Заглибний відцентровий багатоступеневий насос

1. Заглибний відцентровий багатоступеневий насос, який містить корпус насоса, вал і модулісекції, установлені послідовно усередині корпусу насоса уздовж вала, до складу кожного з яких входить пакет робочих ступенів та радіально-упорний підшипник, кожний робочий ступінь включає у себе робоче колесо, виконане з маточиною, радіальними лопатями, верхнім і нижнім дисками, установлене на валу з можливістю обмеженого переміщення уздовж нього, напрямний апарат, установлений в корпусі насоса, та індивідуальні осьові опори робочих ступенів, поміщені між робочим колесом і напрямним апаратом, радіальноупорний підшипник містить корпус, виконаний із центральним отвором і проточними каналами, п'яту із пласкою поверхнею тертя, установлену на валу, кільцевий підп'ятник ковзання, установлений в корпусі радіально-упорного підшипника так, що його плаский робочий торець розташований у контакті з поверхнею тертя п'яти, а неробочий торець спряжений з корпусом радіально-упорного підшипника, та циліндричну вкладку, розташовану в центральному отворі корпусу радіально-упорного підшипника, причому маточини робочих коліс кож 2 (19) 1 3 Винахід відноситься до галузі гідромашинобудування, а саме до насособудування, і може бути використаний у свердловинних заглибних відцентрових насосах з приводом від заглибного електродвигуна, призначених для піднімання пластових рідин з глибоких нафтових свердловин з високим газовим фактором. Відомо, що для зменшення шкідливого впливу попутного газу на роботу свердловинного заглибного відцентрового багатоступеневого насоса при добуванні нафти з глибоких свердловин з високим газовим фактором використовуються, зазвичай, диспергувальні пристрої або газосепаратори сумісно з диспергувальними пристроями. Диспергувальні пристрої забезпечують одержання однорідної газорідинної суміші шляхом подрібнювання газових пузирчиків і їх перемішування з рідиною. Газосепаратори забезпечують відведення частини вільного газу у затрубний простір. У відомому заглибному відцентровому багатоступеневому насосі для добування нафти із свердловин з високим газовим фактором (патент Російської Федерації № 2232301, кл. F04D 13/10, Е21В 43/38, опубл. 10.07.2004) газосепаратор і диспергатор складають один модуль і заключені в спільний корпус, окремий від корпусу основного відцентрового насоса, що містить робочі насосні ступені, в які газорідинна суміш надходить з виходу диспергатора. Газосепаратор включає установлене на валу каверноутворювальне лопатеве колесо та сепараційний барабан з ребрами, а диспергатор виконаний у вигляді диспергувальних ступенів, що містять статори-втулки і ротори, установлені на валу газосепаратора усередині статорів-втулок, причому на поверхнях спряження статорів-втулок і роторів виконані виступи і западини у вигляді гвинтових канавок напівкруглої форми меридіанного перерізу. Осьове навантаження сприймається установленою внизу модуля газосепаратора і диспергатора осьовою підшипниковою опорою з убудованим гвинтовим мікронасосом для помпування рідини через її пару тертя. Уведення до складу заглибної насосної установки газосепаратора і диспергатора, установлених перед входом заглибного відцентрового насоса і виконаних у вигляді окремої від нього конструктивної одиниці, веде до значного збільшення довжини насосної установки, ускладненню її конструкції, значним додатковим витратам на облаштування свердловини, внаслідок чого воно більш виправдане для високодебітних нафтових свердловин з високим газовим фактором, однак коливання газового фактора у широких межах, яке має місце у деяких нафтових свердловинах, знижує ефективність такого технічного рішення. Для низькодебітних свердловин застосування газосепаратора і диспергатора, виконаних конструктивно відокремленими від робочих насосних ступенів основного відцентрового насоса, мало виправдане з економічних міркувань. До того ж місця, де здійснюється відокремлення і диспергування газової фракції, знаходяться на достатньо великій відстані від місця входу газорідинної суміші в робочі ступені заглибного відцентрового насоса, що знижує ефективність пристрою і обмежує можливість 93294 4 створення достатньо великого напору в глибоких свердловинах, можливості надійної роботи при великих глибинах спуску насосної установки в свердловину. Відомий заглибний відцентровий багатоступеневий насос, який містить два окремих безпосередньо з'єднаних один з одним модуля: основний заглибний відцентровий насос, щовключає зібрані в пакет робочі