RU2787438C1 - Filter inlet module of submersible electric centrofugal pump - Google Patents
Filter inlet module of submersible electric centrofugal pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787438C1 RU2787438C1 RU2022116980A RU2022116980A RU2787438C1 RU 2787438 C1 RU2787438 C1 RU 2787438C1 RU 2022116980 A RU2022116980 A RU 2022116980A RU 2022116980 A RU2022116980 A RU 2022116980A RU 2787438 C1 RU2787438 C1 RU 2787438C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- housing
- input module
- filter element
- module according
- Prior art date
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229920001967 Metal rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- XNSAINXGIQZQOO-SRVKXCTJSA-N protirelin Chemical compound NC(=O)[C@@H]1CCCN1C(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H]1NC(=O)CC1)CC1=CN=CN1 XNSAINXGIQZQOO-SRVKXCTJSA-N 0.000 description 1
- 229960000854 protirelin Drugs 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в конструкции погружных электроцентробежных насосов для приема и очистки добываемой продукции от механических примесей, а также соединения гидрозащиты и секции насоса с передачей крутящего момента от вала гидрозащиты к валу секции насоса.The invention relates to oil engineering and can be used in the design of submersible electric centrifugal pumps for receiving and cleaning the produced product from mechanical impurities, as well as connecting the hydraulic protection and the pump section with the transmission of torque from the hydraulic protection shaft to the shaft of the pump section.
Уровень техникиState of the art
Фильтрующие входные модули широко применяются для защиты погружных центробежных насосов от механических примесей, содержащихся в извлекаемых текучих средах. Конструкции существующих модулей известны, например, из патентов РФ №120999, №185867, №186587, №2551596, №189152, №144286.Filter inlet modules are widely used to protect submersible centrifugal pumps from mechanical impurities contained in the extracted fluids. The designs of existing modules are known, for example, from RF patents No. 120999, No. 185867, No. 186587, No. 2551596, No. 189152, No. 144286.
В данных устройствах фильтрующий элемент состоит, по меньшей мере, из одного блока автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок, а в качестве фильтрующего материала взят проволочный нетканый материал, или «металлорезина», или спрессованная металлическая путанка, или пористый проницаемый материал, модули снабжены центратором и устройством для оптимального сжатия фильтрующего элемента в осевом направлении, а также, по меньшей мере, одним центральным и двумя периферийными подшипниками скольжения, фиксированно установленными в осевом направлении между валом и внутренней поверхностью корпуса, могут быть снабжены перепускным клапаном. In these devices, the filter element consists of at least one block of autonomous replaceable annular filter sleeves, and wire non-woven material, or "metal rubber", or pressed metal tangle, or porous permeable material, is taken as the filter material, the modules are equipped with a centralizer and a device for optimal compression of the filter element in the axial direction, as well as at least one central and two peripheral plain bearings fixed in the axial direction between the shaft and the inner surface of the housing, can be equipped with a bypass valve.
Недостатком данных устройств является ограниченная площадь фильтрации боковой поверхности фильтрующих втулок, что приводит к низкому ресурсу фильтра в результате быстрого засорения фильтрационных каналов или росту стоимости изготовления при снижении надежности из-за необходимости увеличения длины фильтра и модуля для сохранения пропускной способности, что особенно критично для скважин с эксплуатационными колоннами малого диаметра, имеющих номинальный диаметр 114 мм и менее и большой кривизной ствола скважины. The disadvantage of these devices is the limited filtration area of the side surface of the filter sleeves, which leads to a low filter life as a result of rapid clogging of the filtration channels or an increase in manufacturing cost with a decrease in reliability due to the need to increase the length of the filter and module to maintain throughput, which is especially critical for wells. with production strings of small diameter, having a nominal diameter of 114 mm or less and a large curvature of the wellbore.
Кроме того, недостатком данных устройств является расположение подшипников внутри корпуса с фильтроэлементом, что также ограничивает уменьшение габарита модуля без снижения пропускной способности. In addition, the disadvantage of these devices is the location of the bearings inside the housing with the filter element, which also limits the reduction in the size of the module without reducing the throughput.
