RU2136971C1

RU2136971C1 - Submerged-type centrifugal pumping unit

Info

Publication number: RU2136971C1
Application number: RU97107932A
Authority: RU
Inventors: В.В. Петрухин; В.Ф. Бочарников
Original assignee: Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: extraction of oil from wells. SUBSTANCE: pumping unit has submerged electric engine and module sections 8,10 interconnected by movable device which is formed as sleeve-base 3. Movable device is screwed with its one end into casing of upper section 10 of pump and connected with its other end to spherical segment 5 by threaded connection and threaded captive nut. Spherical segment 5 has flexible sealing member 4. Nut 6 joins sleeve-base 3 with casing 7 of movable device. Stop 9 is positioned between segment 5 and casing 7. Flanged part of casing 7 is fixed in lower section 8 of pump. Shafts 1 of sections 8 and 10 are connected through spline coupling 2 providing angular displacement of shafts 1. EFFECT: increased efficiency by eliminating action of bending force developed during lowering of pumping unit into inclined well. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в центробежных электронасосных агрегатах, предназначенных для добычи нефти из скважин. The invention relates to a pump engineering and may find application in centrifugal electric pump units designed for oil production from wells.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и глубинный насос / Бухаленко Е.И. и др. Нефтепромысловое оборудование. Справочник. М., Недра, 1990, с. 124-127/. Known submersible pump unit containing a submersible motor with hydraulic protection and a deep pump / Bukhalenko E.I. and other oilfield equipment. Directory. M., Nedra, 1990, p. 124-127 /.

Недостатком известного агрегата серийного производства является низкая надежность при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах, при спуске в которые насосный агрегат подвергается значительным изгибающим нагрузкам, что ведет к изгибам валов и корпусов сборочных единиц агрегата и как следствие к повышенной вибрации при работе, снижая надежность агрегата. A disadvantage of the known serial production unit is its low reliability during operation in deviated and deviated wells, during which the pump unit is subjected to significant bending loads, which leads to bending of the shafts and bodies of assembly units of the unit and, as a result, to increased vibration during operation, reducing the reliability of the unit .

Известна наиболее близкая к изобретению погружная насосная установка для наклонно направленных скважин, содержащая погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепленного фланцевой частью ко второй секции насоса /RU 94028904 А1, кл. F 04 D 13/08, 20.05.96/. Known closest to the invention is a submersible pump installation for directional wells, containing a submersible electric motor and modular sections interconnected by a movable device made in the form of a sleeve-base, connected at one end to the housing of one pump section, and from the other to a spherical a segment with an elastic sealing element, and a union nut with a thread connecting the base sleeve with the housing of the movable device, fixed with a flange part to the second section of the pump / RU 94028 904 A1, CL F 04 D 13/08, 05.20.96 /.

Недостатком конструкции является большое количество вводимых деталей подвижного узла, в частности пружинных стержней для предотвращения скручивания секций и кабеля и дополнительных валов с радиальными опорами и муфтами, увеличивающих ломаность продольных осей вала насосного агрегата, что вызывает увеличение вибрации, усложняющее конструкцию, приводящее к снижению надежности и долговечности всего агрегата. Кроме того внутреннее сечение агрегата уменьшается за счет расположения внутри корпуса шарнирного соединения дополнительных валов и радиальных опор этих валов с отверстиями, что значительно увеличивает гидравлическое сопротивление, снижая тем самым полезный напор насоса и уменьшая его КПД. The design drawback is the large number of input parts of the movable assembly, in particular spring rods to prevent twisting of sections and cable and additional shafts with radial bearings and couplings, increasing the broken lines of the longitudinal axes of the pump assembly shaft, which causes an increase in vibration, complicating the design, leading to a decrease in reliability and the durability of the entire unit. In addition, the internal cross section of the unit is reduced due to the location of additional shafts and radial bearings of these shafts with holes inside the hinge body, which significantly increases the hydraulic resistance, thereby reducing the useful pressure of the pump and reducing its efficiency.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности погружного насосного агрегата путем исключения изгибающих нагрузок и деформаций при прохождении искривленных участков наклонно направленной скважины за счет упрощения конструкции известного подвижного соединения с использованием пружинных стержней посредством исключения пружинных стержней и дополнительных валов с радиальными опорами в подвижном соединении. The objective of the invention is to increase the reliability and durability of a submersible pump unit by eliminating bending loads and deformations during the passage of curved sections of an oblique directional well by simplifying the design of the known movable joint using spring rods by eliminating spring rods and additional shafts with radial bearings in the movable joint.

Для решения поставленной задачи в погружной насосной установке, содержащей погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - со сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепляемого фланцевой частью ко второй секции насоса, втулка-основание соединена с корпусом верхней секции посредством ввинчивания в указанный корпус, а со сферическим сегментом - посредством резьбового соединения, между сферическим сегментом и корпусом подвижного устройства установлен стопор, при этом фланцевая часть корпуса подвижного устройства закреплена к нижней секции насоса. Валы модульных секций могут быть соединены между собой шлицевой муфтой, обеспечивающей угловое смещение валов. To solve this problem, in a submersible pump installation containing a submersible electric motor and modular sections interconnected by a movable device made in the form of a base sleeve, connected at one end to the housing of one pump section, and from the other to a spherical segment with an elastic sealing element, and a union nut with a thread connecting the base sleeve to the housing of the movable device, secured by the flange part to the second pump section, the base sleeve is connected to the upper housing sections by screwing in said housing, and a spherical segment - by the threaded connection between the spherical segment and the body of the movable stopper device is mounted, wherein the flange portion of the movable device housing is secured to the lower pump section. The shafts of the modular sections can be interconnected by a spline coupling providing angular displacement of the shafts.

