Насос

В изобретении описан многоступенчатый насос (4), содержащий множество компонентов (50,60, 70, 80, 90, 100, 110), в том числе несколько предварительно собранных насосных модулей(70, 90, 110), включающих по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса (1, 2), и характеризующийся тем, что этот многоступенчатый насос (4) также содержит удлиненную гильзу(41) для размещения компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) и средство крепления (42 а, 42b) с возможностью фиксации на участке удлиненной гильзы (41) или входа в зацепление с этим участком, причем в смонтированном состоянии это средство крепления (42 а, 42b) удерживает в неподвижности компоненты (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) внутри гильзы (41). Денни Марк Джозеф (GB) Веселицкая И.А., Пивницкая Н.Н.,Кузенкова Н.В., Веселицкий М.Б.,Каксис Р.А., Комарова О.М., Белоусов Ю.В. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БП ЭКСПЛОРЕЙШН ОПЕРЕЙТИНГ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB) Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к насосам для подъема флюидов, в частности многофазных флюидов, содержащих жидкую и газовую фазы. Изобретение, в частности, относится к таким насосам как электрические погружные насосы, применяемые в скважинах для добычи углеводородов. Уровень техники В нефтегазовой промышленности часто возникает необходимость размещения и эксплуатации насоса в скважине с целью обеспечения добычи из нее углеводородов. Углеводороды, добываемые в таких скважинах, часто имеют форму многофазного флюида, например флюида, содержащего одну или несколько жидкостей, таких как вода и/или нефть и один или несколько газов, таких как природный газ. Исходя из этого, является предпочтительным, чтобы насос, предназначенный для использования в скважине, мог бы (I) безотказно перекачивать многофазные флюиды, (II) создавать достаточное давление для подъема флюидов из глубоко залегающих нефтегазоносных пластов на поверхность и (III) надежно работать в суровых условиях скважины. Известно, что для создания достаточного давления с целью подъема флюидов из глубоко залегающих нефтегазоносных пластов на поверхность используются многоступенчатые насосы, то есть насосы или насосные установки, содержащие несколько насосных ступеней, или модулей, в которых выпуск первой ступени обычно сообщается с впуском второй ступени, выпуск которой, в свою очередь, сообщается с впуском третьей ступени и т.д. Если одна насосная ступень способна создавать заданный перепад давления, например х фунтов/кв. дюйм, при заданной производительности, например y л/ч, то можно сконструировать насос с двумя последовательно расположенными ступенями, который будет способен создавать перепад давления 2x фунтов/кв. дюйм при производительности y л/ч. Если две насосные ступени включены параллельно, то насос будет способен создавать перепад давления x фунтов/кв. дюйм при производительности 2y л/ч. Известно, что этот принцип используется в электрических погружных насосах для нефтяных скважин с целью создания чрезвычайно больших перепадов давления, например 2000-3000 фунтов/кв. дюйм(13,8-20,7 МПа). Такие насосы могут содержать 100 и более последовательно включенных ступеней. Известно использование многоступенчатых центробежных насосов для подъема флюидов из глубоко залегающих нефтегазоносных пластов на поверхность. Центробежные насосы работают, многократно ускоряя и замедляя выкачиваемый флюид и постепенно увеличивая давление. Если осуществляется выкачивание многофазного флюида, содержащего жидкость и газ, то из-за разницы в плотности между жидкостью и газом в первой ступени центробежного насоса происходит преимущественное ускорение жидкости. По мере увеличения доли свободного газа во флюиде этот газ скапливается на ступице рабочего колеса насоса, что приводит к потере насосом напора - состоянию, известному как "газовая пробка". Следовательно, центробежные насосы являются не вполне пригодными для использования с целью выкачивания многофазных флюидов. Другими известными типами насосов являются плунжерные и одновинтовые насосы. Плунжерные насосы также подвержены действию свободного газа, увлеченного выкачиваемым флюидом. В этом случае газ и жидкость могут разделяться внутри цилиндра насоса, что может привести к ударной нагрузке при опускании плунжера и его контакте с поверхностью жидкости - состоянию, известному как "удар по жидкости". Работа одновинтовых насосов основана на вращении металлического геликоидального ротора внутри эластомерного статора, приводящем к продвижению разобщенных объемных полостей от впуска насоса к выпуску. Хотя принцип действия такого насоса делает его пригодным для выкачивания жидкостей и газа, на практике газ стремится диффундировать в матрицу эластомера статора, что приводит к его разбуханию и размягчению. Как следствие, может происходить истирание статора об ротор и/или перегрев из-за выхода за пределы рабочего допуска при вращении и увеличения трения. Известно, что выкачивание многофазных флюидов может надежно осуществляться посредством двухвинтовых насосов. Способы конструирования двухвинтового насоса и его основные элементы хорошо известны специалистам в данной области. Как правило, двухвинтовой насос содержит пару роторов, находящихся во взаимном зацеплении,имеющих противоположно направленную винтовую нарезку и при работе вращающихся в противоположных направлениях. Осевое усилие, создаваемое парой роторов в процессе выкачивания флюида насосом, может принимать на себя подходящий упорный подшипник. В качестве альтернативы или дополнения двухвинтовой насос может быть сбалансирован по осевому усилию, то есть содержать две противоположные пары роторов, находящихся во взаимном зацеплении, при этом усилие, создаваемое одной парой роторов, уравновешивается таким же, противоположно направленным, усилием противоположной пары роторов. Независимо от конструкции насоса, винты каждой роторной пары должны вращаться синхронно,что обычно обеспечивается созданием такого зацепления вала одного ротора с параллельным валом другого, что между поверхностями роторов, находящихся во взаимном зацеплении, поддерживается малый зазор без соударения. Как правило, для упрощения пригонки начальных участков винтовых нарезок ро-1 019442 торов друг к другу может потребоваться приспособление для осевой регулировки валов. Для осевой пригонки валов двухвинтовых насосов, предназначенных для использования на поверхности, используются