Насосная установка

(51) 04 13/12 (2006.01) Е 21 В 43/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ гидролинией, соединяющей песковой патрубок гидроциклона с водоподъемной трубой, снабжена дополнительным внутренним гидроциклоном с тангенциально направленными прямоугольными патрубками,расположенных по высоте цилиндрической части гидроциклона и рассредоточенных по периметру камеры внутреннего гидроциклона, причем тангенциальные патрубки расположены под противоположно направленными углами к вертикальной плоскости в смежных рядах, а кольцевые щели, расположенные в промежутках камеры и у крышки внутреннего гидроциклона,образующие с внешним гидроциклоном канал отвода. Водоподводящая труба запитана из нагнетательной линии насоса и проходит по оси внутреннего гидроциклона с соплом нагнетания в конце, располагающихся у песковых патрубков, и гидролиния, проходящие через полости между корпусами гидроциклонов и соединяющие полость песковых патрубков с водоподъемной трубой, образуют пульпоотводящий тракт насоса,причем сливная горловина гидроциклонов выполнена в виде сетчатой цилиндро-конической вставки, располагаемые у песковых патрубков.(72) Баджанов Батырбек Мустафаевич Абдураманов Нурлан Абдуманапович Ахметшина Галия Гафетуловна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства(57) Изобретение относится к конструкциям насосных установок для откачивания жидкостей с твердыми примесями из скважин. Задачей изобретения является повышение эффективности выделения твердых примесей в полости подключенного гидроциклона. Технический результат достигается тем, что насосная установка, содержащая центробежный насос с двигателем, всасывающей линией и водоподъемной трубой,и присоединенный переходником гидроциклон со сливной горловиной,резиновым пакером,установленный между переходником и крышкой гидроциклона для герметизации обсадной колонны скважины, и 22372 Изобретения относится к гидромашиностроению, а именно к конструкциям насосных установок,предназначенных для откачивания жидкостей с твердыми примесями из скважин. Известна скважинная насосная установка,содержащая центробежный электроприводной насос с гидроэлеватором и соединенный посредством переводника гидроциклон,снабженный тангенциальными входными патрубками, сливной горловиной, гидравлически связанной с входом насоса, и гидролинией для отвода пульпы,подключенной к гидроэлеватору А.с. СССР 907306, кл. 04 13/10. Однако установка характеризуется низкой эффективностью классификации твердых примесей в гидроциклоне, так как газоотсасывающий насадок,расположенный вдоль оси сливной горловины не способствует отводу примесей из покрышечного циркуляционного потока. Известна скважинная насосная установка,содержащая центробежный электроприводной насос с гидроэлеватором на выходе, и присоединенным посредством переводника гидроциклоном с тангенциальными входными отверстиями, сливной горловиной, через которой, проходит гидролиния для отвода пульпы, подключенная к гидроэлеватору,и герметизирующий обсадную колонну скважины резиновый пакер А.с. СССР 958708, кл. Е 21 В 43/20. Недостатком известной насосной установки является низкая эффективность выделения твердых примесей в гидроциклоне из-за захвата на входе части твердых примесей потоком, циркулирующим в полости между крышкой гидроциклона и наружной поверхностью сливной горловины, и выносом их во всасывающую часть насоса. Задачей изобретения является повышение эффективности выделения твердых примесей в полости подключенного гидроциклона. Техническая задача достигается тем, что насосная установка, содержащая центробежный насос с гидроэлеватором, резиновый пакер,герметизирующий обсадную колонну скважины и присоединенный переходником гидроциклон со сливной горловиной, и гидролинией, соединяющей песковой патрубок гидроциклона с гидроэлеватором, снабжена соосными внутренним гидроциклоном с песковым отверстием и тангенциальными входными патрубками,располагаемых на разных уровнях и углами входа к вертикальной плоскости. Причем выходные сечения патрубков расположены на разных радиусах внутреннего гидроциклона и уменьшаются в количестве к конусной части ее. Боковая поверхность внутреннего гидроциклона с крышкой подключенного гидроциклона образуют кольцевую щель, а верхние боковые поверхности в нижней части камеры внутреннего гидроциклона очерчены плавно-изменяющимися кривыми с кольцевыми зазорами на концах, а с внутренним корпусом внешнего гидроциклона образуют канал отвода. В конусной части внутреннего 2 гидроциклона установлены криволинейные перегородки с прорезями для перемещающегося вдоль трубы гидролинии демпферного устройства,выполненного в виде цилиндрической камеры с пазами на боковой поверхности и закрепленного посредством свободно деформирующей пружины к трубе гидролинии под резиновым кожухом. В песковом патрубке гидроциклона установлен насадок, сообщающийся с полостью скважины, а на уровне песковых патрубков в трубе гидролинии устроены прорези, к которым и подведены криволинейные перегородки. На фиг.1 изображена насосная установка, продольный разрез на фиг.2 разрез по А-А и по В-В. Насосная установка содержит центробежный электроприводной насос 1 с гидроэлеватором 2 на выходе, резиновый пакер 3, герметизирующий обсадную колонну 4 скважины и присоединенный переходником 5 гидроциклон 6 со сливной горловиной 7, гидролинией 8, соединяющий песковой патрубок 9 гидроциклона 6 с гидроэлеватором 2,соосный внутренний гидроциклон 10 с песковым отверстием 11 и тангенциальными входными патрубками 12,располагаемых на разных уровнях и углах входа вертикальной плоскости. Причем выходные сечения патрубков 12 расположены на разных