RU2431765C1

RU2431765C1 - Submersible multi-phase pump unit

Info

Publication number: RU2431765C1
Application number: RU2010115767/06A
Authority: RU
Inventors: Альфред Файзрахманович Садыков (RU); Альфред Файзрахманович Садыков; Ильдар Вагизович Хамидуллин (RU); Ильдар Вагизович Хамидуллин; Дамир Мирзакрамович Калимуллин (RU); Дамир Мирзакрамович Калимуллин; Валерий Архипович Максимов (RU); Валерий Архипович Максимов; Адель Альфредович Садыков (RU); Адель Альфредович Садыков
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-10-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: submersible multi-phase pump unit includes submersible electric motor 1 with seal section 2, pump 3 and compensator 4 arranged between them. In pump 3 body between suction and delivery cavities there located is working cavity made in the form of two parallel cylindrical bores in which two rotors with screws adjacent to each other are arranged. Mutual position of screws is synchronised with engaged link gears fixed on rotors. Shafts of rotors are borne against bearing supports. Rotors are fixed with thrust bearings against axial displacement. Outlet end of one of the shafts through gear system, shaft of compensator 4 and shaft of seal section 2 are connected to shaft of submersible electric motor 1. The cavities in which gear system, bearing supports, thrust supports and link gears are arranged are isolated from suction cavity with end seals and connected together to additional cavity and lubrication liquid cavity of compensator 4 through channels made in pump 2 and compensator 4 bodies and pipeline to closed circulation system of lubrication liquid.

EFFECT: improving operating reliability of pump unit.

7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к погружным насосным установкам для откачки из скважин пластовой жидкости, например смеси нефти, воды и газа в условиях, когда доля каждой фракции может меняться от нуля до 100%.The invention relates to pump engineering, and in particular to submersible pumping units for pumping formation fluid from wells, for example, a mixture of oil, water and gas under conditions where the fraction of each fraction can vary from zero to 100%.

Известен погружной многофазный двухвинтовой насос, содержащий корпус с полостями всасывания, нагнетания и расположенной между ними рабочей полостью в виде двух параллельных цилиндрических расточек, в которых размещены два ротора с сопряженными между собой подающими винтами, взаимное положение которых синхронизировано находящимися в зацеплении шестернями связи, валы роторов опираются на подшипниковые опоры, выходной конец одного из валов соединен с валом зубчатой передачи, служащей для передачи крутящего момента от привода к валу, при этом подшипниковые опоры, шестерни связи и зубчатая передача размещены в выполненных в корпусе полостях, заполненных смазочной жидкостью, например минеральным маслом, и изолированных от полости всасывания торцовыми уплотнениями (см. патент США №6413065, МПК F01C 1/16).Known submersible multiphase twin-screw pump containing a housing with suction, discharge and a working cavity located between them in the form of two parallel cylindrical bores, in which there are two rotors with interconnected feed screws, the mutual position of which is synchronized by the gears connected to the gears, rotor shafts based on bearing bearings, the output end of one of the shafts is connected to the gear shaft, which serves to transmit torque from the drive to the shaft, etc. and this bearing bearings, gears and gears placed in the cavities made in the housing filled with lubricating fluid, such as mineral oil, and isolated from the suction cavity by mechanical seals (see US patent No. 6413065, IPC F01C 1/16).

Недостатком известного технического решения является ненадежная система отвода тепла, выделяемого при работе шестерен связи, зубчатой передачи, уплотнений, через наружную стенку корпуса насоса в окружающую насос пластовую жидкость при перекачивании рабочей жидкости с малым содержанием жидкой фазы.A disadvantage of the known technical solution is an unreliable system for removing heat generated during operation of communication gears, gears, seals through the outer wall of the pump casing into the surrounding pump formation fluid when pumping a working fluid with a low liquid phase content.

