RU2241855C1 - Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат - Google Patents
Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241855C1 RU2241855C1 RU2003110808/06A RU2003110808A RU2241855C1 RU 2241855 C1 RU2241855 C1 RU 2241855C1 RU 2003110808/06 A RU2003110808/06 A RU 2003110808/06A RU 2003110808 A RU2003110808 A RU 2003110808A RU 2241855 C1 RU2241855 C1 RU 2241855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- pump
- stator
- unit
- pumping
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технике добычи нефти из скважины. Агрегат включает установленные в корпусе, последовательно расположенные по оси винтовые героторные пары двигательной и насосной секций, роторы которых соединены между собой шарнирным устройством и установлены в статорах, камеры для подвода и отвода силовой и добываемой жидкостей, опорный узел и обратные клапаны на входе двигательной секции агрегата и клапан на входе насосной секции. Нарезки винтовых поверхностей статоров и роторов двигательной и насосной секций имеют одинаковое направление. В статоре и корпусе ниже верхнего торца статора выполнены боковые каналы с дросселями для отвода жидкости из насосной секции. Длина части насосной секции, находящейся выше боковых каналов статора и корпуса и сопряженной с подводящей камерой двигательной секции, имеет длину не менее шага винтовой поверхности статора насосной секции, Средние диаметры винтовых поверхностей двигательной и насосной секций выбираются из определенного соотношения. Повышается надежность работы агрегата и упрощается его конструкция. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно, к технике добычи нефти из скважины.
Известны скважинные винтовые насосные агрегаты для добычи нефти с соосно расположенными насосом и гидродвигателем винтового героторного типа (см. книгу Балденко Д.Ф. и др. Винтовые забойные двигатели. - М.: Недра, 1999, с.366). Однако такие агрегаты гидравлически не уравновешены в осевом направлении.
Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является погружной гидроприводной насосный агрегат, содержащий установленные в корпусе последовательно расположенные по оси винтовые героторные пары двигательной и насосной секций, роторы которых соединены между собой шарнирным устройством и установлены в статорах, камеры для подвода и отвода силовой и добываемой жидкостей, опорный узел и обратные клапаны на входе агрегата и входе насосной секции (см. а.с. №521399 СССР, МКл F 04 C 5/00, БИ №26, 1976).
Данное техническое решение, позволяет уравновесить осевые гидравлические силы, но оно конструктивно сложно и ненадежно в работе, т.к. известное устройство имеет четыре рабочих пары, что повышает стоимость изготовления, усложняет сборку и его ремонт.
Задача изобретения - повышение надежности работы агрегата и упрощение его конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в скважинном гидроприводном насосном агрегате, состоящем из установленных в корпусе последовательно расположенных по оси винтовых героторных пары двигательной и насосной секций, роторы которых соединены между собой шарнирным устройством и установлены в статорах, камеры для подвода и отвода силовой и добываемой жидкостей, опорного узла и обратных клапанов на входе агрегата и входе насосной секции, нарезки винтовых поверхностей роторов и статоров двигательной и насосной секций имеют одинаковое направление, а в статоре и корпусе ниже верхнего торца статора выполнены боковые каналы для отвода жидкости из насосной секции, причем длина части насосной секции, находящейся выше боковых каналов статора и корпуса и сопряженной с подводящей камерой двигательной секции, имеет длину не менее шага винтовой поверхности статора насосной секции, при этом средние диаметры винтовых поверхностей двигательной и насосной секций выбираются из соотношения:
где Дд - средний диаметр винтовой поверхности двигательной секции;
Дн - средний диаметр винтовой поверхности насосной секции;
Рд - перепад давления в двигательной секции;
Рн - давление насоса.
Кроме того, в боковых каналах статора и корпуса насосной секции установлены дроссели.
Сущность изобретения заключается в следующем. Благодаря признакам, указанным в формуле изобретения, предлагаемый насосный агрегат является гидравлически уравновешенным в осевом направлении, при этом значительно упрощается конструкция агрегата, т.к. исключается установка многосекционных двигательных и насосных винтовых пар, изменяются схемы подвода и отвода силовой жидкости в агрегат.
На фиг.1 представлена компоновка гидроприводного насосного агрегата в скважине, на фиг.2 - продольный разрез агрегата, на фиг.3 - поперечный разрез двигательной секции агрегата, на фиг.4 - поперечный разрез насосной секции агрегата.
Гидроприводной агрегат 1 сбрасывается (фиг.1) в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 2, спущенных в скважину. Затрубное пространство (между обсадной колонной 3 и НКТ) и зона перфорации скважины разделены пакером 4.
