RU2717474C2 - Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) - Google Patents
Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717474C2 RU2717474C2 RU2018112979A RU2018112979A RU2717474C2 RU 2717474 C2 RU2717474 C2 RU 2717474C2 RU 2018112979 A RU2018112979 A RU 2018112979A RU 2018112979 A RU2018112979 A RU 2018112979A RU 2717474 C2 RU2717474 C2 RU 2717474C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston module
- cavity
- sleeve
- module according
- pistons
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в устройствах для гидравлической защиты установок погружных электроцентробежных насосов, используемых для добычи скважинной жидкости, в том числе и битумосодержащей нефти, на различных глубинах из скважин различных диаметров.The invention relates to the field of oil production and can be used in devices for hydraulic protection of submersible electric centrifugal pump installations used for producing well fluid, including bitumen-containing oil, at various depths from wells of various diameters.
Основные функции устройства для гидравлической защиты электродвигателя (далее - гидрозащита) - это защита погружного электродвигателя от проникновения пластовой жидкости, выравнивание давления между внутренней полостью электродвигателя и скважиной, компенсация утечек и тепловых расширений масла при эксплуатации электродвигателя. Гидрозащита состоит из протектора или протектора и компенсатора. Протектор также служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к насосу и восприятия осевой нагрузки от вала насоса.The main functions of the device for hydraulic protection of the electric motor (hereinafter referred to as hydraulic protection) are protection of the submersible electric motor from penetration of formation fluid, equalization of pressure between the internal cavity of the electric motor and the well, compensation of leakages and thermal expansion of the oil during operation of the electric motor. Hydroprotection consists of a tread or tread and compensator. The tread also serves to transmit torque from the electric motor to the pump and to absorb axial load from the pump shaft.
В настоящее время наибольшее распространение получили гидрозащиты диафрагменного типа («Скважинные насосные установки для добычи нефти», Ивановский В.Н. и др., 2002, стр 131-134). В таких гидрозащитах в качестве компенсирующего элемента протектора и компенсатора используются диафрагмы из упругого эластомера. Однако данная конструкция имеет ряд существенных недостатков, главные из которых это низкие теплостойкость и теплоотдача, а также, газопроницаемость диафрагмы. Все это ограничивает применение данной конструкции.At present, diaphragm type hydraulic shields are most widely used (“Well pumping units for oil production”, Ivanovsky VN et al., 2002, pp. 131-134). In such hydroprotectors, diaphragms made of elastic elastomer are used as a compensating element of the tread and compensator. However, this design has a number of significant drawbacks, the main of which are low heat resistance and heat transfer, as well as the gas permeability of the diaphragm. All this limits the application of this design.
Частично эти недостатки решаются в металлосильфонной гидрозащите, которая обладает высокой теплостойкостью и не чувствительна к газу, содержащемуся в пластовой жидкости. Например, известен скважинная насосная установка, содержащая центробежный насос, погружной электродвигатель и гидрозащиту, которая состоит из цилиндрического корпуса, верхнего и нижнего ниппелей, вала, направляющей трубки, окружающей вал, и сильфона, окружающего направляющую трубку (по патенту US 8932034B2, кл. F04B 35/04, опубл. 13.01.15). Но, следует отметить, что данная конструкция также как и диафрагменная гидрозащита имеет низкую теплоотдачу и, кроме того, обладает низкой компенсационной способностью.Partially, these disadvantages are solved in a metal-bellows hydroprotection, which has high heat resistance and is not sensitive to the gas contained in the reservoir fluid. For example, a well pumping installation is known, comprising a centrifugal pump, a submersible motor and hydraulic protection, which consists of a cylindrical body, upper and lower nipples, a shaft, a guide tube surrounding the shaft, and a bellows surrounding the guide tube (according to US 8932034B2, class F04B 35/04, publ. 01/13/15). But, it should be noted that this design as well as diaphragm hydroprotection has low heat transfer and, in addition, has a low compensating ability.