Применяемые в насосе торцовые уплотнения охлаждаются, в основном, перекачиваемой насосом пластовой жидкостью. При увеличении газовой фазы в перекачиваемой жидкости тепло, выделяемое в зоне контакта элементов пары трения, отводится недостаточно. Это приводит к перегреву и повышенному износу пар трения, что снижает надежность работы насоса. Отсутствует и система пополнения возможных утечек смазочной жидкости, находящейся в полостях размещения шестерен связи и зубчатой передачи.The mechanical seals used in the pump are cooled mainly by the formation fluid pumped by the pump. With an increase in the gas phase in the pumped liquid, the heat generated in the contact zone of the elements of the friction pair is not sufficiently removed. This leads to overheating and increased wear of friction pairs, which reduces the reliability of the pump. There is also no system for replenishing possible leaks of the lubricating fluid located in the cavities of the placement of communication gears and gears.

Указанный недостаток частично устранен в погружной многофазной насосной установке, включающей погружной электродвигатель с гидрозащитой, насос, содержащий корпус с полостями всасывания, нагнетания и расположенной между ними рабочей полостью в виде двух параллельных цилиндрических расточек, в которых размещены два ротора с сопряженными между собой подающими винтами, взаимное положение которых синхронизировано находящимися в зацеплении шестернями связи, валы роторов опираются на подшипниковые опоры, выходной конец одного из валов соединен через зубчатую передачу и вал гидрозащиты с валом погружного электродвигателя, при этом подшипниковые опоры, шестерни связи и зубчатая передача размещены в выполненных в корпусе насоса полостях, изолированных от полости всасывания торцовыми уплотнениями и сообщенных посредством системы каналов, выполненных в корпусе насоса, между собой и с дополнительной полостью, выполненной в корпусе насоса и частично заполненной смазочной жидкостью (см. свидетельство на полезную модель №18183, МПК E21B 43/00, F04B 47/00, опубл. 27.05.2001).This drawback is partially eliminated in a submersible multiphase pump installation, including a submersible motor with hydraulic protection, a pump containing a housing with suction, discharge and working cavities located between them in the form of two parallel cylindrical bores in which two rotors are located with feed screws connected to each other, the mutual position of which is synchronized by the communication gears engaged, the rotor shafts are supported by bearing bearings, the output end of one of the shafts with it is single through a gear transmission and a hydroprotection shaft with a shaft of a submersible electric motor, while bearing bearings, communication gears and gears are placed in cavities made in the pump casing, isolated from the suction cavity by mechanical seals and communicated through a system of channels made in the pump casing, between themselves and with an additional cavity made in the pump housing and partially filled with lubricating fluid (see Utility Model Certificate No. 18183, IPC E21B 43/00, F04B 47/00, publ. 05/27/2001).

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков и принято за прототип.This technical solution is the closest to the proposed set of features and is taken as a prototype.

Это техническое решение, благодаря возможности перетекания смазочной жидкости из дополнительной полости в полости, где размещены зубчатая передача, шестерни связи, и обратно, позволяет частично компенсировать изменение объема смазочной жидкости в этих полостях, имеющее место при изменении температуры в насосе. Однако ввиду того, что в системе сообщающихся полостей циркуляция смазочной жидкости, практически, отсутствует, процесс отвода тепла при длительной работе насоса недостаточно эффективен и может привести к перегреву узлов трения и повлечь за собой поломку насоса.This technical solution, due to the possibility of flow of the lubricant from the additional cavity into the cavity where the gear, communication gears are located, and vice versa, partially compensates for the change in the volume of the lubricant in these cavities, which occurs when the temperature in the pump changes. However, due to the fact that the lubricant fluid circulation is practically absent in the system of communicating cavities, the heat removal process during prolonged operation of the pump is not efficient enough and can lead to overheating of the friction units and cause damage to the pump.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы насосной установки путем увеличения долговечности работы торцовых уплотнений, шестерен связи и зубчатой передачи.The objective of the invention is to increase the reliability of the pump installation by increasing the durability of the mechanical seals, communication gears and gears.