сравнительно простые винтовые механизмы. Эти механизмы, однако, являются полностью непригодными для использования в насосах, эксплуатируемых в скважинах или на морском дне, поскольку доступ к таким насосам для проведения техобслуживания обычно чрезвычайно затруднен. Поэтому гораздо более предпочтительными являются пригонка и крепление роторов и валов скважинного двухвинтового насоса при сборке последнего, чтобы в течение периода эксплуатации насоса уже не требовалась дополнительная регулировка. Большинство выпускавшихся в прошлом двухвинтовых насосов имело небольшое количество ступеней (обычно только одну), поэтому они были, как правило, неспособны создать чрезвычайно высокий перепад давления, который может потребоваться для подъема флюидов из скважин для добычи углеводородов. В последнее время разработан ряд многоступенчатых двухвинтовых насосов. В документе US 5779451 описан насос, содержащий кожух, внутри которого имеется полость с впуском и выпуском, в которой функциональным образом расположены несколько роторов. Каждый ротор имеет вал и несколько простирающихся наружу и крепящихся на нем витковвинта, причем роторы имеют форму, обеспечивающую объемную подачу, неравномерно распределенную вдоль длины каждого ротора. В одном варианте осуществления роторы имеют несколько винтовых насосных ступеней, разделенных секциями, не участвующими в процессе выкачивания и не содержащими витков винта. Несмотря на то, что данный насос является многоступенчатым, конструкция кожуха исключает его использование в качестве погружного в скважине. В документе US 6413065 В 1 описаны модульный многоступенчатый двухвинтовой насос и способ конструирования такого насоса. Ступени могут по выбору соединяться как параллельно, так и последовательно (в любых комбинациях), чтобы получить требуемые сочетания давления и производительности насоса. Насосы, описанные в документах US 5779451 и US 6413065 В 1, являются сбалансированными по осевому усилию. Хотя каждый отдельный модуль насоса, описанного в US 6413065 В 1, пригоден для использования в скважине, он имеет чрезвычайно сложную конструкцию и фактически содержит два вала, две противоположные пары роторов, находящихся в зацеплении и вращающихся в противоположных направлениях,камеру впуска и выпуска и различные проходные каналы для флюида, требуемые для обеспечения гидравлического соединения (последовательного или параллельного) отдельных ступеней насоса друг с другом. Кроме того, насосы, предлагаемые в US 6413065 В 1, было бы чрезвычайно трудно изготовить в сжатые сроки и/или в больших объемах, не в последнюю очередь из-за большого количества отдельных деталей, нуждающихся в точной пригонке при сборке, в частности пар находящихся в зацеплении и вращающихся в противоположных направлениях роторов, которые должны быть зафиксированы в осевом направлении на общем валу с целью регулирования осевого зазора роторов (для предотвращения соударения винтов в процессе работы) и передачи осевого усилия роторов общему валу для уравновешивания осевого усилия противоположных роторов. Для сборки такого насоса сначала необходимо пропустить вал сквозь центральный опорный подшипник (игольчатый роликоподшипник), после чего закрепить противоположные роторы без возможности проворачивания на валу посредством шпоночного, шлицевого или иного соединения с целью передачи движения от вала ротору. Тот факт, что роторы должны быть зафиксированы на валах для предотвращения осевого и вращательного движения, означает необходимость тщательного соблюдения допусков при изготовлении либо проведении сложных процедур регулирования с помощью шайб для обеспечения точной пригонки роторов при сборке насоса. Далее, помимо вращающейся секции каждый модуль насоса содержит каналы впуска и выпуска с многочисленными и различающимися профилями поперечного сечения, что еще более повышает сложность изготовления. Наконец, каждый собранный модуль крепится на болтах, что диктует необходимость наличия между соседними модулями перегородки для обеспечения доступа с целью их затягивания. Продолжительность и сложность изготовления и сборки этих насосов означают, что их нельзя будет быстро изготовить в достаточно больших количествах, приемлемых для крупномасштабных промышленных проектов. В документе WO 03/029610 описаны другой многофазный двухвинтовой насос для использования в скважинах и способ переоборудования многофазного двухвинтового насоса для использования в скважинах. Этот насос содержит кожух со сторонами впуска и выпуска и каналом для прохода флюида, простирающимся между сторонами впуска и выпуска. Два винта насоса расположены в канале для прохода флюида. Через кожух проходит дополнительный жидкостный канал, сообщающийся с полостью, где расположены два винта насоса; кроме того, предусмотрен уловитель жидкости, сообщающийся с каналом для прохода флюида. В этом случае жидкость, перемещаемая винтами насоса по каналу для прохода флюида, может быть захвачена и направлена в дополнительный жидкостный канал с последующим возвратом в канал для прохода флюида, что увеличивает жидкостное уплотнение вокруг винтов насоса. Тем не менее, насосной установке, предлагаемой в WO 03/029610, присущи многие недостатки,описанные выше. В частности, сборка насоса требует больших затрат времени. Компоненты приходится монтировать последовательно, точно пригоняя каждый из них к соседним компонентам. Это не только препятствует крупномасштабному производству данного насоса, но и делает чрезвычайно сложным и продолжительным его оперативное техническое обслуживание в случае возникновения проблем в ходе эксплуатации. В документе WO 95/30090 описана установка для выкачивания жидкостей из земной коры, содержащая винтовой насос, спущенный под землю и снабженный первым винтовым элементом и винтовым элементом с противоположно направленной нарезкой, приводное средство, расположенное на земной поверхности или близко к ней и приводящее в движение винтовой элемент, который, в свою очередь,приводит в движение винтовой элемент с обратной нарезкой, и средство передачи, передающее приводное усилие, созданное приводным средством, и простирающееся от приводного средства, расположенного на земной поверхности или близко к ней, до спущенного винтового насоса. Другие насосные установки описаны в документах RU 55050U1, WO 99/27256, GB2152587, GB 2376250 и ЕР 0464340, но ни одна из них не обеспечивает решение вышеупомянутых проблем. Сущность изобретения В соответствии с вышеизложенным, одной