Все вышеперечисленные проблемы решаются в гидрозащитах поршневого типа. Например, известен поршневой протектор двигателя, двигатель и насосная установка с его использованием. (по патенту US 6307290, МПК H02K 5/132, F04D 13/08, опубл. 23.10.01). В качестве компенсирующего элемента в протекторе электродвигателя выступает расположенный в кольцевой камере между корпусом и трубкой кольцевой поршень (один), который имеет возможность возвратно-поступательного движения в пределах указанной кольцевой камеры.All of the above problems are solved in piston type hydraulic protections. For example, a piston tread of an engine, an engine and a pumping unit using it are known. (according to the patent US 6307290, IPC
Недостатком данного устройства является то, что в процессе эксплуатации подобного устройства на ограничивающих кольцевую камеру внутренней стенке цилиндрического корпуса и внешней стенке трубки образуются солеотложения (продукты реакции стенок кольцевой камеры и химически активной пластовой жидкости). Как следствие, подобные образования могут существенно препятствовать движению кольцевого поршня в пределах соответствующего участка кольцевой камеры, вплоть до полного заклинивания поршня и соответственно выхода протектора из строя. Кроме того, связь поршня с затрубным пространством осуществляется через полость, расположенную сверху поршня, поэтому в случае потери им герметичности пластовая жидкость попадет в электродвигатель, что вызовет короткое замыкание и выход из строя.The disadvantage of this device is that during the operation of such a device on the inner wall of the cylindrical body that encloses the annular chamber and the outer wall of the tube, scale deposits are formed (reaction products of the walls of the annular chamber and chemically active formation fluid). As a result, such formations can significantly impede the movement of the annular piston within the corresponding portion of the annular chamber, up to the complete jamming of the piston and, accordingly, the failure of the tread. In addition, the piston is connected with the annulus through a cavity located on top of the piston, therefore, in case of loss of tightness, the formation fluid will fall into the electric motor, which will cause a short circuit and failure.
Наиболее близким техническим решением является устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса, выполненное в виде протектора, размещенного между электродвигателем и насосом, и содержит корпус, трубу, установленную коаксиально корпусу и валу привода, ниппели, кольцевой поршень, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения в кольцевой камере, образованной корпусом и трубой, и разделяющий камеру на два участка. Участки заполнены диэлектрической и пластовой жидкостями. Устройство также содержит разделитель упомянутых жидкостей, свободно установленный в кольцевой камере со стороны торца кольцевого поршня, контактирующего с пластовой жидкостью и обращенного ко второму ниппелю, с возможностью независимого от поршня перемещения. Разделитель выполнен в виде единой детали, состоящей из двух отрезков трубок, размещенных одна в другой и жестко связанных между собой общим днищем со стороны кольцевого поршня. Поршень и разделитель установлены в кольцевой камере с прилеганием с зазором к внутренней поверхности корпуса и к внешней поверхности трубы. Пространство в зазоре уплотнено и заполнено защитной средой с гидроолеофобными свойствами (по патенту RU 2513546, МПК F04D 13/10, опубл. 20.04.14).The closest technical solution is a device for hydraulic protection of a submersible electric motor of a borehole, mainly centrifugal pump, made in the form of a tread located between the electric motor and the pump, and contains a housing, a pipe mounted coaxially to the housing and the drive shaft, nipples, an annular piston installed with the possibility of reciprocating motion in an annular chamber formed by a housing and a pipe, and dividing the chamber into two sections. The plots are filled with dielectric and formation fluids. The device also comprises a separator of said fluids freely mounted in the annular chamber from the end face of the annular piston in contact with the formation fluid and facing the second nipple, with the possibility of independent movement from the piston. The separator is made in the form of a single part, consisting of two pieces of tubes placed one in the other and rigidly interconnected by a common bottom from the side of the annular piston. The piston and the separator are installed in the annular chamber with a fit with a gap to the inner surface of the housing and to the outer surface of the pipe. The space in the gap is sealed and filled with a protective medium with hydro-oleophobic properties (according to patent RU 2513546, IPC F04D 13/10, publ. 04.20.14).
Недостатком данного устройства является то, что в данном устройстве связь с затрубным пространством имеется в двух местах, что снижает надежность устройства. А также, конструкция прототипа допускает установку только одного поршневого компенсатора, поскольку последовательная установка нескольких таких компенсаторов потребует наличия дополнительного канала для связи с затрубным пространством для каждого из них, что дополнительно снизит надежность.The disadvantage of this device is that in this device, communication with the annulus is in two places, which reduces the reliability of the device. And also, the prototype design allows the installation of only one piston compensator, since the sequential installation of several of these compensators will require an additional channel for communication with the annulus for each of them, which will further reduce reliability.