Для достижения этого технического решения погружная многофазная насосная установка, включающая погружной электродвигатель с гидрозащитой, насос, содержащий корпус с полостями всасывания, нагнетания и расположенной между ними рабочей полостью в виде двух параллельных цилиндрических расточек, в которых размещены два ротора с сопряженными между собой подающими винтами, взаимное положение которых синхронизировано находящимися в зацеплении шестернями связи, валы роторов опираются на подшипниковые опоры, выходной конец одного из валов соединен через зубчатую передачу и вал гидрозащиты с валом погружного электродвигателя, при этом подшипниковые опоры, шестерни связи и зубчатая передача размещены в выполненных в корпусе насоса полостях, изолированных от полости всасывания торцовыми уплотнениями и сообщенных посредством системы каналов, выполненных в корпусе насоса, между собой и с дополнительной полостью, выполненной в корпусе насоса и частично заполненной смазочной жидкостью, согласно изобретению снабжена размещенным между насосом и гидрозащитой погружного электродвигателя компенсатором, содержащим корпус и полость смазочной жидкости, ограниченную по ее наружному контуру упругой диафрагмой и сообщенную посредством каналов, выполненных в корпусах компенсатора и насоса, с полостями в корпусе насоса, в которых размещены зубчатая передача и подшипниковые опоры, и с дополнительной полостью, а полость в корпусе насоса, в которой размещены находящиеся в зацеплении шестерни связи, разобщена посредством установленной на нее плоской крышкой от полостей, в которых размещены подшипниковые опоры и зубчатая передача, и выполнена в сечении, перпендикулярном осям цилиндрических расточек рабочей полости, по контуру, описываемому двумя дугами окружностей с центрами, находящимися на осях цилиндрических расточек рабочей полости, и двумя сопряженными с дугами окружностей участками прямой линии длиной, равной расстоянию между осями цилиндрических расточек рабочей полости, в осевом направлении полость ограничена двумя плоскими стенками, одна из которых выполнена в корпусе насоса, а другая - образована плоской крышкой, и при этом сообщена с дополнительной полостью и полостью смазочной жидкости компенсатора посредством двух раздельных систем каналов, входящих в полость, в которой размещены шестерни связи, через прямолинейные участки контура по разные стороны от находящихся в зацеплении шестерен связи, а дополнительная полость посредством канала, выполненного в корпусе насоса, сообщена с кольцевыми полостями, образованными между подшипниковыми опорами, торцовыми уплотнениями, валом и корпусом насоса, причем все полости полностью заполнены смазочной жидкостью.To achieve this technical solution, a submersible multiphase pump installation, including a submersible motor with hydroprotection, a pump containing a housing with suction, discharge and working cavities located between them in the form of two parallel cylindrical bores in which two rotors are located with feed screws connected to each other, the mutual position of which is synchronized by the communication gears, the rotor shafts are supported by bearing bearings, the output end of one of the shafts with It is connected through a gear transmission and a hydraulic protection shaft with a shaft of a submersible electric motor, while the bearings, communication gears and gears are placed in cavities made in the pump casing, isolated from the suction cavity by mechanical seals and communicated through a system of channels made in the pump casing, to each other and with an additional cavity made in the pump casing and partially filled with lubricating fluid, according to the invention is provided with a submersible electric device placed between the pump and the hydraulic protection an engine with a compensator comprising a housing and a cavity of lubricating fluid bounded along its outer contour by an elastic diaphragm and communicated through channels made in the housing of the compensator and pump, with cavities in the pump housing, in which the gear train and bearing bearings are placed, and with an additional cavity, and the cavity in the pump housing, in which the gears of engagement are located, is disconnected by means of the flat cover mounted on it from the cavities in which the bearings and gears are placed transmission, and is made in a section perpendicular to the axes of the cylindrical bores of the working cavity, along a contour described by two arcs of circles with centers located on the axes of the cylindrical bores of the working cavity, and two sections of a straight line conjugated with the arcs of circles with a length equal to the distance between the axes of the cylindrical bores of the working cavity, in the axial direction the cavity is bounded by two flat walls, one of which is made in the pump casing, and the other is formed by a flat cover, and at the same time is communicated with an additional the entire cavity and the cavity of the lubricating fluid of the compensator by means of two separate systems of channels entering the cavity in which the communication gears are located, through straight sections of the circuit on opposite sides of the engaged gears of communication, and the additional cavity through the channel made in the pump housing is in communication with annular cavities formed between bearing bearings, mechanical seals, a shaft and a pump housing, all cavities being completely filled with lubricating fluid.