насосні ступені, та з'єднаний з його входом компресорний осьовий гвинтовий насос, який включає зібрані в пакет насосні ступені, кожний з яких містить послідовно установлені однозахідний гвинтовий ротор, оточений нерухомою втулкою з гладкою внутрішньою поверхнею, і нерухомий напрямний апарат, який випрямляє лінії течії газорідинної суміші, що надходить від гвинтового ротора, а також радіальний підшипник. Осьовий гвинтовий насос забезпечує зменшення об'ємного вмісту газової фази шляхом поступового стискування перекачуваної газорідинної суміші з переходом від одного ступеня до другого і створює підвищений тиск газорідинної суміші на вході в робочі насосні ступені основного заглибного відцентрового насоса (патент США № 6547514, кл. F04D 13/08, опубл. 15.04.2003). До недоліків відомого заглибного відцентрового насоса відносяться недостатня ефективність роботи в низькодебітних свердловинах з високим газовим фактором, недостатньо високий ккд, велика довжина насоса. Відомий заглибний відцентровий багатоступеневий насос, який містить два послідовно з'єднані самостійні модулі: основний заглибний відцентровий насос, що включає зібрані в пакет робочі насосні ступені, та диспергатор, з'єднаний виходом з входом основного відцентрового насоса. На вход диспергатора надходить пластова рідина із стовбура свердловини разом з газом. Диспергатор містить дві послідовно з'єднані секції. Та із секцій, яка розташована ближче до місця входу пластової рідини разом з газом із стовбура свердловини у насос, являє собою осьовий гвинтовий насос, що включає зібрані в пакет насосні ступені, кожний з яких містить послідовно установлені однозахідний гвинтовий ротор і нерухомий напрямний аппарат, що випрямляє лінії течії газорідинної суміші, яка надходить у нього від гвинтового ротора. Ця секція забезпечує необхідний ступінь стиснення пузирчиків газу, тим самим зменшуючи об'ємний вміст газової фракції, здійснює змішування газу і рідини, забезпечує задане підвищення тиску рідини і попереднє диспергування газорідинної суміші на решітці статорів. Друга секція, що являє собою лабіринтно-гвинтову секцію, забезпечує інтенсивне диспергування газорідинної суміші, подрібнення газових пузирчиків, остаточну підготовку однорідної суспензії, яка надходить далі на прийом основного відцентрового насоса, в робочі насосні ступені. Кожний ступінь лабіринтно-гвинтової секції виконаний у вигляді багатозахідного гвинтового ротора і охоплюючої його нерухомої втулки зі зворотною багатозахідною гвинтовою наріззю. У верхній частині модуля диспергатора, вище лабіринтно-гвинтової секції, розташована радіальноторцева опора із зносостійкого матеріалу. Торцеві опори із зносостійкого матеріалу передбачені та 5 93294 6 кож у насосних ступенях осьового гвинтового напенів, заключені між робочим колесом і напрямним соса та між лабіринтно-гвинтовим насосом і осьоапаратом, радіально-упорний підшипник містить вим гвинтовим насосом (патент Російської Федекорпус, виконаний з центральним отвором і проторації на корисну модель № 70324, кл. F04D 13/08, чними каналами, п'яту, установлену на валу, підопубл. 20.01.2008). п'ятник, нерухомо установлений в корпусі радіальНедоліками цього відомого насоса є складно-упорного підшипника, причому маточини ність конструкції, недостатньо високий ккд, велика робочих коліс кожного пакета робочих ступенів довжина диспергатора, а отже і велика довжина установлені торец у торець відносно один одного з насоса у цілому. можливістю передавання через них осьового зуВідомий заглибний відцентровий насос із диссилля, створюваного при обертанні робочих коліс пергувальним пристроєм, установленим у спільцього пакета ступенів, від маточини останнього ному корпусі з робочими насосними ступенями на робочого колеса робочого ступеня до п'яти радіаодном валу з ними. Насос містить корпус, вал, льно-упорного підшипника (патент США № робочі та диспергувальні ступені, шнек, радіально5160240, кл. F04D 29/02, опубл. 