RU81273U1

RU81273U1 - INPUT MODULE FOR SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP

Info

Publication number: RU81273U1
Application number: RU2008143921/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Баянович Шрамек; Андрей Юрьевич Саблин; Дмитрий Федорович Матвеев; Иван Георгиевич Смирнов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания" ("РУСЭЛКОМ")
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2009-03-10

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована для защиты погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН) от попадания на прием насоса механических примесей при добыче пластовой жидкости из скважины. Входной модуль ЭЦН содержит перфорированный корпус 1 с отверстиями 2 для прохода жидкости, головку 3, основание 5, вал 6, установленный в корпусе 1 с возможностью вращения, фильтрующий элемент 9. Новым в устройстве является установка фильтрующего элемента 9, выполненного в виде пружины сжатия, внутри перфорированного корпуса 1 и размещение его между корпусом 1 и валом 6 с возможностью регулирования межвиткового зазора. Механизм перемещения пружины выполнен в виде толкателя 11, размещенного в головке 3 с возможностью осевого перемещения, и установочного элемента 14, один конец которого жестко соединен с толкателем 11, а другой конец установочного элемента 14 размещен в отверстии 13 головки 3 с возможностью перемещения его вдоль оси входного модуля и фиксации в разных положениях. Технический результат - повышение надежности работы устройства, расширении функциональных возможностей. 1 н.п.ф, 3 з.п.ф., 1 ил.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used to protect a submersible borehole centrifugal electric pump (ESP) from mechanical impurities entering the pump intake when producing formation fluid from a well. The input ESP module contains a perforated housing 1 with openings 2 for the passage of fluid, a head 3, a base 5, a shaft 6 mounted rotatably in the housing 1, a filter element 9. New in the device is the installation of a filter element 9, made in the form of a compression spring, inside the perforated housing 1 and placing it between the housing 1 and the shaft 6 with the possibility of adjusting the inter-turn clearance. The mechanism for moving the spring is made in the form of a pusher 11, placed in the head 3 with the possibility of axial movement, and a mounting element 14, one end of which is rigidly connected to the pusher 11, and the other end of the mounting element 14 is placed in the hole 13 of the head 3 with the possibility of moving it along the axis input module and fixing in different positions. The technical result is an increase in the reliability of the device, the expansion of functionality. 1 n.p.f., 3 s.p.f., 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована для защиты погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН) от попадания на прием насоса механических примесей при добыче пластовой жидкости (нефти) из скважины.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used to protect a submersible borehole centrifugal electric pump (ESP) from mechanical impurities entering the pump intake during the production of formation fluid (oil) from the well.

Известен входной модуль ЭЦН ЖНШ-1 (патент РФ №42081, F04D 13/10, дата публикации 2004.11.20) с дистругирующими аппаратами, содержащий основание, которое снабжено многосекционным фильтром, представляющим собой щелевой экран, который крепится на основании модуля опорными кольцами, при этом по всей длине основания расположены отверстия, количество и периодичность расположения которых расчетная.A well-known input module ESP ZhNSh-1 (RF patent No. 42081, F04D 13/10, publication date 2004.11.20) with a diffuser, containing a base, which is equipped with a multi-section filter, which is a slotted screen that is mounted on the base of the module with support rings, with this along the entire length of the base are openings, the number and frequency of which are estimated.

Недостатками известного входного модуля являются размещение щелевого экрана фильтра, состоящего из витков V-образной проволоки, и его закрепление на наружной поверхности основания входного модуля с помощью опорных колец, что в целом увеличивает наружный диаметр установки ЭЦН, кроме того, расположение щелевого экрана на наружной поверхности основания приводит к засорению витков щелевого экрана и его механическому повреждению при спуске установки в скважину, ее подъеме, при транспортировке и хранении.The disadvantages of the known input module are the placement of the slotted screen of the filter, consisting of turns of a V-shaped wire, and its fastening on the outer surface of the base of the input module with support rings, which generally increases the outer diameter of the ESP installation, in addition, the location of the slotted screen on the outer surface the base leads to clogging of the turns of the slit screen and its mechanical damage during the descent of the installation into the well, its rise, during transportation and storage.