Новым является также то, что радиус дуг окружностей больше радиуса наружных поверхностей шестерен связи на величину радиального зазора, исключающего касание шестерен связи и корпуса насоса.Also new is the fact that the radius of the arcs of circles is greater than the radius of the outer surfaces of the communication gears by the value of the radial clearance, which excludes contact of the communication gears and the pump housing.

Кроме того, осевая протяженность полости, в которой размещены находящиеся в зацеплении шестерни связи, больше осевой длины шестерен связи на величину осевого зазора, исключающего касание шестерен связи стенки корпуса и крышки.In addition, the axial extent of the cavity in which the communication gears are engaged is larger than the axial length of the communication gears by the value of the axial clearance, which excludes the contacting gears of the housing wall and the cover.

Новым является и то, что система каналов, через которую сообщены полость смазочной жидкости компенсатора и полость в корпусе насоса, в которой размещены шестерни связи, выполнена в виде трубопровода, расположенного на наружных поверхностях корпусов насоса и компенсатора, и подсоединенного к выполненным в них каналам в точках их выходов.Also new is the fact that the channel system through which the cavity of the lubricant fluid of the compensator and the cavity in the pump housing in which the communication gears are located is communicated is made in the form of a pipeline located on the outer surfaces of the pump and compensator housings and connected to the channels made in them points of their exits.

Новым является также и то, что точки выходов каналов, выполненных в корпусах насоса и компенсатора и соединенных между собой трубопроводом, в полость смазочной жидкости компенсатора и в полость, в которой размещены шестерни связи, выполнены максимально удаленными друг от друга.Also new is the fact that the exit points of the channels made in the pump and compensator housings and connected by a pipeline to the cavity of the lubricant fluid of the compensator and to the cavity in which the communication gears are located are made as far as possible from each other.

Кроме того, шестерни связи размещены в полости с равными осевыми зазорами по отношению к стенке и крышке.In addition, the communication gears are placed in the cavity with equal axial clearances with respect to the wall and the cover.

Благодаря введению новых признаков обеспечивается постоянная циркуляция смазочной жидкости по замкнутому контуру, включающему полость смазочной жидкости компенсатора, полости размещения зубчатой передачи, шестерен связи и дополнительную полость с кольцевыми полостями, образованными между подшипниковыми опорами, торцовыми уплотнениями, валом и корпусом. Циркуляция обеспечивается благодаря переносу смазочной жидкости вращающимися шестернями связи, находящимися в зацеплении и работающими как шестеренный насос, из дополнительной полости в корпусе насоса в полость смазочной жидкости компенсатора через систему каналов с трубопроводом, из которой через систему каналов, выполненных в корпусах компенсатора и насоса, смазочная жидкость вновь поступает в дополнительную полость.Thanks to the introduction of new features, a constant circulation of the lubricating fluid in a closed circuit is provided, including a compensator lubricating fluid cavity, gear transmission cavity, communication gears and an additional cavity with annular cavities formed between bearing bearings, mechanical seals, shaft and housing. The circulation is ensured due to the transfer of the lubricant by rotating coupling gears, which are meshed and working as a gear pump, from an additional cavity in the pump housing to the cavity of the compensator lubricant through a channel system with a pipeline, from which through a channel system made in the compensator and pump cases, the lubricant the fluid again enters the additional cavity.