из целей настоящего изобретения является создание усовершенствованного многоступенчатого насоса, характеризующегося, в частности, более быстрой и простой сборкой и/или большей надежностью и/или большей адаптируемостью, чем известные многоступенчатые насосы. Другой целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа сборки многоступенчатого насоса, который обеспечивал бы более быструю сборку по сравнению с известными способами и/или позволил бы увеличить объемы производства. В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается многоступенчатый насос, содержащий множество (группу) компонентов, в том числе несколько предварительно собранных насосных модулей, включающих по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса, и характеризующийся тем, что этот многоступенчатый насос также содержит удлиненную гильзу (трубчатый корпус) для размещения компонентов и средство крепления с возможностью фиксации на участке удлиненной гильзы или входа в зацепление с этим участком, причем в рабочем состоянии это средство крепления удерживает в неподвижности компоненты внутри гильзы."Предварительно собранный" означает, что компонент, например насосный модуль, был изготовлен отдельно как автономный узел таким образом, что он может быть легко включен в состав более сложных систем или устройств, например модульного многоступенчатого насоса. В предпочтительном варианте осуществления один или более модулей двухвинтового насоса содержат пару роторов, находящихся во взаимном зацеплении, причем один из роторов короче другого. В предпочтительном варианте осуществления каждый из предварительно собранных модулей двухвинтового насоса содержит кожух, ведущий вал, ведомый вал и упорный подшипник, причем кожух представляет собой корпус, имеющий внутри проходной канал, а ведущий и ведомый валы вращаются преимущественно параллельно друг другу внутри этого проходного канала, и каждый из них имеет на участке своей длины, находящемся внутри проходного канала, витки винта, или ротора, причем ведущий вал может быть по меньшей мере на одном из своих концов прикреплен к другому компоненту, а упорный подшипник по меньшей мере частично расположен внутри кожуха над или под роторами. Кроме насосных модулей, насос может также содержать одну или несколько промежуточных (разделительных) секций. Каждая из этих секций может представлять собой отдельный компонент или модуль. В альтернативном варианте каждая из этих секций может быть включена в состав предварительно собранного насосного модуля. Ряд компонентов может также составлять приводной соединительный узел. В предпочтительном варианте осуществления одна из промежуточных секций может располагаться между первым и вторым насосными модулями. В одном из вариантов осуществления промежуточная секция может содержать средство соединения валов для соединения или сцепления одного или более приводных валов первого насосного модуля с одним или более приводных валов второго насосного модуля. Например, средство соединения валов может представлять собой соединительную муфту. В качестве альтернативы или дополнения один или более приводных валов насосных модулей и/или приводной соединительный узел могут быть выполнены таким образом, что они будут соединены непосредственно друг с другом, например благодаря наличию выступов и впадин шлицевых соединений на концах приводных валов. Один или более приводных соединительных узлов могут содержать средство, обеспечивающее соединение двух параллельных, но смещенных друг относительно друга валов. Подходящие для этого средства хорошо известны специалистам в данной области и могут представлять собой любой из следующих механизмов: параллельно-кривошипный привод, крестовую муфту, соединение с непосредственным зацеплением зубчатых колес, сдвоенную крестовую муфту с промежуточным приводным валом,сдвоенный шарнир равных угловых скоростей с промежуточным приводным валом и сдвоенную зубча-3 019442 тую муфту с промежуточным приводным валом. В альтернативном варианте осуществления приводной соединительный узел может обеспечивать соединение пары валов, имеющих общую ось. В частности, такая конструкция может быть предпочтительной в больших насосах, то есть насосах с большими диаметром и объемной производительностью,таких как насосы, эксплуатируемые на морском дне, и насосы подкачки в трубопроводах. В предпочтительном варианте осуществления компоненты располагаются внутри гильзы последовательно, образуя связку. Связка может представлять собой последовательность компонентов, в которой между парой модулей располагается промежуточная секция. В предпочтительном варианте осуществления самый верхний компонент в связке представляет собой приводной соединительный узел. В альтернативном варианте осуществления приводной соединительный узел является самым нижним компонентом в связке. Средство крепления может содержать средство для прикладывания к связке предварительной сжимающей нагрузки, предпочтительно в продольном направлении. Например, средство крепления может содержать кольцо с резьбой, которое в предпочтительном варианте может входить в зацепление с конечным участком гильзы. Средство крепления может содержать пару колец с резьбой - по одному для каждого конца гильзы. Один или более компонентов могут быть снабжены средствами установки/фиксации в требуемом положении для поддержания относительного углового смещения компонентов внутри связки. Средства установки/фиксации в требуемом положении могут представлять собой установочные штифты или шпоночные канавки. Удлиненная гильза может иметь сплошную цельную стенку. В альтернативном варианте осуществления стенка удлиненной гильзы может быть несплошной в том случае, если два ее конца связаны друг с другом таким образом, что средство крепления имеет возможность фиксации на одном из участков гильзы или входа в зацепление с этим участком для удержания компонентов внутри гильзы. Например, стенка удлиненной гильзы может содержать сквозные отверстия или иметь форму решетки. Предлагаемый в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения способ сборки многоступенчатого насоса включает подготовку множества компонентов, в том числе нескольких предварительно собранных насосных модулей, включающих по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса,компоновку связки из этих компонентов таким образом, чтобы насосные модули располагались последовательно,размещение связки внутри внешнего кожуха или гильзы,использование средства крепления для неподвижной фиксации связки внутри внешнего кожуха или гильзы. Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается насос, в предпочтительном варианте многоступенчатый насос, содержащий один или более модулей двухвинтового насоса, причем каждый из этих насосных модулей содержит пару роторов, находящихся во взаимном зацеплении и расположенных на валах, проходящих преимущественно параллельно друг другу, а также отдельный упорный подшипник для каждого ротора. В предпочтительном варианте осуществления каждый из модулей двухвинтового насоса является предварительно собранным. Преимущественно параллельные валы могут представлять собой ведущий вал и ведомый вал, причем в процессе эксплуатации ведомый вал приводится в движение в результате движения, например вращения, ведущего вала. Ясно, что благодаря наличию отдельного упорного подшипника для каждого ротора нет необходимости в реализации насоса в исполнении, сбалансированном по осевому усилию. Следовательно, конструкция насоса может быть упрощена, в частности благодаря исключению необходимости в многочисленных и/или имеющих сложную структуру каналов для прохода флюида через насос. Преимуществом предлагаемой конструкции является то, что осевое усилие, приходящееся на каждый отдельный упорный подшипник, является сравнительно небольшим. Поэтому отпадает необходимость в сложных многоопорных узлах, что может благоприятным образом уменьшить сложность и стоимость изготовления и сборки насоса. Еще одно преимущество наличия отдельного упорного подшипника у каждого ротора состоит в том, что установочная поверхность подшипника может быть использована в качестве осевого ориентира для ротора в процессе сборки насосного модуля. Поэтому можно сравнительно просто отрегулировать осевое положение одного ротора относительно сопряженного с ним второго ротора с целью надлежащей пригонки пары роторов. На практике это обеспечивает возможность монтажа роторного узла и измерения осевого зазора ведомого ротора относительно ведущего ротора. Среднее значение двух измерений осевого зазора в этом случае даст идеальную толщину регулировочной шайбы, которую необходимо установить под упорным подшипником ведомого вала. В альтернативном варианте осуществления положение валов и их упорных подшипников может быть фиксированным, регулируется же относительное положение ведомого ротора вдоль оси его вала. Например, это может быть достигнуто путем изготовления ведомого ротора более коротким, чем сопряженный с ним ротор, и подбором прокладок или шайб над и под ротором. В процессе сборки насосного модуля сначала осуществляют пробную установку валов с роторами внутри открытой полости корпуса, или обоймы. Затем роторы закрепляют на их валах, после чего производят пригонку и крепление синхронизирующих зубчатых колес. Измеряют осевой зазор ведомого ротора относительно зафиксированного главного ротора. После этого осуществляют регулировку осевого положения ведомого ротора на его валу с помощью шайб. Поэтому синхронизирующие зубчатые колеса,будучи установленными в полностью замкнутом корпусе роторов насоса, уже будут надлежащим образом пригнанными, и могут быть закреплены на валах для завершения сборки правильно синхронизированного насосного модуля. В предпочтительном варианте осуществления один из роторов каждой пары может быть короче,чем другой. Например, ведомый ротор может быть короче, чем сопряженный с ним ведущий ротор. Это может благоприятным образом обеспечить фиксацию валов и их упорных подшипников в процессе сборки каждого насосного модуля, поскольку ведомый ротор может перемещаться в продольном направлении вдоль своего вала вплоть до достижения надлежащей пригонки к сопряженному с ним ведущему ротору. Можно использовать шайбы и/или прокладки над и/или под ведомым ротором для неподвижного закрепления его в нужном положении на валу. Еще одна благоприятная особенность, связанная с неодинаковой длиной роторов, образующих пару, находящуюся во взаимном зацеплении внутри насосного модуля, состоит в том, что полости над и под более коротким ротором могут представлять собой естественные каналы впуска и выпуска (необходимые для предотвращения гидравлической блокировки роторов). Поэтому отпадает необходимость в дополнительных впускных и выпускных каналах на концах роторных камер, что может уменьшить сложность и/или стоимость насосного модуля. Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предлагается двухвинтовой насос или насосный модуль для многоступенчатого насоса, содержащий пару роторов, находящихся во взаимном зацеплении и расположенных на валах, проходящих преимущественно параллельно друг другу, причем один из роторов является более коротким, чем другой. В процессе эксплуатации насос, соответствующий настоящему изобретению, соединяется с двигателем и приводится последним в действие. Двигатель может представлять собой погружной электродвигатель, предпочтительно с постоянным магнитом. Связанные друг с другом двигатель и насос (ниже именуемые насосным агрегатом или насоснодвигательным узлом) можно размещать и эксплуатировать в скважине, например в скважине для добычи углеводородов или в нагнетательной скважине, с помощью сборной колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) или электромеханического кабеля. На практике двигатель может располагаться в скважине над или под насосом. Как правило, при размещении насосно-двигательного узла с помощью ГНКТ или электромеханического кабеля предпочтительным является расположение двигателя над насосом. При размещении же насосно-двигательного узла с помощью сборной колонны НКТ может оказаться предпочтительным расположение двигателя под насосом. Таким образом, одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что насоснодвигательный узел может быть легко скомпонован в конфигурации с нижним или верхним приводом, то есть с расположением двигателя соответственно под или над насосом, с целью выполнения требований,предъявляемых к конкретному применению, путем простой перестановки компонентов внутри внешнего кожуха или гильзы. Многоступенчатый насос, соответствующий настоящему изобретению, в предпочтительном варианте может работать в прямом и обратном направлениях. Например, его можно использовать для выкачивания флюидов, содержащих углеводороды, из эксплуатационной скважины и/или для закачивания флюида в нефтегазоносный пласт через нагнетательную скважину. Способ выкачивания флюида, например флюида, содержащего по меньшей мере одну