Известна модульная секция погружного центробежного электронасоса (патент №68616, F04D 13/10, дата публикации 2007.11.27), взятая в качестве прототипа, содержащая перфорированный Known modular section of a submersible centrifugal pump (patent No. 68616, F04D 13/10, publication date 2007.11.27), taken as a prototype, containing perforated

корпус с расположенным на нем многосекционным щелевым фильтроэлементом из V-образной проволоки, включающим наружные кольца, снабженные центрирующим элементом, в пазах колец скрыты торцы концов секций щелевого фильтроэлемента. Имеется наружное кольцо, с помощью которого отделяются части фильтроэлемента, снабженное центрирующим предохранительным элементом. Перфорированный корпус и фильтроэлемент стянуты сверху верхней головкой, а снизу нижним основанием. Вал, установленный во внутреннюю полость модульной секции, имеет возможность вращаться в подшипниках: верхнем, нижнем и дополнительных промежуточных, а его нижний торец снабжен шлицевой муфтой.a housing with a multi-section slotted filter element made of a V-shaped wire located on it, including outer rings provided with a centering element, the ends of the sections of the slotted filter element are hidden in the grooves of the rings. There is an outer ring with which parts of the filter element are separated, provided with a centering safety element. The perforated housing and the filter element are pulled together by the upper head and the lower base from the bottom. A shaft installed in the internal cavity of the modular section has the ability to rotate in bearings: upper, lower and additional intermediate, and its lower end is equipped with a spline coupling.

Недостатком известной модульной секции погружного центробежного электронасоса является размещение многосекционного щелевого фильтроэлемента из V-образной проволоки на наружной поверхности перфорированного корпуса, что приводит к увеличению наружного диаметра установки ЭЦН, а также к засорению щелей фильтроэлемента, их механическому повреждению и износу.A disadvantage of the known modular section of a submersible centrifugal electric pump is the placement of a multi-section slotted filter element of a V-shaped wire on the outer surface of the perforated housing, which leads to an increase in the outer diameter of the ESP installation, as well as to clogging of the filter element slots, their mechanical damage and wear.

Кроме того, увеличение диаметра установки при наружном размещении фильтроэлемента на модульной секции приводит к повышенному износу деталей насоса и уменьшению времени безотказной работы всей насосной установки при работе установки в зоне повышенной кривизны скважины.In addition, an increase in the diameter of the installation when the filter element is placed on the modular section externally leads to increased wear of the pump parts and a decrease in the uptime of the entire pump installation when the installation is in the zone of increased curvature of the well.

К недостаткам данной конструкции можно отнести также низкие функциональные возможности модульной секции из-за невозможности изменения расстояние между витками щелевого экрана в зависимости от размера частиц механических примесей, так как фильтроэлемент жестко закреплен между верхней головкой и нижним основанием модульной секции. Для установки другого размера щели фильтроэлемента необходима разборка модульной секции и замена фильтрующего The disadvantages of this design include the low functionality of the modular section due to the impossibility of changing the distance between the turns of the slit screen depending on the particle size of the mechanical impurities, since the filter element is rigidly fixed between the upper head and the lower base of the modular section. To install a different size of the filter element slot, it is necessary to disassemble the modular section and replace the filter

элемента другим фильтрующим элементом, имеющим необходимый размер щели.element with another filter element having the required slot size.

Задача полезной модели - разработка конструкции входного модуля для погружного центробежного электронасоса ЭЦН, обеспечивающего повышенную эксплуатационную надежность,The objective of the utility model is to develop the design of the input module for the ESP submersible centrifugal electric pump, providing increased operational reliability,

Технический результат, получаемый в результате решения задачи, состоит в повышении надежности работы устройства, расширении функциональных возможностей за счет регулирования межвиткового зазора фильтрующего элемента.The technical result obtained by solving the problem is to increase the reliability of the device, expand the functionality by adjusting the inter-turn gap of the filter element.

Технический результат достигается тем, что в входном модуле для погружного центробежного электронасоса, содержащем перфорированный корпус, фильтрующий элемент, головку, основание, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, фильтрующий элемент выполнен в виде пружины сжатия и расположен между корпусом и валом с возможностью регулирования межвиткового зазора, нижний опорный торец пружины размещен в пазу основания, а верхний торец пружины соединен с механизмом перемещения пружины, при этом механизм перемещения пружины выполнен в виде толкателя, размещенного в головке с возможностью осевого перемещения, и расположенного перпендикулярно толкателю установочного элемента, один конец которого жестко соединен с толкателем, а другой конец установочного элемента размещен в сквозном отверстии головки и выведен наружу для перемещения его вдоль оси входного модуля и фиксации в разных положениях.The technical result is achieved in that in the input module for a submersible centrifugal electric pump containing a perforated housing, a filter element, a head, a base, a shaft mounted in the housing rotatably, the filter element is made in the form of a compression spring and is adjustable between the housing and the shaft inter-turn gap, the lower support end of the spring is placed in the groove of the base, and the upper end of the spring is connected to the spring movement mechanism, while the spring movement mechanism is made n in the form of a pusher placed in the head with the possibility of axial movement and located perpendicular to the pusher of the installation element, one end of which is rigidly connected to the pusher, and the other end of the installation element is placed in the through hole of the head and brought out to move it along the axis of the input module and fix in different positions.