Кроме этого, упругая диафрагма, ограничивающая полость смазочной жидкости компенсатора по ее наружному контуру, позволяет изменять ее объем и обеспечивать более полный переток смазочной жидкости из полостей, выполненных в корпусе насоса, в полость смазочной жидкости компенсатора или обратно при изменениях объема смазочной жидкости вследствие изменения ее температуры. В результате улучшается процесс отвода тепла, выделяемого в зонах контакта элементов пары трения торцовых уплотнений, зубчатой пары, шестерен связи.In addition, the elastic diaphragm restricting the cavity of the lubricant of the compensator along its outer contour allows you to change its volume and provide a more complete flow of the lubricant from the cavities made in the pump housing into the cavity of the lubricant of the compensator or vice versa when the volume of the lubricant changes due to changes in it temperature. As a result, the process of removing heat generated in the contact zones of the elements of the friction pair of mechanical seals, gear pair, and communication gears improves.

Предлагаемая погружная многофазная насосная установка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3, 4, 5:The proposed submersible multiphase pumping unit is illustrated by the drawings shown in figures 1, 2, 3, 4, 5:

на фиг.1 показан общий вид установки;figure 1 shows a General view of the installation;

на фиг.2 показан продольный разрез насоса;figure 2 shows a longitudinal section of a pump;

на фиг.3 показан продольный разрез установки;figure 3 shows a longitudinal section of the installation;

на фиг.4 показан поперечный разрез установки по А-А (фиг.3);figure 4 shows a cross section of the installation along aa (figure 3);

на фиг.5 показан поперечный разрез насоса по Б-Б (фиг.2). Погружная многофазная насосная установка (фиг.1) включает погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2, насос 3 и компенсатор 4, размещенный между ними.figure 5 shows a cross section of the pump along BB (figure 2). Submersible multiphase pumping unit (figure 1) includes a submersible motor 1 with hydroprotection 2, pump 3 and compensator 4 located between them.

Насос 3 (фиг.1) содержит состоящий из нескольких последовательно соединенных модулей корпус 5 (фиг.2) с всасывающими окнами 6, всасывающей 7 и нагнетательной 8 полостями, между которыми расположена рабочая полость, выполненная в виде двух параллельных цилиндрических расточек 9, 10 (фиг.5), в которых размещены два ротора 11, 12 (фиг.2) с сопряженными между собой подающими винтами 13, 14. Взаимное положение подающих винтов 13, 14 синхронизировано находящимися в зацеплении шестернями связи 15, 16. Валы роторов опираются на подшипниковые опоры 17, 18, 19. От смещения в осевом направлении роторы зафиксированы упорными подшипниками 20, 21. Выходной конец одного из валов через шлицевую муфту 22 соединен с валом- шестерней 23 зубчатой передачи с внутренним зацеплением, а выходной конец вала колеса 24 зубчатой передачи соединен через вал компенсатора 25 (фиг.3) и вал гидрозащиты 2 с валом погружного электродвигателя 1 (фиг.1).Pump 3 (Fig. 1) contains a housing 5 (Fig. 2) consisting of several modules connected in series with suction windows 6, suction 7 and discharge 8 cavities, between which there is a working cavity made in the form of two parallel cylindrical bores 9, 10 ( 5), in which two rotors 11, 12 (FIG. 2) are placed with feed screws 13, 14 interconnected. The relative position of the feed screws 13, 14 is synchronized by the engaged gears 15, 16. The rotor shafts are supported by bearings supports 17, 18, 19. From displacement in the axial direction, the rotors are fixed by thrust bearings 20, 21. The output end of one of the shafts through the spline coupling 22 is connected to the gear shaft 23 of the gear train with internal gearing, and the output end of the shaft of the gear wheel 24 is connected through the shaft of the compensator 25 (Fig. 3) and a shaft of hydroprotection 2 with a shaft of a submersible electric motor 1 (figure 1).

