Ступень многоступенчатого погружного насоса центробежного типа


 


Владельцы патента RU 2454567:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным многоступенчатым насосам, и может быть использовано для подъема из скважин водонефтяных смесей с высоким содержанием механических примесей. Ступень погружного многоступенчатого насоса центробежного типа содержит рабочее колесо 1 и направляющий аппарат 6 в виде цилиндрического корпуса с донышком 9 и направляющими лопастями 10 на наружной поверхности. Лопасти 10 закрыты снаружи дополнительным диском 11. Рабочее колесо 1 состоит из верхнего и нижнего дисков 3, 4 с расположенными между ними рабочими лопастями 5. Колесо 5 снабжено верхним и средним уплотнениями 7, 8 и нижним уплотнением. Нижнее уплотнение выполнено лабиринтным и сформировано посредством кольцевого бурта 12 на внешней стороне нижнего диска 4 колеса 1 и ответного углубления 13 в донышке 9. На наружной поверхности диска 4 установлена шайба 15, запрессованная в расточку диска 4. Изобретение направлено на повышение гидроабразивной износостойкости ступени при повышенных частотах вращения вала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным многоступенчатым насосам, и может быть использовано для подъема из скважин водонефтяных смесей с высоким содержанием механических примесей.

Известны конструкции многоступенчатых погружных центробежных насосов для добычи нефти, содержащие цилиндрический корпус с размещенным на валу пакетом ступеней, каждая из которых состоит из центробежного рабочего колеса и направляющего аппарата [Агеев Ш.Р., Григорян Е.Е., Макиенко Г.П. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение.

Энциклопедический справочник. Пермь: ООО «Пресс-Мастер», 2007. С.75, рис.2.8, а,в,г], причем конструкция ступени может быть как одноопорной [Патент №2270666 US, 1942 г.], так и двухопорной [Патент №2775945 US, 1957 г.].

Наиболее близкой к заявляемой является ступень погружного многоступенчатого насоса центробежного типа двухопорной конструкции, состоящая из направляющего аппарата в виде цилиндрического корпуса с донышком, имеющим на наружной поверхности направляющие лопасти, закрытые снаружи дополнительным диском, и закрытого рабочего колеса, содержащего верхний и нижний диски с размещенными между ними лопастями. На верхнем диске колеса выполнено верхнее и среднее уплотнения в виде шайб, на внешней стороне нижнего диска рабочего колеса имеется нижнее уплотнение [Агеев Ш.Р., Григорян Е.Е., Макиенко Г.П. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение. Энциклопедический справочник. Пермь: ООО «Пресс-Мастер», 2007. С.75, рис.2.8, г]. Такие ступени принято использовать при высоком содержании механических примесей в добываемой жидкости, поскольку наличие в ней среднего уплотнения защищает от гидроабразивного износа втулку рабочего колеса.

Однако, как показывает опыт, даже двухопорные конструкции разрушаются абразивом при повышенных частотах вращения вала. Для них характерна утечка жидкости, возникающая через среднее уплотнение по направлению к втулке колеса, далее вдоль втулки с ударом в верхнее уплотнение, и, наконец, через верхнее уплотнение в полость между верхним диском колеса и нижним диском направляющего аппарата. При указанном перетоке наибольшему размытию подвергается верхняя шайба колеса, поскольку поток с абразивом бьет прямо в поверхность контакта этой шайбы.

Наиболее вероятной причиной такого размытия является открытый зазор у средней шайбы рабочего колеса. Обычно он всегда присутствует, поскольку в первую очередь стремятся не допустить утечки через нижнюю шайбу рабочего колеса, а зазор остается из-за погрешностей толщин средней и нижней текстолитовых шайб. Разница в толщине шайб в среднем и нижнем уплотнениях заставляет рабочее колесо опираться на направляющий аппарат сначала только одной шайбой, а на вторую шайбу садиться после некоторого износа первой. Однако при работе насоса в среде с абразивом любой малый зазор очень быстро увеличивается (размывается) потоком абразивных частиц, открывая канал для интенсивного износа ступени. Кроме того, при износе нижней текстолитовой шайбы возможно значительное падение напора ступени за счет перетечки рабочей жидкости через нижнее уплотнение с выхода рабочего колеса на его вход.

Задачей настоящего изобретения является создание ступени многоступенчатого насоса двухопорной конструкции с высокой гидроабразивной износостойкостью при повышенных частотах вращения вала.

1. Указанный технический результат достигается тем, что в ступени погружного многоступенчатого насоса центробежного типа, содержащей направляющий аппарат в виде цилиндрического корпуса с донышком, имеющим на наружной поверхности направляющие лопасти, закрытые снаружи дополнительным диском, и рабочее колесо, состоящее из верхнего и нижнего дисков с расположенными между ними рабочими лопастями, снабженных верхним, средним и нижним уплотнениями, согласно изобретению нижнее уплотнение выполнено лабиринтным и сформировано посредством кольцевого бурта на внешней стороне нижнего диска рабочего колеса и ответного углубления в донышке направляющего аппарата.

Кроме того, на наружной поверхности нижнего диска установлена шайба, запрессованная в расточку.

Применение лабиринтного уплотнения обеспечивает плотную посадку рабочего колеса на среднее упорное уплотнение в форме шайбы, благодаря чему перекрывается утечка через среднее уплотнение, а утечка через нижнее уплотнение блокируется его конструкцией.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена заявляемая ступень многоступенчатого насоса в разрезе.