03.11.1992; патенупорний підшипник. Кожний з робочих і диспергути на корисні моделі Російської Федерації № вальних ступенів містить установлене на валу за 48375, кл. F04D 1/06, F04D 13/10, опубл. допомогою маточини робоче колесо і нерухомо 10.10.2005 та № 66444, кл. F04D 13/10, опубл. закріплений на корпусі напрямний апарат і споря10.09.2007). джений індивідуальними осьовими опорами у виУ відомих конструкціях насосів, описаних у пагляді шайб. Диспергувальні ступені зібрані у пакет, тентах на корисні моделі Російської Федерації № розміщений в нижній частині корпусу між пакетом № 48375 і 66444, використовується радіальноробочих ступенів і радіально-упорним підшипниупорний підшипник, який містить дві втулки з верхком, причому маточини диспергувальних коліс німи торцевими буртами, частково розміщені в контактують торцевими поверхнями між собою і осьовому отворі радіально-упорного підшипника через проміжну втулку та маточину шнека опиранавкруги вала з утворенням радіальної опори ваються на радіально-упорний підшипник (патент ла, причому одна з цих втулок, яка є підп'ятником Російської Федерації на корисну модель № 68079, ковзання, нерухомо закріплена у корпусі підшипкл. F04D 13/10, Е21В 43/38, опубл. 10.11.2007). ника, а друга втулка, яка є п'ятою, установлена на Виконання диспергувального пристрою у співалу насоса. Цей підшипник є аналогічним за льному корпусі з робочими насосними ступенями, конструкцією радіально-упорному підшипнику, використання радіально-упорного підшипника та який використовується у вищеописаному відомому забезпечення сприймання їм осьового навантазаглибному відцентровому багатоступеневому ження від робочих елементів, установлених на насосі з диспергувальним пристроєм (патент Ровалу, сприяє зменшенню довжини насоса і спросійської Федерації на корисну модель № 68079). щенню його виготовлення. Однак конструктивне Через малу площу контактної поверхні тертя коввиконання диспергатора і його розташування відзання втулок цього підшипника по відношенню до носно робочих насосних ступенів ведуть до того, площі поперечного перерізу насоса на рівні його що диспергатор має велику довжину, що збільшує внутрішнього діаметра, робочі насосні ступені видовжину насоса у цілому, а сприймання одним користовуються недостатньо ефективно щодо верадіально-упорним підшипником осьового зусилличини допустимого напору одного ступеня, обля, що виникає при роботі робочих і диспергувамеженої навантажувальною здатністю радіальнольних ступенів, і мала площа опорних тертьових упорного підшипника, що обмежує величину напоконтактних поверхонь у парі тертя "п'ята - підп'ятру, а отже й глибину спуску заглибного насоса у ник" радіально-упорного підшипника обмежує весвердловину. Другим недоліком відомих заглибних личину напору, створюваного насосом, що обменасосів є те, що вони непрацездатні в нафтових жує можливості використання відомого насоса в свердловинах з високим газовим фактором. Для глибоких нафтових свердловинах з високим газонадійної роботи в свердловинах з високим газовим вим фактором. фактором потрібним є приєднання до цих насосів Відомо, що надійна робота свердловинного диспергаторів або газосепараторів-диспергаторів, заглибного відцентрового багатоступеневого нащо веде до ускладнення конструкції насосів, чисоса при високому напорі газорідинної суміші, тобмалому збільшенню їх довжини, зниженню ккд, то при підніманні її з великої глибини, може бути збільшенню витрат на облаштування свердловини досягнута, при зберіганні мінімально можливої і не завжди виправдане з економічних міркувань. довжини заглибного насоса, шляхом виконання За найближчий аналог заглибного відцентрозаглибного відцентрового насоса у вигляді установого багатоступеневого насоса, який заявляється, влених усередині корпусу насоса послідовно узобраний заглибний відцентровий багатоступенедовж вала насоса модулів-секцій, до складу кожвий насос, який містить корпус насоса, вал і модуного з яких входить пакет робочих насосних лі-секції, установлені послідовно усередині корпуступенів и радіально упорний підшипник, установсу насоса уздовж вала, до складу кожного з яких лений попереду першого робочого ступеня, кожвходить пакет робочих ступенів і радіальноний робочий ступінь включає у себе робоче колеупорний підшипник, кожний робочий ступінь вклюсо, виконане із маточиною, радіальними лопатями, чає у себе робоче колесо, виконане із маточиною, верхнім и нижнім дисками, установлене на валу з радіальними лопатями, верхнім и нижнім дисками, можливістю обмеженого переміщення уздовж ньоустановлене на валу з можливістю обмеженого го, напрямний аппарат, установлений в корпусі переміщення уздовж нього, напрямний апарат, насоса, та індивідуальні осьові опори робочих стуустановлений в корпусі насоса, та індивідуальні 7 93294 8 осьові опори робочих ступенів, заключені між роустановлені послідовно усередині корпусу насоса бочим колесом і напрямним апаратом, радіальноуздовж вала, до складу кожного з яких входить упорний підшипник містить корпус, виконаний з пакет робочих ступенів і радіально-упорний підцентральним