Предлагаемый в качестве изобретения поршневой модуль, в различных вариантах конструкции, предназначен для использования в составе устройства для гидравлической защиты электродвигателя. Причем следует отметить, что предлагаемый поршневой модуль может быть использован для модернизации ранее известных устройств гидрозащиты, в том числе в составе вышеупомянутых аналогов путем замены модуля компенсации (диафрагменного, сильфонного, поршневого) на предлагаемый поршневой модуль. При этом для обеспечения надежной работы гидрозащиты перепад давления, необходимый для сдвига поршней предлагаемого модуля, не превышает 0,5 кгс/см2. Также, модуль может быть использован в гидрозащитах, находящихся в разработке или планируемых к разработке в будущем.The piston module proposed in accordance with the invention, in various design variants, is intended for use as part of a device for hydraulic protection of an electric motor. It should be noted that the proposed piston module can be used to upgrade previously known hydraulic protection devices, including as part of the aforementioned analogues, by replacing the compensation module (diaphragm, bellows, piston) with the proposed piston module. At the same time, to ensure reliable operation of the hydraulic protection, the pressure differential required for the piston shift of the proposed module does not exceed 0.5 kgf / cm 2 . Also, the module can be used in hydroprotections that are under development or planned for development in the future.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в повышении эффективности и надежности работы устройства для гидравлической защиты скважинного электродвигателя, а также в повышении долговечности его работы.The technical result achieved by using the present invention is to increase the efficiency and reliability of the device for hydraulic protection of a borehole electric motor, as well as to increase the durability of its operation.
Указанный технический результат достигается тем, что поршневой модуль устройства для гидравлической защиты погружного электродвигателя содержит гильзу, коаксиально установленную в ней трубу, которые образуют кольцевую камеру, ограниченную верхней и нижней опорами, в кольцевой камере установлены два кольцевых поршня и защитный элемент, не имеющий механической связи с поршнями, полость кольцевой камеры над поршнями гидравлически связана с полостью внутри трубы, и отличается тем, что устанавливается внутри цилиндрического корпуса устройства для гидравлической защиты электродвигателя с образованием канала между упомянутым корпусом и гильзой.The specified technical result is achieved in that the piston module of the device for hydraulic protection of the submersible electric motor contains a sleeve, a pipe coaxially installed in it, which form an annular chamber bounded by upper and lower supports, two annular pistons and a protective element without mechanical connection are installed in the annular chamber with pistons, the cavity of the annular chamber above the pistons is hydraulically connected to the cavity inside the pipe, and differs in that it is installed inside the cylindrical housing of the device Properties for hydraulic protection of the electric motor with the formation of a channel between the said housing and the sleeve.
Кроме того, канал между упомянутым корпусом и гильзой имеет кольцевую форму.In addition, the channel between the casing and the sleeve has an annular shape.
Кроме того, канал между упомянутым корпусом и гильзой выполнен в виде, по меньшей мере, одной проточки на гильзе.In addition, the channel between the said housing and the sleeve is made in the form of at least one groove on the sleeve.
Кроме того, полость между кольцевыми поршнями заполнена газом.In addition, the cavity between the annular pistons is filled with gas.
Кроме того, полость между кольцевыми поршнями заполнена смесью газа и диэлектрического масла.In addition, the cavity between the annular pistons is filled with a mixture of gas and dielectric oil.
Кроме того, в нижней части кольцевой камеры установлен кольцевой фильтроэлемент, одновременно выполняющий функцию демпфера.In addition, in the lower part of the annular chamber an annular filter element is installed, which simultaneously performs the function of a damper.
Кроме того, фильтроэлемент обладает гидрофобными свойствами.In addition, the filter element has hydrophobic properties.
В частном случае выполнения поршневой модуль устройства для гидравлической защиты электродвигателя установлен в протекторе указанного устройства внутри цилиндрического корпуса между верхним и нижним ниппелями, вал протектора проходит внутри трубы и образует вместе с ней кольцевую полость, которая гидравлически связана с полостью электродвигателя, а полость кольцевой камеры под защитным элементом гидравлически связана с каналом между корпусом и гильзой.In the particular case of the execution of the piston module of the device for hydraulic protection of the electric motor installed in the protector of the specified device inside the cylindrical body between the upper and lower nipples, the tread shaft passes inside the pipe and forms together with it an annular cavity that is hydraulically connected with the cavity of the electric motor, and the cavity of the annular chamber under the protective element is hydraulically connected to the channel between the housing and the sleeve.
Кроме того, канал между корпусом и гильзой связан через канал в верхнем ниппеле с еще одним модулем компенсации.In addition, the channel between the housing and the sleeve is connected through a channel in the upper nipple to another compensation module.