Размещение фильтрующего элемента внутри перфорированного корпуса предохраняет фильтрующий элемент от засорения, повреждения и износа, а также обеспечивает высокий ресурс работы устройства в целом. Кроме того, винтовая щель фильтрующего элемента при вибрации работающей установки ЭЦН самоочищается от прилипших частиц Placing the filter element inside the perforated housing protects the filter element from clogging, damage and wear, and also provides a high service life of the device as a whole. In addition, the screw slot of the filter element during vibration of the operating ESP unit is self-cleaning of adhered particles

механических примесей, что положительно влияет на ресурс работы фильтрующего элемента.mechanical impurities, which positively affects the service life of the filter element.

Технический результат достигается также тем, что установочный элемент механизма перемещения пружины выполнен в виде винта, а сквозное отверстие в головке для размещения второго конца установочного элемента выполнено ступенчатым, что позволяет, жестко зафиксировать головку винта в необходимом положении, обеспечив установку нужного значения межвиткового зазора пружины.The technical result is also achieved by the fact that the installation element of the spring movement mechanism is made in the form of a screw, and the through hole in the head for accommodating the second end of the installation element is made stepwise, which makes it possible to firmly fix the screw head in the required position, ensuring that the desired value of the spring turn gap is set.

Технический результат достигается также тем, что для ограничения перемещении пружины в радиальном направлении между внутренней стенкой корпуса и пружиной установлен центрирующий элемент, выполненный, например, в виде каркасной пружины с большим шагом навивки, торцы которой зафиксированы между головкой и основанием входного модуля.The technical result is also achieved by the fact that to limit the movement of the spring in the radial direction between the inner wall of the housing and the spring, a centering element is installed, made, for example, in the form of a frame spring with a large winding pitch, the ends of which are fixed between the head and the base of the input module.

Расширение эксплуатационных свойств обеспечивается возможностью по желанию потребителя изменять значения щелевых (межвитковых) зазоров фильтрующего элемента.The expansion of operational properties is provided by the ability, at the request of the consumer, to change the values of the slot (inter-turn) gaps of the filter element.

Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели «новизна».Comparison of the claimed solutions with the prototype and other technical solutions in the art shows that the set of features described is not known from the existing level of technology, based on which we can conclude that it meets the criterion of the useful model of "novelty".

Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения входного модуля для погружного центробежного электронасоса.The compliance of the claimed utility model with the criterion of "industrial applicability" is shown on the example of a specific implementation of the input module for a submersible centrifugal electric pump.

На фиг.1 приведен общий вид входного модуля для погружного центробежного электронасоса ЭЦН.Figure 1 shows a General view of the input module for a submersible centrifugal electric pump ESP.

Входной модуль содержит перфорированный корпус 1 с отверстиями 2 для прохода пластовой жидкости, головку 3 с отверстиями 4 для прохода жидкости, основание 5, вал 6, установленный с возможностью вращения в верхнем подшипнике 7, расположенным в головке 3, и нижнем подшипнике 8, расположенным в основании 5, фильтрующий элемент 9, выполненный в виде цилиндрической пружины сжатия, которая расположена между корпусом 1 и валом 6. Нижний торец пружины 9 размещен в пазу 10 основания 5 для защиты от проникновения частиц механических примесей по торцу пружины, а верхний торец пружины упирается в выступ толкателя 11, который размещен в головке 3 и имеет отверстие 12 для прохода жидкости. В головке 3 выполнено сквозное отверстие 13 ступенчатой формы для размещения и фиксации в нем установочного элемента 14, выполненного, например, в виде винта, который соединен с толкателем 11 для перемещения пружины 9 при установке межвиткового зазора. Для ограничения перемещении пружины 9 в радиальном направлении между внутренней стенкой корпуса 1 и пружиной 9 установлен центрирующий элемент 15, выполненный в виде каркасной пружины, торцы которой зафиксированы между выступами 16 и 17 головки 3 и основания 5 соответственно.The input module contains a perforated housing 1 with openings 2 for the passage of formation fluid, a head 3 with openings 4 for the passage of fluid, a base 5, a shaft 6 mounted for rotation in the upper bearing 7 located in the head 3, and the lower bearing 8 located in base 5, a filter element 9, made in the form of a cylindrical compression spring, which is located between the housing 1 and the shaft 6. The lower end of the spring 9 is placed in the groove 10 of the base 5 to protect against penetration of particles of mechanical impurities along the end of the spring, and the upper end of the spring abuts against the protrusion of the pusher 11, which is placed in the head 3 and has an opening 12 for the passage of fluid. In the head 3, a through hole 13 is made in a stepped form for accommodating and fixing the mounting element 14 in it, made, for example, in the form of a screw that is connected to the pusher 11 for moving the spring 9 when setting the inter-turn gap. To limit the movement of the spring 9 in the radial direction between the inner wall of the housing 1 and the spring 9, a centering element 15 is installed, made in the form of a frame spring, the ends of which are fixed between the protrusions 16 and 17 of the head 3 and the base 5, respectively.