жидкую фазу и одну газообразную фазу, из нефтегазоносного пласта или закачивания флюида в этот пласт может включать размещение и эксплуатацию в скважине многоступенчатого насоса, соответствующего настоящему изобретению. Краткое описание чертежей Для более полного понимания настоящего изобретения ниже приведено описание некоторых вариантов его осуществления (только в качестве примеров) со ссылкой на приложенные чертежи, на которых показано: фиг. 1 - вид в разрезе насосного модуля согласно настоящему изобретению,фиг. 2 - вид в разрезе второго насосного модуля согласно настоящему изобретению,фиг. 3 - пример узла передачи приводного усилия между валами для использования в многоступенчатом насосе согласно настоящему изобретению,фиг. 4 - многоступенчатый насос в сборе согласно настоящему изобретению. Описание вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 показан в разрезе насосный модуль 1, содержащий кожух, состоящий из металлического цилиндра 11, верхнего элемента 18 а и нижнего элемента 18b, причем цилиндр 11 с верхним и нижним элементами 18 а, 18b определяет насосную камеру. Впуск и выпуск флюида предусмотрены в верхней и нижней частях модуля 1 и обеспечивают поступление флюида в насосную камеру и его выход из этой камеры. Впуск и выпуск флюида не видны на фиг. 1, но обозначены пунктирными линиями. Внутри насосной камеры, простирающейся в продольном направлении, расположены ведущий вал 12 и ведомый вал 13. Валы 12 и 13 преимущественно параллельны друг другу, и для каждого из валов 12, 13 предусмотрены подшипники в верхнем и нижнем элементах 18 а, 18b. Ведущий вал 12 и ведомый вал 13 несут на себе винтовые роторы, соответственно 14 и 15. Роторы 14, 15 имеют противоположно направленные витки винтов. В процессе работы роторы 14, 15 находятся во взаимном зацеплении и вращаются в противоположных направлениях. У дна кожуха под нижним элементом 18b предусмотрены упорные подшипники 16 а, 16b для каждого из валов 12, 13. Между нижним элементом 18b и упорными подшипниками 16 а, 16b расположены синхронизирующие зубчатые колеса 19 а, 19b, установленные соответственно на ведущем валу 12 и ведомом валу 13. Синхронизирующие зубчатые колеса 19 а и 19b, находящиеся во взаимном зацеплении, несколько смещены друг относительно друга в осевом направлении из-за того, что положение ведомого вала 13 отрегулировано относительно положения ведущего вала 12 посредством шайб 109, расположенных под упорным подшипником. Верхний и нижний концевые участки 17 а, 17b ведущего вала 12 простираются вверх и вниз за концы кожуха. Концевые участки 17 а, 17b снабжены шлицами. Эти шлицы предназначены для облегчения соединения валов 12, 13 с валами других компонентов с помощью соединительной муфты с сопряженными внутренними шлицами. На фиг. 2 показан в разрезе насосный модуль 2, который в целом аналогичен насосному модулю 1,показанному на фиг. 1. Как видно на фиг. 2, показанный в разрезе насосный модуль 2 содержит кожух, состоящий из металлического цилиндра 21, верхнего элемента 28 а и нижнего элемента 28b, причем цилиндр 21 с верхним и нижним элементами 28 а, 28b определяет насосную камеру. Впуск и выпуск флюида (не показаны) предусмотрены в верхней и нижней частях модуля 2 и обеспечивают поступление флюида в насосную камеру и его выход из этой камеры. Впуск и выпуск флюида не видны в разрезе на фиг. 2, но обозначены пунктирными линиями. Внутри насосной камеры, простирающейся в продольном направлении, расположены ведущий вал 22 и ведомый вал 23. Валы 22 и 23 преимущественно параллельны друг другу, и для каждого из валов предусмотрены подшипники в верхнем и нижнем элементах 28 а, 28b. Ведущий вал 22 и ведомый вал 23 несут на себе винтовые роторы, соответственно 24 и 25. Роторы 24, 25 имеют противоположно направленные витки винтов. В процессе работы роторы 24, 25 находятся во взаимном зацеплении и вращаются в противоположных направлениях. Винтовой ротор 25 короче винтового ротора 24. На ведомом валу 23 тоже установлены регулировочные шайбы 209 для осевой пригонки винтового ротора 25 с винтовым ротором 24. В отличие от насосного модуля, показанного на фиг. 1, положение ведомого вала 23 относительно ведущего вала 22 не регулируется посредством шайб: шайбы 209 (одна над и три под ротором 25) служат для регулирования положения ротора 25 относительно вала 23, на котором он смонтирован. У вершины кожуха над верхним элементом 28 а предусмотрены упорные подшипники 26 а, 26b для каждого из валов 22, 23. Между верхним элементом 28 а и упорными подшипниками 26 а, 26b расположены синхронизирующие зубчатые колеса 29 а, 29b, установленные соответственно на ведущем валу 22 и ведомом валу 23. Синхронизирующие зубчатые колеса 29 а и 29b находятся во взаимном зацеплении и не смещены друг относительно друга в осевом направлении из-за того, что, как описывалось выше, положение вала 23 не регулируется шайбами относительно положения вала 22. Верхний и нижний концевые участки 27 а, 27b ведущего вала 22 простираются вверх и вниз за концы кожуха. Концевые участки 27 а,27b снабжены шлицами. Эти шлицы предназначены для облегчения соединения валов 22, 23 с валами других компонентов с помощью соединительной муфты с сопряженными внутренними шлицами. Ясно, что в обоих насосных модулях, показанных на фиг. 1 и 2, можно с таким же успехом поменять местами синхронизирующие зубчатые колеса и упорные подшипники, то есть расположить упорные подшипники к роторам ближе, чем синхронизирующие зубчатые колеса. На фиг. 3 показан в разрезе узел 3 передачи приводного усилия между валами для использования в многоступенчатом насосе согласно настоящему изобретению. Узел 3 ведущего вала содержит камеру,определяемую цилиндрическим корпусом 31, верхним элементом 35 а и нижним элементом 35b. Верхний элемент 35 а и нижний элемент 35b содержат подшипники для проходящих сквозь них валов. Первый вал 32 простирается из камеры вверх, проходя сквозь подшипник в верхнем элементе 35 а. Продольная ось вала 32 совпадает с продольной осью цилиндрического корпуса 31. Второй вал 33 простирается из камеры вниз, проходя сквозь подшипник в нижнем элементе 35b. Продольная ось второго вала 33 параллельна продольной оси первого вала 32, но не совпадает с продольной осью цилиндрического корпуса 31, то есть валы 32, 33 смещены друг относительно друга в радиальном направлении. Внутри камеры расположен механизм 34 для соединения первого вала 32 со вторым валом 33. Механизм 34 представляет собой параллельно-кривошипный