RU223482U1

RU223482U1 - SHORE PUMPING UNIT

Info

Publication number: RU223482U1
Application number: RU2023120956U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Пепеляев
Original assignee: Пепеляева Валентина Борисовна
Filing date: 2023-08-09
Publication date: 2024-02-19

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к шурфовым насосным установкам. Шурфовая насосная установка содержит погружной насос с устьевым электроприводом, корпус с входным и выходным каналами, жестко сочлененный с погружным насосом и жестко соединенный с основанием, на которое установлен устьевой электропривод, и узел герметизации соединения валов устьевого электропривода и погружного насоса. Секции погружного насоса обращены нагнетательной стороной в выходной канал корпуса. Узел герметизации выполнен в виде магнитной муфты. Обеспечивается расширение области применения шурфовой насосной установки. 1 ил.

The utility model relates to the oil production industry, in particular to pit pumping units. The wellhead pumping unit contains a submersible pump with a wellhead electric drive, a housing with inlet and outlet channels, rigidly coupled with the submersible pump and rigidly connected to the base on which the wellhead electric drive is installed, and a sealing unit for the shaft connection of the wellhead electric drive and the submersible pump. The sections of the submersible pump face the discharge side into the outlet channel of the housing. The sealing unit is made in the form of a magnetic coupling. The scope of application of the pit pumping unit is expanded. 1 ill.

Description

Область техники и назначениеField of technology and purpose

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к шурфовым насосным установкам.The utility model relates to the oil production industry, in particular to pit pumping units.

Уровень техникиState of the art

Известна Полезная модель «Шурфовый насосный агрегат для нагнетания воды в пласт» (патент №143834, RU, F04D 1/00, опубликовано 10.08.2014), содержащая приводной электродвигатель, входной модуль и секционный центробежный насос, жестко сочлененные и смонтированные на вертикальной раме, установленной на фундаменте, входной и выходные рукава, катушку и планшайбу, гребенку, обратный клапан. При этом нижняя секция установленного в скважине секционного центробежного насоса имеет головку-переходник с двумя выходами под выходные рукава меньшего диаметра, которые переходят в единый напорный трубопровод посредством гребенки, а устье скважины загерметизировано катушкой и планшайбой с фланцевыми уплотнениями и узлом герметизации выходных рукавов для предотвращения разлива перекачиваемой жидкости при аварийной разгерметизации насоса в скважине.Known Utility Model “Shaft Pumping Unit for Injecting Water into a Formation” (patent No. 143834, RU, F04D 1/00, published 08/10/2014), containing a drive electric motor, an input module and a sectional centrifugal pump, rigidly articulated and mounted on a vertical frame, installed on the foundation, inlet and outlet hoses, coil and faceplate, comb, check valve. In this case, the lower section of the sectional centrifugal pump installed in the well has an adapter head with two outlets for output hoses of a smaller diameter, which transform into a single pressure pipeline through a comb, and the wellhead is sealed with a coil and a faceplate with flange seals and a sealing unit for the outlet hoses to prevent spills pumped liquid in case of emergency depressurization of the pump in the well.

Известна так же полезная модель «Вертикальная насосная установка» (патент №177609, RU, Е21В 43/20, F04B 47/00, опубликовано 02.03.2018), содержащая насос с электроприводом, выполненный с возможностью его установки внутри заглушенного снизу напорного трубопровода и образования с ним кольцевой полости, корпус с входным и выходным каналами, выполненный с возможностью установки выше устьевой подвесной арматуры и герметичного соединения с последней, при этом корпус жестко сочленен с насосом, а выходной канал снабжен обратным клапаномThere is also a known useful model “Vertical pumping unit” (patent No. 177609, RU, E21B 43/20, F04B 47/00, published 03/02/2018), containing an electric-driven pump, designed with the possibility of installing it inside a pressure pipeline plugged from below and forming with it an annular cavity, a housing with inlet and outlet channels, configured to be installed above the wellhead suspension fittings and sealed with the latter, while the housing is rigidly coupled to the pump, and the outlet channel is equipped with a check valve

Недостатком установок по патентам является 143834 и 177609 является применение выходных рукавов и напорного трубопровода, соответственно, в которые с выкида насоса поступает закачиваемый агент. Данные технические решения при условии малого внутреннего диаметра шурфа накладывают ограничения на габарит используемого насоса, что снижает область применения оборудования.The disadvantage of the installations according to patents 143834 and 177609 is the use of outlet hoses and a pressure pipeline, respectively, into which the injected agent enters from the pump outlet. Given the small internal diameter of the hole, these technical solutions impose restrictions on the size of the pump used, which reduces the scope of application of the equipment.

