Результат интеллектуальной деятельности: ПОГРУЖНОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосных агрегатах, применяемых, например, в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для перекачивания химически активных жидкостей, суспензий и пульп.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой и погружной насос, с жестким соединением секций (см. Бухаленко Е.И. и др. Нефтепромысловое оборудование. Справочник. М.: Недра, 1990, с. 124-127).

Недостатком известной конструкции является низкая надежность при эксплуатации в искривленных скважинах, при спуске в которые насосный агрегат подвергается значительным изгибающим нагрузкам, что может привести к пластической деформации жестких соединений секций.

Известен погружной насосный агрегат, содержащий погружной электрический двигатель и модульные секции, соединенные между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной с корпусом одной секции насоса, а со второго - сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом, и накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с корпусом подвижного устройства, закрепленного фланцевой частью ко второй секции насоса (см. патент RU 2136971 Cl, F04D 13/10, 29/62, опубл. 10.09.1999).

Недостатком данной конструкции является низкая надежность при работе в изогнутом состоянии в скважинах с короткими прямолинейными участками, недостаточными для размещения всего насосного агрегата вдоль прямой линии.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является погружной агрегат для добычи нефти из скважин, содержащий погружной центробежный насос, гидрозащиту и погружной электродвигатель, входной модуль, кабельную линию, проходящую вдоль погружного агрегата, соединительный элемент, выполненный в виде эксцентриковой муфты, посредством которой, по крайней мере, ось электроцентробежного насоса параллельно смещена относительно оси электродвигателя в сторону, противоположную той, по которой проходит кабельная линия (патент на полезную модель RU 73024, Е21В 43/00, опубл. 10.05.2008). Эксцентриковая муфта может быть установлена между насосом и входным модулем, между входным модулем и протектором или между протектором и погружным электродвигателем.

Недостатком данного изобретения является низкая надежность эксцентриковой муфты при повышенных частотах, на которых работают электроцентробежные насосные установки с вентильными двигателями.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности насосного агрегата путем упрочнения соединения валов, снижения изгибающих нагрузок при прохождении искривленных участков скважины, а также возможность использования в скважинах с короткими прямолинейными участками.

Для решения поставленной задачи в погружном насосном агрегате, содержащем электродвигатель, гидрозащиту, электроцентробежный насос, кабельную линию и установленный между гидрозащитой и электродвигателем соединительный элемент, смещающий ось гидрозащиты относительно оси электродвигателя, согласно изобретению соединительный элемент содержит заключенную в корпус толстостенную трубу с прорезями, перпендикулярными ее оси.

При этом прорези расположены попарно с противоположных сторон трубы, а каждая последующая пара повернута относительно предыдущей на 90°. Предпочтительно, чтобы продольные стенки прорезей были ориентированы под углом, сходящимся к центру.

На фиг.1 представлен общий вид заявляемого агрегата; на фиг.2 - гибкая толстостенная труба с прорезями, на фиг.3 - поперечный разрез трубы по А-А фиг.2.

Погружной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель 1, электроцентробежный насос 2, кабельную линию 3, входной модуль 5, гидрозащиту 6 (фиг.1). Между электродвигателем 1 и гидрозащитой 6 размещен соединительный элемент, содержащий гибкую толстостенную трубу 9, заключенную в корпус 7. Диаметр гидрозащиты 6 совпадает с диаметром электроцентробежного насоса 2. Оси электроцентробежного насоса 2 и гидрозащиты 6 параллельно смещены относительно оси электродвигателя 1 с образованием несоосности 4 (фиг.1). Это позволяет увеличить диаметр используемого насоса и, соответственно, уменьшить его длину, не изменяя при этом напора.

Гибкая толстостенная труба 9 выполнена с прорезями 10, расположенными в параллельных плоскостях, перпендикулярных к оси трубы (фиг.2). Прорези расположены попарно с противоположных сторон трубы 9, при этом каждая последующая пара повернута по оси трубы 9 относительно предыдущей на 90°. Продольные стенки прорезей 10 ориентированы под углом, сходящимся к центру. Расширение прорезей 10 на внешней стороне трубы 9 позволяет снизить напряжения и обеспечить необходимую изгибную жесткость. На концах трубы 9 установлены концевые посадочные втулки 8. Соединительный элемент компенсирует несоосность 4 и служит для передачи вращательного момента между смещенными валами электродвигателя 1 и насоса 2.

При сборке агрегата к валу электродвигателя 1 присоединяют гибкую трубу 9 через одну из концевых посадочных втулок 8, ко второй концевой посадочной втулке присоединяют вал гидрозащиты 6, далее сборка происходит без изменений. Собранный таким образом агрегат опускают в скважину.

В процессе работы крутящий момент от вала двигателя 1 передается при вращении одной концевой посадочной втулки 8 через гибкую трубу 9 с прорезями 10 другой концевой посадочной втулке и валу насоса 2. Компенсация смещения валов происходит за счет упругой деформации гибкой толстостенной трубы 9.

Во время спуска заявляемого насосного агрегата в скважину прохождение искривленных участков облегчается благодаря уменьшенной длине насоса.

Изобретение позволяет упрочнить соединение валов, защитить насосную установку от продольного изгиба при спуске в искривленную скважину, снизить вероятность и повысить надежность работы в изогнутом состоянии при эксплуатации в скважинах с короткими прямолинейными участками.