Недостатком данных устройств является также невозможность обеспечить постоянную тонкость фильтрации по всей площади фильтроэлемента, в связи с применением автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок и устройства для сжатия фильтрующего элемента в осевом направлении. Сжатие происходит неравномерно как по блоку втулок, так и по длине самих втулок, что не может обеспечить постоянную тонкость фильтрации, соответственно уменьшает ресурс фильтра из-за преждевременного засорения или не обеспечивает необходимую фильтрацию добываемой жидкости.The disadvantage of these devices is also the impossibility to provide a constant fineness of filtration over the entire area of the filter element, due to the use of independent replaceable annular filter sleeves and a device for compressing the filter element in the axial direction. Compression occurs unevenly both along the block of bushings and along the length of the bushings themselves, which cannot provide a constant fineness of filtration, respectively, reduces the filter life due to premature clogging or does not provide the necessary filtration of the produced fluid.
Блок автономных сменных кольцевых фильтрующих втулок усложняет процесс сборки и ревизии модуля, требует применения специального стендового оборудования для их ревизии и промывки при сервисном обслуживании, что увеличивает затраты времени и ресурсов.A block of autonomous replaceable annular filter inserts complicates the process of assembly and revision of the module, requires the use of special bench equipment for their revision and flushing during service maintenance, which increases time and resources.
Сущность изобретения The essence of the invention
Задачей изобретения является устранение недостатков уровня техники, а именно увеличение удельной площади фильтрации, при этом без увеличения длины фильтрующего входного модуля.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, namely the increase in the specific area of filtration, while without increasing the length of the filter input module.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности как эксплуатации фильтрующего входного модуля, так и очистки добываемой продукции скважин, оборудованных установками погружных электроцентробежных насосов при уменьшении внешнего диаметра модуля. The technical result of the invention is to increase the efficiency of both the operation of the filtering input module and the cleaning of the produced production of wells equipped with installations of submersible electric centrifugal pumps with a decrease in the outer diameter of the module.
Настоящая задача решается, а технический результат достигается при помощи предложенного фильтрующего входного модуля погружного электроцентробежного насоса. Фильтрующий входной модуль по настоящему изобретению содержит корпус в виде цилиндрической перфорированной трубы с резьбовыми окончаниями, при этом резьбовые окончания выполнены с возможностью резьбового соединения на верхнем конце корпуса с головкой, а на нижнем конце корпуса с переводником или основанием, при этом головка, переводник и основание содержат подшипниковый узел вала, выполненный таким образом, что в установленном состоянии подшипниковый узел расположен вне границ корпуса, при этом на корпусе герметично установлен фильтр, содержащий фильтроэлемент, выполненный из материала, содержащего гофрирование.The present problem is solved, and the technical result is achieved using the proposed filter input module of a submersible electric centrifugal pump. The filtering inlet module according to the present invention contains a body in the form of a cylindrical perforated pipe with threaded ends, while the threaded ends are made with the possibility of threaded connection at the upper end of the body with a head, and at the lower end of the body with a sub or base, while the head, sub and base contain a bearing assembly of the shaft, made in such a way that in the installed state the bearing assembly is located outside the boundaries of the housing, while a filter containing a filter element made of a material containing corrugation is hermetically installed on the housing.
Фильтр содержит внутренний перфорированный кожух и внешний перфорированный кожух, между которыми расположен фильтроэлемент. The filter contains an inner perforated casing and an outer perforated casing, between which the filter element is located.
Гофрированный материал фильтроэлемента представляет собой сетчатый проницаемый материал, или объемный проволочный проницаемый материал, или пористый проницаемый материал.The pleated material of the filter element is a mesh permeable material, or a bulky wire permeable material, or a porous permeable material.
Гофрированный материал подвергнут продольному, радиальному или винтовому гофрированию.The corrugated material is subjected to longitudinal, radial or helical corrugation.
Герметичность установки фильтра на корпус обеспечена заглушками с уплотнительными кольцами.The tightness of the installation of the filter on the housing is provided with plugs with sealing rings.
Головка, переводник и основание имеют внешний диаметр резьбовых участков, по существу совпадающий с внешним диаметром фильтра.The head, sub, and base have an outer diameter of the threaded portions substantially the same as the outer diameter of the filter.
Внутренняя поверхность головки и внутренняя поверхность переводника содержат углубление относительно резьбового участка под корпус, при этом подшипниковый узел вала расположен на уровне углубления.The inner surface of the head and the inner surface of the sub contain a recess relative to the threaded section under the body, while the shaft bearing assembly is located at the level of the recess.
