RU2205986C2 - Submersible centrifugal high-pressure electric pump for lifting liquids from wells - Google Patents

Abstract

FIELD: oil, producing industry. SUBSTANCE: invention relates to pump building and it can used in submersible electric pumps for lifting of formation liquids (oil) from wells. Proposed submersible centrifugal high-pressure electric pump contains tubing mounted check valve and sludge branch pipe stopped from to and provided with through radial holes lower than stopper, pump sections with intake module or gas separator, and submersible electric motor with hydraulic protection connected in tandem. Check valve is provided with locking device lifted from well after pressure testing of tubing. Invention is aimed at increasing operation reliability and longevity by preventing possibility of stalling, facilitating bringing the well into operating conditions, provision of possibility of acid-treatment of electric centrifugal pump to clean it from saline deposits and wash. EFFECT: improved reliability in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в погружных центробежных высоконапорных электронасосах для добычи пластовых жидкостей (нефти) из скважин. The invention relates to the field of pump engineering and can be used in submersible centrifugal high-pressure electric pumps for the production of formation fluids (oil) from wells.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважин, содержащий сливной и образный клапаны, шламовый патрубок, входной модуль или газосепаратор, секции насоса и погружной двигатель с гидрозащитой, заполненный маслом, соединенные последовательно (RU 2140575 С1, кл. F 04 D 13/10, 16.12.97). Known submersible centrifugal high-pressure electric pump for lifting liquids from wells, containing a drain and shaped valves, slurry pipe, inlet module or gas separator, pump sections and a submersible motor with hydraulic protection, filled with oil, connected in series (RU 2140575 C1, class F 04 D 13 / 10, 12.16.97).

К недостаткам этого насоса следует отнести возникновение срыва подачи при попадании свободного газа на прием насоса или при переходе работы насоса с жидкости более высокой плотности на жидкость с пониженной плотностью (переход перекачки жидкости глушения на пластовую жидкость - на нефть). В результате чего происходит ускоренный износ рабочих органов электроцентробежного насоса, его нагрев, оплавление удлинителя кабеля и выход установки из строя. The disadvantages of this pump include the occurrence of a supply interruption when free gas enters the pump intake or when the pump switches from a higher-density liquid to a lower-density liquid (the transition from pumping the kill fluid to the reservoir fluid - to oil). As a result, accelerated wear of the working bodies of the electric centrifugal pump occurs, it heats up, the cable extension melts and the unit breaks down.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение эксплуатационной надежности и долговечности путем исключения возможности срыва подачи, облегчение вывода скважины на режим, а также возможности проведения кислотной обработки электроцентробежного насоса против солеотложения и его промывки. The problem solved by the invention is to increase operational reliability and durability by eliminating the possibility of interruption of supply, facilitating the conclusion of the well to the regime, as well as the possibility of acid treatment of an electric centrifugal pump against scaling and washing.

Технический результат достигается тем, что запорное устройство обратного клапана после испытания колонны насосно-компрессорных труб специальным захватом извлекается из скважины. The technical result is achieved by the fact that the shut-off device of the check valve after testing the tubing string with a special grip is removed from the well.

Изобретение поясняется чертежем, где на фиг.1 изображен центробежный электронасос для подъема жидкости из скважин; на фиг.2 - обратный клапан со специальным приспособлением для извлечения запорного устройства. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a centrifugal electric pump for lifting fluid from wells; figure 2 - check valve with a special device for removing the locking device.

Погружной центробежный электронасос состоит из асинхронного двигателя 1 с кабельным токовводом 2, компенсатора 3, протектора 4, центробежного многоступенчатого многосекционного насоса 5 с фильтром 6, шламового патрубка 7 и обратного клапана 8. Вал электродвигателя 1 посредством шлицевых муфт 9, 10 и 11 соединен с валом протектора 4 и центробежного насоса 5. Обратный клапан 8 состоит из корпуса клапана 12 и запорного устройства 13. Запорное устройство 13 имеет проточку на конической поверхности. Приспособление для извлечения запорного устройства состоит из корпуса 14, подпружиненных захватных пластин 15, пружин 16 и оси пластин 17. Приспособление для извлечения запорного устройства опускается в скважину на исследовательском тросу 18 при помощи подъемника. The submersible centrifugal pump consists of an asynchronous motor 1 with a cable current lead 2, a compensator 3, a tread 4, a centrifugal multistage multi-section pump 5 with a filter 6, a slurry pipe 7 and a check valve 8. The shaft of the electric motor 1 is connected to the shaft by means of splined couplings 9, 10 and 11 tread 4 and centrifugal pump 5. The check valve 8 consists of a valve body 12 and a locking device 13. The locking device 13 has a groove on a conical surface. The device for extracting the locking device consists of a housing 14, spring-loaded gripping plates 15, springs 16 and the axis of the plates 17. The device for removing the locking device is lowered into the well on the research cable 18 using a lift.