Устройство работает следующим образом. Пластовая жидкость через отверстия 2 перфорированного корпуса 1 и межвитковые зазоры фильтрующего элемента 9 проходит внутрь входного модуля и отфильтровывается от механических примесей, затем жидкость проходит через пропускные отверстия 12 толкателя 11, отверстия 4 головки 3, поступает на прием насоса ЭЦН. Крутящий момент от электродвигателя (не показан) передается на вал 6, вращающийся в подшипниках 7 и 8, передается на рабочие органы ЭЦН, обеспечивая тем самым забор пластовой жидкости из скважины.The device operates as follows. The formation fluid through the holes 2 of the perforated housing 1 and the inter-turn gaps of the filter element 9 passes into the inlet module and is filtered off from mechanical impurities, then the fluid passes through the through holes 12 of the pusher 11, holes 4 of the head 3, and is received at the ESP pump. The torque from the electric motor (not shown) is transmitted to the shaft 6, rotating in bearings 7 and 8, is transmitted to the working bodies of the ESP, thereby ensuring the intake of formation fluid from the well.

Для установки межвиткового зазора пружины 9 производят частичное выкручивание винта 14 из толкателя 11 до выхода головки винта из соответствующей выемки ступенчатого отверстия 13 и производят перемещение толкателя 11, до установки необходимого межвиткового зазора пружины 9, далее производят вкручивание винта 14 до упора, обеспечивая при этом расположение и фиксацию головки винта 14 в другой выемке ступенчатого отверстия 13, что позволяет зафиксировать новое значение щелевого отверстия фильтрующего элемента.To set the inter-turn gap of the spring 9, the screw 14 is partially unscrewed from the pusher 11 until the screw head exits from the corresponding recess of the step hole 13 and the pusher 11 is moved until the necessary inter-turn gap of the spring 9 is installed, then the screw 14 is screwed in until it stops, providing and fixing the screw head 14 in another recess of the stepped hole 13, which allows you to fix the new value of the slotted hole of the filter element.

С целью повышения удобства установки межвиткового зазора входной модуль может содержать два и более установочных элементов 14, соединенных с толкателем 11 и расположенных в ступенчатых отверстиях головки 3.In order to improve the convenience of installing the inter-turn gap, the input module may contain two or more mounting elements 14 connected to the pusher 11 and located in the stepped openings of the head 3.

В зависимости от необходимой пропускной способности входной модуль может содержать несколько последовательно соединенных перфорированных корпусов 1 с установленными в них фильтрующими элементами 9, при этом перфорированные корпуса могут быть соединены соединительными деталями, каждая из которых может содержать промежуточный подшипник для вала и механизм перемещения пружины.Depending on the required throughput, the input module may contain several serially connected perforated housings 1 with filter elements 9 installed in them, while the perforated housings can be connected by connecting parts, each of which may contain an intermediate bearing for the shaft and a spring movement mechanism.

Claims

1. The input module for a submersible centrifugal electric pump, comprising a perforated housing, a head, a base, a shaft mounted rotatably in the housing, a filter element, characterized in that the filter element is made in the form of a compression spring and is located between the housing and the shaft with the possibility of inter-turn adjustment the gap, the lower supporting end of the spring is placed in the groove of the base, and the upper end of the spring is connected to the spring moving mechanism, while the spring moving mechanism is made in the form of a pusher, ra axially displaced in the head, and the installation element, one end of which is rigidly connected to the pusher, and the other end of the installation element is placed in the hole of the head with the possibility of moving it along the axis of the input module and fixing in different positions.

2. The input module according to claim 1, characterized in that the mounting element of the mechanism for moving the spring is made in the form of a screw.

3. The input module according to claim 1, characterized in that the hole in the head for accommodating the second end of the installation element is made stepwise.

4. The input module according to claim 1, characterized in that between the inner wall of the housing and the spring a centering element is freely installed, made, for example, in the form of a frame spring, the ends of which are fixed between the head and the base.