Подшипниковый узел содержит ряд окружных отверстий, при этом диаметр и количество окружных отверстий рассчитывается так, что площадь проходного сечения подшипникового узла составляет не менее 90% площади проходного сечения кольцевого канала, образованного в корпусе.The bearing assembly contains a number of circumferential holes, while the diameter and number of circumferential holes are calculated so that the bore area of the bearing assembly is at least 90% of the bore area of the annular channel formed in the housing.
Основание содержит по меньшей мере один предохранительный клапан.The base contains at least one safety valve.
Материал внутреннего перфорированного кожуха представляет собой стальную трубу, на боковой поверхности которой выполнены сквозные отверстия, либо щелевую каркасно-проволочную конструкцию, либо металлическую сетку.The material of the inner perforated casing is a steel pipe, on the side surface of which through holes are made, or a slotted frame-wire structure, or a metal mesh.
Материал внешнего перфорированного кожуха представляет собой стальную трубу на боковой поверхности которой выполнены сквозные отверстия, либо щелевую каркасно-проволочную конструкцию, либо металлическую сетку.The material of the outer perforated casing is a steel pipe on the side surface of which through holes are made, or a slotted frame-wire structure, or a metal mesh.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 - продольный разрез фильтрующего входного модуля;Fig. 1 - longitudinal section of the filter input module;
Фиг. 2 - поперечное сечение гофрированного в продольном направлении фильтроэлемента.Fig. 2 is a cross section of a longitudinally pleated filter element.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Фильтрующий входной модуль состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрической перфорированной трубы с резьбовыми окончаниями с внешней резьбой. На корпусе 1 установлен фильтр 2. Герметичность соединения фильтра 2 с корпусом 1 обеспечивается уплотнительными кольцами 3. The filtering inlet module consists of a
В случае применения в составе фильтрующего входного модуля одного фильтра, головка 4 и основание 5 накручиваются на резьбовые окончания корпуса 1, удерживая фильтр 2 от осевого перемещения. Вал 6 установлен в головке 4 и основании 5 посредством подшипников скольжения 7.In the case of using one filter as part of the filtering input module,
В случае применения в составе фильтрующего входного модуля двух и более фильтров, каждый фильтр 2 устанавливается на отдельном корпусе 1, головка 4 накручивается в верхней части на первый корпус, а основание 5 накручиваются на нижнюю часть последнего корпуса 1. Корпуса 1 фильтров 2 между первым и последним корпусами соединяются между собой переводником 8, с промежуточным подшипником скольжения 9. В этом случае первый сверху фильтр 2 удерживается от осевого перемещения сверху головкой 4, снизу переводником 8. Последний, самый нижний фильтр 2 удерживается от осевого перемещения сверху переводником 8, снизу основанием 4. Остальные фильтры 2 удерживается от осевого перемещения переводниками 8.If two or more filters are used as part of the filtering input module, each
Подшипники 7 и 9 в собранном состоянии фильтрующего входного модуля, расположены вне границ корпуса фильтра. Такое расположение позволяет уменьшить внешний диаметр фильтрующего входного модуля. Подшипники 7 и 9 относятся к радиальным подшипникам скольжения, выполнены в виде двух втулок, внешней и внутренней, из износостойкого материала. Внутренняя втулка крепится на валу 6 с помощью шпонки, внешняя запрессована в цилиндрическую выточку в теле головки 4, основания 5, переводника 8.
С тем, чтобы с уменьшением диаметра фильтра не уменьшилась полезная площадь фильтрования, фильтроэлемент выполнен гофрированным. In order not to reduce the effective filtration area with a decrease in the filter diameter, the filter element is made pleated.
В корпусе 1 выполнены боковые отверстия 10. В головке 4 и переводнике 8 выполнены окружные ряды отверстий 11. Между валом 6 и корпусом 1 образуется проходной кольцевой канал 12. Диаметр и количество отверстий 11 являются расчетными величинами, которые рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить проходное сечение, площадь которого составляет не менее 90% от площади проходного сечения кольцевого канала в корпусе 1. Такое соотношение обеспечивает поддержание скорости потока для обеспечения производительности насоса на уровне номинальной даже с учетом малого диаметра кольцевого канала корпуса 1 и сужения проходного сечения в области подшипника. Указанная площадь проходного сечения окружных отверстий обеспечивается за счет конструкции головки и переводника, внутреннее пространство которых расширено на уровне подшипника по отношению к внутреннему пространству их резьбовых участков, то есть внутренние поверхности головки и переходника содержат углубления относительно резьбовых участков. Такое выполнение позволяет уменьшить внешний диаметр модуля без потери производительности насоса. Кроме того, благодаря такому расположению обеспечивается лучший теплоотвод от подшипников, что повышает надежность и ресурс работы.