привод. Другие подходящие механизмы хорошо из-6 019442 вестны специалистам в данной области. Концевые участки первого вала 32 и второго вала 33, выступающие из верхней и нижней частей цилиндрического корпуса 31, снабжены шлицами. Эти шлицы предназначены для облегчения соединения валов 32, 33 с валами других компонентов с помощью соединительной муфты с сопряженными внутренними шлицами. В процессе работы первый вал 32 обычно соединяется с выходным валом двигателя, например погружного электродвигателя. В процессе работы второй вал 33 обычно соединяется с ведущим валом насосного модуля, например одного из модулей, показанных на фиг. 1 или 2. На фиг. 4 показан многоступенчатый насос 4 в сборе согласно настоящему изобретению. Насос 4 содержит внешнюю гильзу 41, имеющую сплошную цельную стенку в форме цилиндра, внутри которого размещен ряд компонентов, образующих насос. Начиная сверху (фиг. 4), эти компоненты представляют собой узел 50 передачи приводного усилия между валами, первый промежуточный цилиндр 60, первый насосный модуль 70, второй промежуточный цилиндр 80, второй насосный модуль 90, третий промежуточный цилиндр 100 и третий насосный модуль 110. Узел 50 представляет собой, в основном, узел, показанный на фиг. 3 и описанный выше. Насосные модули 70, 90, 110 представляют собой, в основном, модули, показанные на фиг. 1 и описанные выше. Ясно, что в состав многоступенчатого насоса 4 могут быть включены один или более насосных модулей, соответствующих, в основном, модулям, показанным на фиг. 2 и описанным выше. Каждый из промежуточных цилиндров 60, 80 и 100 включает цилиндрическое тело 61, 81 и 101 и соединительную муфту 62, 82, 102. Каждая из соединительных муфт 62, 82, 102 имеет внутреннюю поверхность, пригнанную к волнистой поверхности концевого участка валов, простирающихся от насосных модулей и/или узла передачи приводного усилия между валами. Соответственно, в процессе работы каждая соединительная муфта представляет собой скользящее сочленение между концевыми участками двух валов и препятствует осевому вращению одного вала относительно другого. Это создает то преимущество, что синхронизация двух валов внутри какого-либо насосного модуля не привязана к синхронизации валов в каком-либо другом насосном модуле и не подвержена ее влиянию. Ясно также, что скользящие сочленения, будучи сравнительно простыми, могут обеспечить значительно ускорение монтажа связки компонентов внутри внешнего кожуха или гильзы. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, первый промежуточный цилиндр 60 расположен между узлом 50 передачи приводного усилия между валами и первым насосным модулем 70, второй промежуточный цилиндр 80 расположен между первым насосным модулем 70 и вторым насосным модулем 90 и третий промежуточный цилиндр 100 расположен между вторым насосным модулем 90 и третьим насосным модулем 110. Ниже описывается предпочтительный способ сборки многоступенчатого насоса 4, показанного на фиг. 4. Цилиндрическое тело 101 промежуточного цилиндра 100 помещается на верхнюю часть насосного модуля 110, а соединительная муфта 102 располагается вокруг верхнего конца ведущего вала насосного модуля 110. Затем насосный модуль 90 помещается на верхнюю часть промежуточного цилиндра 100,при этом нижний конец ведущего вала насосного модуля 90 вставляется в соединительную муфту 102 и,тем самым, соединяется с ведущим валом насосного модуля 110. Аналогичным образом производится последовательное добавление промежуточного цилиндра 80, насосного модуля 70, промежуточного цилиндра 60 и узла 50 передачи приводного усилия между валами до образования связки. Ясно, что выкачиваемый флюид будет иметь по меньшей мере один путь для поочередного прохода через каждый из компонентов связки снизу вверх или наоборот. Ясно также, что верхние и нижние поверхности компонентов (промежуточных цилиндров, насосных модулей и узла передачи приводного усилия между валами) будут стыковаться, образуя герметичное уплотнение, препятствующее прохождению потока из внутренней части связки наружу. Это может быть достигнуто посредством использования уплотнения типа"металл-металл" или уплотнительных колец круглого сечения на прилегающих друг к другу поверхностях. Затем образующие связку компоненты 50, 60, 70, 80, 90, 100 и 110 вдвигаются внутрь гильзы 41. Внутри нижнего и верхнего концов гильзы 41 устанавливаются соответственно нижнее и верхнее резьбовые кольца 42 а, 42b. Резьбовые кольца 42 а, 42b затягиваются, благодаря чему на связку действует сжимающая нагрузка, способствующая удержанию связки на месте внутри гильзы 41 и образованию уплотнения между компонентами. После этого многоступенчатый насос 4 готов к эксплуатации. Ниже описывается размещение и использование многоступенчатого насоса 4. При размещении многоступенчатого насоса 4 осуществляется его крепление в верхней части к электродвигателю. Выступающий вверх вал 52, простирающийся от узла 50 передачи приводного усилия между валами, расположенного в верхней части связки, соединяется с выходным валом электродвигателя с помощью соединительной муфты. После этого насосно-двигательный узел (то есть двигатель вместе с насосом) крепится в его верхней части к гибкой насосно-компрессорной трубе (ГНКТ) или к электромеханическому кабелю, способ-7 019442 ным выдержать вес насосно-двигательного узла и обеспечить подачу к нему электрической энергии. Затем осуществляется спуск насосно-двигательного узла в скважину посредством сматывания ГНКТ или кабеля с катушки или барабана известным специалистам образом. Насосно-двигательный узел обычно спускают на глубину ниже уровня флюида в данной скважине. Электрическая энергия подается на двигатель, приводящий в действие насос, который осуществляет подъем флюида из скважины. В предпочтительных вариантах осуществления на концах компонентов внутри связки, например насосных модулей, промежуточных цилиндров и узла передачи приводного усилия между валами, могут быть предусмотрены шпоночные клинья или канавки, обеспечивающие и сохраняющие угловое смещение компонентов внутри связки и пригонку различных приводных валов в процессе работы. Как упоминалось выше, модули двухвинтового насоса, входящие в состав многоступенчатых насосов, соответствующих настоящему изобретению, могут быть предварительно собранными. Кроме того,ясно, что сравнительно простая конструкция насосных модулей, соответствующих настоящему изобретению, может быть реализована с помощью небольшого числа базовых