operation, the pressure gradient in the separation area increases, which, along with the elimination or reduction of the dispersion of gas bubbles, increases the efficiency of free gas separation. In this case, it is necessary that continuous dispersion is carried out in the pump in order to maintain a minimum value of gas bubbles, a certain ratio of forces from the pressure gradient and flow rate is observed, at which there is no formation of gas locks and no disruption of the supply.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и эффективности работы установки с газосепаратором и лопастным насосом.The technical result of the utility model is to increase the reliability and efficiency of the installation with a gas separator and a vane pump.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в погружной установке, содержащей лопастной насос, газосепаратор, электродвигатель, каждая ступень насоса содержит рабочее колесо и направляющий аппарат, между ведущим диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата образована область, замкнутая с внутренней стороны, газосепаратор содержит корпус, установленную в корпусе защитную гильзу, последовательно установленные на валу по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание с отверстиями, шнек, осевое колесо, головку с каналами для прохода отсепарированной жидкости в насос и отверстиями для выхода газа в затрубное пространство, между шнеком и осевым колесом установлена разделительная гильза, включающая конфузорный и диффузорный участки, разделительная гильза установлена в защитной гильзе и состоит из двух частей: конфузорного и диффузорного участков, на конфузорном участке разделительной гильзы изготовлены лопатки, угол наклона которых увеличивается от входа к выходу, внутренний диаметр разделительной гильзы, по крайней мере, на 12% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы, угол лопастей на выходе из осевого колеса, по крайней мере, на 20% выше, чем на выходе из шнека, рабочие колеса и направляющие аппараты насоса выполнены по технологии литья в песчаные формы, разница между диаметрами ведущего и нижнего дисков рабочего колеса и направляющего аппарата не превышает 5%.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in a submersible installation containing a vane pump, a gas separator, an electric motor, each pump stage contains an impeller and a guide vane, between the driving disk of the impeller and the lower disk of the guide vane, an area is formed that is closed on the inside, a gas separator contains a housing, a protective sleeve installed in the housing, sequentially installed on the shaft along the flow of the gas-liquid mixture, a base with holes, a screw, an axial wheel, a head with channels for the passage of the separated liquid into the pump and holes for gas outlet into the annular space, between the screw and the axial a separating sleeve is installed with a wheel, which includes a confuser and a diffuser section, a separating sleeve is installed in a protective sleeve and consists of two parts: a confuser and a diffuser section, blades are made on the confuser section of the separating sleeve, the angle of inclination of which increases from input yes to the outlet, the inner diameter of the separating sleeve is at least 12% less than the inner diameter of the thermowell, the angle of the blades at the outlet of the axle wheel is at least 20% higher than at the outlet of the auger, impellers and guide vanes pumps are made using sand casting technology, the difference between the diameters of the driving and lower disks of the impeller and the guide vanes does not exceed 5%.
Осевое колесо может быть установлено внутри диффузорной части разделительной гильзы.The axial wheel can be installed inside the diffuser part of the separator sleeve.
За осевым колесом может быть установлено дополнительное осевое колесо и/или барабан.An additional axle wheel and / or drum can be installed behind the axle wheel.
На ведущем диске рабочего колеса могут быть изготовлены дополнительные лопасти.Additional blades can be made on the impeller drive disc.
На внутренней части направляющего аппарата напротив выхода из рабочего колеса может быть изготовлена винтовая канавка.A helical groove can be made on the inside of the guide vane opposite the outlet from the impeller.
Сущность технического решения поясняется следующим образом.The essence of the technical solution is explained as follows.
Если разделительная гильза установлена в защитной гильзе, то это повышает надежность изделия за счет устранения стыков между гильзами, установленными в корпусе. В корпусе установлена одна гильза без стыков. В стыках могут возникать обратные токи, которые приводят к гидроабразивному износу деталей.If the separator sleeve is installed in a thermowell, then this increases the reliability of the product by eliminating the joints between the sleeves installed in the body. One sleeve without joints is installed in the body. In the joints, reverse currents can occur, which lead to waterjet wear of parts.
Разделительная гильза состоит из двух частей: конфузорного и диффузорного участков с целью снижения себестоимости и повышения технологичности изготовления.The separating sleeve consists of two parts: confuser and diffuser sections in order to reduce costs and improve manufacturability.