Благодаря тому, что резьба на корпусе 1 выполнена внешней, проходное сечение кольцевого канала остается постоянным, то есть не сужается, в области резьбовых окончаний, что является преимущественным в условиях малого диаметра кольцевого канала. Due to the fact that the thread on the
Фильтр 2 состоит из внутреннего перфорированного кожуха 13 и внешнего перфорированного кожуха 14, между которыми установлен фильтроэлемент 15. Сверху и снизу фильтр 2 герметично закрыт заглушками 16.
Для уменьшения повреждений при спуско-подъемных операциях (СПО) внешние поверхности элементов фильтрующего входного модуля расположены по существу заподлицо, что особенно важно при СПО в скважинах малого диаметра.To reduce damage during tripping operations (TRH), the outer surfaces of the elements of the filter input module are located essentially flush, which is especially important when tripping in small diameter wells.
Фильтроэлемент 15 представляет собой сетчатый проницаемый материал, или объемный проволочный проницаемый материал, или пористый проницаемый материал, подвергнутый гофрированию, продольному, радиальному или винтовому. Фильтроэлемент в общем случае выполнен в виде полого элемента из проницаемого материала в форме тела вращения, например, усеченного конуса или цилиндра. Гофрирование может быть выполнено на участке материала полого элемента или по всей его длине. Гофрирование может быть продольным, радиальным или винтовым.The
На фиг.2 отображен пример поперечного сечения фильтроэлемента цилиндрической формы с продольным гофрированием по всей длине материала фильтроэлемента.Figure 2 shows an example of a cross section of a cylindrical filter element with longitudinal corrugation along the entire length of the filter element material.
Как видно из данной фигуры, фильтроэлемент выполнен в виде фильтрующих штор, содержащих гофры, свободное пространство между которыми действует подобно щелевому продольному зазору: между вершинами гофр происходит грубая очистка жидкости от крупных механических частиц, размером, превышающим расстояния между вершинами фильтрующих штор. При дальнейшей работе насоса формируется предварительный фильтр из мелких частиц. После грубой очистки, пройдя предварительный фильтр, текучая среда проходит сквозь фильтрующие шторы, где проходит одно-, двух- или многоступенчатую «тонкую» очистку от мехпримесей, в зависимости от дизайна гофрированной шторы, которая может состоять из одного, двух и более слоев проницаемого материала, в том числе слоя(-ев) более грубой фильтрации, используемых для придания жесткости фильтроэлементу, как снаружи, так и изнутри. As can be seen from this figure, the filter element is made in the form of filter curtains containing corrugations, the free space between which acts like a slotted longitudinal gap: between the tops of the corrugations, a rough cleaning of the liquid from large mechanical particles occurs, with a size exceeding the distance between the tops of the filter curtains. With further operation of the pump, a pre-filter of fine particles is formed. After coarse cleaning, after passing through the pre-filter, the fluid passes through the filter curtains, where it undergoes one-, two- or multi-stage "fine" purification from mechanical impurities, depending on the design of the corrugated curtain, which can consist of one, two or more layers of permeable material , including the coarser filter layer(s) used to stiffen the filter element, both externally and internally.
Слой грубой фильтрации может располагаться как с внешней стороны фильтроэлемента, так и с внутренней, и кроме того, можно разместить слой грубой фильтрации и в виде промежуточного слоя.The coarse filtration layer can be located both on the outside of the filter element and on the inside, and in addition, the coarse filtration layer can also be placed as an intermediate layer.
Фильтроэлемент может содержать несколько слоев грубой фильтрации в различном порядке Слой грубой фильтрации имеет тонкость фильтрации, превышающую тонкость фильтрации слоя фильтроэлемента с самой малой тонкостью фильтрации в два и более раз.The filter element may contain several layers of coarse filtration in a different order. The coarse filtration layer has a filtration fineness that exceeds the filtration fineness of the filter element layer with the smallest filtration fineness by two or more times.