В частном случае выполнения поршневой модуль устройства для гидравлической защиты электродвигателя установлен в протекторе указанного устройства внутри цилиндрического корпуса между верхним и нижним ниппелями, вал протектора проходит внутри трубы и образует вместе с ней кольцевую полость, которая гидравлически связана с полостью электродвигателя и каналом между корпусом и гильзой, а полость кольцевой камеры под защитным элементом гидравлически связана с затрубным пространством.In the particular case of the execution of the piston module of the device for hydraulic protection of the electric motor, it is installed in the tread of the specified device inside the cylindrical body between the upper and lower nipples, the tread shaft passes inside the pipe and forms an annular cavity with it, which is hydraulically connected with the electric cavity and the channel between the body and the sleeve and the cavity of the annular chamber under the protective element is hydraulically connected to the annulus.
В частном случае выполнения поршневой модуль устройства для гидравлической защиты электродвигателя установлен в компенсаторе указанного устройства внутри цилиндрического корпуса между головкой и основанием, полость внутри трубы в верхней части связана с полостью электродвигателя, а в нижней части связана с каналом между корпусом и гильзой, полость кольцевой камеры под защитным элементом гидравлически связана с затрубным пространством.In the particular case of the execution of the piston module of the device for hydraulic protection of the electric motor installed in the compensator of the specified device inside the cylindrical body between the head and the base, the cavity inside the pipe in the upper part is connected with the cavity of the electric motor, and in the lower part is connected with the channel between the body and the sleeve, the cavity of the annular chamber under the protective element is hydraulically connected to the annulus.
Кроме того, к основанию присоединен блок погружной телеметрии, которая подключена через кабели, проходящие внутри трубы.In addition, a submersible telemetry unit is connected to the base, which is connected through cables passing inside the pipe.
Также технический результат достигается тем, что поршневой модуль устройства для гидравлической защиты погружного электродвигателя содержит гильзу, ограниченную верхней и нижней опорами, в гильзе установлены два поршня и защитный элемент, не имеющий механической связи с поршнями, и отличается тем, что поршневой модуль установлен в компенсаторе указанного устройства между головкой и основанием внутри цилиндрического корпуса с образованием канала между упомянутым корпусом и гильзой, полость над поршнями гидравлически связана с полостью электродвигателя, полость под защитным элементом гидравлически связана с затрубным пространством.The technical result is also achieved by the fact that the piston module of the device for hydraulic protection of the submersible motor contains a sleeve limited by upper and lower supports, two pistons and a protective element that does not have mechanical connection with the pistons are installed in the sleeve, and differs in that the piston module is installed in the compensator the specified device between the head and the base inside the cylindrical body with the formation of a channel between the said body and the sleeve, the cavity above the pistons is hydraulically connected to the cavity of the electric motor, the cavity under the protective element is hydraulically connected to the annulus.
Кроме того, канал между упомянутым корпусом и гильзой имеет кольцевую форму.In addition, the channel between the casing and the sleeve has an annular shape.
Кроме того, канал между упомянутым корпусом и гильзой выполнен в виде, по меньшей мере, одной проточки на гильзе.In addition, the channel between the said housing and the sleeve is made in the form of at least one groove on the sleeve.
Кроме того, канал между корпусом и гильзой связан с полостью электродвигателя.In addition, the channel between the housing and the sleeve is connected to the cavity of the electric motor.
Кроме того, канал между корпусом и гильзой связан с затрубным пространством.In addition, the channel between the housing and the sleeve is connected with the annulus.
Кроме того, полость между поршнями заполнена газом.In addition, the cavity between the pistons is filled with gas.
Кроме того, полость между поршнями заполнена смесью газа и диэлектрического масла.In addition, the cavity between the pistons is filled with a mixture of gas and dielectric oil.
Кроме того, в нижней части гильзы установлен фильтроэлемент, одновременно выполняющий функцию демпфера.In addition, a filter element is installed in the lower part of the liner, which simultaneously functions as a damper.