Подшипниковые опоры 17, 19 (фиг.2), упорные подшипники 20, 21, зубчатая передача и шестерни связи 15, 16 размещены в полостях, выполненных в соответствующих модулях корпуса насоса 3 (фиг.1) и изолированных от полости всасывания 6 (фиг.2) торцовыми уплотнениями 26. Полость 27 (фиг.4), в которой размещены шестерни связи 15, 16, выполнена в сечении, перпендикулярном осям цилиндрических расточек, по контуру, описываемому двумя дугами окружностей 28, 29 с центрами O₁, O₂, находящимися на осях цилиндрических расточек рабочей полости, и двумя сопряженными с дугами окружностей участками прямой линии 30, 31 длиной, равной расстоянию между осями цилиндрических расточек рабочей полости. В осевом направлении полость 27 (фиг.4) ограничена стенкой 32 (фиг.3) корпуса насоса 3 (фиг.1) и плоской крышкой 33 (фиг.2), установленной на полость.Bearing bearings 17, 19 (FIG. 2), thrust bearings 20, 21, gear and communication gears 15, 16 are placed in cavities made in the respective modules of the pump casing 3 (FIG. 1) and isolated from the suction cavity 6 (FIG. 2) mechanical seals 26. The cavity 27 (Fig. 4), in which the communication gears 15, 16 are placed, is made in a section perpendicular to the axes of the cylindrical bores, along the contour described by two arcs of circles 28, 29 with centers O ₁ , O ₂ , located on the axes of the cylindrical bores of the working cavity, and two adjacent to the arcs NOSTA straight line portions 30, 31 of length equal to the distance between the axes of the bores cylindrical working cavity. In the axial direction, the cavity 27 (figure 4) is limited by the wall 32 (figure 3) of the pump casing 3 (figure 1) and a flat cover 33 (figure 2) mounted on the cavity.

В корпусе насоса 3 (фиг.1) выполнена дополнительная полость 34 (фиг.3), сообщенная каналом 35 с полостью 27, в которой установлены шестерни связи, и каналами 36, 37 с полостями 38, 39, 40, в которых размещены зубчатая передача, подшипниковые опоры и упорные подшипники. Полость 27 сообщена посредством каналов 41, 42 и трубопровода 43 с полостью смазочной жидкости 44 компенсатора, ограниченной по наружному контуру упругой диафрагмой 45. Дополнительная полость 34 через канал 47 сообщена также с кольцевыми полостями, образованными между подшипниковыми опорами, торцовыми уплотнениями, валом и корпусом насоса.In the pump casing 3 (Fig. 1), an additional cavity 34 (Fig. 3) is made, communicated by a channel 35 with a cavity 27 in which communication gears are installed, and channels 36, 37 with cavities 38, 39, 40 in which the gear is placed , bearings and thrust bearings. The cavity 27 is communicated through channels 41, 42 and a pipe 43 with a compensator lubricant fluid 44 bounded by an elastic diaphragm 45 along the outer contour. An additional cavity 34, through a channel 47, also communicates with annular cavities formed between the bearings, mechanical seals, the shaft and the pump housing .

Все полости полностью заполнены смазочной жидкостью, как правило, минеральным маслом. Составные части насосной установки, включая модули насоса, скреплены между собой болтовыми соединениями. Роторы, шестерни связи установлены в корпус насоса с гарантированным зазором, исключающим их касание.All cavities are completely filled with lubricating fluid, usually mineral oil. The components of the pumping unit, including the pump modules, are bolted together. Rotors, communication gears are installed in the pump casing with a guaranteed clearance that excludes their contact.

Работает насосная установка следующим образом:The pump unit operates as follows:

Откачиваемая пластовая жидкость через всасывающие окна 6 (фиг.2) поступает в полость всасывания 7, перемещается вращающимися подающими винтами 13, 14 в полость нагнетания 8, откуда через канал 46 (фиг.5) поступает в колонну насосно-компрессорных труб и нагнетается из скважины потребителю. Поток откачиваемой жидкости при прохождении через всасывающие окна 6 (фиг.2) и полость всасывания 7 охлаждает с наружной стороны зону контакта торцовых уплотнений 26 и подшипниковые опоры 17, 18. Отвод тепла, выделяемого при работе зубчатой передачи и шестерен связи 15, 16, осуществляется за счет циркуляции смазочной жидкости по контуру, включающему полость смазочной жидкости 44 (фиг.3) компенсатора 4 (фиг.1), полость 27 (фиг.4) размещения шестерен связи 15, 16, полости 38, 39 (фиг.3), дополнительную полость 34, зубчатой передачи, подшипниковых опор 19, 20, 21 (фиг.2), кольцевые полости, образованные между подшипниковыми опорами 17 и торцовыми уплотнениями 26.The pumped-out formation fluid through the suction windows 6 (Fig. 2) enters the suction cavity 7, moves by the rotating feed screws 13, 14 into the discharge cavity 8, from where it enters the tubing string through the channel 46 (Fig. 5) and is pumped from the well to the consumer. The flow of pumped liquid when passing through the suction windows 6 (Fig.2) and the suction cavity 7 cools the contact area of the mechanical seals 26 and the bearing bearings 17, 18 from the outside. The heat generated during the operation of the gear transmission and communication gears 15, 16 is carried out due to the circulation of the lubricating fluid along the circuit, including the cavity of the lubricating fluid 44 (figure 3) of the compensator 4 (figure 1), the cavity 27 (figure 4) of the placement of the gears 15, 16, cavity 38, 39 (figure 3), additional cavity 34, gear, bearing bearings 19, 20, 21 (figure 2), rotating arm cavity formed between the bearing assemblies 17 and 26 face seals.

Одновременно циркулирующая смазочная жидкость дополнительно охлаждает зоны контакта торцовых уплотнений 26 и подшипниковые опоры 17 с внутренней стороны.At the same time, the circulating lubricating fluid further cools the contact zones of the mechanical seals 26 and the bearing bearings 17 from the inside.

Циркуляция смазочной жидкости происходит следующим образом. Находящиеся в зацеплении шестерни связи 15, 16, размещенные в полости 27 с минимальными зазорами по наружной и боковым поверхностям по отношению к стенкам полости, при вращении работают как шестеренный насос и перемещают смазочную жидкость из дополнительной полости 34 через каналы 35, 41, 42 (фиг.4) и трубопровод 43 (фиг.3) в полость смазочной жидкости 44, откуда смазочная жидкость через полости 38, 39 и каналы 37 и 36 вновь поступает в дополнительную полость 34. Выделяемое при работе насоса 3 (фиг.1) тепло воспринимается смазочной жидкостью и через стенки насоса и компенсатора 4 отводится в окружающую насосную установку пластовую жидкость. Перед спуском установки в скважину контур циркуляции полностью заполняется смазочной жидкостью с вытеснением воздуха через выпускной канал в верхней точке контура циркуляции. При повышении температуры в насосе смазочная жидкость из-за теплового расширения увеличивается в объеме, и некоторая его часть перетекает в полость смазочной жидкости компенсатора, которая способна принять эту жидкость благодаря расширению упругой диафрагмы 45 (фиг.3), ограничивающей полость по ее наружному контуру. При уменьшении температуры происходит обратный переток смазочной жидкости.The circulation of the lubricant is as follows. Engaged gears of coupling 15, 16, placed in cavity 27 with minimal gaps on the outer and lateral surfaces with respect to the walls of the cavity, rotate as a gear pump and move the lubricant from the additional cavity 34 through channels 35, 41, 42 (Fig. .4) and pipeline 43 (FIG. 3) into the cavity of the lubricating fluid 44, from where the lubricating fluid through the cavities 38, 39 and channels 37 and 36 again enters the additional cavity 34. The heat released during the operation of the pump 3 (FIG. 1) is perceived as lubricating liquid and through the walls of us ca compensator 4 and removed into the surrounding formation fluid pump device. Before the installation is launched into the well, the circulation circuit is completely filled with lubricating fluid with air displaced through the exhaust channel at the upper point of the circulation circuit. With increasing temperature in the pump, the lubricating fluid increases in volume due to thermal expansion, and some of it flows into the cavity of the compensator's lubricating fluid, which is able to receive this fluid due to the expansion of the elastic diaphragm 45 (Fig. 3), which limits the cavity along its outer contour. With decreasing temperature, the backflow of lubricating fluid occurs.