На конфузорном участке разделительной гильзы изготовлены лопатки, угол наклона которых увеличивается от входа к выходу. Это необходимо с целью эффективного разделения областей сепарации и подвода ГЖС в газосепараторе. Лопатки на конфузорном участке преобразуют скоростной напор на выходе из шнека в давление, таким образом, повышается давление на входе в область сепарации газа газосепаратора.On the confuser section of the separating sleeve, blades are made, the angle of inclination of which increases from inlet to outlet. This is necessary in order to effectively separate the areas of separation and supply of liquid lubricants in the gas separator. The vanes in the confuser section convert the velocity head at the outlet of the screw into pressure, thus increasing the pressure at the inlet to the gas separation region of the gas separator.
Внутренний диаметр разделительной гильзы, по крайней мере, на 12% меньше внутреннего диаметра защитной гильзы. Это необходимо, чтобы вращающееся кольцо частично дегазированной жидкости давило на неподвижное кольцо, а не на лопасти шнека, подающего ГЖС относительно малой плотности. Согласно исследованиям, проведенных с использованием численного моделирования, и аналитических расчетов выявлено, что это значение является оптимальным.The inner diameter of the separator sleeve is at least 12% smaller than the inner diameter of the thermowell. This is necessary so that the rotating ring of the partially degassed liquid presses on the stationary ring, and not on the blades of the auger feeding the liquid lubricant of relatively low density. According to studies carried out using numerical modeling and analytical calculations, it was found that this value is optimal.
Угол лопастей на выходе из осевого колеса, по крайней мере, на 20% выше, чем на выходе из шнека. Задача шнека - подвести ГЖС, для чего нужен относительно низкий градиент давления, чтобы газ свободно проходил через лопастную решетку шнека без образования газовых пробок и срыва подачи, соответственно, малые углы на выходе из шнека. Осевое колесо в сепарационной камере должно создать высокий градиент давления с целью эффективной сепарации газа, поэтому должны быть большие углы на выходе.The blade angle at the exit from the axle wheel is at least 20% higher than at the exit from the auger. The task of the auger is to supply the gas mixture, which requires a relatively low pressure gradient so that the gas freely passes through the auger blade grate without the formation of gas locks and disruption of the feed, respectively, small angles at the outlet of the auger. The axial wheel in the separation chamber must create a high pressure gradient in order to effectively separate the gas, therefore there must be large outlet angles.
Рабочие колеса и направляющие аппараты насоса выполнены по технологии литья в песчаные формы, при этой технологии шероховатость каналов проточной части больше, чем при технологии литья по выплавляемым моделям составляет Ra 12.5 ГОСТ 2789-73. Как показывают результаты численного моделирования, именно эта величина шероховатости при турбулентном течении жидкости в проточной части влияет на поток основного ядра жидкости, обеспечивая диспергирование ГЖС, гидравлические потери при этом относительно небольшие, поэтому КПД сохраняется на приемлемом уровне.The impellers and guide vanes of the pump are made using sand casting technology, with this technology the roughness of the channels of the flow path is greater than with the investment casting technology it is Ra 12.5 GOST 2789-73. As the results of numerical modeling show, it is this value of roughness in the turbulent flow of liquid in the flow path that affects the flow of the main liquid core, ensuring the dispersion of the liquid-liquid mixture, the hydraulic losses are relatively small, so the efficiency remains at an acceptable level.
Между ведущим диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата образована полость, замкнутая с внутренней стороны щелевым уплотнением между ступицами рабочего колеса и направляющего аппарата. В этой области собираются пузырьки газа. Чтобы исключить выход крупного пузыря газа в проточную часть необходимо, чтобы разница между диаметрами ведущего и нижнего дисков колеса и направляющего аппарата не превышала 5%. Величина получена на основе физических экспериментов.A cavity is formed between the driving disc of the impeller and the lower disc of the guide vane, which is closed on the inner side by a slotted seal between the hubs of the impeller and the guide vane. Gas bubbles collect in this area. To exclude the exit of a large gas bubble into the flow path, it is necessary that the difference between the diameters of the driving and lower discs of the wheel and the guide vane does not exceed 5%. The value is obtained on the basis of physical experiments.
