RU112712U1

RU112712U1 - INSTALLING A SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU112712U1
Application number: RU2011136287/03U
Authority: RU
Inventors: Алексей Евгеньевич Андреев; Валерий Анатольевич Костилевский; Виталий Анатольевич Антоненко
Original assignee: Алексей Евгеньевич Андреев; Валерий Анатольевич Костилевский; Виталий Анатольевич Антоненко
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-01-20

Abstract

Установка погружного центробежного насоса, состоящая из погружного насосного агрегата, включающего центробежный насос, двигатель - электродвигатель с гидрозащитой, кабель в сборе, для спуска в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, наземного электрооборудования - трансформаторной комплексной подстанции, в крышке торцевой части корпуса электродвигателя через сальниковое уплотнительное устройство наружно размещен электрод, электрически изолированный от корпуса электродвигателя, и через диодную сборку электрически соединен с общей точкой обмоток электродвигателя, соединенных в «звезду», причем «положительная» клемма подключена к встроенному электроду, а «отрицательная» - к общей точке статорных обмоток электродвигателя, отличающаяся тем, что дополнительно в нижней части электрода установлен фильтр, представляющий собой пакет из дисковых элементов, активная часть которых выполнена из диэлектрического материала, например нейлона. Installation of a submersible centrifugal pump, consisting of a submersible pumping unit, including a centrifugal pump, motor - electric motor with hydraulic protection, cable assembly, for lowering into the well on a tubing string, ground electrical equipment - a transformer complex substation, in the cover of the end part of the electric motor housing through the stuffing box sealing device is externally located electrode, electrically isolated from the motor housing, and through the diode assembly is electrically connected to the common point of the motor windings connected in a "star", and the "positive" terminal is connected to the built-in electrode, and the "negative" terminal is connected to the common point of the stator of electric motor windings, characterized in that a filter is additionally installed in the lower part of the electrode, which is a stack of disc elements, the active part of which is made of a dielectric material, such as nylon.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в условиях повышенного выноса механических примесей в виде песка, проппанта, обломков горной породы и нерастворимых солей из призабойной зоны пласта и зумпфа скважины.The utility model relates to the oil industry, in conditions of increased removal of mechanical impurities in the form of sand, proppant, rock fragments and insoluble salts from the bottomhole formation zone and sump of the well.

Известен скважинный насос, представляющий собой вертикальную конструкцию одинарного действия с неподвижным цилиндром, подвижным металлическим плунжером и шариковыми клапанами; спускаемыми в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и насосных штанг (1). Нефтепромысловое оборудование: Справочник / Под ред. Е.И.Бухаленко 2-е изд., переработанное и дополненное М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил. - аналог.Known borehole pump, which is a vertical single-acting design with a fixed cylinder, a movable metal plunger and ball valves; lowered into the well on a string of tubing and sucker rods (1). Oilfield Equipment: Handbook / Ed. EI Bukhalenko 2nd ed., Revised and supplemented by M .: Nedra, 1990. - 559 pp., Ill. - analogue.

Недостатком скважинного насоса является применимость только в малодебитных скважинах и необходимость использования сложного металлоемкого наземного оборудования (станок-качалка), а также, его ограниченная применимость при большом газовом факторе и большой кривизне скважин и наличии мехпримесей - условиях, характерных для кустового бурения.The disadvantage of a well pump is its applicability only in low-yield wells and the need to use complex metal-intensive ground equipment (rocking machine), as well as its limited applicability with a large gas factor and a large curvature of the wells and the presence of mechanical impurities - conditions typical for cluster drilling.

Наиболее близким техническим решением является установка погружного центробежного насоса, в которую входит погружной электронасосный агрегат, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спускаемые в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах, оборудование устья; станцию управления и трансформатор, в нижней части установки размещается изолированный от корпуса электрод, электрически связанный с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в "звезду" через диодную сборку, причем ее «положительная» клемма подключена к электроду.The closest technical solution is the installation of a submersible centrifugal pump, which includes a submersible electric pump unit, which combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well by lifting tubing, equipment of the wellhead; a control station and a transformer, in the lower part of the installation there is an electrode isolated from the housing, electrically connected to a common point of the motor windings connected to a "star" through a diode assembly, and its "positive" terminal is connected to the electrode.