Кроме того, фильтроэлемент обладает гидрофобными свойствами. Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:In addition, the filter element has hydrophobic properties. The invention is illustrated by the following drawings:
Фиг. 1 - поршневой модуль;FIG. 1 - piston module;
Фиг. 2 - схема размещения устройств установки погружного электроцентробежного насоса с гидрозащитой, реализованной в виде протектора, без использования компенсатора;FIG. 2 is a layout diagram of a device for installing a submersible electric centrifugal pump with hydraulic protection, implemented as a tread, without using a compensator;
Фиг. 3 - схема размещения устройств установки погружного электроцентробежного насоса с гидрозащитой, реализованной в виде протектора, с использованием компенсатора;FIG. 3 is a layout diagram of a device for installing a submersible electric centrifugal pump with hydroprotection implemented as a tread using a compensator;
Фиг. 4 - протектор гидрозащиты с поршневым модулем с возможностью последовательной установки еще одного модуля;FIG. 4 - protector of hydraulic protection with a piston module with the possibility of sequential installation of another module;
Фиг. 5 - протектор гидрозащиты с поршневым модулем;FIG. 5 - tread waterproof with a piston module;
Фиг. 6 - компенсатор гидрозащиты с поршневым модулем;FIG. 6 - hydroprotection compensator with piston module;
Фиг. 7 - компенсатор гидрозащиты с поршневым модулем и установленным ниже блоком погружной телеметрии;FIG. 7 - hydroprotection compensator with a piston module and a submersible telemetry unit installed below;
Фиг. 8 - компенсатор гидрозащиты с поршневым модулем.FIG. 8 - hydroprotection compensator with piston module.
Поршневой модуль устройства для гидравлической защиты электродвигателя (фиг. 1, далее - поршневой модуль) содержит гильзу 1 и коаксиально установленную в ней трубу 2. Вместе они образуют кольцевую камеру 3, ограниченную верхней опорой 4 и нижней опорой 5. В кольцевой камере 3 установлены верхний кольцевой поршень 6, нижний кольцевой поршень 7 и защитный элемент 8. Причем защитный элемент 8 не имеет механической связи с нижним кольцевым поршнем 7, и служит для разделения пластовой жидкости и диэлектрического масла, а также для защиты от попадания механических примесей в область движения кольцевых поршней 6 и 7. Полость кольцевой камеры 3 над кольцевыми поршнями 6 и 7 связана с полостью внутри трубы 2 через канал 9. На гильзе 1 выполнены проточки (лыски) 10. В нижней части кольцевой камеры 3 установлен фильтроэлемент 11, который служит для фильтрации жидкости поступающей внутрь поршневого модуля, а также служит демпфером для защитного элемента 8. Фильтроэлемент 11 может быть выполнен из материала, обладающего гидрофобными свойствами, или покрыт гидрофобным покрытием.The piston module of the device for hydraulic protection of the electric motor (Fig. 1, hereinafter referred to as the piston module) comprises a sleeve 1 and a
Поршневой модуль может быть установлен в устройстве для гидравлической защиты электродвигателя (далее - гидрозащита), которое является составным узлом установки погружного электроцентробежного насоса.The piston module can be installed in the device for hydraulic protection of the electric motor (hereinafter referred to as hydraulic protection), which is an integral part of the installation of a submersible electric centrifugal pump.
На фиг. 2 представлена схема установки, состоящей из электроцентробежного насоса 12 с приемным модулем 13, подвешенного на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 14, ниже располагаются гидрозащита, реализованная в виде протектора 15, и погружной электродвигатель (ПЭД) 16, питание которого осуществляется по кабелю 17. Установка спускается в скважину внутри обсадной колонны 18. Поршневой модуль является составным элементом протектора 15.In FIG. 2 is a diagram of the installation, consisting of an electric
На фиг. 3 представлена схема установки, состоящей из электроцентробежного насоса 12 с приемным модулем 13, подвешенного на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 14, ниже располагаются гидрозащита, реализованная в виде протектора 15 и компенсатора 19. Погружной электродвигатель (ПЭД) 16, питание которого осуществляется по кабелю 17, расположен между протектором 15 и компенсатором 19. Поршневой модуль является составным элементом компенсатора 19 и (или) протектора 15.In FIG. 3 is a diagram of the installation, consisting of an electric
Один из вариантов использования поршневого модуля в протекторе представлен на фиг. 4. Поршневой модуль располагается внутри цилиндрического корпуса 20 между верхним ниппелем 21 и нижним ниппелем 22. Внутри трубы 2 проходит и образует вместе с ней кольцевую полость вал 23, имеющий радиальные опоры в виде подшипника 24, установленного в верхнем ниппеле 21, подшипника 25, установленного в нижнем ниппеле 22, и подшипника 26 в основании 27. А также, осевую опору в виде пяты 28, установленную между нижним ниппелем 22 и основанием 27. На валу 23 установлено торцевое уплотнение 29.One of the options for using the piston module in the tread is shown in FIG. 4. The piston module is located inside the
Между гильзой 1 и корпусом 20 выполнен канал 30, который может быть кольцевым, если наружная поверхность гильзы 1 выполнена цилиндрической, или же в виде одной или нескольких проточек 11 на гильзе 1.Between the sleeve 1 and the
Кольцевые поршни 6 и 7 образуют полость 31 в кольцевой камере 3. Полость 31 может быть частично или полностью заполнена газом, например, воздухом, инертным газом, углеводородным газом и т.д., что повысит чувствительность устройства к изменению объема масла и увеличит надежность, так как при небольших изменениях объема двигаться будет только верхний кольцевой поршень 6.The
В основании 27 выполнен канал 32, предназначенный для связи с полостью ПЭД и прокачки диэлектрического масла перед спуском гидрозащиты.At the
В верхнем ниппеле 21 выполнены каналы 33, 34 и 35. Канал 33 служит для связи внутренней полости гидрозащиты с затрубным пространством или другим модулем компенсации и защиты (аналогичным или, например, лабиринтным). Под затрубным пространством понимается пространство внутри обсадной колонны 18. В канале 34 установлен клапан 36, служащий для сброса излишков масла и отвода газа, растворенного в масле. Канал 35 используется при заправке устройства гидрозащиты для выхода воздуха и после заправки глушится пробкой 37.