Осевое колесо установлено внутри диффузорной части разделительной гильзы с целью повышения надежности работы, так как между колесом и корпусом будет две гильзы: защитная и разделительная. Кроме этого разделительной гильза конусной формы устраняет или существенно снижает обратные токи между выходом и входом в осевое колесо на нерасчетных режимах работы.The axial wheel is installed inside the diffuser part of the separating sleeve in order to increase the reliability of operation, since there will be two sleeves between the wheel and the body: a protective sleeve and a separating sleeve. In addition, the cone-shaped separating sleeve eliminates or significantly reduces the reverse currents between the outlet and the inlet to the axle wheel in off-design operating modes.
За осевым колесом, установленным внутри диффузорной части разделительной гильзы, установлено дополнительное осевое колесо и/или барабан с целью повышения напора и, соответственно, градиента давления в сепарационной камере.An additional axial wheel and / or drum is installed behind the axial wheel installed inside the diffuser part of the separating sleeve in order to increase the pressure and, accordingly, the pressure gradient in the separating chamber.
Между газосепаратором и насосом установлен модуль с диспергирующими мультифазными ступенями. С целью предварительного диспергирования, уменьшения диаметров пузырьков газа. Чем меньше диаметр пузырьков, тем лучше насос работает на ГЖС.A module with dispersing multiphase stages is installed between the gas separator and the pump. For the purpose of preliminary dispersion, reducing the diameter of gas bubbles. The smaller the diameter of the bubbles, the better the pump works with the liquid-liquid mixture.
Конструктивно модуль с компрессорными диспергирующими ступенями может иметь общий вал с газосепаратором с целью снижения себестоимость.Structurally, the module with compressor dispersing stages can have a common shaft with the gas separator in order to reduce the cost.
С целью диспергирования газа в области между ведущим диском рабочего колеса и нижним диском направляющего аппарата на ведущем диске рабочих колес насоса изготовлены дополнительные лопасти.In order to disperse the gas in the area between the driving disc of the impeller and the lower disc of the guide vanes, additional blades are made on the driving disc of the pump impellers.
С целью дополнительного диспергирования потока ГЖС на внутренней части каждого направляющего аппарата напротив выхода из рабочего колеса изготовлена винтовая канавка.For the purpose of additional dispersion of the liquid lubricant flow, a helical groove is made on the inner part of each guide vane opposite the outlet from the impeller.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-5, на которых показаны:The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1-5, which show:
фиг.1 - схема погружной установки в составе двигателя, газосепаратора, модуля с компрессорными диспергирующими ступенями, насоса и насосно-компрессорной трубы;Fig. 1 is a diagram of a submersible installation consisting of an engine, a gas separator, a module with compressor dispersing stages, a pump and a tubing;
фиг.2 - общий вид газосепаратора в разрезе с одним осевым колесом;Fig. 2 is a general view of the gas separator in section with one axial wheel;
фиг.3 - общий вид газосепаратора в разрезе с двумя осевыми колесами;Fig. 3 is a general view of the gas separator in section with two axial wheels;
фиг.4 - общий вид насоса в разрезе с диагональными ступенями;Fig. 4 is a general view of the pump in section with diagonal steps;
фиг.5 - общий вид насоса в разрезе с центробежными ступенями.Fig. 5 is a general view of a pump in section with centrifugal stages.
На фиг.1-5 позициями 1-31 обозначены:In Figs. 1-5, positions 1-31 denote:
1 - электродвигатель;1 - electric motor;
2 - газосепаратор;2 - gas separator;
3 - модуль с компрессорными диспергирующими ступенями;3 - module with compressor dispersing stages;
4 - лопастной насос;4 - vane pump;
5 - насосно-компрессорные трубы;5 - tubing;
6 - корпус;6 - body;
7 - защитная гильза;7 - protective sleeve;
8 - основание;8 - base;
9 - шнек;9 - auger;
10 - осевое колесо;10 - axial wheel;
11 - головка;11 - head;
12 - канал;12 - channel;
13 - отверстие;13 - hole;
14 - разделительная гильза;14 - separating sleeve;
15 - конфузорная часть разделительной гильзы;15 - confuser part of the separating sleeve;
16 - диффузорная часть разделительной гильзы;16 - diffuser part of the separating sleeve;
17 - лопатка;17 - scapula;
18 - вал;18 - shaft;
19 - дополнительное осевое колесо и/или барабан;19 - additional axle wheel and / or drum;
20 - область подвода газожидкостной смеси;20 - the area of supply of the gas-liquid mixture;
21 - область сепарации;21 - separation area;
22 - основание насоса;22 - pump base;
23 - головка насоса;23 - pump head;
24 - корпус насоса;24 - pump casing;
25 - вал насоса;25 - pump shaft;
26 - рабочее колесо;26 - impeller;
27 - направляющий аппарат;27 - guiding device;
28 - ведущий диск;28 - leading disk;
29 - нижний диск;29 - lower disc;
30 - замкнутая область;30 - closed area;
31 - дополнительные лопасти;31 - additional blades;
32 - винтовая канавка.32 - helical groove.