Данная конструкция позволяет на электроде получить разность потенциалов относительно колонны НКТ вследствие перетоков в трехфазных обмотках электродвигателя при работе насоса и обеспечить катодную защиту металлического оборудования от коррозии и предупреждение накопление отложений солей на защищаемом оборудовании (Патент РФ №2217579) (2).This design allows you to get the potential difference on the electrode relative to the tubing string due to overflows in the three-phase windings of the electric motor during pump operation and to provide cathodic protection of metal equipment from corrosion and to prevent the accumulation of salt deposits on the protected equipment (RF Patent No. 2217579) (2).

Однако недостатком устройства является сложность эксплуатации в условиях значительного количества мех. примесей и песка, поступающих из призабойной зоны пласта и образования растворимых и нерастворимых солей в процессе использования реагентных обработок.However, the disadvantage of this device is the difficulty of operation in conditions of a significant amount of fur. impurities and sand coming from the bottomhole formation zone and the formation of soluble and insoluble salts in the process of using reagent treatments.

Целью полезной модели является повышение эффективности лифтирования при интенсивном выносе мехпримесей, более 10 мг/л в лифтируемой жидкости.The purpose of the utility model is to increase the efficiency of lifting with intensive removal of mechanical impurities, more than 10 mg / l in the fluid to be lifted.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая установка содержит металлический изолированный от корпуса электрод, размещенный в нижней торцевой части корпуса электродвигателя и через диодную сборку, размещаемую в маслонаполненном корпусе электродвигателя и соединенную с электродом, в нижней части которого установлен фильтр, представляющий собой, пакет из дисковых фильтров, активная часть которых (фильтроэлемент) выполнена из диэлектрического материала, например, нейлона. Предлагаемая конструкция позволит обеспечить демпфирование поперечных колебаний установки в эксплуатационной колонне, снизить попадание механических частиц в проточную часть насоса, уменьшить вибрацию установки, что в конечном итоге повысит межремонтный период работы скважин.This goal is achieved by the fact that the proposed installation contains a metal electrode isolated from the housing, located in the lower end part of the motor housing and through a diode assembly placed in the oil-filled motor housing and connected to the electrode, in the lower part of which a filter is installed, which is a packet of disk filters, the active part of which (filter element) is made of a dielectric material, for example, nylon. The proposed design will ensure damping of lateral vibrations of the installation in the production string, reduce the ingress of mechanical particles into the flow part of the pump, reduce the vibration of the installation, which ultimately will increase the overhaul period of the wells.

На фиг. схематически изображено заявляемое устройство.In FIG. The claimed device is schematically depicted.

Установка погружного центробежного насоса состоит из погружного насосного агрегата, состоящего из погружного центробежного насоса 1 и двигателя 2 (электродвигатель с гидрозащитой), кабеля в сборе Запускаемого в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 4, наземного электрооборудования - трансформаторной комплексной подстанции 5, кабеля, обеспечивающего подвод энергии к электродвигателю, который крепится к гидрозащите, насосу и насосно-компрессорным трубам металлическими поясами 6, входящими в состав насоса. В крышке 7 торцевой части корпуса электродвигателя через сальниковое уплотнительное устройство 8 наружно размещен электрод 9, электрически изолированный от корпуса электродвигателя 2 и снабженный фильтром 10. Электрод 9 через диодную сборку 11 электрически соединен с общей точкой обмоток электродвигателя соединенных в «звезду», причем, «положительная» клемма подключается к встроенному электроду 9, а «отрицательная» - к общей точке статорных обмоток электродвигателя, дополнительно в нижней части электрода 9 установлен фильтр, представляющий собой, пакет из дисковых элементов, активная часть которых (фильтроэлемент) выполнена из диэлектрического материала, например, нейлона.The installation of a submersible centrifugal pump consists of a submersible pump unit, consisting of a submersible centrifugal pump 1 and motor 2 (electric motor with hydroprotection), a cable assembly Run into a well on a tubing string 4, ground-based electrical equipment - a transformer complex substation 5, a cable providing energy supply to the electric motor, which is attached to the hydroprotection, the pump and tubing pipes with metal belts 6, which are part of the pump. An electrode 9, electrically isolated from the motor housing 2 and equipped with a filter 10, is externally placed in the cover 7 of the end part of the motor housing through the gland packing device 8 and the electrode 9 is electrically connected through a diode assembly 11 to a common point of the motor windings connected to a "star", moreover, " the positive terminal is connected to the built-in electrode 9, and the negative terminal is connected to the common point of the stator windings of the electric motor; in addition, a filter is installed at the bottom of the electrode 9, representing a package of disk elements, the active part of which (filter element) is made of a dielectric material, for example, nylon.