Слой грубой фильтрации может располагаться как с внешней стороны фильтроэлемента, так и с внутренней, и, кроме того, можно разместить слой грубой фильтрации в виде промежуточного слоя. Фильтроэлемент может содержать несколько слоев грубой фильтрации в различном порядке.The coarse filtration layer can be located both on the outside of the filter element and on the inside, and, in addition, it is possible to place the coarse filtration layer as an intermediate layer. The filter element may contain several layers of coarse filtration in a different order.
В многослойных фильтроэлементах каждый слой может иметь как одинаковую тонкость фильтрации, так и различную тонкость фильтрации. Таким образом, тонкая очистка может быть одно- или многоступенчатой. In multilayer filter elements, each layer can have either the same filtration fineness or a different filtration fineness. Thus, fine cleaning can be single or multi-stage.
Гофрированная конструкция фильтроэлемента, помимо прочего, позволяет обеспечить более долгую работу фильтра, поскольку не позволяет крупным частицам оседать на фильтре, что привело бы к быстрой закупорке пор. Как показывают испытания, крупные частицы, отбрасываются рикошетом от вершин фильтровальной шторы, не проходя в зазор между гофрами. Частицы с размером в пределах размеров зазора могут застревать в щелевых зазорах, способствуя образованию предфильтра. Ввиду своей произвольной формы крупная частица не закупоривает полностью поры фильтрующего материала и в нем остаются проходные каналы для текучей среды, так называемые поровые пространства. Со временем такие частицы забиваются по всей длине щелевого зазора, образуя предварительный фильтр. Более мелкие частицы удерживаются в поровом пространстве больших частиц, и далее в поровом пространстве более крупных частиц захватываются даже самые мелкие частицы, создавая так называемый «мостик», формирующий предфильтр. The pleated design of the filter element, among other things, allows for a longer filter life, as it does not allow large particles to settle on the filter, which would lead to rapid clogging of the pores. Tests show that large particles are ricocheted from the tops of the filter curtain without passing into the gap between the corrugations. Particles with a size within the size of the gap can get stuck in the slit gaps, contributing to the formation of the pre-filter. Due to its arbitrary shape, the coarse particle does not completely clog the pores of the filter material and fluid passageways, the so-called pore spaces, remain in it. Over time, such particles become clogged along the entire length of the slot, forming a pre-filter. Smaller particles are retained in the pore space of large particles, and then even the smallest particles are trapped in the pore space of larger particles, creating a so-called "bridge" that forms a prefilter.
Исследованиями установлено, что «мостик» из малых механических частиц формируется, когда диаметр частиц от 2 до 5 раз меньше размера фильтрационных отверстий, т.е. от 2 до 5 раз меньше величины тонкости фильтрации. Studies have established that a "bridge" of small mechanical particles is formed when the particle diameter is 2 to 5 times smaller than the size of the filtration holes, i.e. from 2 to 5 times less than the fineness of filtration.
Авторы обнаружили, что для способствования созданию такого предфильтра необходимо соблюдать условие, при котором t ≤ 2S + 5*ТФ, где t – шаг гофрирования; S – толщина фильтроэлемента; ТФ – тонкость фильтрации фильтроэлемента.The authors found that in order to facilitate the creation of such a pre-filter, it is necessary to satisfy the condition under which t ≤ 2S + 5*TF, where t is the pleating step; S is the thickness of the filter element; TF is the filtration fineness of the filter element.
Это условие необходимо, чтобы исключить образование предфильтра из механических частиц, размер которых будет сопоставим с размером тонкости фильтрации на боковой поверхности, образованной вершинами гофры, в противном случае площадь фильтрации кратно снижается, становится сопоставимой с площадью поверхности, образованной вершинами гофры.This condition is necessary to exclude the formation of a pre-filter from mechanical particles, the size of which will be comparable to the size of the filtration fineness on the side surface formed by the tops of the corrugations, otherwise the filtration area decreases many times, becomes comparable to the surface area formed by the tops of the corrugations.
Таким образом, ввиду наличия гофрирования с заданными характеристиками, фильтроэлемент позволяет увеличить наработку на отказ. Thus, due to the presence of corrugation with the specified characteristics, the filter element allows you to increase the time between failures.