Погружная установка содержит в своем составе электродвигатель 1, газосепаратор 2, модуль с компрессорными диспергирующими ступенями 3, лопастной насос 4, насосно-компрессорные трубы 5.The submersible installation contains an
Газосепаратор 2 содержит корпус 6, установленную в корпусе защитную гильзу 7, последовательно установленные на валу по ходу прохождения потока газожидкостной смеси основание 8 с отверстиями, шнек 9, осевое колесо 10, головку 11 с каналами 12 для прохода отсепарированной жидкости в насос 4 и отверстиями 13 для выхода газа в затрубное пространство. Между шнеком 9 и осевым колесом 10 в защитной гильзе 7 установлена разделительная гильза 14, состоящая из двух частей: конфузорной части 15 и диффузорной части 16, в конфузорной части 15 разделительной гильзы 14 изготовлены лопатки 17. Осевое колесо 10 установлено внутри диффузорной части 16 разделительной гильзы 14 на валу 18.
За осевым колесом 10, установленным внутри диффузорной части 16 разделительной гильзы 14, на валу 18 установлено дополнительное осевое колесо и/или барабан 19.Behind the
Разделительная гильза 14 разделяет область подвода газожидкостной смеси 20 и область сепарации 21.The separating
Лопастной насос 4 включает основание 22, головку 23, корпус 24, вал 25, на валу установлены ступени. Каждая ступень насоса включает рабочее колесо 26 и направляющий аппарат 27, между ведущим диском 27 рабочего колеса 26 и нижним диском 29 направляющего аппарата 27 образована область 30, замкнутая с внутренней стороны.
На ведущем диске рабочих колес 26 насоса 4 могут быть изготовлены дополнительные лопасти 31.
На внутренней части каждого направляющего аппарата 27 напротив выхода из рабочего колеса 26 изготовлена винтовая канавка 32.A
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При включении двигателя момент передается на вал 18 газосепаратора 2 и вал 25 лопастного насоса 4.When the engine is turned on, the torque is transmitted to the
Пластовая жидкость с повышенным содержанием газа и абразивных частиц из скважины попадает через отверстия в основании 8 на шнек 9. За счет приобретенного напора в шнеке 9 пластовая жидкость с повышенным содержанием газа и абразивных частиц проходит через лопатки 17, при этом повышается давление за счет уменьшения скорости вращения потока. Вращающееся на валу 18 осевое колесо 10 закручивает поток, обеспечивая высокий градиент давления в области сепарации 21.Formation fluid with an increased content of gas and abrasive particles from the well enters through the holes in the
Разделительная гильза 14 имеет утолщенную конфузорно-диффузорную форму. Такая форма предотвращает противотоки на периферии из области сепарации 21 в область подвода ГЖС 20.The separating
Далее жидкость с периферии области сепарации 20 поступает по каналам 12 головки 11 на прием насоса 4 или модуля с компрессорными диспергирующими ступенями 3, а газ через отверстия 13 отводится в затрубное пространство скважины.Further, the liquid from the periphery of the
Через основание 22 насоса 4 поток газожидкостной смеси, в которой содержание свободного газа может достигать 25%, последовательно проходит через рабочие колеса 26 и направляющие аппараты 27. В рабочих колесах 26 создается напор в виде повышения давления и скорости вращения потока, в направляющих аппаратах 27 часть скоростного напора преобразуется в давление.Through the
Пройдя через все ступени, пластовая жидкость через головку 23 насоса 4 подается в насосно-компрессорные трубы 5 и поднимается на поверхность.Having passed through all the stages, the formation fluid through the
Таким образом, обеспечивается повышение надежности и эффективности работы установки с газосепаратором и лопастным насосом.Thus, an increase in the reliability and efficiency of the installation with a gas separator and a vane pump is ensured.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138328U RU203404U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138328U RU203404U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203404U1 true RU203404U1 (en) | 2021-04-02 |
Family
ID=75356177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138328U RU203404U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203404U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218123U1 (en) * | 2023-03-23 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС" | Submersible installation of a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities - a gas phase enlarger |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2027912C1 (en) * | 1991-02-28 | 1995-01-27 | Петр Дмитриевич Ляпков | Method for fluid pumping-out by oil-well pump and gas separator of centrifugal oil-well pump |