Устройство работает следующим образом. Ниже погружного центробежного насоса под действием электрического поля вода эмульгированная в нефти и содержащая растворы солей, вследствие вторичных электрических реакций разлагается на молекулы водорода Н₂ из атомов Н на катоде и молекулы кислорода О₂ из радикалов ОН на аноде. Под действием внешнего источника тока (образовавшегося вследствие перекоса фаз связанного с их несимметричностью из-за разности сопротивлений обмоток) создаются условия разгазирования воды, эмульгированной в нефти, вследствие ее электролитического разложения, с образованием газовой фазы, препятствующей отложению гидратов и солей на поверхности колонн и образованию высокодисперсной газожидкостной смеси пониженной плотности. На «жертвенном» электроде 9, подключенном к аноду будут происходить реакции окисления и коррозия будет происходить именно на этом электроде, обеспечивая эффект катодной защиты. Установленный на электроде 9 фильтр 10, предотвратит попадание мехпримесей (песка проппанта, обломков горной породы и солей) в проточную часть насосной установки.The device operates as follows. Below the submersible centrifugal pump, under the influence of an electric field, water emulsified in oil and containing salt solutions decomposes as a result of secondary electrical reactions into hydrogen molecules H ₂ from H atoms at the cathode and oxygen molecules O ₂ from OH radicals at the anode. Under the action of an external current source (formed due to phase imbalance due to their asymmetry due to the difference in winding resistance), the conditions for the degassing of water emulsified in oil due to its electrolytic decomposition are created with the formation of a gas phase that prevents the formation of hydrates and salts on the surface of columns and the formation of fine gas-liquid mixture of reduced density. On the "sacrificial" electrode 9 connected to the anode, oxidation reactions will occur and corrosion will occur on this electrode, providing the effect of cathodic protection. The filter 10 installed on the electrode 9 will prevent the ingress of mechanical impurities (proppant sand, rock fragments and salts) into the flow part of the pump unit.

Предлагаемая конструкция позволит обеспечить демпфирование поперечных колебаний установки в эксплуатационной колонне, снизить попадание механических частиц в проточную часть насоса, уменьшить вибрацию установки, обеспечит гомогенизацию газожидкостной смеси, что в конечном итоге повысит межремонтный период работы скважин.The proposed design will ensure damping of the transverse vibrations of the installation in the production string, reduce the ingress of mechanical particles into the flow part of the pump, reduce the vibration of the installation, ensure homogenization of the gas-liquid mixture, which ultimately will increase the overhaul period of the wells.

Обратная промывка скважины (через затрубное пространство) позволит обеспечить очистку фильтра, не меняя компоновку в скважине.The backwash of the well (through the annulus) will allow the filter to be cleaned without changing the layout in the well.

Источники информации:Information sources:

1. Нефтепромысловое оборудование: Справочник. / Под ред. Е.И.Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.: ил, стр.53-58.1. Oilfield equipment: Handbook. / Ed. E.I. Bukhalenko. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Nedra, 1990 .-- 559 p .: silt, p. 53-58.

2. Патент на изобретение №2217579; МПК 7 Е21В 43/00, F04, D 13/10. Установка погружного центробежного насоса - 2002108810/03; Заявл. 05.04.2002; Опубл. 27.11 2003; Бюл. №33.2. Patent for the invention No. 2217579; IPC 7 Е21В 43/00, F04, D 13/10. Installation of a submersible centrifugal pump - 2002108810/03; Claim 04/05/2002; Publ. November 27, 2003; Bull. No. 33.

Claims

Installation of a submersible centrifugal pump, consisting of a submersible pump unit, including a centrifugal pump, an engine - an electric motor with hydroprotection, a cable assembly, for lowering into a well on a string of tubing, ground electrical equipment - a transformer complex substation, in the cover of the end part of the motor housing through the gland packing device is externally placed an electrode electrically isolated from the motor housing, and is electrically connected through a diode assembly with a common point of the motor windings connected to the "star", and the "positive" terminal is connected to the built-in electrode, and the "negative" - to the common point of the stator motor windings, characterized in that an additional filter is installed in the lower part of the electrode, which is a packet of disk elements, the active part of which is made of a dielectric material, such as nylon.