Агрегат (фиг.2) состоит из корпуса 5, внутри которого расположена двигательная секция (статор 6 и ротор 7). Под двигательной секцией размещена насосная секция (статор 8 и ротор 9). Роторы 7 и 9 связаны между собой шарнирным соединением 10 или гибким валом.
Для подвески роторной группы агрегата и восприятия осевых усилий ротор 7 имеет хвостовик 11 с опорной пятой, а в корпусе установлен подпятник 12.
Для нормального функционирования агрегат имеет два обратных подпружиненных клапана: клапан 13 находится на приеме силовой жидкости (на входе двигательной секции агрегата), а клапан 14 - на приеме добываемой жидкости (на входе насосной секции).
Внутри агрегата расположен ряд каналов для движения жидкости: канал А - для подвода силовой жидкости на вход двигательной секции; канал Б - для отвода отработанной силовой жидкости; канал В - для подвода добываемой жидкости на вход насосной секции.
Для связи отводящей камеры насосной секции с отводящей камерой двигательной секции предусмотрен кольцевой канал Г между НКТ и корпусом агрегата. Для сообщения канала Г с затрубным пространством скважины в НКТ выполнены отверстия О.
Для отвода жидкости из насосной секции ниже верхнего торца его статора выполнены боковые каналы Е.
В верхней части агрегата смонтировано корпусное уплотнение 15 для герметизации кольцевого зазора Г между НКТ и корпусом агрегата, а в нижней части корпуса выполнено коническое посадочное седло с уплотнением 16, сопрягаемое с ответной опорной поверхностью низа НКТ 2.
Насосный агрегат работает следующим образом. Силовая жидкость, нагнетаемая с поверхности насосом, поступает в НКТ 2 и через обратный клапан 13 и канал А попадает в двигательную секцию, заставляя вращаться ротор 7, и далее по каналу Б и через отверстия О в НКТ выходит в затрубное пространство скважины.
Ротор 7 двигательной секции посредством шарнирного соединения 10 приводит в движение ротор 9 насосной секции. Добываемая жидкость через обратный клапан 14 и канал В поступает на вход насоса и далее, проходя по его винтовым рабочим камерам, поступает в нагнетательный канал Е и далее через отверстия О в НКТ выходит в затрубное пространство и поднимается на поверхность, смешиваясь с потоком силовой жидкости.
Предлагаемый насосный агрегат является гидравлически уравновешенным в осевом направлении. Это достигается тем, что нарезки винтовых поверхностей роторов и статоров двигательной и насосной секций имеют одинаковые направления, а подвод силовой жидкости производится через камеру, расположенную между секциями.
Отвод жидкости из насосной секции осуществляется через расположенные ниже верхнего торца его статора боковые каналы Е в статоре и корпусе. Радиальный канал Е размещается таким образом, чтобы часть насосной секции выше канала Е имела длину не менее одного шага винтовой поверхности статора и превращалась тем самым в динамический сальник, разделяющий подводящую камеру двигательной секции от отводящей камеры насосной секции, препятствуя поступлению силовой жидкости из подводящей камеры в рабочие органы насосной секции.
Для повышения надежности пуска агрегата (двигательной секции) с целью создания гидравлического затвора на пути силовой жидкости в направлении насосной секции наряду с обратным клапаном 14 в боковых каналах Е установлены гидравлические сопротивления, например, дроссели 17.
Осевые гидравлические силы, возникающие в насосной и двигательной секциях, в данной схеме действуют в противоположных направлениях, уравновешивая друг друга.
Численные значения осевых сил от перепада давления в насосной (Δрн) и двигательной (Δрд) секциях соответственно выражаются следующим образом:
где Sн, Sд - площади проекций контактных линий соответственно насоса и гидродигателя, пропорциональные квадрату средних диаметров (D) рабочих органов:
Перепады давления в рабочих органах насосной и двигательной секций агрегата вычисляются из условия, что эти секции имеют общую камеру высокого давления:
где pвx - давление на входе агрегата (в подводящей камере двигательной секции);
рвх.н - давление на входе насосной секции;
рвых - давление на выходе агрегата (в отводящей камере двигательной секции);
Рд - перепад давления в гидродвигателе.
Давления на входе и выходе насоса зависят от глубины подвески (L) агрегата и динамического уровня скважины (Н)
где ρ, ρсм - плотности добываемой жидкости и смеси силовой и добываемой жидкостей.
