Ступень центробежного многоступенчатого насоса



Ступень центробежного многоступенчатого насоса
Ступень центробежного многоступенчатого насоса
Ступень центробежного многоступенчатого насоса

 


Владельцы патента RU 2536731:

Закрытое акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления. Ступень центробежного многоступенчатого насоса состоит из закрытого рабочего колеса с ведущим диском, лопастями и ведомым диском и направляющего аппарата, содержащего цилиндрический корпус, верхний и нижний диски с лопатками между ними, образующими обратные каналы, и спиральные ребра. Спиральные ребра размещены на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса напротив выхода рабочего колеса и выполнены наклонными. Спиральные ребра сформированы в объеме профилированного вкладыша из эластомера, который закреплен на поверхности цилиндрического корпуса направляющего аппарата. Изобретение направлено на увеличение срока службы ступеней за счет повышения износостойкости боковой стенки направляющего аппарата напротив выхода потока из рабочего колеса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления.

Известен центробежный погружной многоступенчатый насос для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин, ступени которого содержат рабочее колесо закрытого типа, имеющее специально спрофилированные лопасти между ведущим и ведомым дисками, и направляющий аппарат с лопатками, выступающими за диаметральный размер наружной крышки аппарата (Богданов Н.А. Погружные центробежные насосы для добычи нефти. - М.: Недра, 1968, 38-50 с.). Направляющий аппарат такой ступени имеет цилиндрический корпус, два диска с расположенными между ними лопатками.

Недостаток указанной конструкции заключается в достаточно быстром износе боковой стенки направляющего аппарата напротив выхода рабочего колеса при перекачке жидкости, содержащей абразивные частицы.

Известна ступень центробежного многоступенчатого насоса, состоящая из закрытого рабочего колеса с ведущим диском, лопастями и ведомым диском и направляющего аппарата, в котором верхний диск имеет конусный участок, сопряженный с внутренней поверхностью корпуса, а на наружной торцевой поверхности верхнего диска выполнены дугообразные ребра, имеющие закругление по направлению движения основного потока перекачиваемой пластовой жидкости, при этом один конец каждого ребра соединен с кольцевым выступом, а второй конец соединен с конусным участком наружной поверхности диска (Патент на ПМ № 57395 РФ, F04D 13/10, опубл. 10.10.2006). Сочетание конусного участка и дугообразных ребер, выполненных на наружной поверхности верхнего диска направляющего аппарата, обеспечивает не только удаление механических примесей из безлопаточной полости, но и направленное их перемещение в проточную часть ступени, благодаря чему степень разрушения внутренней стенки корпуса со стороны безлопаточной полости под воздействием механических примесей значительно снижается.

Однако такая конструкция не решает проблему износа стенки корпуса напротив выхода потока из рабочего колеса.

Известно применение резины для защиты внутренних поверхностей корпусов насосов от эрозии при перекачивании суспензий (см., например, Consideration for proper sizing and material selection to optimize centrifugal slurry pump performance / Gary Davidson // 4 th International Pump User Symposium (1987)).

При этом внутренние поверхности корпуса покрывают толстым слоем резины, что неприемлемо для насосов малого габарита, какими являются погружные многоступенчатые насосы для добычи нефти, так как потребуется уменьшение диаметра рабочего колеса и показатели ступени ухудшатся.

Наиболее близкой к заявляемой является ступень центробежного многоступенчатого насоса, состоящая из закрытого рабочего колеса с ведущим диском, лопастями и ведомым диском, и направляющего аппарата, содержащего цилиндрический корпус, верхний и нижний диски с лопатками между ними, образующими обратные каналы, и спиральные ребра, при этом спиральные ребра размещены на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса напротив выхода рабочего колеса и выполнены наклонными (Патент № 2403450 РФ, F04D 13/10, опубл. 10.11.2010). Спиральные ребра прикреплены непосредственно к внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса и образуют между собой каналы, увеличивающиеся по ширине, причем передние части каналов в области выхода рабочего колеса выполнены открытыми, а задние перекрыты экраном, что делает их замкнутыми с четырех сторон и, как следствие, исключает переток жидкости между каналами.

Недостатком известной ступени является высокая вероятность износа боковой стенки направляющего аппарата в месте крепления спиральных ребер под воздействием выходящего из рабочего колеса потока жидкости, содержащего абразивные примеси.

Заявляемая конструкция обеспечивает увеличенный срок службы ступеней за счет повышения износостойкости боковой стенки направляющего аппарата напротив выхода потока из рабочего колеса.

