RU2514457C1

RU2514457C1 - Borehole pump assembly

Info

Publication number: RU2514457C1
Application number: RU2013102254/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Пещеренко; Анатолий Васильевич Сергиенко; Александр Сергеевич Фадейкин; Олег Владиславович Комаров; Самир Джамалевич Абахри
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-04-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed assembly comprises drive motor, hydraulic protection, electrically drive rotary pump and cable line. Connector is arranged between hydraulic protection and drive motor to displace axis of the former relative to the latter. Said connector has encased thick-wall tube with cut-outs made perpendicular to tube axis.

EFFECT: higher reliability, longer life.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосных агрегатах, применяемых, например, в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для перекачивания химически активных жидкостей, суспензий и пульп.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in pumping units used, for example, in the oil, chemical and other industries for pumping chemically active liquids, suspensions and pulps.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и погружной насос, с жестким соединением секций (см. 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 submersible pump with a rigid connection sections (see Bukhalenko EI and other oilfield equipment. Reference book. M: Nedra, 1990, S. 124-127).

Недостатком известной конструкции является низкая надежность при эксплуатации в искривленных скважинах, при спуске в которые насосный агрегат подвергается значительным изгибающим нагрузкам, что может привести к пластической деформации жестких соединений секций.A disadvantage of the known design is the low reliability during operation in deviated wells, when descending into which the pump unit is subjected to significant bending loads, which can lead to plastic deformation of the rigid joints of the sections.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий 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 - 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 (см. патент RU 2136971 Cl, F04D 13/10, 29/62, опубл. 10.09.1999).Known submersible pump unit containing a submersible electric motor and modular sections interconnected by a movable device made in the form of a sleeve-base, at one end connected to the housing of one pump section, and from the second - a spherical 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 by the flange part to the second section of the pump (see patent RU 2136971 Cl, F04D 13/10, 29/62, publ. 09/10/1999).

Недостатком данной конструкции является низкая надежность при работе в изогнутом состоянии в скважинах с короткими прямолинейными участками, недостаточными для размещения всего насосного агрегата вдоль прямой линии.The disadvantage of this design is the low reliability when working in a bent state in wells with short straight sections, insufficient to accommodate the entire pumping unit along a straight line.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является погружной агрегат для добычи нефти из скважин, содержащий погружной центробежный насос, гидрозащиту и погружной электродвигатель, входной модуль, кабельную линию, проходящую вдоль погружного агрегата, соединительный элемент, выполненный в виде эксцентриковой муфты, посредством которой, по крайней мере, ось электроцентробежного насоса параллельно смещена относительно оси электродвигателя в сторону, противоположную той, по которой проходит кабельная линия (патент на полезную модель RU 73024, Е21В 43/00, опубл. 10.05.2008). Эксцентриковая муфта может быть установлена между насосом и входным модулем, между входным модулем и протектором или между протектором и погружным электродвигателем.Closest to the claimed technical essence is a submersible unit for oil production from wells, containing a submersible centrifugal pump, hydraulic protection and a submersible electric motor, an input module, a cable line running along the submersible unit, a connecting element made in the form of an eccentric coupling, by which, at least, the axis of the electric centrifugal pump is parallel offset from the axis of the electric motor in the direction opposite to that along which the cable line passes (patent on the field hydrochloric model RU 73024, E 21 B 43/00, publ. 10.05.2008). An eccentric coupling can be installed between the pump and the input module, between the input module and the protector, or between the protector and the submersible motor.

Недостатком данного изобретения является низкая надежность эксцентриковой муфты при повышенных частотах, на которых работают электроцентробежные насосные установки с вентильными двигателями.The disadvantage of this invention is the low reliability of the eccentric coupling at elevated frequencies at which the electric centrifugal pump units with valve motors operate.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности насосного агрегата путем упрочнения соединения валов, снижения изгибающих нагрузок при прохождении искривленных участков скважины, а также возможность использования в скважинах с короткими прямолинейными участками.The objective of the invention is to increase the reliability and durability of the pumping unit by strengthening the connection of the shafts, reducing bending loads when passing curved sections of the well, as well as the possibility of use in wells with short straight sections.

Для решения поставленной задачи в погружном насосном агрегате, содержащем электродвигатель, гидрозащиту, электроцентробежный насос, кабельную линию и установленный между гидрозащитой и электродвигателем соединительный элемент, смещающий ось гидрозащиты относительно оси электродвигателя, согласно изобретению соединительный элемент содержит заключенную в корпус толстостенную трубу с прорезями, перпендикулярными ее оси.To solve the problem in a submersible pump unit containing an electric motor, hydraulic protection, an electric centrifugal pump, a cable line and a connecting element installed between the hydraulic protection and the electric motor, which displaces the hydraulic protection axis relative to the axis of the electric motor, according to the invention, the connecting element comprises a thick-walled pipe enclosed in a housing with slots perpendicular to it axis.

При этом прорези расположены попарно с противоположных сторон трубы, а каждая последующая пара повернута относительно предыдущей на 90°. Предпочтительно, чтобы продольные стенки прорезей были ориентированы под углом, сходящимся к центру.In this case, the slots are arranged in pairs on opposite sides of the pipe, and each subsequent pair is rotated 90 ° relative to the previous one. Preferably, the longitudinal walls of the slots are oriented at an angle converging to the center.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемого агрегата; на фиг.2 - гибкая толстостенная труба с прорезями, на фиг.3 - поперечный разрез трубы по А-А фиг.2.Figure 1 presents a General view of the inventive unit; figure 2 is a flexible thick-walled pipe with slots, figure 3 is a transverse section of a pipe along aa of figure 2.