Известна Полезная модель «Насосная установка для закачки воды в скважину с низкими коллекторскими свойствами нефтеносного пласта» (патент №73385, RU, Е21В 43/00, опубликовано 20.05.2008), содержащая: расположенную в шурфе обсадную колонну с фланцевыми уплотнениями и выкидным патрубком, одну секцию погружного центробежного насоса с электроприводом, основание с фланцами, подшипниковый узел, узел герметизации, входной и нагнетательный патрубки, электродвигатель. При этом между нагнетательным трубопроводом от КНС и нагнетательной скважиной последовательно подключена насосная установка, где в качестве нагнетателя используется одна секция скважинного погружного электронасоса, обращенная нагнетательной стороной в обсадную колонну, вал которой соединен с валом электродвигателя через приводной вал, а в полости шарикоподшипникового узла используется жидкий смазочный материал с принудительной циркуляцией от встроенного насоса для охлаждения масла и поддержания его уровня в полости шарикоподшипникового узла, имеется расширительный бак. В узле герметизации имеется дополнительное сальниковое устройство с гидроприводной кронбуксой для предотвращения разлива технической воды при аварийной разгерметизации торцевого уплотнения.There is a well-known utility model “Pumping unit for pumping water into a well with low reservoir properties of an oil-bearing formation” (patent No. 73385, RU, E21B 43/00, published on May 20, 2008), containing: a casing located in the hole with flange seals and a discharge pipe, one section of a submersible centrifugal pump with an electric drive, a base with flanges, a bearing unit, a sealing unit, inlet and discharge pipes, an electric motor. In this case, between the injection pipeline from the pumping station and the injection well, a pumping unit is connected in series, where one section of a downhole submersible electric pump is used as a supercharger, with its discharge side facing the casing, the shaft of which is connected to the electric motor shaft through the drive shaft, and liquid is used in the cavity of the ball bearing unit. lubricant with forced circulation from a built-in pump to cool the oil and maintain its level in the cavity of the ball bearing assembly; there is an expansion tank. The sealing unit has an additional stuffing box with a hydraulic crown to prevent spillage of service water in the event of an emergency depressurization of the mechanical seal.

Недостатком технического решения по патенту 73385 является то, что размещаемый в шурфе насос осуществляет закачку жидкости непосредственно в обсадную колонну. В условиях износа обсадной колонны в процессе эксплуатации высокое давление на нее может быть не допустимо, что снижает область применения оборудования. Установка по патенту RU 73385 является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и принята за прототип.The disadvantage of the technical solution according to patent 73385 is that the pump located in the pit pumps liquid directly into the casing. When the casing string wears out during operation, high pressure on it may not be acceptable, which reduces the scope of application of the equipment. The installation according to patent RU 73385 is the closest in technical essence to the claimed one and is accepted as a prototype.

Сущность полезной моделиEssence of a utility model

Технической задачей заявленной полезной модели является расширение области применения установки.The technical objective of the claimed utility model is to expand the scope of application of the installation.

Поставленная задача решается заявляемой шурфовой насосной установкой, включающей погружной насос с устьевым электроприводом, корпус с входным и выходным каналом, жестко сочлененный с насосом и жестко соединенный с основанием, на которое установлен устьевой электропривод, и узел герметизации валов устьевого электропривода и погружного насоса. The problem is solved by the inventive downhole pumping unit, which includes a submersible pump with a wellhead electric drive, a housing with an inlet and outlet channel, rigidly articulated with the pump and rigidly connected to the base on which the wellhead electric drive is installed, and a shaft sealing unit for the wellhead electric drive and the submersible pump.

Технический результат, благодаря которому решается указанная задача, достигается за счет того, что в известной установке жидкость с низким давлением через входной канал корпуса поступает непосредственно в обсадную колонну шурфа, где она попадает на прием насоса, который сообщает ей дополнительный напор, необходимый для закачки и перекачивает ее «снизу-вверх». Далее с выкида насоса жидкость сразу поступает в выходной канал корпуса. Таким образом высокое давление не воздействует на стенки обсадной колонны.The technical result, thanks to which this problem is solved, is achieved due to the fact that in the known installation, low-pressure liquid through the inlet channel of the housing enters directly into the casing of the pit, where it enters the intake of a pump, which provides it with the additional pressure necessary for injection and pumps it “from bottom to top”. Next, from the pump outlet, the liquid immediately flows into the outlet channel of the housing. Thus, high pressure does not affect the walls of the casing.