отвором і проточними каналами, шипник, кожний робочий ступінь включає у себе п'яту, виконану у вигляді упорного диска з пласкою робоче колесо, виконане з маточиною, радіальниповерхнею тертя, установленого на валу за допоми лопатями, верхнім и нижнім дисками, установмогою маточини, кільцевий підп'ятник ковзання, лене на валу з можливістю обмеженого перемівиконаний у вигляді диска з пласкими робочим і щення уздовж нього, напрямний апарат, неробочим торцями, жорстко закріпленого нероустановлений в корпусі насоса, та індивідуальні бочим торцем до корпусу радіально-упорного підосьові опори робочих ступенів, заключені між рошипника і розташованого у контакті його робочим бочим колесом і напрямним апаратом, радіальноторцем з поверхнею тертя упорного диска п'яти, та упорний підшипник містить корпус, виконаний з циліндричну вкладку, установлену в центральному центральним отвором і проточними каналами, отворі корпусу радіально-упорного підшипника, п'яту з пласкою поверхнею тертя, установлену на причому маточини робочих коліс кожного пакета валу, кільцевий підп'ятник ковзання, установлений робочих ступенів установлені торец у торець відв корпусі радіально-упорного підшипника так, що носно одна одної з можливістю передавання через його плаский робочий торець розташований в конних осьового зусилля до п'яти радіально-упорного такті з поверхнею тертя п'яти, а неробочий торець підшипника (патент США № 5160240, кл. F04D спряжений з корпусом радіально-упорного підши29/02, опубл. 03.11.1992). пника, та циліндричну вкладку, розташовану в Перевагою цього відомого заглибного відцентцентральному отворі корпусу радіально-упорного рового багатоступеневого насоса є здатність ствопідшипника, причому маточини робочих коліс кожрення високого напору при невеликій довжині і ного пакета робочих ступенів установлені торець у невеликому діаметрі насоса, що дає можливість торець відносно одна одної з можливістю передавикористання його для піднімання газорідинних вання через них осьового зусилля до п'яти радіасумішей у глибоких нафтових вузьких свердловильно-упорного підшипника, згідно з винаходом, в нах з великої глибини при забезпеченні надійної кожному модулі-секції між пакетом робочих ступероботи насоса. Однак галузь застосування у глинів і п'ятою радіально-упорного підшипника устабоких нафтових свердловинах цього відомого зановлений диспергувальний лабіринтно-гвинтовий глибного насоса як самостійної конструктивної ступінь, який має гвинтовий ротор, установлений одиниці, безпосередньо з'єднаної у заглибній нана валу насоса в контакті з п'ятою радіальнососній установці із заглибним електродвигуном із упорного підшипника і торцем маточини робочого гідрозахистом, обмежена нафтовими свердловиколеса першого робочого ступеня, та втулкунами з невисоким газовим фактором через можстатор, установлену в корпусі насоса з охопленливість виникнення зривів подачі насоса під дією ням гвинтового ротора, причому гвинтовий ротор і газових пробок, що утворюються. Для можливості охоплююча його втулка-статор виконані з принайвикористання його у глибоких нафтових свердломні однією гвинтовою лопаттю і напрямки гвинтовинах з високим газовим фактором потрібним є вих лопатей гвинтового ротора і втулки-статора приєднання до його входу додаткових насосних взаємно протилежні, і неробочий торець підп'ятниелементів - диспергатора або газосепаратора і ка радіально-упорного підшипника виконаний з диспергатора, що веде до збільшення габаритних опуклою зовнішньою сферичною опорною поверхрозмірів заглибного насоса, а саме його довжини, нею, спряженою по сфері з увігнутою внутрішньою збільшення витрат на виготовлення та монтаж поверхнею гнізда для розміщення підп'ятника, винасоса у свердловині. Крім того, конструкція радіконаного в корпусі радіально-упорного підшипника, ально-упорного підшипника, використаного у відоз утворенням між ними шарнірного з'єднання. мому заглибному насосі, має недостатньо високу Крім того, згідно з винаходом, в кожному понавантажувальну здатність, що веде до зменшендальшому, в напрямку руху газорідинної суміші, ня терміну його служби та необхідності збільшення модулі-секції лопаті робочих коліс виконані мендовжини насоса для створення потрібного напору. шими за висотою в 1,05-1,20 раза, ніж лопаті роВ основу винаходу поставлено задачу ствобочих коліс у модулі-секції, розташованому поперення такого заглибного відцентрового багатостуреду неї. пеневого насоса, в якому за рахунок уведення Крім того, згідно з винаходом, принаймні в оддиспергувального