В нижнем ниппеле 21 выполнен канал 38, предназначенный для связи с полостью ПЭД и прокачки диэлектрического масла перед спуском гидрозащиты.In the
Полость 39 кольцевой камеры 3 под защитным элементом 8 гидравлически связана каналом 40 с каналом 30 между корпусом и гильзой.The
Второй вариант использования поршневого модуля в протекторе представлен на фиг. 5. Этот вариант отличается от вышеупомянутого тем, что полость 39 кольцевой камеры 3 под защитным элементом 8 гидравлически связана каналом 41 с затрубным пространством.A second use of the piston module in the tread is shown in FIG. 5. This option differs from the above in that the
В канале 41 может быть установлена пробка 42, которая предохраняет поршневой модуль от резкого повышения давления при спуске, в результате которого возможно выдавливание масла из кольцевой камеры 3. С началом работы электродвигателя пробка 42 выдавливается благодаря температурному расширению масла или же растворяется пластовой жидкостью при условии, что она выполнена из соответствующего материала.In the
Также, в нижнем ниппеле 22 выполнен канал 43, который связывает кольцевую полость, образованную трубой 2 и валом 23 с каналом 30.Also, a
В верхнем ниппеле 21 выполнен канал 44, в котором расположен клапан 35, служащий для сброса излишков масла и отвода газа, растворенного в масле, в затрубное пространство.In the
Вариант использования поршневого модуля в компенсаторе представлен на фиг. 6. Поршневой модуль располагается внутри цилиндрического корпуса 45 между головкой 46 и основанием 47.An embodiment of the use of the piston module in the compensator is shown in FIG. 6. The piston module is located inside the
Между гильзой 1 и корпусом 45 выполнен канал 48, который может быть кольцевым, если наружная поверхность гильзы 1 выполнена цилиндрической, или же в виде одной или нескольких проточек 11 на гильзе 1.Between the sleeve 1 and the
Полость 39 кольцевой камеры 3 под защитным элементом 8 гидравлически связана каналом 49 в основании 47 с затрубным пространством.The
В канале 49 может быть установлена пробка 50, которая предохраняет поршневой модуль от резкого повышения давления при спуске, в результате которого возможно выдавливание масла из кольцевой камеры 3. С началом работы электродвигателя пробка 50 выдавливается благодаря температурному расширению масла или же растворяется пластовой жидкостью при условии, что она выполнена из соответствующего материала.A
Также, в основании 47 выполнен канал 51, который связывает полость внутри трубы 2 с каналом 48. В головке 46 выполнен канал 52, который связывает канал 48 с полостью ПЭД. Такая компоновка обеспечивает циркуляцию масла ПЭД через компенсатор, обеспечивая лучшее его охлаждение.Also, in the
На фиг. 7 представлен вариант с подсоединением к компенсатору блока погружной телеметрии 53. Блок 53 крепится болтами 54 к основанию 47. Провода 55 от ПЭД к блоку погружной телеметрии 53 проходят внутри трубы 2.In FIG. 7 shows a variant with connection to the compensator of the
Второй вариант поршневого модуля и его установка в компенсаторе гидрозащиты представлен на фиг. 8.The second variant of the piston module and its installation in the hydroprotection compensator are shown in FIG. eight.