деталей, что позволяет сравнительно быстро изготовить сравнительно большое число насосных модулей. Благодаря тому, что монтаж предварительно собранных модулей может быть точно спланирован по времени, можно сравнительно быстро и просто изготовить многоступенчатый насос, разместив компоненты в связке, которую можно вставить во внешний кожух или гильзу. Ясно, что настоящее изобретение позволяет быстро скомпоновать готовый насос из любого числа предварительно собранных компонентов, выбрав внешний кожух достаточной длины, чтобы он мог вместить все эти компоненты. Поскольку углеводородные флюиды могут характеризоваться непрерывным диапазоном величин соотношения жидкости и газа в зависимости не только от состава флюида по молекулярной массе, но и от температуры и давления, воздействию которых он подвергается, предлагаемая в настоящем изобретении конструкция насоса благоприятным образом обеспечивает индивидуальную оптимизацию применительно к конкретному выкачиваемому флюиду. Например, если требуется насос, предназначенный преимущественно для компримирования газа, то можно просто включить в него насосные модули с разными роторными узлами, обеспечивающими уменьшение объема, занимаемого газом, по мере его сжатия от ступени к ступени. Многоступенчатый насос с одной, двумя или более разными насосными ступенями, размещающимися в одном кожухе, известен как конический насос. Настоящее изобретение предоставляет благоприятную возможность простого изготовления конического двухвинтового насоса из сравнительно небольшого числа компонентов. Для специалиста в данной области будет очевиден и ряд других преимуществ настоящего изобретения. Например, наличие упорного подшипника и синхронизирующего зубчатого колеса внутри каждого насосного модуля обеспечивает дублирование функций одних компонентов другими компонентами укомплектованного насоса. Преимущество такого дублирования может быть проиллюстрировано следующим примером. Предположим, что насос содержит восемь роторных пар (то есть восемь насосных модулей). В этом случае выход из строя упорного подшипника или синхронизирующих зубчатых колес одной роторной пары не окажет влияния на семь остальных модулей. Поскольку каждый упорный подшипник воспринимает нагрузку только от одного ротора, эта нагрузка может быть сравнительно невелика, в связи с чем сравнительно маловероятным является и выход из строя. Настолько же малыми являются нагрузка на синхронизирующие зубчатые колеса и вероятность выхода последних из строя. Если в насосе согласно настоящему изобретению происходит выход из строя одной роторной секции, то возникает истирание роторов друг о друга и увеличение трения качения при их работе. Тем не менее, главный вал насоса (то есть последовательность ведущих валов) может продолжать вращаться, не испытывая перегрузок. Напротив, если роторы расположены на общем валу (как это имеет место в известных устройствах),опирающемся на единственный узел синхронизирующего зубчатого колеса и упорного подшипника, то любой сбой синхронизации роторов (из-за неисправности или износа зубчатого колеса или упорного подшипника) приведет к одновременному контакту синхронизированных таким образом роторов с пропорциональным увеличением трения качения, что может стать причиной выхода насоса из строя. Следовательно, насос, соответствующий настоящему изобретению, может быть более надежным в эксплуатации благодаря дублированию особо важных компонентов (синхронизация роторов). Соответственно, для этого насоса не потребуются столь же частые ремонт и замена как у известных насосов. Кроме того, еще одной выгодной отличительной особенностью настоящего изобретения является возможность ремонта поврежденного насоса, поскольку можно быстро демонтировать все устройство и проверить отдельные роторные узлы (насосные модули) на правильность пригонки роторов, осевой зазор и износ подшипников валов. В случае неисправности одного или более насосных модулей их можно быстро заменить другими предварительно собранными насосными модулями, имеющимися на складе, что позволяет выполнить переборку насоса и вернуть его в эксплуатацию. Аналогичным образом, если насосный модуль не проходит контроль качества (например, из-за вы-8 019442 сокого момента трогания) во время первоначальной сборки, то он может быть отбракован и заменен другим предварительно собранным насосным модулем. Насосные модули будут, как правило, содержать секцию синхронизации, обеспечивающую пригонку двух противоположных роторов в каждом насосном модуле и обычно включающую синхронизирующие зубчатые колеса и упорные подшипники. Секция синхронизации может работать в выкачиваемом флюиде или быть изолированной от роторной секции посредством уплотнений валов. Если секция синхронизации открыта для воздействия выкачиваемого флюида, то зубчатые колеса и подшипники имеют соответствующие технические характеристики для работы в загрязненном флюиде с низкой смазывающей способностью. Соответствующие антикоррозионные и износостойкие покрытия хорошо известны специалистам в данной области, так же как и соответствующие конструкции упорных подшипников. Преимущество наличия отдельного внешнего кожуха для компонентов насоса заключается в том,что оно обеспечивает возможность предусмотреть в этом кожухе канал для смазочного масла, соединяющий все секции синхронизации насосных модулей. Например, узкий паз или канавка на внутренней поверхности внешнего кожуха или на внешней поверхности насосных модулей и промежуточных секций может обеспечить канал для непрерывного движения, например, масла вдоль всей длины насоса. Кроме того, подвод смазочного масла к каждой секции синхронизации может быть обеспечен посредством отводной линии от канала, содержащей обратный клапан. Кроме того, можно предусмотреть масляный резервуар, находящийся в гидравлической связи с впуском насоса и обеспечивающий уравновешивание давления в секциях синхронизации относительно окружающего флюида в скважине, когда насос находится в неподвижном состоянии. При работе насоса давление внутри него обычно распределяется неравномерно, но может постепенно возрастать от ступени к ступени и от впуска к выпуску насоса. Обратные клапаны препятствуют возникновению гидравлической связи между секциями синхронизации с высоким давлением, расположенным рядом с выпуском, и секциями синхронизации с низким давлением, расположенным рядом с впуском, что в отсутствие обратных клапанов привело бы к перетоку масла из секций синхронизации с высоким