пристрою певного типу, нового ному модулі-секції у верхньому диску робочого взаємного розташування диспергувального приколеса кожного робочого ступеня виконані настрою по відношенню до пакета робочих насосних скрізні отвори, орієнтовані уздовж осі вала насоса. ступенів і нового конструктивного виконання радіДо того ж, згідно з винаходом, в кожному поально-упорного підшипника кожного пакета рободальшому, в напрямку руху газорідинної суміші, чих ступенів досягалося б істотне розширення модулі-секції гвинтовий ротор і охоплююча його робочого діапазону насоса щодо величини допусвтулка-статор виконані з меншою у 1,10-1,35 рази тимого газового фактору при одночасному збільвідстанню між суміжними витками гвинтової нарізі, шенні напору и надійності роботи без істотного ніж відстань між суміжними витками гвинтової назбільшення довжини насоса і, тим самим, розширізі в модулі-секції, розташованому попереду ньорення галузі його застосування у свердловинах. го. Поставлена задача вирішується тим, що у заУведення до складу кожного модуля-секції диглибному відцентровому багатоступеневому насоспергувального лабіринтно-гвинтового ступеня, сі, який містить корпус насоса, вал і модулі-секції, розташованого попереду входа газорідинної сумі 9 93294 10 ші у робочі ступені і виконаного у вигляді гвинтовонасоса по величині допустимого газового фактора, го ротора і втулки-статора, що його охоплює, з тобто у бік збільшення допустимого відсоткового гвинтовими лопатями протилежного, по відношенвмісту вільного газу в перекачуваній насосом газоню до гвинтових лопатей гвинтового ротора, нарідинній суміші, і при цьому досягається надійна прямку забезпечує інтенсивне диспергування і робота насоса з оптимальним напором при зберестворення напору газорідинної суміші попереду женні мінімально можливої довжини насоса. входа в робочі ступені насоса, зменшення об'ємТаким чином, технічним результатом, який доного вмісту вільного газу в суміші, подрібнення сягається згідно з винаходом, є чимале розширенгазових пузирчиків. Це дає можливість розширити ня робочого діапазону насоса по величині допусробочий діапазон насоса у бік більш високого дотимого газового фактору при одночасному пустимого відсоткового вмісту газу в перекачуваній збільшенні напору та надійності роботи без істотнасосом газорідинній суміші з одночасним збільного збільшення довжини насоса і, тим самим, шенням напору і підвищенням надійності роботи. розширення галузі його застосування у свердлоПри цьому, завдяки чергуванню високоефективних винах. диспергувальних ступенів з пакетами робочих стуСуть винаходу пояснюється конкретним прикпенів, відбувається поступове зменшення об'ємноладом його здійснення та кресленнями, на яких: го вмісту вільного газу та поступове зменшення фіг. 1 - загальний вигляд заглибного відцентрозмірів газових пузирчиків з переходом від одного рового багатоступеневого насоса згідно з винахомодуля-секції до другого, яке не порушує нормадом, поздовжній розріз уздовж осі вала; льну, без зривів подачі, роботу робочих ступенів фіг. 2 - пакет робочих ступенів насоса, що заянасоса, що забезпечує можливість досягнення вляється, частковий вигляд у поздовжньому розріпотрібного напору без істотного збільшення довзі; жини насоса. Виконання радіально-упорного підфіг. 3 - робоче колесо насоса, що заявляється, шипника з рухомим кільцевим підп'ятником, спрявигляд у розрізі за А-А на фіг. 2. женим по сфері з корпусом радіально-упорного Заглибний відцентровий багатоступеневий напідшипника з утворенням між ними шарнірного сос (фіг. 1) містить корпус 1 насоса, вал 2 і модуліз'єднання, забезпечує можливість підвищення насекції 3, установлені послідовно усередині корпусу вантажувальної здатності та надійності роботи 1 насоса уздовж вала 2. До складу кожного модурадіально-упорного підшипника за рахунок самоуля-секції 3 входить пакет 4 робочих ступенів 5 і становлювання поверхонь тертя в парі тертя "п'ярадіально-упорний підшипник 6. Кожний робочий та - підп'ятник" і збільшення площі опорної поверступінь 5 включає у себе робоче колесо 7, напряхні неробочого торця підп'ятника, якою він мний апарат 8 та індивідуальні осьові опори 9 роопирається на корпус радіально-упорного підшипбочих ступенів 5. Робоче колесо 7 виконане з маника, що дає можливість підвищити надійність роточиною 10, радіальними лопатями 11, верхнім боти та термін служби радіально-упорного підшидиском 12 і нижнім диском 13. Робоче колесо 7 пника, зменшити інтенсивність зносу бічних установлене на валу 2 з можливістю