Указанный технический результат достигается тем, что в ступени центробежного многоступенчатого насоса, состоящей из закрытого рабочего колеса с ведущим диском, лопастями и ведомым диском и направляющего аппарата, содержащего цилиндрический корпус, верхний и нижний диски с лопатками между ними, образующими обратные каналы, и наклонные спиральные ребра, размещенные на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса напротив выхода рабочего колеса, согласно изобретению, спиральные наклонные ребра сформированы в объеме профилированного вкладыша из эластомера, который закреплен на поверхности цилиндрического корпуса направляющего аппарата.

Вкладыш из эластомера может быть закреплен с помощью, по крайней мере, одного кольцевого выступа на его внутренней поверхности, взаимодействующего с ответным кольцевым пазом на поверхности корпуса. Кроме того, возможно закрепление вкладыша с помощью кольцевого выступа на корпусе и ответного кольцевого паза, выполненного во вкладыше.

Формирование наклонных ребер в объеме профилированного вкладыша увеличивает толщину стенки направляющего аппарата в месте выхода потока из рабочего колеса, что приводит к увеличению срока службы ступени.

Применение эластомера, например резины, для изготовления профилированного вкладыша, прежде всего, обеспечивает простоту формирования в нем спиральных наклонных ребер. При этом возможно использовать резиновую вставку с толщиной, достаточной для достижения высокой сопротивляемости материала к гидроабразивому износу при сохранении показателей ступени.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведен меридиональный разрез заявляемой ступени с кольцевым пазом на корпусе направляющего аппарата для крепления профилированного вкладыша;

на фиг. 2 - меридиональный разрез профилированного вкладыша (показано только три спиральных наклонных ребра);

на фиг. 3 представлены результаты сравнительных испытаний стандартной ступени 1 ВНН5-25, выпускаемой ЗАО «Новомет-Пермь», и заявляемой конструкции, отличающейся от стандартной ступени 1 ВНН5-25 только наличием ребер.

Ступень центробежного многоступенчатого насоса состоит из закрытого рабочего колеса 1 и направляющего аппарата 2 (фиг. 1). Рабочее колесо 1 имеет ведущий 3 и ведомый 4 диски с расположенными между ними лопастями 5, образующими проточные полости. Направляющий аппарат 2 содержит цилиндрический корпус 6, верхний диск 7 и нижний диск 8, между которыми размещены лопатки 9, образующие обратные каналы.

Напротив выхода из рабочего колеса 1 на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса 6 размещены спиральные наклонные ребра 10, сформированные в профилированном вкладыше 11 (фиг. 1, 2). Форма, наклон и изгиб спиральных наклонных ребер 10 обеспечивают минимум гидравлических потерь, что способствуют сохранению уровня напорных и энергетических характеристик ступени.

Профилированный вкладыш 11 изготовлен из эластомера, например из резины, толщина которой на месте попадания потока составляет порядка 3 мм. Вкладыш закреплен в направляющем аппарате 2 посредством выполненного на нем кольцевого выступа 12, входящего в ответный паз корпуса 6. Такое крепление обеспечивает простоту изготовления, легкость сборки и надежную фиксацию.

Ступень работает следующим образом.

Жидкость выходит из колеса 1 и попадает на поверхности спиральных наклонных ребер 10, которые предотвращают попадание жидкости с абразивными частицами на внутреннюю поверхность стенки корпуса 6 направляющего аппарата и его износ (вымывание). Далее жидкость попадает в обратные каналы направляющего аппарата 2 и переходит в следующую ступень.

На примере пластиковых моделей направляющих аппаратов и металлических рабочих колес проведены испытания ступеней 1 ВНН5-25 в стандартном исполнении (кривые 1) и со спиральными наклонными ребрами на направляющем аппарате согласно заявляемой конструкции (кривые 2).

Испытания показали, что при наличии ребер напорная кривая незначительно сдвигается вверх и вправо, при этом КПД ступени остается на прежнем уровне.

Таким образом, профилированный резиновый вкладыш, размещенный на месте попадания потока с абразивом напротив выхода из рабочего колеса, при выполнении функции защиты от размыва не ухудшает показателей ступени.

1. Ступень центробежного многоступенчатого насоса, состоящая из закрытого рабочего колеса с ведущим диском, лопастями и ведомым диском и направляющего аппарата, содержащего цилиндрический корпус, верхний и нижний диски с лопатками между ними, образующими обратные каналы, и наклонные спиральные ребра, размещенные на внутренней боковой поверхности цилиндрического корпуса напротив выхода рабочего колеса, отличающаяся тем, что спиральные ребра сформированы в объеме профилированного вкладыша из эластомера, который закреплен на поверхности цилиндрического корпуса направляющего аппарата.