Поршневой модуль содержит гильзу 1, верхнюю опору 56 и нижнюю опору 57. В гильзе 1 установлены верхний поршень 58, нижний поршень 59 и защитный элемент 60. Причем защитный элемент 60 не имеет механической связи с нижним поршнем 59, и служит для разделения пластовой жидкости и диэлектрического масла, а также для защиты от попадания механических примесей в область движения кольцевых поршней 58 и 59. В нижней части гильзы 1 установлен фильтроэлемент 61, который служит для фильтрации жидкости поступающей внутрь поршневого модуля, а также служит демпфером для защитного элемента 60. Фильтроэлемент 61 может быть выполнен из материала, обладающего гидрофобными свойствами, или покрыт гидрофобным покрытием.The piston module comprises a sleeve 1, an
Поршни 58 и 59 образуют полость 62. Полость 62 может быть частично или полностью заполнена газом, например, воздухом, инертным газом, углеводородным газом и т.д., что повысит чувствительность устройства к изменению объема масла и увеличит надежность, так как при небольших изменениях объема двигаться будет только верхний поршень 58.The
Поршневой модуль располагается внутри цилиндрического корпуса 45 между головкой 46 и основанием 63.The piston module is located inside the
Полость 64 под защитным элементом 60 гидравлически связана каналом 65 в основании 63 с затрубным пространством. Полость 66 над верхним поршнем 58 связана с полостью электродвигателя. Канал 52 связывает канал 48 с полостью электродвигателя.The
Поршневой модуль в составе устройства гидравлической защиты электродвигателя, выполненного в виде протектора, работает следующим образом.The piston module as part of the hydraulic motor protection device, made in the form of a tread, operates as follows.
Перед спуском устройство гидрозащиты монтируют с электродвигателем и заправляют диэлектрическим маслом. Масло из ПЭД прокачивается через основание 27 и канал 32, через нижний ниппель 22 и канал 38, вдоль вала 23 внутри трубы 2, через канал 9 в верхней опоре 4 попадает в кольцевую полость 3 над верхним кольцевым поршнем 6. Через канал 35 выводится воздух, а после полного заполнения он глушится пробкой 37.Before descent, the hydraulic protection device is mounted with an electric motor and filled with dielectric oil. PED oil is pumped through the
После спуска в скважину насосная установка запускается в работу путем включения электродвигателя. Находящееся в его внутренней полости диэлектрическое масло нагревается и начинает постепенно расширяться (увеличивается ее рабочий объем), и, следовательно, возрастает давление диэлектрического масла во внутренней полости электродвигателя и гидравлически сообщенной с ним полостью кольцевой камеры 3. Избыточный объем масла выходит через клапан 36 в верхнем ниппеле 21. В дальнейшем при незначительных изменениях объема компенсация изменения объема масла, происходящего в результате утечек или изменения температуры, осуществляется за счет перемещения верхнего поршня 6 (благодаря изменению объема полости кольцевой камеры 31 за счет находящегося там газа) или же совместным перемещением кольцевых поршней 6, 7 и гидравлически связанного с ними защитного элемента 8.After the descent into the well, the pumping unit is launched into operation by turning on the electric motor. The dielectric oil located in its inner cavity heats up and begins to expand gradually (its working volume increases), and, consequently, the dielectric oil pressure increases in the inner cavity of the electric motor and the cavity of the annular chamber hydraulically connected to it 3. The excess volume of oil exits through the
Принцип работы поршневого модуля в составе устройства гидравлической защиты электродвигателя, выполненного в виде компенсатора аналогичен принципу работы модуля в составе протектора.The principle of operation of the piston module as part of the hydraulic motor protection device, made in the form of a compensator, is similar to the principle of operation of the module as part of the tread.
Поршневой модуль, выполненный согласно изобретению, позволяет использовать его для модернизации уже имеющихся гидрозащит путем замены на него используемых модулей компенсации.The piston module made according to the invention allows it to be used for the modernization of existing hydroprotectors by replacing the used compensation modules with it.
Замена диафрагменного модуля на предлагаемый поршневой модуль позволит повысить теплостойкость устройства, а, следовательно, температуру эксплуатации. Также, исключит вредное влияние газа.Replacing the diaphragm module with the proposed piston module will increase the heat resistance of the device, and, consequently, the operating temperature. Also, eliminate the harmful effects of gas.