давлением в секции синхронизации с низким давлением. Для насосов с особенно высоким давлением могут быть предпочтительными секции синхронизации, работающие в выкачиваемом флюиде. Ясно, что в настоящем изобретении предлагается многоступенчатый насос, в предпочтительном варианте многоступенчатый двухвинтовой насос, и способ изготовления такого насоса, который является как простым, так и легко адаптируемым, поскольку обеспечивается быстрая и надежная предварительная сборка насосных модулей перед включением их в состав многоступенчатого насоса. Кроме того, роторные пары внутри предварительно собранных насосных модулей синхронизированы как по осям, так и по вращению. Таким образом, обеспечивается эффективная сборка многоступенчатого насоса, включающего последовательность из почти любого числа насосных модулей. Ясно также, что нет необходимости в реализации сложных путей потока между выпуском одного насосного модуля и впуском следующего насосного модуля. Кроме того, ясно, что предварительно собранные насосные модули не обязательно должны представлять собой насосы одного типа. Например, может оказаться целесообразным создание многоступенчатого насоса, в котором первый насосный модуль представляет собой двухвинтовой насос, а все последующие насосные модули - центробежные насосы. Такая компоновка может обладать преимуществами,поскольку двухвинтовой насос может сжимать выкачиваемый им многофазный флюид, тем самым уменьшая содержание газа в этом флюиде. Содержание газа может быть уменьшено в значительной степени, благодаря чему флюид может эффективно выкачиваться посредством одного или более модулей центробежных насосов. В предпочтительном варианте все модули центробежных насосов могут быть предварительно собранными. Между модулем двухвинтового насоса и следующим за ним модулем центробежного насоса может потребоваться промежуточный переходный модуль, обеспечивающий переключение с пары валов (в модуле двухвинтового насоса) на единственный вал (в модуле центробежного насоса). Подходящие конструкции промежуточных переходных модулей будут очевидны для специалистов в данной области, равно как и другие комбинированные многоступенчатые насосы, включающие по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса и один или более модулей насосов другого типа. Предполагается, что насос, соответствующий настоящему изобретению, может применяться в любых подходящих ситуациях, когда требуется насос для создания больших перепадов давления с целью перемещения многофазного флюида. Например, этот насос может найти конкретное применение при добыче углеводородов, например в эксплуатационных и нагнетательных скважинах, а также в качестве насоса подкачки для потока многофазного флюида (нефть, вода, газ), например на насосных станциях трубопроводов и при подводной перекачке многофазных флюидов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многоступенчатый насос (4), содержащий множество компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110), в том числе несколько предварительно соб-9 019442 ранных насосных модулей (70, 90, 110), включающих по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса (1, 2); а также удлиненную гильзу (41) для размещения упомянутых компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100,110) и средство крепления (42 а, 42b), имеющее возможность фиксации на участке удлиненной гильзы(41) или входа в зацепление с этим участком, причем при работе это средство крепления (42 а, 42b) способно удерживать в неподвижности компоненты (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) внутри гильзы (41), а каждый из предварительно собранных модулей (70, 90, 110) содержит по меньшей мере один упорный подшипник (16 а, 16b; 26 а, 26b). 2. Многоступенчатый насос (4) по п.1, содержащий отдельный упорный подшипник (16 а, 16b; 26a,26b) для каждого ротора (14, 15; 24, 25) каждого модуля двухвинтового насоса (1, 2). 3. Многоступенчатый насос (4) по п.1 или 2, в котором каждый модуль двухвинтового насоса (2) содержит пару роторов (24, 25), находящихся во взаимном зацеплении, причем один из роторов короче другого. 4. Многоступенчатый насос (4) по одному из пп.1-3, содержащий одну или более промежуточных секций (60, 80, 100). 5. Многоступенчатый насос (4) по п.4, в котором одна или каждая из промежуточных секций (60,80, 100) представляет собой отдельный компонент. 6. Многоступенчатый насос (4) по одному из пп.1-5, в котором в упомянутое множество компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) входит приводной соединительный узел (3). 7. Многоступенчатый насос (4) по одному из пп.1-6, в котором на внутренней поверхности гильзы(41) и/или на внешней поверхности каждого из упомянутых компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) предусмотрена простирающаяся в продольном направлении канавка, образующая канал, обеспечивающий гидравлическую связь источника смазочной жидкости с компонентами (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) внутри насоса (4). 8. Многоступенчатый насос (4) по одному из пп.1-7, в котором упомянутые компоненты (50, 60, 70,80, 90, 100, 110) расположены последовательно внутри гильзы (41). 9. Многоступенчатый насос (4) по одному из предыдущих пунктов, в котором стенка удлиненной гильзы выполнена несплошной. 10. Способ сборки многоступенчатого насоса (4), в котором подготавливают множество компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110), в том числе нескольких предварительно собранных насосных модулей (70, 90, 110), включающих по меньшей мере один модуль двухвинтового насоса (1, 2), причем каждый из предварительно собранных модулей (70, 90, 110) содержит по меньшей мере один упорный подшипник (16 а, 16b; 26a, 26b); компонуют связку из этих компонентов (50, 60, 70, 80, 90, 100, 110) таким образом, чтобы насосные модули (70, 90, 110) располагались последовательно; размещают связку внутри внешнего кожуха или гильзы (41) и неподвижно фиксируют связку внутри внешнего кожуха или гильзы (41) с использованием средства крепления (42 а, 42b). 11. Насосный агрегат, содержащий многоступенчатый насос (4) по одному из пп.1-9 и двигатель для приведения в действие этого насоса. 12. Насосный агрегат по п.11, в котором двигатель расположен над или под насосом (4). 13. Способ добычи флюида из нефтегазоносного пласта или закачивания флюида в этот пласт, в котором размещают и осуществляют эксплуатацию в скважине многоступенчатого насоса (4) по одному из пп.1-9.