Ввиду указанной особенности конструкции устройство герметизации соединения валов электродвигателя и насоса будет находиться под высоким давлением жидкости, поступающей с выкида насоса. Для обеспечения работоспособности данного решения в качестве узла герметизации применена магнитная муфта. Магнитная муфта обеспечивает передачу вращения от вала электродвигателя к валу насоса. Стакан, применяемый в составе магнитной муфты, обеспечивает надежное герметичное разобщение зон высокого и низкого давления, что дает возможность эксплуатации установки в условиях высоких давлений на выкиде насоса.Due to this design feature, the device for sealing the connection between the shafts of the electric motor and the pump will be under high pressure of the liquid coming from the pump outlet. To ensure the functionality of this solution, a magnetic coupling is used as a sealing unit. The magnetic coupling ensures the transmission of rotation from the electric motor shaft to the pump shaft. The glass used as part of the magnetic coupling provides reliable hermetically sealed separation of the high and low pressure zones, which makes it possible to operate the unit under conditions of high pressure at the pump outlet.

Устьевой электропривод, приводящий во вращение вал насоса, устанавливается на основании, жестко связанном с корпусом.The wellhead electric drive, which rotates the pump shaft, is installed on a base rigidly connected to the casing.

Ввиду того, что погружной насос устанавливается непосредственно в обсадной колонне и в шурфе отсутствует дополнительные трубопроводы, обеспечивается возможность эксплуатации более широкой линейки габаритов применяемых насосов в составе установки.Due to the fact that the submersible pump is installed directly in the casing and there are no additional pipelines in the pit, it is possible to operate a wider range of dimensions of the pumps used as part of the installation.

На фигуре представлен чертеж предлагаемой установки.The figure shows a drawing of the proposed installation.

Установка для закачки жидкости в пласт содержит погружной насос 1, устьевой электропривод 2, корпус 3 с входным 4 и выходным каналом 5, основание 6 и магнитную муфту 7. Насос жестко крепится к корпусу 3, при этом его секции обращены нагнетательной стороной в выходной канал корпуса 5. Корпус 3 жестко соединен с основанием 6, на которое устанавливается устьевой электропривод 2. Вал электропривода 2, через магнитную муфту 7 соединен с валом погружного насоса 1. Погружной насос 1 размещен внутри обсадной колонны 8, при этом его прием гидравлически связан с входным каналом корпуса 4, по которому жидкость поступает в установку. Магнитная муфта 7 разобщает выходной канал корпуса 5 и дневную поверхность.The installation for pumping liquid into the formation contains a submersible pump 1, a wellhead electric drive 2, a housing 3 with an inlet 4 and an outlet channel 5, a base 6 and a magnetic coupling 7. The pump is rigidly attached to the housing 3, with its sections facing the discharge side into the outlet channel of the housing 5. The housing 3 is rigidly connected to the base 6, on which the wellhead electric drive 2 is installed. The shaft of the electric drive 2 is connected through a magnetic coupling 7 to the shaft of the submersible pump 1. The submersible pump 1 is located inside the casing 8, while its intake is hydraulically connected to the inlet channel housing 4, through which the liquid enters the installation. The magnetic coupling 7 separates the output channel of the housing 5 from the day surface.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

По команде с устьевой станции управления (на фигуре не изображена) производится запуск электропривода 2. Вал электропривода 2 через магнитную муфту 7 передает вращение на вал погружного насоса 1. Поток перекачиваемой жидкости через входной канал 4 корпуса 3 поступает в обсадную колонну 8 и далее на вход погружного насоса 1. Погружной насос 1 увеличивает давление потока жидкости, поступившего на его вход, после чего указанный поток поступает в выходной канал 5 корпуса 3 и далее в нагнетательную линию (на фигуре не изображена).Upon command from the wellhead control station (not shown in the figure), the electric drive 2 is started. The shaft of the electric drive 2 transmits rotation through a magnetic coupling 7 to the shaft of the submersible pump 1. The flow of pumped liquid through the inlet channel 4 of the housing 3 enters the casing 8 and then to the inlet submersible pump 1. Submersible pump 1 increases the pressure of the liquid flow entering its input, after which the specified flow enters the output channel 5 of the housing 3 and then into the discharge line (not shown in the figure).

Таким образом расширена область применения установки за счет исключения воздействия высокого давления на стенку обсадной колонны, а также обеспечения возможности применения в составе установки больших габаритов погружных насосов, размещаемых непосредственно в обсадной колонне.Thus, the scope of application of the installation has been expanded by eliminating the effect of high pressure on the wall of the casing, as well as providing the possibility of using large-sized submersible pumps placed directly in the casing as part of the installation.

Claims

A wellhead pumping installation containing a submersible pump with a wellhead electric drive, a housing with inlet and outlet channels, rigidly coupled with the submersible pump and rigidly connected to the base on which the wellhead electric drive is installed, and a sealing unit for the shaft connection of the wellhead electric drive and the submersible pump, characterized in that sections of the submersible pump face the discharge side into the outlet channel of the housing, and the sealing unit is made in the form of a magnetic coupling.