Коэффициент гофрирования, представляющий собой отношение длины предназначенного для гофрирования материала или участка материала до гофрирования к длине этого материала или участка материала после гофрирования, влияет на количество гофр. Значение коэффициента гофрирования должно составлять по меньшей мере 2, поскольку в ином случае площадь фильтрации может быть снижена. Кроме того, чем больше гофр, тем конструкция более устойчива к провисанию с течением времени и к прогибу стенки во время работы насоса. The corrugation coefficient, which is the ratio of the length of the material or material section to be corrugated before corrugation to the length of this material or material section after corrugation, affects the number of corrugations. The value of the pleating factor must be at least 2, otherwise the filtration area may be reduced. In addition, the more corrugations, the more resistant the design to sagging over time and to wall deflection during pump operation.
При работе насоса в режиме всасывания гофрированный фильтроэлемент подвержен прогибу в направлении потока жидкости. Предварительный фильтр, образующийся в суженном, ввиду прогиба, зазоре между гофрами, эффективно распадается при возвращении фильтроэлемента в исходное положение при завершении работы насоса, способствуя самоочищению.When the pump is in suction mode, the pleated filter element is subject to deflection in the direction of liquid flow. The pre-filter, which is formed in the gap between the corrugations narrowed due to the deflection, effectively disintegrates when the filter element returns to its original position at the end of the pump, contributing to self-cleaning.
Регенерация такого фильтроэлемента улучшена, за счет конструкции, способной к расширению под давлением обратного потока жидкости. Щелевые каналы, расширяясь, позволяют высвобождать скопившиеся после грубой очистки засорения. Промывка происходит быстрее и эффективнее.The regeneration of such a filter element is improved by a design capable of expanding under the pressure of a liquid backflow. The slotted channels, expanding, allow the clogging accumulated after rough cleaning to be released. Rinsing is faster and more efficient.
В частном случае выполнения фильтроэлемент является полностью гофрированным, то есть гофрирование выполнено по всей поверхности фильтроэлемента.In a particular case, the filter element is completely pleated, that is, the pleating is made over the entire surface of the filter element.
В частном случае выполнения фильтроэлемент является частично гофрированным, то есть гофрирование выполнено только на части поверхности фильтроэлемента.In a particular embodiment, the filter element is partially corrugated, i.e. the corrugation is made only on a part of the surface of the filter element.
В частном случае выполнения фильтроэлемент содержит по меньшей мере два слоя проницаемого материала, один из которых является гофрированным полностью или частично.In a particular case, the filter element contains at least two layers of permeable material, one of which is completely or partially corrugated.
Дополнительно в основании 5 может быть установлен, по крайней мере, один предохранительный клапан 17, открывающийся при заданном перепаде давления в случае засорения фильтра 2. Количество, габариты и давление срабатывания предохранительного клапана 18 являются расчетными величинами и соответствуют производительности фильтрующего входного модуля и насосной установки. Additionally, at least one
Необходимое количество предохранительных клапанов рассчитывается по формуле:The required number of safety valves is calculated by the formula:
N = QН/qкл,N \u003d Q N / q cl ,
где QН – номинальная производительность насоса;where Q N is the rated performance of the pump;
qкл – номинальный расход через один клапан, который определяется по формуле:q cl - nominal flow through one valve, which is determined by the formula:
qкл = С*Δp,q cl \u003d C * Δp,
где С – пропускная способность клапана;where C is the capacity of the valve;
Δp – гидравлические потери давления в клапане.Δp is the hydraulic pressure loss in the valve.
Давление срабатывания предохранительного клапана (РСК) подбирается из условия:The safety valve actuation pressure (Р СК ) is selected from the condition:
РПНМ > РСК < 0,5*РРФ, R PNM > R SK < 0.5*R RF ,
где РПНМ – минимальное давление подпора погружной электроцентробежной насосной установки;where PPNM -minimum back pressure of a submersible electric centrifugal pumping unit;
РРФ - избыточное давление, при котором произойдет разрушение фильтроэлемента.Р RF - excess pressure at which the filter element will be destroyed.
Пропускная способность для выбранного размера предохранительного клапана определяется из гидравлических характеристик, которые получают по результатам стендовых испытаний клапана, как зависимость гидравлических потерь давления от пропускной способности.The flow capacity for the selected safety valve size is determined from the hydraulic characteristics, which are obtained from the results of bench tests of the valve, as the dependence of hydraulic pressure losses on the capacity.
При необходимости защиты от высокого газового фактора добываемой продукции скважины, фильтруюущий входной модуль может быть дополнительно укомплектован газосепарирующим и/или диспергирующим узлом.If it is necessary to protect the produced well product from a high gas factor, the filtering inlet module can be additionally equipped with a gas separating and/or dispersing unit.