На чертеже изображено соединение секций насоса погружного центробежного насосного агрегата с помощью подвижного устройства. The drawing shows the connection of the pump sections of a submersible centrifugal pump unit using a movable device.

Насосный агрегат содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой /на чертеже не показан/ и глубинный насос, состоящий из секций 8 и 10, соединенных с помощью подвижного устройства. The pump unit contains a submersible motor with hydraulic protection / not shown / and a submersible pump, consisting of sections 8 and 10, connected by means of a movable device.

Подвижное устройство состоит из втулки-основания 3, с одного конца ввинченной в корпус верхней секции 10 насоса, имеющей сферический сегмент 5 с упругим уплотняющим элементом 4 и стопором 9, навинченный на резьбе на другой конец втулки-основания 3, накидной гайки 6 с резьбой, соединяющей втулку-основание 3 и сферический сегмент 5 с корпусом 7 подвижного устройства. Корпус 7 подвижного соединения имеет с противоположной стороны фланцевую часть, соединяемую с фланцем корпуса нижней секции 8 насоса. Применение упорной левой резьбы предотвращает самопроизвольный отворот накидной гайки 6. Валы 1 верхней и нижней секций 10 и 8 насоса соединяются с помощью шлицевой муфты 2 специальной конструкции, допускающей угловое смещение валов, с ограничивающим осевое перемещение штифтом 11. Стопор 9 предотвращает вращение секций насоса относительно друг друга. The movable device consists of a base sleeve 3, screwed onto the upper section of the pump 10 from one end, having a spherical segment 5 with an elastic sealing element 4 and a stop 9 screwed onto the other end of the base sleeve 3, a union nut 6 with a thread, connecting the sleeve-base 3 and the spherical segment 5 with the housing 7 of the movable device. The housing 7 of the movable connection has on the opposite side a flange part connected to the flange of the housing of the lower section 8 of the pump. The use of a persistent left-hand thread prevents spontaneous turning of the union nut 6. The shafts 1 of the upper and lower sections 10 and 8 of the pump are connected using a spline coupling 2 of a special design that allows angular displacement of the shafts with a pin that restricts the axial movement 11. Stop 9 prevents rotation of the pump sections relative to each other friend.

Погружной центробежный насосный агрегат с подвижным устройством работает следующим образом. Submersible centrifugal pump unit with a movable device operates as follows.

Насосный агрегат в сборе опускают в скважину, при прохождении участков с большим темпом набора кривизны насосные секции 8 и 10 поворачиваются в подвижном соединении сегмента 5 и корпуса 7 устройства, следуя профилю скважины. Шлицевые части валов 1 секций 8, 10 при этом не выходят из зацепления с муфтой 2 и поворачиваются синхронно с корпусами, при этом перемещения шлицевой муфты 2 на вал 1 нижней секции 8 не происходит благодаря штифту 11. После прохождения такого участка и попадания насосного агрегата в вертикальную часть ствола скважины, секции 8 и 10 насоса под действием собственного веса и веса электродвигателя занимают первоначальное положение и располагаются вдоль прямой линии, после чего агрегат готов к запуску и выводу на режим. Уплотнение 4 обеспечивает герметизацию шарнирного соединения, а стопор 9 предотвращает осевой поворот корпусов секций 8,10 насоса относительно друг друга. The pump assembly assembly is lowered into the well, while passing sections with a high rate of set of curvature, the pump sections 8 and 10 are rotated in the movable connection of the segment 5 and the housing 7 of the device, following the profile of the well. The splined parts of the shafts 1 of sections 8, 10 do not come out of engagement with the coupling 2 and rotate synchronously with the housings, while the movement of the splined coupling 2 on the shaft 1 of the lower section 8 does not occur due to the pin 11. After passing through this section and the pump unit gets into the vertical part of the wellbore, sections 8 and 10 of the pump, under the influence of their own weight and the weight of the electric motor, occupy the initial position and are located along a straight line, after which the unit is ready for start-up and commissioning. The seal 4 provides sealing of the swivel, and the stop 9 prevents the axial rotation of the bodies of sections 8.10 of the pump relative to each other.

Изобретение позволяет защитить насосную установку от продольного изгиба и обеспечить надежную работу при эксплуатации в наклонно направленных и искривленных скважинах. The invention allows to protect the pumping unit from longitudinal bending and to ensure reliable operation during operation in directional and curved wells.

Claims

1. A submersible pump installation comprising a submersible electric motor and modular sections interconnected by a movable device made in the form of a base sleeve, connected at one end to the housing of one pump section, and at the other end to a spherical segment with an elastic sealing element, and a union nut with a thread connecting the base sleeve to the housing of the movable device secured by the flange portion to the second pump section, characterized in that the base sleeve is connected to the upper section housing redstvom screwing into said body, and a spherical segment - by the threaded connection between the spherical segment and the body of the movable stopper device is mounted, wherein the flange portion of the movable device housing is secured to the lower pump section.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the shafts of the modular sections are interconnected by a spline coupling providing angular displacement of the shafts.