Муфта гибкая



Муфта гибкая
Муфта гибкая
Муфта гибкая

 


Владельцы патента RU 2478836:

Трушков Алексей Витальевич (RU)
Смольников Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для гибкого герметичного соединения составных частей установок электроприводных центробежных насосов (УЭЦН). Два корпуса муфты соединены полым сферическим кольцом с пальцами. Зазор между сферическим кольцом и корпусами муфты герметизируется уплотнительными элементами. Внутри корпусов размещаются валы, соединенные между собой двумя шарнирными муфтами (ШМ), равноудаленными от центра сферического кольца. ШМ содержат шлицевые вилки, крестовины (К) со сферическими поверхностями и пальцы К, которыми К соединяются с вилками. Сферическая поверхность каждой К имеет центр на пересечении оси вращения вала с осью пальца К. Шлицы валов относительно шлицов вилок имеют возможность ограниченного осевого перемещения. Торцы валов уперты в сферическую поверхность К. Изобретение направлено на обеспечение возможности использования гибкого шарнирного соединения в УЭЦН, в которых секции насоса не имеют осевых опор, а осевая нагрузка на валах секций насоса воспринимается только осевым подшипником, расположенным в гидрозащите погружного электродвигателя, путем передачи осевой нагрузки и вращающего момента через валы и ШМ валов, а также снижение изгибающих напряжений в УЭЦН при их эксплуатации в наклонно-направленных и искривленных скважинах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в установках электроприводных центробежных насосов для добычи нефти из наклонно-направленных и искривленных скважин.

Известна установка погружных центробежных насосов, содержащая насосный агрегат в виде модульных секций, соединенных между собой подвижным устройством, выполненным в виде втулки-основания, с одного конца соединенной резьбой с корпусом одной модульной секции насосного агрегата, а со второго - сферическим сегментом с упругим уплотнительным элементом и со стопором посредством резьбового соединения, накидной гайки с резьбой, соединяющей втулку-основание с другой модульной секцией, валы, соединенные между собой муфтами, обеспечивающими их угловое смещение (патент РФ 2218481, МПК7 F04D 13/10, 29/62, опубл. 22.08.2001).

Недостатком данной установки погружных центробежных насосов является отсутствие возможности передачи осевой нагрузки от вала вышерасположенной секции насоса к валу нижерасположенной секции насоса или валу гидрозащиты погружного электродвигателя, что приводит к невозможности применения данного устройства в установках электроприводных центробежных насосов, в которых секции насоса не имеют осевых опор, а осевая нагрузка на валах секций насоса воспринимается только осевым подшипником, расположенным в гидрозащите погружного электродвигателя. Кроме того, недостатки передачи вращающего момента через канаты: неравномерность вращения ведомого конца вала при значительных нагрузках, относительно небольшая и неодинаковая долговечность, значительные колебания крутильной жесткости у одинаковых валов. Указанная неравномерность вращения также снижает коэффициент полезного действия лопаточного центробежного насоса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является гибкая шарнирная муфта, содержащая два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, выполненного с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами, промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины (патент РФ 2230233, МПК7 F04D 29/62, 13/10, опубл. 11.09.2002).

Недостатком данной гибкой шарнирной муфты является отсутствие возможности передачи осевой нагрузки от вала вышерасположенной секции насоса к валу нижерасположенной секции насоса или валу гидрозащиты погружного электродвигателя, что приводит к невозможности применения данного устройства в установках электроприводных центробежных насосов, в которых секции насоса не имеют осевых опор, а осевая нагрузка на валах секций насоса воспринимается только осевым подшипником, расположенным в гидрозащите погружного электродвигателя Кроме того, герметизация внутренней полости гибкой шарнирной муфты обеспечивается герметичным гофрированным металлорукавом, что приводит к снижению надежности герметичности устройства вследствие истирания металлорукава от взаимодействия с внутренней стенкой эксплуатационной колонны при спуске устройства в скважину.