Погружной центробежный электронасос работает следующим образом. Submersible centrifugal pump operates as follows.

Вращаясь, вал электродвигателя 1 через шлицевую муфту 9 передает вращение валу протектора 4 и далее через шлицевые муфты 10 и 11 вращает вал центробежного насоса 5. Пластовая жидкость через фильтр 6 поступает на нижние ступени насоса 5 и далее по насосу через шламовый патрубок 7 и обратный клапан 8 в колонну насосно-компрессорных труб (колонна не показана). Rotating, the shaft of the electric motor 1 through the spline coupling 9 transmits the rotation to the tread shaft 4 and then through the spline couplings 10 and 11 rotates the shaft of the centrifugal pump 5. The formation fluid through the filter 6 enters the lower stages of the pump 5 and then through the pump through the slurry pipe 7 and the check valve 8 into the tubing string (string not shown).

В процессе работы центробежного высоконапорного электронасоса, особенно в низкодебитных скважинах и с высоким газовым фактором, даже не взирая на наличие газосепаратора, происходят срывы подачи. Срыв подачи происходит из-за того, что создаваемый насосом напор вследствие попадания свободного газа на рабочие органы насоса становиться меньше чем созданный им до этого при нормальных условиях работы. При этом происходит закрытие обратного клапана. Как только обратный клапан закрылся, проток жидкости через насос прекращается, и происходит быстрый ее нагрев. Благодаря отсутствию протока жидкости в насосе создается нефтегазоводяная эмульсия, на которой центробежный насос резко снижает напор. При высокой температуре происходят отложение солей в каналах рабочих органов насоса и интенсивный износ нижней шайбы рабочего колеса. Открытие обратного клапана произойдет только после того, как давление на выкиде насоса (под запорным устройством обратного клапана) станет выше чем давление столба жидкости над обратным клапаном Открытие обратного клапана произойдет только благодаря увеличению давления на приеме насоса вследствие притока и повышения динамического уровня в скважине. Такой переходной негативный процесс занимает продолжительный период времени. During operation of a centrifugal high-pressure electric pump, especially in low-production wells and with a high gas factor, even in spite of the presence of a gas separator, supply failures occur. Disruption of supply occurs due to the fact that the pressure created by the pump due to the ingress of free gas to the working parts of the pump becomes less than what it created before under normal operating conditions. This closes the check valve. As soon as the check valve is closed, the flow of fluid through the pump stops, and its rapid heating occurs. Due to the absence of fluid flow in the pump, an oil-gas-water emulsion is created on which a centrifugal pump sharply reduces the pressure. At a high temperature, salts are deposited in the channels of the pump working bodies and intense wear of the lower impeller washer. Opening the check valve will only happen after the pressure at the pump outflow (under the check valve of the check valve) becomes higher than the pressure of the liquid column above the check valve. Opening the check valve will only happen due to the increase in pressure at the pump intake due to the inflow and increase in the dynamic level in the well. Such a transient negative process takes a long period of time.

При отсутствии запорного устройства в обратном клапане продолжительность работы насоса без подачи сокращается, так как появляется возможность протока жидкости через насос в обратном направлении, если создаваемый насосом напор становится ниже чем давление столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб. Интенсивного нагрева насоса не будет, и работа его станет долговечнее. В процессе эксплуатации происходит засорение проточных каналов рабочих органов насоса. Благодаря свободному проходу жидкости промывку насоса можно будет провести через колонну насосно-компрессорных труб. In the absence of a shut-off device in the non-return valve, the duration of the pump without feeding is reduced, since it is possible to flow the liquid through the pump in the opposite direction if the pressure created by the pump becomes lower than the pressure of the liquid column in the tubing string. There will be no intense heating of the pump, and its operation will become more durable. During operation, the flow channels of the working parts of the pump are clogged. Thanks to the free passage of fluid, the pump can be flushed through the tubing string.

Claims (1)

Погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважины, содержащий установленные на насосно-компрессорной трубе обратный клапан и шламовый патрубок, заглушенный сверху и имеющий ниже заглушки сквозные радиальные отверстия, секции насоса с входным модулем или газосепаратором и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно, отличающийся тем, что обратный клапан имеет запорное устройство, извлекаемое из скважины после опрессовки колонны насосно-компрессорных труб. A submersible centrifugal high-pressure electric pump for lifting fluid from a well, comprising a check valve installed on the tubing and a slurry pipe plugged from above and having through radial openings below the plugs, pump sections with an input module or gas separator and a submersible electric motor with hydraulic protection connected in series, different the fact that the check valve has a shut-off device that is removed from the well after crimping the tubing string.

Images