Фильтрующий входной модуль погружного электроцентробежного насоса работает следующим образом:The filter input module of the submersible electric centrifugal pump works as follows:
После включения насосной установки текучая среда проходит через отверстия внешнего кожуха 14 и гофрированный фильтроэлемент 15, отфильтровывается от механических примесей. Далее очищенная текучая среда проходит через отверстия внутреннего кожуха 13, боковые каналы 10 корпуса 1, поступает на прием насосных секций ЭЦН, двигаясь по кольцевому каналу 12 и через окружные ряды отверстий 11. При этом клапан предохранительный 17 закрыт.After turning on the pumping unit, the fluid medium passes through the holes of the
При засорении фильтрующего элемента частицами механических примесей происходит увеличение перепада давления жидкости между давлением снаружи и давлением во внутренней полости фильтра. При этом под действием перепада давления жидкости происходит открытие предохранительного клапана 17. Пластовая жидкость через отверстие проходного канала предохранительного клапана 17 из затрубного пространства проходит внутрь фильтра, двигаясь по кольцевому каналу 12 и окружные ряды отверстий 11 поступает на прием насосных секций ЭЦН, исключая срыв подачи насоса и отказ установки ЭЦН в целом.When the filter element is clogged with particles of mechanical impurities, the liquid pressure drop between the pressure outside and the pressure in the internal cavity of the filter increases. At the same time, under the action of the fluid pressure drop, the
Claims (17)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2787438C1 true RU2787438C1 (en) | 2023-01-09 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3521970A (en) * | 1968-12-30 | 1970-07-28 | Red Jacket Mfg Co | Submersible pump |
RU2447324C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Electrically driven radial-flow donwhole pump inlet module |
RU117538U1 (en) * | 2012-03-02 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАТПРОМ-ХОЛДИНГ" | THIN FILTERING SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP INPUT MODULE |
RU117537U1 (en) * | 2012-02-28 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP FILTER INPUT MODULE |
RU2496027C1 (en) * | 2012-07-13 | 2013-10-20 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Modular section of borehole pump unit filter |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3521970A (en) * | 1968-12-30 | 1970-07-28 | Red Jacket Mfg Co | Submersible pump |
RU2447324C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Electrically driven radial-flow donwhole pump inlet module |
RU117537U1 (en) * | 2012-02-28 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP FILTER INPUT MODULE |
RU117538U1 (en) * | 2012-03-02 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАТПРОМ-ХОЛДИНГ" | THIN FILTERING SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP INPUT MODULE |
RU2496027C1 (en) * | 2012-07-13 | 2013-10-20 | Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" | Modular section of borehole pump unit filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4977958A (en) | Downhole pump filter | |
EP1322835B1 (en) | Well screen with spirally wrapped wire | |
RU2721345C1 (en) | Mesh filter assembly in downhole submerged pump intake part | |
US11300121B2 (en) | Downhole pump sand filtering snares | |
WO2010096303A1 (en) | Overpressure protection in gas well dewatering systems | |
RU2408779C1 (en) | Well filter | |
US20150047830A1 (en) | Downhole filtration tool | |
US10384154B2 (en) | High pressure sand trap with screen | |
RU164727U1 (en) | Borehole Filter | |
RU2787438C1 (en) | Filter inlet module of submersible electric centrofugal pump | |
RU2625423C2 (en) | Downhole filter | |
US5413721A (en) | Backflush filter system for downhole pumps | |
RU2347890C2 (en) | Well filter | |
US4969518A (en) | Reciprocating rod type downhole pump | |
RU2302514C2 (en) | Well pumping screen | |
RU2590924C1 (en) | Well fluid cleaning filter | |
RU2348795C1 (en) | Demountable well screen | |
US20220054984A1 (en) | Stacked-plate filters, filter plates, and methods for a stacked-plate filter | |
RU2568617C1 (en) | Device for simulated operation of horizontal well | |
RU2602625C1 (en) | Downhole filtering device | |
RU2785721C1 (en) | Filter element and its use | |
RU2396423C1 (en) | Hydrodynamic filter with impulse flushing | |
RU2422622C2 (en) | Filter for well fluid purification | |
RU2705682C1 (en) | Filtering module (versions) | |
RU2306968C1 (en) | Combined filtering component |