Ступень многоступенчатого погружного насоса состоит из рабочего колеса 1, содержащего втулку 2, верхний 3 и нижний 4 диски, между которыми расположены рабочие лопасти 5, и направляющего аппарата 6. На верхнем диске 3 имеется верхнее 7 и среднее 8 уплотнения в виде шайб. Рабочее колесо 1 опирается на направляющий аппарат 6 поверхностью средней упорной шайбы 8, расположенной на внутренней стороне верхнего диска 3. Направляющий аппарат 6 выполнен в виде цилиндрического корпуса, имеющего утолщенное донышко 9 с расположенными на его наружной поверхности направляющими лопастями 10, закрытыми снаружи дополнительным диском 11.

На внешней стороне нижнего диска 4 рабочего колеса 1 расположено нижнее уплотнение, которое представляет собой лабиринтное уплотнение, образованное за счет кольцевого бурта 12, выполненного на нижнем диске 4, и ответного углубления 13 в утолщенном донышке 9, формирующих узкий проходной канал. Между юбкой 14 рабочего колеса 1 и кольцевым буртом 12 на нижнем диске может быть дополнительно установлена шайба 15, запрессованная в расточку нижнего диска 4.

При работе насоса рабочее колесо 1 приводится во вращение относительно направляющего аппарата 6. Поток перекачиваемой жидкости из проточного канала направляющего аппарата 6, образованного внутренней поверхностью диска 11, наружной поверхностью донышка 9 и направляющими лопастями 10, поступает в проточную часть вращающегося рабочего колеса 1 между дисками 3 и 4 и переходит на следующую ступень. При этом часть жидкости с выхода рабочего колеса 1 перетекает в полость 16 между нижним диском 4 колеса и донышком 9 направляющего аппарата 6, откуда жидкость может попасть на вход 17 рабочего колеса 1 только через узкий зазор, образованный углублением 13 в донышке 9, буртом 12, нижней шайбой 15 и юбкой 14. Во время движения в зазоре жидкость многократно меняет направление своего течения. В результате гидравлическое сопротивление указанного канала становится достаточно высоким и утечки жидкости через него не происходит.

Таким образом, отсутствие сквозного потока рабочей жидкости через уплотнения предотвращает падение напора ступени, вызванное нежелательными утечками, а также защищает от износа шайбы и втулки рабочего колеса

1. Ступень многоступенчатого погружного насоса центробежного типа, содержащая направляющий аппарат в виде цилиндрического корпуса с донышком, имеющим на наружной поверхности направляющие лопасти, закрытые снаружи дополнительным диском, и рабочее колесо, состоящее из верхнего и нижнего дисков с расположенными между ними рабочими лопастями, снабженных верхним, средним и нижним уплотнениями, отличающаяся тем, что нижнее уплотнение выполнено лабиринтным и сформировано посредством кольцевого бурта на внешней стороне нижнего диска рабочего колеса и ответного углубления в донышке направляющего аппарата.

2. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности нижнего диска установлена шайба, запрессованная в расточку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. .

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к насосам для подъема из скважин жидкости с повышенным содержанием песка и проппанта. .

Изобретение относится к технике добычи нефти. .

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для гашения вибрации, предотвращения маятникового эффекта, предохранения электрокабеля от механических повреждений.

Изобретение относится к нефтедобывающей технике, а именно к погружным многоступенчатым высокооборотным насосам. .

Изобретение относится к области добычи подземных вод и мелиорации засушливых земель, а также пустынных участков земной поверхности, благодаря чему достигается выращивание растений с высокой урожайностью и вовлечение в хозяйственный оборот дополнительных земель, не пригодных в настоящее время для производства сельскохозяйственной продукции.

Изобретение относится к системам управления добычей нефти и может использоваться для вывода скважин, оборудованных установкой электроцентробежного насоса, на стационарный режим работы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче из скважин жидкости с большим газосодержанием посредством установок электроцентробежных насосов.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких пластов насосной скважины, для селективной изоляции интервалов пластов или негерметичности.

Изобретение относится к насосам для нефтяной промышленности, а именно к скважинным насосам для откачки пластовой жидкости. .

Изобретение относится к электрическим погружным насосам, обычно используемым для обеспечения механизированной добычи в нефтяных скважинах с недостаточным давлением для подъема нефти на поверхность

Изобретение относится к способу подавления поперечных вибраций в погружных электроцентробежных насосах, обычно применяемых в нефтегазовой промышленности

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов (ЭЦН) для добычи нефти из скважин с высоким содержанием минеральных солей и высоким содержанием механических и абразивных примесей в пластовой жидкости

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти из скважин, в том числе с высоким содержанием механических примесей и газа, погружными электроцентробежными насосами

Изобретение относится к погружным электронасосным агрегатам, предназначенным для добычи нефти из скважин

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для защиты электроцентробежного насоса от попадания в него механических примесей при добыче пластовой жидкости и одновременной очистки скважины от механических примесей

Изобретение относится к области нефтедобывающего оборудования и может быть применено в насосных установках с высокооборотными вентильными маслонаполненными электродвигателями с гидрозащитой и компенсатором с теплообменником

Изобретение относится к насосам, используемым для добычи нефти и других жидкостей из скважин

Изобретение относится к области нефтяной и нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технике интенсификации притока пластового флюида из пласта добывающих нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, и может быть использовано при освоении и интенсификации притока
Наверх