2. Ступень по п.2, отличающаяся тем, что вкладыш из эластомера закреплен с помощью, по крайней мере, одного кольцевого выступа на его поверхности, взаимодействующего с ответным кольцевым пазом на поверхности корпуса.

3. Ступень по п.2, отличающаяся тем, что вкладыш из эластомера закреплен с помощью, по крайней мере, одного кольцевого выступа на поверхности корпуса, взаимодействующего с ответным кольцевым пазом, выполненным во вкладыше.



 

Похожие патенты:

Корпус турбомашины включает тело, усиленное снаружи осевыми ребрами, равномерно разнесенными по окружности и проходящими в виде полуарок между двумя кольцевыми частями разных диаметров.

Изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления.

Центробежный компрессор газотурбинного двигателя содержит крышку (100), корпус (30) и рабочее колесо (20). Крышка (100) включает в себя передний по потоку конец (40a) и задний по потоку конец (100b).

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям пульповых центробежных насосов горизонтального типа, предназначенных для перекачивания различных абразивных жидкостей с твердыми включениями.

Изобретение относится к патрубку типа улитка для вентиляторов, имеющему признаки, указанные в ограничительной части основного п.1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к вентиляторным блокам со свободным радиальным рабочим колесом, предназначенным для использования преимущественно в канальных вентиляторах.

Изобретение относится к центробежным вентиляторам, предназначенным для использования в вытяжных колпаках или вытяжных устройствах для дыма (дымососах), и обеспечивает разделение паров жидкостей и снижение шума, производимого разделителем.

Изобретение относится к центробежным насосам для транспортирования по трубопроводам гидросмеси. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для добычи пластового флюида электроприводным насосом. Двухпакерная насосная установка включает колонну труб меньшего диаметра, размещенную концентрично или эксцентрично в колонне труб большего диаметра.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости погружными электроцентробежными и электровинтовыми насосами различных типов с погружным электродвигателем в герметичном кожухе или в других компоновках.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для эксплуатации скважин с применением электропогружных насосов. Клапан содержит соединенные между собой муфту и полый цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, сообщающиеся с надпакерным межтрубным пространством.

В заявке описан многоступенчатый погружной насос. Рабочие колеса поджимаются волнистыми пружинами (51) для удержания вращающихся лопаток (37) рабочих колес в близости к соответствующим направляющим аппаратам (21).

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Группа изобретений относится к испытаниям гидравлических машин и предназначена для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти.

Изобретение относится к области насосостроения и, прежде всего, к многоступенчатым насосам, используемым для добычи нефти из скважин и для подачи воды в продуктивный нефтеносный пласт для поддержания и повышения в нем пластового давления.

Изобретение относится к области контроля и измерения технологических параметров работы погружного электродвигателя и насосного агрегата при эксплуатации установок электроцентробежных насосов (УЭЦН).

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти и пластовой жидкости из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Группа изобретений относится к погружным скважинным насосам и к узлам уплотнения, используемым вместе с приводными двигателями насосов. Узел уплотнения между электродвигателем и насосом скважинной электрической погружной насосной установки включает корпус с полостью, нижний конец которой соединен с двигателем, а верхний конец - с насосом.

Изобретение относится к погружным насосным установкам для эксплуатации скважин, в которых необходимо увеличить депрессию на пласт, не заглубляя погружную насосную установку, и/или с негерметичной эксплуатационной колонной. Обеспечивает повышение эффективности технологии добычи пластового флюида из скважин. Установка для эксплуатации нефтяной скважины включает колонну насосно-компрессорных труб, электропогружной кабель, электропогружной насос, у которого гидрозащита и погружной электродвигатель помещены в герметичный кожух, который герметично замыкается на корпусе входного модуля погружного насоса, хвостовик, состоящий из колонны труб, верхняя часть которого через переводник герметично соединена с нижней частью герметичного кожуха, а в нижней части хвостовика расположен патрубок с наружными уплотнительными элементами. Установка содержит как минимум один пакер, имеющий внутренний проходной канал с диаметром, позволяющим проходить через пакер на забой инструменту, оборудованию и приборам, не извлекая пакер. Герметизирующий узел для герметичного соединения с патрубком хвостовика находится либо в корпусе пакера, либо в устройстве ниже или выше пакера. 1 ил.
Наверх