Таким образом, повышается надежность работы погружной насосной установки за счет увеличения долговечности работы торцовых уплотнений, шестерен связи и зубчатой передачи путем интенсификации теплообмена с использованием вращающихся шестерен связи для обеспечения циркуляции смазочной жидкости.Thus, the reliability of the submersible pump installation is improved by increasing the durability of the mechanical seals, communication gears and gear transmission by intensifying heat transfer using rotating communication gears to ensure the circulation of the lubricating fluid.

Claims

1. Submersible multiphase pump installation, including a submersible motor with hydraulic protection, a pump containing a housing with suction, discharge and working cavities located between them in the form of two parallel cylindrical bores, in which two rotors are located with feed screws connected to each other, the mutual position of which synchronized by the gears connected to the gears, the rotor shafts are supported by bearings, the output end of one of the shafts is connected through a gear and the guide shaft protections with a shaft of a submersible electric motor, while bearing bearings, communication gears and gears are placed in cavities made in the pump casing, completely filled with lubricant and isolated from the suction cavity by mechanical seals and communicated through a system of channels made in the pump casing, with each other and with additional cavity, made in the pump casing and partially filled with lubricating fluid, characterized in that it is equipped with a submersible electric element placed between the pump and the hydraulic protection of a motor with a compensator containing a housing and a cavity of lubricating fluid bounded along its outer contour by an elastic diaphragm and communicated through channels made in the housing of the compensator and pump, with cavities in the pump housing, in which a gear transmission and bearing bearings are installed, and with an additional cavity, and the cavity in the pump housing, in which the gears of engagement are located, is disconnected by means of the flat cover mounted on it from the cavities in which the bearings and the bearings are placed the gear transmission, and made in a cross section perpendicular to the axes of the cylindrical bores of the working cavity, along a contour described by two arcs of circles with centers located on the axes of the cylindrical bores of the working cavity, and two sections of a straight line that are equal to the distance between the axes of the cylindrical bores the working cavity, in the axial direction, the cavity is bounded by two flat walls, one of which is made in the pump casing, and the other is formed by a flat cover, and while communicating with by an additional cavity and a cavity of the lubricant fluid of the compensator by means of two separate systems of channels entering the cavity in which the communication gears are located, through straight sections of the circuit on opposite sides of the engaged gears of communication, and the additional cavity by means of a channel made in the pump housing is communicated with annular cavities formed between bearing bearings, mechanical seals, a shaft and a pump housing, all cavities being completely filled with lubricating fluid.

2. Submersible multiphase pump installation according to claim 1, characterized in that the radius of the arcs of circles is greater than the radius of the outer surfaces of the communication gears by the value of the radial clearance, excluding the contact of the communication gears and the pump housing.

3. Submersible multiphase pump installation according to claim 1, characterized in that the axial extent of the cavity in which the gears of communication are engaged are larger than the axial length of the gears by an amount of axial clearance that excludes contact of the gears between the wall of the housing and the cover.

4. Submersible multiphase pump installation according to claim 1, characterized in that the channel system through which the lubricant fluid cavity of the compensator and the cavity in the pump housing in which the communication gears are located is made in the form of a pipeline located on the outer surfaces of the pump and compensator housings , and connected to the channels made in them at the points of their outputs.

5. Submersible multiphase pump installation according to claim 1 or 4, characterized in that the outlet points of the channels made in the pump and compensator bodies and connected by a pipeline into the cavity of the lubricant fluid of the compensator and into the cavity in which the communication gears are located are made as much as possible remote from each other.

6. Submersible multiphase pump unit according to claim 1 or 3, characterized in that the communication gears are placed in a cavity with equal axial clearances with respect to the wall and the cover.