Погружной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель 1, электроцентробежный насос 2, кабельную линию 3, входной модуль 5, гидрозащиту 6 (фиг.1). Между электродвигателем 1 и гидрозащитой 6 размещен соединительный элемент, содержащий гибкую толстостенную трубу 9, заключенную в корпус 7. Диаметр гидрозащиты 6 совпадает с диаметром электроцентробежного насоса 2. Оси электроцентробежного насоса 2 и гидрозащиты 6 параллельно смещены относительно оси электродвигателя 1 с образованием несоосности 4 (фиг.1). Это позволяет увеличить диаметр используемого насоса и, соответственно, уменьшить его длину, не изменяя при этом напора.Submersible pump unit contains a submersible motor 1, an electric centrifugal pump 2, a cable line 3, an input module 5, a hydraulic protection 6 (Fig. 1). Between the electric motor 1 and the hydraulic protection 6, a connecting element is placed containing a flexible thick-walled pipe 9 enclosed in the housing 7. The diameter of the hydraulic protection 6 is the same as the diameter of the electric centrifugal pump 2. The axes of the electric centrifugal pump 2 and the hydraulic protection 6 are parallelly displaced relative to the axis of the electric motor 1 with the formation of misalignment 4 (Fig. .one). This allows you to increase the diameter of the pump used and, accordingly, reduce its length without changing the pressure.

Гибкая толстостенная труба 9 выполнена с прорезями 10, расположенными в параллельных плоскостях, перпендикулярных к оси трубы (фиг.2). Прорези расположены попарно с противоположных сторон трубы 9, при этом каждая последующая пара повернута по оси трубы 9 относительно предыдущей на 90°. Продольные стенки прорезей 10 ориентированы под углом, сходящимся к центру. Расширение прорезей 10 на внешней стороне трубы 9 позволяет снизить напряжения и обеспечить необходимую изгибную жесткость. На концах трубы 9 установлены концевые посадочные втулки 8. Соединительный элемент компенсирует несоосность 4 и служит для передачи вращательного момента между смещенными валами электродвигателя 1 и насоса 2.Flexible thick-walled pipe 9 is made with slots 10 located in parallel planes perpendicular to the axis of the pipe (figure 2). The slots are arranged in pairs on opposite sides of the pipe 9, with each subsequent pair rotated along the axis of the pipe 9 relative to the previous one by 90 °. The longitudinal walls of the slots 10 are oriented at an angle converging to the center. The expansion of the slots 10 on the outside of the pipe 9 can reduce stress and provide the necessary bending stiffness. At the ends of the pipe 9, end fit bushings are installed 8. The connecting element compensates for misalignment 4 and serves to transmit torque between the offset shafts of the motor 1 and pump 2.

При сборке агрегата к валу электродвигателя 1 присоединяют гибкую трубу 9 через одну из концевых посадочных втулок 8, ко второй концевой посадочной втулке присоединяют вал гидрозащиты 6, далее сборка происходит без изменений. Собранный таким образом агрегат опускают в скважину.When assembling the unit, a flexible pipe 9 is connected to the shaft of the electric motor 1 through one of the end fit bushings 8, the hydroprotection shaft 6 is attached to the second end fit bush, then the assembly takes place without changes. The assembly thus assembled is lowered into the well.

В процессе работы крутящий момент от вала двигателя 1 передается при вращении одной концевой посадочной втулки 8 через гибкую трубу 9 с прорезями 10 другой концевой посадочной втулке и валу насоса 2. Компенсация смещения валов происходит за счет упругой деформации гибкой толстостенной трубы 9.During operation, the torque from the motor shaft 1 is transmitted when one end landing sleeve 8 is rotated through the flexible pipe 9 with slots 10 to the other end landing sleeve and the pump shaft 2. Compensation of the shaft displacement is due to elastic deformation of the flexible thick-walled pipe 9.

Во время спуска заявляемого насосного агрегата в скважину прохождение искривленных участков облегчается благодаря уменьшенной длине насоса.During the descent of the inventive pumping unit into the well, the passage of the curved sections is facilitated by the reduced length of the pump.

Изобретение позволяет упрочнить соединение валов, защитить насосную установку от продольного изгиба при спуске в искривленную скважину, снизить вероятность и повысить надежность работы в изогнутом состоянии при эксплуатации в скважинах с короткими прямолинейными участками.The invention allows to strengthen the connection of the shafts, to protect the pumping unit from longitudinal bending during descent into a curved well, to reduce the likelihood and increase the reliability of work in a bent state when operating in wells with short straight sections.

Claims

1. A submersible pump unit comprising an electric motor, hydraulic protection, an electric centrifugal pump, a cable line and a connecting element installed between the hydraulic protection and the electric motor, displacing the hydraulic protection axis relative to the axis of the electric motor, characterized in that the connecting element comprises a thick-walled pipe enclosed in a housing with slots perpendicular to its axis .

2. Submersible pumping unit according to claim 1, characterized in that the slots are arranged in pairs on opposite sides of the pipe, and each subsequent pair is rotated 90 ° relative to the previous one.

3. The submersible pump unit according to claim 1, characterized in that the longitudinal walls of the slots are oriented at an angle converging to the center.