Если пренебречь разностью плотностей ρ и ρсм, то согласно (3) перепад давления в насосной секции будет составлять сумму давлений насоса (Рн=ρgН) и гидродвигателя (Рд=Δрд):
В результате для полного уравновешивания осевых сил в роторной группе агрегата (Fн=Fд) необходимо выполнить условие:
Предлагаемая компоновка насосного агрегата обеспечивает уравновешивание осевых гидравлических сил его в роторной группе, что повышает долговечность агрегата и устраняет необходимость установки специальных упорных подшипников.
Claims (2)
1. Скважинный гидроприводной насосный агрегат, содержащий установленные в корпусе последовательно расположенные по оси винтовые героторные пары двигательной и насосной секций, роторы которых соединены между собой шарнирным устройством и установлены в статорах, камеры для подвода и отвода силовой и добываемой жидкостей, опорный узел и обратные клапаны на входе агрегата и входе насосной секции, отличающийся тем, что нарезки винтовых поверхностей роторов и статоров двигательной и насосной секций имеют одинаковое направление, а в статоре и корпусе ниже верхнего торца статора выполнены боковые каналы для отвода жидкости из насосной секции, причем длина части насосной секции, находящейся выше боковых каналов статора и корпуса и сопряженной с подводящей камерой двигательной секции, имеет длину не менее шага винтовой поверхности статора насосной секции, при этом средние диаметры винтовых поверхностей двигательной и насосной секций выбираются из соотношения
где Дд - средний диаметр винтовой поверхности двигательной секции;
Дн - средний диаметр винтовой поверхности насосной секции;
Рд - перепад давления в двигательной секции;
рн - давление насоса.
2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что в боковых каналах статора и корпуса насосной секции установлены дроссели.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110808/06A RU2241855C1 (ru) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110808/06A RU2241855C1 (ru) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003110808A RU2003110808A (ru) | 2004-10-10 |
RU2241855C1 true RU2241855C1 (ru) | 2004-12-10 |
Family
ID=34387883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003110808/06A RU2241855C1 (ru) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241855C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679775C2 (ru) * | 2012-12-26 | 2019-02-12 | Серинпет Лтда. Репресентасионес И Сервисиос Де Петролеос | Система насосно-компрессорной добычи углеводородов со смонтированным на основании винтовым двигателем |
-
2003
- 2003-04-16 RU RU2003110808/06A patent/RU2241855C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679775C2 (ru) * | 2012-12-26 | 2019-02-12 | Серинпет Лтда. Репресентасионес И Сервисиос Де Петролеос | Система насосно-компрессорной добычи углеводородов со смонтированным на основании винтовым двигателем |
RU2679775C9 (ru) * | 2012-12-26 | 2019-03-13 | Серинпет Лтда. Репресентасионес И Сервисиос Де Петролеос | Система насосно-компрессорной добычи углеводородов со смонтированным на основании винтовым двигателем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2477367C1 (ru) | Способ одновременно-раздельной эксплуатации и закачки двух пластов одной скважиной и устройство для его осуществления | |
CA2751727C (en) | Pump | |
US20030196802A1 (en) | Gas separating intake for progressing cavity pumps | |
US20160201444A1 (en) | Downhole gas compression separator assembly | |
US6302666B1 (en) | Downhole roller vane motor | |
AU2011351349B2 (en) | Artificial lift tool | |
CA3015763C (en) | Electric motor and rod-driven rotary gear pumps | |
WO2016174452A1 (en) | Electrical submersible motor | |
US4669961A (en) | Thrust balancing device for a progressing cavity pump | |
NO20161952A1 (en) | Oil pressure regulator electrical submersible pump motor | |
US9303648B2 (en) | Compliant radial bearing for electrical submersible pump | |
WO2015134949A1 (en) | Downhole gas separator apparatus | |
RU2241855C1 (ru) | Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат | |
US20150078943A1 (en) | Tunable Progressive Cavity Pump | |
RU2313657C1 (ru) | Скважинная система и погружная гидромашина для добычи текучих сред | |
RU2630835C1 (ru) | Установка для одновременной добычи нефти из двух пластов | |
RU2748631C1 (ru) | Погружная насосная установка на грузонесущем кабеле | |
RU2364710C1 (ru) | Скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт | |
RU2791761C1 (ru) | Осциллятор для бурильной колонны | |
RU2457308C2 (ru) | Шпиндельная маслонаполненная секция гидравлического забойного двигателя | |
RU2364712C1 (ru) | Скважинная насосная установка для добычи нефти и закачки воды в пласт | |
Haworth | Updated field case studies on application and performance of bottom drive progressing cavity pumps | |
RU2011888C1 (ru) | Скважинная насосная станция | |
RU2003110808A (ru) | Скважинный гидроприводной винтовой насосный агрегат | |
WO2020190975A1 (en) | Gas vent for a seal section of an electrical submersible pump assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090417 |