US6568475B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-05-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Isolation container for a downhole electric pump |
RU2232301C1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-07-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Submersible pumping unit |
RU2484307C1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-10 | Геннадий Михайлович Моргунов | Submersible pumping unit |
RU2503808C2 (en) * | 2011-07-08 | 2014-01-10 | Алексей Владимирович Трулев | Gas separator of down-hole submerged pump |
RU2616331C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-04-14 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Method of effective submersible lobe pump exploitation during pumping of formation fluid with high concentration of gas and abrasive particles and gas separator of electric-centrifugal pump installation for implementation thereof |
-
2020
- 2020-11-23 RU RU2020138328U patent/RU203404U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2027912C1 (en) * | 1991-02-28 | 1995-01-27 | Петр Дмитриевич Ляпков | Method for fluid pumping-out by oil-well pump and gas separator of centrifugal oil-well pump |
US6568475B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-05-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Isolation container for a downhole electric pump |
RU2232301C1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-07-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Submersible pumping unit |
RU2503808C2 (en) * | 2011-07-08 | 2014-01-10 | Алексей Владимирович Трулев | Gas separator of down-hole submerged pump |
RU2484307C1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-10 | Геннадий Михайлович Моргунов | Submersible pumping unit |
RU2616331C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-04-14 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Method of effective submersible lobe pump exploitation during pumping of formation fluid with high concentration of gas and abrasive particles and gas separator of electric-centrifugal pump installation for implementation thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218123U1 (en) * | 2023-03-23 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС" | Submersible installation of a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities - a gas phase enlarger |
RU2810912C1 (en) * | 2023-03-23 | 2023-12-29 | Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС" | Method of operation of installing a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities and a gas phase enlarger (options) and submersible installation of a vane pump for its implementation (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4273562A (en) | Method and apparatus for pumping gaseous liquids and separating the gaseous components therefrom | |
RU161892U1 (en) | VORTEX GAS SEPARATOR | |
CN104100534B (en) | A kind of diving cutting dredge pump possessing high-efficiency hydraulic characteristic | |
CN105041720B (en) | A kind of efficiently quasi- annular pumping chamber Hydraulic Design Method of big overcurrent Turo pump | |
US20120328412A1 (en) | Pump system | |
CN105351206A (en) | Segmentation type multi-stage centrifugal pump | |
RU203404U1 (en) | Submersible plant with a vane pump and a gas separator for the production of formation fluid with a high content of gas and mechanical impurities | |
CN205689444U (en) | A kind of Vane Self-priming Pump | |
RU2735978C1 (en) | Stage of multistage vane pump | |
RU57389U1 (en) | PUMP | |
RU2503808C2 (en) | Gas separator of down-hole submerged pump | |
RU187737U1 (en) | GAS SEPARATOR-DISPERSANTER FOR SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP | |
RU2749586C1 (en) | Method for pumping formation fluid with high content of gas and abrasive particles and submersible installation with vane pump and gas separator for its implementation | |
RU74976U1 (en) | GAS-STABILIZING CENTRIFUGAL PUMP MODULE FOR OIL PRODUCTION | |
RU2232301C1 (en) | Submersible pumping unit | |
EA009266B1 (en) | Submersible centrifugal electric pump | |
CN107630838A (en) | A kind of helico-axial gas fluid mixture pump | |
RU59752U1 (en) | STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
RU2093710C1 (en) | Centrifugal modular submersible pump | |
RU2303167C1 (en) | Stage of submersible centrifugal pump for production of oil | |
CN209717350U (en) | A kind of efficient centrifugal pump spiral case burnishing device | |
RU2526068C1 (en) | Downhole separator of mechanical impurities | |
RU2789141C1 (en) | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof | |
RU2241858C1 (en) | Submersible pumping system | |
RU194907U1 (en) | PUMP |