радиусах внутреннего гидроциклона 10 и уменьшаются в количестве к конусной части ее. Боковая поверхность внутреннего гидроциклона 10 у крышки подключенного гидроциклона 6 заканчивается кольцевой щелью 13, а верхние боковые поверхности в нижней части камеры внутреннего гидроциклона 10 очерчены плавноизменяющимися кривыми 14 с кольцевыми зазорами 15 на концах, а с внутренним корпусом внешнего гидроциклона 6 образуют канал отвода 16. В конусной части внутреннего гидроциклона 10 установлены криволинейные перегородки 17 с прорезями 18 для перемещающегося вдоль трубы гидролинии 8 демпферного устройства 19,выполненного в виде цилиндрической камеры с пазами 20 на боковой поверхности и закрепленного посредством свободно деформирующей пружины 21 к трубе гидролинии 8 под резиновым кожухом 22. В песковом патрубке 9 гидроциклона 6 установлен насадок 23, сообщающийся с полостью скважины 4,а на уровне песковых патрубка 9 и отверстии 11 в трубе гидролинии 8 устроены прорези 24 к которым и подведены криволинейные перегородки 17. Установка работает следующим образом. Откачиваемая жидкость поступает через тангенциальные входные отверстия 12 в полость и гидроциклон 10, где приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит растекание потока жидкости с твердыми примесями по поверхности камеры гидроциклона 10, где основная масса твердых примесей концентрируется по периферии и движется по спирали верх и вниз. При взаимодействии периферийных восходящих и нисходящих потоков из смежных патрубков 12, происходит инверсия струй потоков, сопровождающаяся осаждением 22372 твердых примесей, которые через кольцевые зазоры 15 попадают в полость канала отвода 16. Придание верхним боковым поверхностям формы плавноизменяющихся кривых 14 приводит к нарастанию радиальных скоростей и сил перемещения твердых примесей в центробежном поле скоростей в направлении кольцевых зазоров 15. Твердые частицы в зоне крышки гидроциклона 10 втягиваются через верхнюю щель 13 в канал отвода 16. Очищенная жидкость через сливную горловину 7 поступает в электронасос 1 и подается на поверхность. Под действием гидроэлеватора 2 понижается давление в гидролинии 8 и твердые примеси из полости канала отвода 16 и песковые патрубок 9 и отверстие 11, через прорези 24 втягиваются в гидролинию 8. Криволинейные перегородки 17 в конусной части гидроциклона 10,подведенные к прорезям 24, способствуют рассредоточению и равномерности поступления твердых примесей из полости внутреннего гидроциклона 10. Одновременно через насадок 23 поступает жидкость из скважины 4,способствующая транспортированию твердых примесей по гидролинии 8. Наличие демпферного устройства 19 с пазами 20,перемещающегося вдоль оси трубы гидролинии 8 и прорезей 18 перегородок 17, устраняет возможность не только забивки или образования песчаного завала песковых патрубков 9 и 11 гидроциклонов 6 и 10, но и предупреждает скос демпферного устройства 19 по оси. Расположение тангенциальных патрубков 12 на разных уровнях и радиусах внутреннего гидроциклона 10, и разными углами входа 1,2,3 к вертикальной плоскости,способствуют повышению скорости выделения твердых примесей из откачиваемой жидкости, так как при меньших радиусах камеры внутреннего гидроциклона 10 центробежные силы возрастают, а объемы восходящих токов жидкости увеличиваются из-за предварительной направленности их во входе 12 в полость камеры внутреннего гидроциклона 10 ( 12 3), что уменьшает время отделения твердых примесей и время формирования восходящих токов жидкости питаемых насос 1. Уменьшение количества тангенциальных патрубков 12 к конусной части гидроциклона 10 на уровнях,способствуют выше сказанному,так как концентрация твердых примесей в откачиваемой жидкости уменьшается по мере повышения уровней входа 12. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Насосная установка,содержащая центробежный насос с гидроэлеватором, резиновый пакер, герметизирующий обсадную колонну скважины и присоединенный переходником гидроциклон со сливной горловиной,и гидролинией, соединяющей песковой патрубок гидроциклона с гидроэлеватором, отличающаяся тем,что установка снабжена соосными внутренними гидроциклоном с песковым отверстием и тангенциальными входными патрубками. 2. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что тангенциальные входные патрубки, располагаются на разных уровнях и углами входа к вертикальной плоскости. 3. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что выходные сечения тангенциальных патрубков расположены на разных радиусах внутреннего гидроциклона и уменьшаются в количестве к конусной части ее. 4. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что боковая поверхность внутреннего гидроциклона с крышкой подключенного гидроциклона образуют кольцевую щель, а верхние боковые поверхности в нижней части камеры внутреннего гидроциклона очерчены плавно-изменяющимися кривыми с кольцевыми зазорами на концах камеры. 5. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что в конусной части внутреннего гидроциклона установлены криволинейные перегородки с прорезями для перемешающегося вдоль трубы гидролинии демпферного устройства. 6. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что демпферное устройство выполненное в виде цилиндрической камеры с пазами на боковой поверхности и закрепленное посредством свободно деформирующей пружины к трубе гидролинии под резиновым кожухом. 7. Установка, по п.1., отличающаяся тем, что в песковом патрубке гидроциклона установлен насадок, сообщающийся с полостью скважины, а на уровне песковых патрубков в трубе гидролинии устроены прорези к которым и подведены криволинейные перегородки.