Задачей изобретения является возможность использования гибкого шарнирного соединения в установках электроприводных центробежных насосов, в которых секции насоса не имеют осевых опор, а осевая нагрузка на валах секций насоса воспринимается только осевым подшипником, расположенным в гидрозащите погружного электродвигателя, путем передачи осевой нагрузки и вращающего момента через валы и шарнирные муфты валов, а также снижение изгибающих напряжений в установках электроприводных центробежных насосов путем изгиба корпусов муфты гибкой относительно друг друга, при их эксплуатации в наклонно-направленных и искривленных скважинах.

Поставленная задача решается тем, что в муфте гибкой, содержащей два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, выполненного с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами, размещенный внутри крестовины промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины и предназначенными для сочленения валов секций погружного электронасоса, каждая из шарнирных муфт, расположенных между промежуточным валом и валами секций погружного насоса, выполнена с возможностью передачи осевой нагрузки и включает вилки, соединенные с валами шлицами, имеющими возможность осевого перемещения, крестовину, выполненную со сферической поверхностью, имеющей центр на пересечении оси вращения вала с осью пальца крестовины, и валы, упирающиеся торцами в сферическую поверхность крестовины. Кроме того, торцы валов, упирающиеся в сферическую поверхность крестовины, могут иметь вогнутую сферическую, с радиусом сферы не больше радиуса сферической поверхности крестовины, либо вогнутую коническую поверхность. Также между торцами валов и сферической поверхностью крестовины может размещаться втулка со сферической или конической поверхностью со стороны крестовины.

На Фиг.1 показан общий вид муфты гибкой. На Фиг.2 показан вариант исполнения шарнирной муфты. На Фиг.3 показан вариант исполнения шарнирной муфты.

Муфта гибкая состоит из корпусов 1 и 2, соединенных кольцом 3 со сферической наружной поверхностью пальцами 4 и уплотнительным элементом 5, валов 6 и 7, соединенных с одной стороны с валами секций погружного электронасоса (не показано), а с другой стороны с промежуточным валом 8 шарнирными муфтами, состоящими из вилок 9, крестовин 10 со сферическими поверхностями, штифтов 11 и пальцев крестовин 12. Возможен вариант установки втулок 13 со сферической или конической поверхностью.

При работе устройства в наклонно-направленной или искривленной скважине, в составе установки электроприводного центробежного насоса, смонтированной либо между секциями насоса, либо между гидрозащитой электродвигателя и входным модулем насоса, оси корпусов 1 и 2 размещаются под углом относительно друг друга благодаря их шарнирному герметичному соединению, образованному кольцом 3, пальцами 4 и уплотнительным элементом 5. Осевая нагрузка от вала 6 передается на сферическую поверхность крестовины 10, размещенной в верхней шарнирной муфте, от которой передается на промежуточный вал 8 и дальше через еще одну крестовину 10. размещенную в нижней шарнирной муфте, на вал 7. Для уменьшения удельного давления между сферической поверхностью крестовин 10 и торцами валов 6, 7 и 8, упирающихся в крестовины 10, торцы валов 6, 7 и 8 могут иметь вогнутую сферическую, с радиусом сферы не больше радиуса сферической поверхности крестовины 10, либо вогнутую коническую поверхность.

Вращающий момент от вала 7 передается через шлицевое соединение на шарнирную муфту, включающую вилки 9, пальцы крестовины 12 и крестовину 10, затем на промежуточный вал 8, от которого через другую аналогичную шарнирную муфту передается на вал 6. Шлицевое соединение вилок 9 с валами 6, 7 или 8 имеет возможность ограниченного осевого перемещения, т.к. штифты 11, жестко закрепленные в вилках 9, могут перемещаться относительно валов 6, 7 или 8 в пределах пазов 14, что исключает передачу осевой нагрузки через вилки 9 и, соответственно, через пальцы крестовин 12. Возможен вариант установки между торцами валов 6, 7 и 8 и сферическими поверхностями крестовин 10 втулок 13, имеющих конические (Фиг.2) или сферические (Фиг.3) поверхности со стороны крестовин 10.

