Штанговый вставной винтовой насос для добычи нефти

Параллельная работа насосов

Законы подобия лопастных насосов

Геометрическое: означает пропорциональность всех соответствующих размеров проточной части и равенство угловых размеров. Математически определяется безразмерным к-ом линейного подобия i_д = l_н/l_м = Д_н/Д_м = b_н/b_м = const.

Динамическое: означает пропорциональность сил (давления, вязкости, тяжести, инерции), действующих в соответствующих точках потока. Оно обуславливается равенством чисел Эйлера (Е_u = Р/ρV²), Рейнольдса (R_e = Vl/ν), Фруда (Fr = V²/gl), Струхаля (St = Vt/l), где l – характерный размер живого сечения потока, ν – кинематическая вязкость, Р – сила, t – время.

Кинематическое: безразмерные поля скоростей в сравниваемых потоках д.б. одинаковыми, т.е. отношения скоростей всех соответствующих частиц жидкости д.б. равны между собой и одинаково направлены. U₂ = πDn/60. Условие подобия скоростей: i_H = U_2H/U_2M = V_2H/V_2M = V_2rH/V_2rM = πD_2Hn_M/πD_2Mn_M = i_Д*i_Н = const.

Формулы пересчета (при α_2м = α_2н, β_2м = β_2н, η_м = η_н):

1) Q = πD₂b₂V_2r = πD₂b₂V₂sinα₂ => Q_H/Q_M = i_Д³*i_Н;

2) H = U₂V_2U/g => H_H/H_M= i_Д²*i_Н²;

3) N=ρgHQ/η => N_H/N_M = i_Д⁵*i_Н³.

Законы подобия позволяют, зная эксплуатационные условия модельного насоса определить условия работы его натуры; при разработке нового насоса запроектировать, построить и испытать его модель; по имеющейся модели определить оптимальные размеры натуры.

1) работа насосов с одинаковыми характеристиками. Поскольку насосы одинаковы, характеристика 2-го насоса совпадает с характеристикой первого (кривая АВ). Начиная с точки С строим характеристику трубопровода СЕ. Каждая точка этой характеристики представляет напор Н, который необходимо приложить, чтобы подать определенный расход Q. Аналитический средний КПД: η_ср = ΣQ_i / (ΣQ_i/η). Такая работа эффективна при пологих характеристиках системы и крутых характеристиках насосов.

2) работа насосов с разными характеристиками возможна только при условии равенства развиваемых ими напоров. Разные насосы могут начать работать только с точки В.

Авторы патента:
Балденко Д.Ф. (RU)
Власов А.В. (RU)
Балденко Ф.Д. (RU)
Фадеев В.Г. (RU)
Ахметвалиев Р.Н. (RU)
Хабецкая В.А. (RU)

(RU 2259501):

F04C2/107 - Гидравлические машины объемного вытеснения с вращающимися или качающимися рабочими органами (роторные гидравлические двигатели F03C); насосы и компрессоры объемного вытеснения с вращающимися и качающимися рабочими органами

Вледельцы патента:
ОАО НПО "Буровая техника" (RU)
ОАО "ТАТНЕФТЬ" (RU)

Изобретение относится к технике добычи жидкости из нефтяных скважин. Штанговый вставной винтовой насос снабжен ограничителем хода штанг, в котором имеется переводник, на внутренней поверхности которого выполнены продольные шлицевые пазы, а на хвостовике ограничителя хода штанг - ответные шлицы. Благодаря снабжению насоса переводником, на внутренней поверхности которого выполнены шлицевые пазы, а на ограничителе хода штанг - ответные шлицы, упрощается процесс сборки устройства. Шлицы, выполненные на переводнике, позволяют расположить внутри корпуса насоса ограничитель хода штанг, позволяющий осуществлять спуск и подъем насоса в скважине. Изобретение позволяет упростить и сократить время монтажа насоса. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технике добычи жидкости из нефтяных скважин.

Известен погружной штанговый винтовой насос, применяемый для добычи нефти и состоящий из статора, соединенного с насосно-компрессорными трубами (НКТ), ротора, размещенного в статоре и соединенного с насосными штангами [Балденко Д.Ф. и др. Винтовые забойные двигатели, Москва, Недра, 1999, с.364]. Монтаж насоса осуществляется последовательно в два этапа. Сначала на насосно-компрессорных трубах спускается статор насоса, затем на насосных штангах внутрь НКТ спускается ротор насоса.

Недостатком этой конструкции винтового насоса является то, что при замене насоса приходится поднимать из скважины помимо колонны штанг также колонну НКТ.