обмеженого поверхонь тертя робочих коліс і напрямних апарапереміщення уздовж нього та можливістю обертів, тобто підвищити надійність насоса, або ж збітання разом з валом 2. Напрямний апарат 8 устальшити кількість робочих ступенів того ж типорозновлений в корпусі 1 насоса. Індивідуальні осьові міру в розрахунку на один радіально-упорний опори 9 робочих ступенів, виконані у вигляді опорпідшипник і, тим самим, зменшити довжину насоса них шайб, заключені між робочим колесом 7 і нане знижуючи його надійність роботи та підвищити прямним апаратом 8. Радіально-упорний підшипнапір. ник 6 містить корпус 14, п'яту 15, підп'ятник Крім того, виконання у кожному подальшому, в ковзання 16 та циліндричну вкладку 17. Корпус 14 напрямку руху газорідинної суміші, модулі-секції радіально-упорного підшипника 6 виконаний з лопатей робочих коліс меншими за висотою у центральним отвором, в якому розташовані вал 2, 1,05-1,20 рази, ніж лопаті робочих коліс у модулівтулка 18, нерухомо закріплена на валу 2, і цилінсекції, розташованому попереду нього, і виконання дрична вкладка 17, установлена в корпусі 14 радігвинтового ротора та втулки-статора, що його охоально-упорного підшипника навкруги втулки 18 і плює, з меншою в 1,1-1,35 рази відстанню між сутака, що утворює з цією втулкою пару тертя ковміжними витками гвинтової нарізі, ніж відстань між зання. В корпусі 14 виконані проточні канали 19 суміжними витками гвинтової нарізі в модулі-секції, для пропускання через насос газорідинної суміші, розташованому попереду нього, сприяє зменшеняка надходить усередину корпусу 1 насоса із стовню об'ємного вмісту вільного газу в газорідинній бура свердловини крізь впускні отвори 20 вхідного суміші та зменшенню розміру газових пузирчиків пристрою насоса. П'ята 15 виконана з пласкою за рахунок зменшення площі прохідного перерізу поверхнею тертя і установлена на валу 2. Підп'ятпроточних каналів робочих ступенів і диспергуваник 16 виконаний кільцевим і установлений в корльного ступеня. Виконання принаймні в одному пусі 14 радіально-упорного підшипника так, що модулі-секції у верхньому диску робочого колеса його плаский робочий торець розташований в конкожного робочого ступеня наскрізних отворів, орітакті з поверхнею тертя п'яти 15, а неробочий тоєнтованих уздовж осі вала насоса, забезпечує рець спряжений з корпусом 14. Маточини 10 рободиспергування газових пузирчиків в зоні під верхчих коліс кожного пакета 4 робочих ступенів 5 німи дисками робочих колес, що сприяє зменшенустановлені торець у торець відносно одна одної, ню імовірності утворення газових пробок, які вещо забезпечує можливість передавання через дуть до зменшення подачі насоса і зривів подачі. І маточини 10 осьового зусилля до п'яти 15, що не те і друге сприяє розширенню робочого діапазону виключає, у початковий період роботи насоса, 11 93294 12 припрацювання індивідуальних осьових опор 9 1 насоса відкачуваною навколишньою пластовою робочих ступенів 5. рідиною з газовими включеннями крізь впускні У кожному модулі-секції 3 між пакетом 4 робоотвори 20 вхідного пристрою насоса. Коли вал 2 чих ступенів 5 і п'ятою 15 установлений диспергунасоса приводиться в обертання від заглибного вальний лабіринтно-гвинтовий ступінь 21, який електродвигуна 30, разом з валом 2 приводяться в містить гвинтовий ротор 22 і втулку-статор 23. обертання усі установлені на ньому элемента моГвинтовий ротор 22 установлений на валу 2 насодулів-секцій 3 - робочі колеса 7 робочих ступенів са в контакті з торцем маточини 10 робочого коле5, гвинтові ротори 22 диспергувальних лабіринтноса 7 першого робочого ступеня 5, який здійснюєтьгвинтових ступенів 21, втулки 18, п'яти 15 радіалься, наприклад, через проміжну втулку 24, і в но-упорних підшипників 6, проміжні втулки 24. Під безпосередньому контакті з п'ятою 15. Втулкадією перепаду тиску, який виникає між входом і статор 23 установлена в корпусі 1 насоса з охопвиходом насоса в результаті обертання радіальленням гвинтового ротора 22. При цьому і гвинтоних лопатей 11 робочих коліс 7 і гвинтових лопавий ротор 22 і втулка-статор 23 виконані з принайтей 25 гвинтових роторів 22, відбувається перемімні однією гвинтовою лопаттю 25 і 26 відповідно. щення відкачуваної рідини разом з попутним газом Напрямки гвинтових лопатей 25 гвинтового ротора усередині корпусу 1 насоса в напрямку від впуск22 і гвинтових лопатей 26 втулки-статора 23 взаєних отворів 20 вхідного пристрою насоса до вихомно протилежні. Неробочий торець підп'ятника 16 ду насоса через проточні канали 19 в корпусах 14 