1. Муфта гибкая, содержащая два корпуса, соединенные между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью, выполненного с крестовиной из пальцев, посредством которых кольцо соединено с корпусами, размещенный внутри крестовины промежуточный вал с двумя шарнирными муфтами, равноудаленными от центра симметрии крестовины и предназначенными для сочленения валов секций погружного электронасоса, отличающаяся тем, что каждая из шарнирных муфт, расположенных между промежуточным валом и валами секций погружного насоса, выполнена с возможностью передачи осевой нагрузки и включает вилки, соединенные с валами шлицами, имеющими возможность осевого перемещения, крестовину, выполненную со сферической поверхностью, имеющей центр на пересечении оси вращения вала с осью пальца крестовины, и валы, упирающиеся торцами в сферическую поверхность крестовины.

2. Муфта гибкая по п.1, отличающаяся тем, что торцы валов, упирающиеся в сферическую поверхность крестовины, имеют вогнутую сферическую с радиусом сферы не больше радиуса сферической поверхности крестовины либо вогнутую коническую поверхность.

3. Муфта гибкая по п.1, отличающаяся тем, что между торцами валов и сферической поверхностью крестовины размещается втулка со сферической или конической поверхностью со стороны крестовины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к насосостроению. .

Изобретение относится к сборочному узлу 1 "электродвигатель-насос", которым, в частности, является главный насос для подачи охлаждающей жидкости, состоящий из корпуса 4 центробежного насоса с расположенным в нем средством перекачки, теплоизолирующего элемента 6, элемента 5, представляющего собой электродвигатель, который приводит в действие средство перекачки, и соединительных элементов 7, передающих усилие, между фланцем 8 корпуса 4 центробежного насоса и фланцем 21 элемента 5, представляющего собой электродвигатель.

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к способам изготовления рабочего колеса центробежного компрессора. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.

Изобретение относится к монтажу электрического двигателя с удаленным рабочим колесом вентилятора. .

Изобретение относится к погружным центробежным насосным агрегатам в модульном исполнении для добычи пластовых жидкостей из наклонно-направленных скважин. .

Изобретение относится к центробежным скважинным многоступенчатым насосам для добычи нефти. .

Изобретение относится к устройству для бокового монтажа и демонтажа компрессорного цилиндра турбокомпрессора в корпус или из корпуса, который секционирован вертикально, и обеспечивает при его использовании монтаж и демонтаж компрессорного цилиндра, в котором ротор не будет односторонне опираться уже демонтированным радиальным подшипником со стороны привода, и во время процесса монтажа и демонтажа ротор будет находиться в положении равновесия.

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в компрессорной технике и позволяет контролировать герметичность посадки «сухих» газодинамических уплотнений (СГУ) в уплотнительные камеры центробежного компрессора до заполнения контура перекачиваемым газом с применением разделительного газа (воздуха или азота), что повышает надежность работы и уменьшает срок ввода центробежного компрессора в эксплуатацию.

Изобретение относится к области насосостроения, преимущественно к ступеням погружных скважинных электронасосов для добычи нефти. .

Изобретение относится к электрическому погружному насосу типа ESP, обычно используемого в нефтяной промышленности для обеспечения механизированного подъема в скважинах, которые не имеют достаточного давления для подачи нефти на поверхность.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для добычи нефти, воды и др. .

Изобретение относится к гидромашиностроению, преимущественно к нефтяной промышленности, и может быть использовано при добыче из скважин пластовой жидкости, воды и других жидких сред с широким диапазоном изменения механических примесей.

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к многоступенчатым насосам, предназначенным для подачи смеси газа и воды в продуктивный нефтеносный пласт или для добычи нефти из скважин с высоким содержанием газа.

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.

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

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 области машиностроения, в частности к конструкциям центробежных, винтовых насосов для поднятия жидкости из скважин, и может найти применение в различных отраслях промышленности
Наверх