Известен штанговый вставной винтовой насос, применяемый для добычи нефти и состоящий из статора, соединенного со скважинным якорем, установленного внутри статора ротора, соединенного с колонной насосных штанг, и ограничителя хода штанг [каталог фирмы NETZSCH PC Pump System Manual, 2000, с.40]. Однако известная конструкция сложна в сборке.

Задачей изобретения является упрощение и сокращение времени монтажа насоса.

Поставленная задача решается за счет того, что штанговый вставной винтовой насос для добычи нефти, состоящий из статора, соединенного со скважинным якорем, установленного внутри статора ротора, соединенного с колонной насосных штанг, и ограничителя хода штанг, снабжен соединенным с ограничителем хода штанг переводником, на внутренней поверхности которого выполнены продольные шлицевые пазы, а на хвостовике ограничителя хода штанг - ответные шлицы. Благодаря снабжению насоса переводником, на внутренней поверхности которого выполнены шлицевые пазы, а на ограничителе хода штанг - ответные шлицы, упрощается процесс сборки устройства. Шлицы, выполненные на переводнике, позволяют расположить внутри корпуса насоса ограничитель хода штанг, позволяющий осуществлять спуск и подъем насоса в скважине. Заявляемое устройство поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид установки штангового вставного винтового насоса для добычи нефти;

на фиг.2 - механизм ограничителя хода штанг;

на фиг.3 - поперечное сечение по А-А.

Компоновка заявляемого насоса состоит из статора 1, внутри статора расположен ротор 2, винтовые нарезки которого находятся в зацеплении с винтовыми нарезками статора. Статор 1 соединен с корпусом 3 ограничителя хода штанг. Внутри корпуса 3 расположен хвостовик 4, в верхней части которого имеются шлицы 5, а нижняя его часть 6 выполнена с переменным сечением для захвата насоса. С корпусом 3 ограничителя хода штанг соединен переводник 7, на внутренней поверхности которого выполнены продольные шлицы.

Нижнее механическое крепление вставного насоса включает якорь 8 и узел уплотнения 9, жестко соединенные со статором 1, хвостовик 4 жестко соединен с колонной насосных штанг 10.

Сборка штангового вставного винтового насоса осуществляется следующим образом.

На статоре 1 насоса закрепляется корпус 3 ограничителя хода штанг. В статор 1 вворачивается ротор 2 с хвостовиком 4. Переводник 7, пройдя через шлицевые пазы верхней части хвостовика 4, закрепляется на корпусе 3 ограничителя хода штанг, а верхняя часть хвостовика 4 жестко соединяется с колонной насосных штанг 10. При этом шлицы в верхней части хвостовика 4 перекрываются штанговой муфтой 11.

Штанговый вставной винтовой насос приводится в действие вращением насосных штанг 10, жестко связанных ротором 2, при этом статор 1 неподвижен и соединен с колонной (НКТ) 12. Перекачиваемая жидкость (нефть) из скважины поступает в рабочие камеры, образованные внутренним зацеплением ротора и статора, и под давлением нагнетается внутрь колонны НКТ.

Штанговый вставной винтовой насос для добычи нефти, состоящий из статора, соединенного со скважинным якорем, ротора, установленного внутри статора и ограничителя хода штанг, соединенного с колонной насосных штанг, отличающийся тем, что насос снабжен соединенным с корпусом ограничителя хода штанг переводником, на внутренней поверхности которого выполнены продольные шлицевые пазы, а на верхней части хвостовика ограничителя хода штанг - ответные шлицы, причем нижняя часть хвостовика выполнена с переменным сечением для захвата насоса.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при создании погружных насосных. Насос снабжен предохранительным клапаном, выполненным с возможностью соединения напорной камеры насоса с затрубным пространством при превышении заданной величины разности давлений в напорной камере и затрубном пространстве. Затвор предохранительного клапана по форме представляет собой шар и установлен с возможностью вращения относительно собственной оси, а предохранительный клапан содержит, по крайней мере, две последовательно установленные тарельчатые пружины, предназначенные для обеспечения прижатия затвора к седлу клапана с заданным усилием. Осевая опора приводного вала состоит, по крайней мере, из двух секций, каждая из которых представляет собой упорный подшипник скольжения. Осевая опора вала размещена в нижней части корпуса, в боковой стенке которого выполнены дополнительные отверстия для соединения полости нижней части корпуса с затрубным пространством. Повышается надежность и долговечность. 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

Дата добавления: 2015-07-02