виконаний з опуклою зовнішньою сферичною порадіально-упорних підшипників, лабіринтноверхнею 27, спряженою по сфері з увігнутою внутгвинтові проточні канали диспергувальних ступенів рішньою поверхнею гнізда 28 для розміщення під21, заключені між зовнішньою поверхнею гвинтоп'ятника 16, яке виконане в корпусі 14 радіальнових роторів 22 і внутрішньою поверхнею втулокупорного підшипника, з утворенням між ними шарстаторів 23. нірного з'єднання. При проходженні потоку відкачуваної рідини У прикладі здійснення винаходу (фіг. 1), що разом з попутним газом через диспергувальний розглядається, в кожному подальшому, у напрямку лабіринтно-гвинтовий ступінь 21 відбувається перуху газорідинної суміші, модулі-секції 3, на відміремішування рідини з газом з утворенням одноріну від суміжного з ним попереднього модуля-секції дної газорідинної суміші, подрібнення газових пу3, лопаті 11 робочих коліс 7 виконані меншими за зирчиків і підвищення тиску, яке сприяє висотою h в 1,05-1,20 рази і гвинтовий ротор 22 і зменшенню об'ємного вмісту газової фракції в гаохоплююча його втулка-статор 23 виконані з мензорідинній суміші. Взаємно протилежний напрямок шою у 1,10-1,35 рази відстанню D між суміжними спряжених одна з одною гвинтових лопатей 25, 26 витками гвинтової нарізі з метою інтенсифікації відповідно гвинтового ротора 22 і втулки-статора процесу диспергування одночасно зі зменшенням 23 зумовлює утворення у внутрішній порожнині довжини насоса, що забезпечує розширення родиспергувального ступеня 21, заключеного між бочого діапазону насоса у бік збільшення допусгвинтовими лопатями 25 гвинтового ротора 22 і тимого газового фактора, але за рахунок зменгвинтовими лопатями 26 втулки-статора 23, взаєшення подачі насоса, у порівнянні з іншим мно протилежних потоков рідини, під дією яких можливим прикладом виконання заглибного відвідбувається диспергування газової рідини і виницентрового багатоступеневого насоса згідно з викає турбулентний опір, який збільшує напір рідини, находом (на кресленнях не показаний), в якому всі що створюється гвинтовим ротором 22, який оберробочі колеса 7 виконані з однаковою висотою h тається. З виходу диспергувального ступеня 21 лопатей 11 і всі гвинтові ротори 22 і охоплюючі їх газорідинна суміш із зменшеними за об'ємом газовтулки-статори 23 виконані з однаковою відстанню вими пузирчиками надходить на вхід першого роD між сусідніми витками гвинтової нарізі, що забочого колеса 7 пакета 4 робочих ступенів 5. По безпечує можливість одержання більшої за велимірі проходження відкачуваної газорідинної суміші чиною подачі насоса, але при меншій допустимій через робочі ступені 5 пакета 4 робочих ступенів величині газового фактора і при більшій довжині відбувається поступове подрібнення газових пузинасоса. Вибір того чи іншого конкретного варіанту рчиків і зменшення об'ємного вмісту газової фази в конструкції заглибного насоса залежить від конкгазорідинній суміші під дією тиску (напору), який ретних умов його застосування у свердловинах. розвивається робочими ступенями 5 під час оберПринаймні в одному модулі-секції 3 у верхтання робочих коліс 7. Установлено, що при проньому диску 12 робочого колеса 7 кожного робочоходженні через робочі ступені 5 газорідинної суміго ступеня 5 виконані наскрізні отвори 29, як покаші, яка містить дрібні газові пузирчики, ці робочі зано на фіг. 2 і фіг. 3, орієнтовані уздовж осі вала 2 ступені працюють достатньо стало і розвивають насоса, для інтенсифікації процесу диспергування потрібній напір. і виключення імовірності утворення газових каверн При високому вмісті газу у відкачуваній рідині у просторі під верхніми дисками 12 робочих коліс у проточних каналах робочих коліс 7, у просторі 7. між їх верхнім диском 12, нижнім диском 13 і радіЗаглибний відцентровий багатоступеневий наальними лопатями 11, можуть утворюватися велисос, виконаний згідно з винаходом, працює таким кі газові пузирчики, які здатні спричинити закупочином. рювання цих проточних каналів. Однак завдяки При зануренні насоса у відкачувану навколинаявності наскрізних отворів 29, (фіг. 2) виконаних шню рідину, що містить газові включення (пузирі), у верхніх дисках 12 кожного з робочих коліс 7 прияка знаходиться в нафтовій свердловині, відбуванаймні в одному модулі-секції 3, відбувається руйється заповнення внутрішньої порожнини корпусу нування цих великих пузирчиків під дією газорі 13 93294 14 динної суміші, яка проходить крізь ці отвори, і тим Висока надійність роботи насоса у нафтових самим звільнення проточних каналів