Замена металлосильфонного модуля на предлагаемый поршневой модуль позволит повысить компенсационную способность устройства.Replacing the metal bellows module with the proposed piston module will increase the compensating ability of the device.
Использование поршневого модуля в новых конструкциях позволит создать устройство гидравлической защиты погружного электродвигателя с высокими эксплуатационными характеристиками.The use of a piston module in new designs will make it possible to create a hydraulic protection device for a submersible electric motor with high operational characteristics.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112979A RU2717474C2 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112979A RU2717474C2 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018112979A RU2018112979A (en) | 2019-10-10 |
RU2018112979A3 RU2018112979A3 (en) | 2019-10-10 |
RU2717474C2 true RU2717474C2 (en) | 2020-03-23 |
Family
ID=68205913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112979A RU2717474C2 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717474C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2743265C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-02-16 | Иван Соломонович Пятов | Electric centrifugal pump assembly |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6307290B1 (en) * | 1998-03-16 | 2001-10-23 | Camco International, Inc. | Piston motor protector, and motor and pumping system incorporating the same |
RU2353812C2 (en) * | 2006-02-14 | 2009-04-27 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydralic protection of well pump electric motor |
RU2464691C1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-20 | Закрытое акционерное общество "Новые технологии по повышению нефтеотдачи" | Pump plant drive |
RU2513546C1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-04-20 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydraulic protection of electrically driven borehole motor for, mainly, rotary pump (versions) |
US20160047384A1 (en) * | 2013-03-21 | 2016-02-18 | Ivan Solomonovich Pyatov | Device for hydraulically protecting a submersible electric motor of a downhole, preferably centrifugal, pump (variants) |
-
2018
- 2018-04-10 RU RU2018112979A patent/RU2717474C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6307290B1 (en) * | 1998-03-16 | 2001-10-23 | Camco International, Inc. | Piston motor protector, and motor and pumping system incorporating the same |
RU2353812C2 (en) * | 2006-02-14 | 2009-04-27 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydralic protection of well pump electric motor |
RU2464691C1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-20 | Закрытое акционерное общество "Новые технологии по повышению нефтеотдачи" | Pump plant drive |
US20160047384A1 (en) * | 2013-03-21 | 2016-02-18 | Ivan Solomonovich Pyatov | Device for hydraulically protecting a submersible electric motor of a downhole, preferably centrifugal, pump (variants) |
RU2513546C1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-04-20 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydraulic protection of electrically driven borehole motor for, mainly, rotary pump (versions) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2743265C1 (en) * | 2020-07-17 | 2021-02-16 | Иван Соломонович Пятов | Electric centrifugal pump assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018112979A (en) | 2019-10-10 |
RU2018112979A3 (en) | 2019-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2840417C (en) | Well pump with seal section having a labyrinth flow path in a metal bellows | |
US7066248B2 (en) | Bottom discharge seal section | |
RU2609899C1 (en) | Protection of hydraulic submersible motor gages (versions) | |
US8485797B2 (en) | External oil expansion chamber for seabed boosting ESP equipment | |
WO2007094700A1 (en) | Device for hydraulically protecting a well pump electric motor | |
WO2009015035A1 (en) | Pump motor protector with redundant shaft seal | |
NO20161952A1 (en) | Oil pressure regulator electrical submersible pump motor | |
RU2717474C2 (en) | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) | |
RU2702795C2 (en) | Additional chamber of submersible electric pump sealing section | |
RU2464691C1 (en) | Pump plant drive | |
RU2645106C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
US8419387B1 (en) | Bag seal mounting plate with breather tube | |
RU2305171C1 (en) | Automated annular gas relief valve assembly | |
EA036794B1 (en) | Downhole pump | |
RU2646985C1 (en) | Node for hydraulic protection of the submersible oil-completed electric motor (options) | |
RU68801U1 (en) | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR | |
US20200133316A1 (en) | Seal Section Check Valve With Protection Tube | |
US11976660B2 (en) | Inverted closed bellows with lubricated guide ring support | |
RU2724169C2 (en) | Modular hydraulic protection of submersible motor with external ports | |
RU2610711C1 (en) | Compensator for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
RU2773996C1 (en) | Installation of electric centrifugal pumps with a submersible motor in a sealed cooling jacket | |
RU184110U1 (en) | HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE MOTOR | |
RU2800766C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
US20240060502A1 (en) | Seal configuration for high density lubrication oils | |
RU2394332C1 (en) | Facility for hydraulic protection of submersible oil-flooded electric motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20191127 |