робочих коліс свердловинах з високим газовим фактором забез7. печується як вищеописаним використанням розЗ виходу останнього робочого ступеня 5 нижташованих у корпусі 1 на спільному валу 2 послінього, першого модуля-секції 3, вхід якого безподовно з'єднаних один з одним модулів-секцій 3, в середньо зв'язаний з входом насоса, відкачувана кожному з яких диспергування здійснюється послігазорідинна суміш зі зменшеним газовмістом наддовно з'єднаними лабіринтно-гвинтовим ступенем ходить у суміжний, розташований за ним другий 21 і пакетом 4 робочих ступенів, так і використанмодуль-секцію 3 крізь проточні канали 31 в корпусі ням в кожному з модулів-секцій 3 радіальнорадіально-упорного підшипника 32 другого модуупорного підшипника 6, 32 з підвищеною наванталя-секції 3. Другий модуль-секція 3, а при наявносжувальною здібністю за рахунок використання в ті в насосі більшої кількості модулей-секцій 3, і ньому самоустановлюваного підп'ятника 16, спрядальші послідовно з'єднані модулі-секції 3, праженого по сфері з корпусом 14 радіально-упорного цюють так, як описано вище. Кожний подальший підшипника 6, 32 з утворенням між ними шарнірномодуль-секція 3 продовжує здійснювати процес го з'єднання. За рахунок виконання неробочого подрібнення газових пузирчиків, пузирчики газу торця підп'ятника 16 з опуклою зовнішньою сфестановляться меньшими за об'ємом, їх об'ємний ричною опорною поверхнею 27, спряженою по відсотковий вміст зменшується і газорідинна суміш сфері з увігнутою внутрішньою поверхнею гнізда стає більш однорідною. Зі збільшенням кількості 28 для розміщення підп'ятника 16, поліпшується послідовно з'єднаних модулей-секцій ефективність температурний режим в зоні тертя контактних подиспергування збільшується. верхонь пари тертя "п'ята 15 - підп'ятник 16", що Другий модуль-секція 3 здійснює більш інтенсприяє підвищенню ймовірності безвідмовної росивне диспергування, ніж перший модуль-секція 3, боти і терміну служби радіально-упорних підшипза рахунок виконання лопатей робочих коліс 7 ників 6, 32 і, разом з тим, дає можливість збільшименшими за висотою h в 1,05-1,20 раза, ніж лопаті ти кількість робочих ступенів насоса, що робочих коліс 7 у першому модулі-секції 3, та за навантажуються на один радіально-упорний підрахунок виконання гвинтового ротора 22 і втулкишипник 6, 32 тобто зменшити довжину насоса не статора 23, яка його охоплює, з меншою в 1,10знижуючи надійність його роботи. Радіальні зусил1,35 рази відстанню D між суміжними витками гвиля, що виникають під час роботи насоса, сприйнтової нарізі, тобто за рахунок зменшення прохідмаються у кожному модулі-секції 3 циліндричною ного перерізу проточних каналів як диспергувальвкладкою 17, яка передає на корпус 14 радіальноного лабіринтно-гвинтового ступеня 21, так і упорного підшипника навантаження, що діють на робочих коліс 7. цю циліндричну вкладку з боку втулки 18, закріпОсьові зусилля, що виникають під час роботи леної на обертовому валу 2. насоса, які діють на робочі колеса 7, сприймаютьТаким чином, винахід забезпечує можливість ся індивідуальними осьовими опорами 9 робочих конструювати заглибні відцентрові багатоступенеступенів 5, а у міру зносу індивідуальних осьових ві насоси, призначені для використання у глибоких опор 9 робочі колеса 7 зміщуються униз і їх матонафтових свердловинах з високим газовим факточини 10 послідовно упираються торцями одна в ром, в тому числі в свердловинах малого діаметру одну, в торець проміжної втулки 24, гвинтовий роі з низьким дебітом, і такі, що забезпечують високу тор 22, п'яту 15 и підп'ятник 16. Таким чином, сунадійність роботи насоса при мінімальному діамемарні осьові зусилля, які створюються під час ротрі та мінімальній довжині насоса, високому напорі боти насоса робочими колесами 7 і гвинтовим и високому ккд насоса. Можливі модифікації насоротором 22 кожного з модулей-секцій 3, сприймаса в межах суті винаходу дають можливість охопиються радіально-упорним підшипником 6, устаноти широкий робочий діапазон щодо величини довленим у нижній частині цього модуля-секції, і чепустимого газового фактору, що забезпечує рез корпус 14 радіально-упорного підшипника 6 можливість широкого застосування заглибного передаються на корпус 1 насоса. Цим виключанасоса згідно з винаходом у різних нафтових свеється інтенсивний знос індивідуальних осьових рдловинах. опор 9 робочих коліс 7 і напрямних апаратів 8. 15 93294 16 17 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 93294 Підписне 18 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601