BR102014031475A2 - amortecedor de arruela de fenda para propulsores de estágio de bomba de poço centrífuga submersível - Google Patents

amortecedor de arruela de fenda para propulsores de estágio de bomba de poço centrífuga submersível Download PDF

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Abstract

resumo patente de invenção: "amortecedor de arruela de fenda para propulsores de estágio de bomba de poço centrífuga submersível". a presente invenção refere-se a uma montagem de bomba submersível que inclui uma bomba centrífuga acionada por um motor. a bomba tem um número de estágios, cada um dos estágios tendo um difusor e um propulsor. uma arruela de elevação está localizada entre uma superfície de elevação de difusor e uma superfície de elevação de propulsor. orifícios de equilíbrio estendem-se de uma entrada em um lado superior de propulsor para uma saída dentro de uma das passagens de propulsor. a arruela de elevação sobrepõe as entradas enquanto o propulsor está na posição de elevação. as fendas estão localizadas em uma interface entre a arruela de elevação e a superfície de elevação de propulsor. cada uma das fendas registra com a entrada de um dos orifícios de equilíbrio para deixar o fluido fluir para dentro das entradas dos orifícios de equilíbrio enquanto o propulsor está na posição de elevação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "AMORTECEDOR DE ARRUELA DE FENDA PARA PROPULSORES DE ESTÁGIO DE BOMBA DE POÇO CENTRÍFUGA SUBMERSÍVEL". REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO [001] Este pedido reivindica prioridade para o pedido provisório SN 61/917.703, depositado em 18 de dezembro de 2013.
CAMPO DA DESCRIÇÃO [002] Esta descrição refere-se em geral a bombas de poço centrífugas e em particular a um estágio de bomba tendo um amortecedor de arruela de impulso com fendas para impedir a arruela de impulso de bloquear o fluxo dentro de orifícios de equilíbrio de propulsor durante condições de elevação.
ANTECEDENTES [003] Muitos poços de óleo têm bombas centrífugas submersíveis para bombear fluido de poço. Um motor acopla-se operativamente à bomba para acionar a bomba. A bomba tem um grande número de estágios, cada estágio tendo um propulsor e um difusor. O propulsor tem passagens de fluxo de propulsor que se estendem para cima e para fora para impulsionar fluido dentro das passagens de fluxo de difusor estendendo-se para cima e para dentro. [004] Os propulsores são livres para mover axialmente uma distância curta em relação aos difusores em resposta à declínio e elevação impostas sobre os propulsores. A declínio age em uma direção a montante sobre o propulsor, enquanto elevação age em uma direção a jusante sobre o propulsor. Cada difusor tem uma superfície de elevação voltada para jusante localizada acima de uma superfície de elevação voltada para cima sobre o propulsor. Uma arruela de elevação localizada entre a superfície de elevação de difusor e a superfície de e-levação de propulsor transfere a elevação a partir de propulsor para o difusor. Os propulsores e difusores também têm superfícies de declínio e arruelas de declínio. [005] Um anel de equilíbrio sobre um lado superior de propulsor está em engate giratório com uma parede de cavidade sobre o lado inferior de difusor. Algum do fluido de poço descarregado a partir das passagens de propulsor escapa para dentro da cavidade de difusor a-cima de propulsor através de uma pequena folga entre o anel de equilíbrio e a parede de cavidade. O fluido que entra na cavidade de difusor está normalmente em uma pressão mais alta do que o fluido dentro das passagens de propulsor, criando uma zona de pressão mais alta na cavidade de difusor que age sobre o propulsor. Muitos propulsores têm orifícios de equilíbrio estendendo-se a partir do lado superior de propulsor para dentro das passagens de fluxo de propulsor em comunicação com o fluido de poço que flui para dentro da cavidade de difusor. Os orifícios de equilíbrio permitem algum do fluido de pressão mais alta na cavidade de difusor fluir ou drenar através dos orifícios de equilíbrio para dentro das passagens de propulsor, reduzindo a pressão na cavidade de difusor. [006] Em alguns projetos, a arruela de elevação estará localizada acima das entradas dos orifícios de equilíbrio. Durante elevação total, a arruela de elevação será comprimida entre a superfície de elevação de propulsor e a superfície de elevação de difusor. Assim, enquanto o propulsor está em uma condição de elevação total, a arruela de elevação irá bloquear o fluxo a partir da cavidade de difusor para baixo através dos orifícios de equilíbrio.
SUMÁRIO [007] A bomba centrífuga desta descrição tem um eixo de acionamento estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal. Um motor acoplado operativamente à bomba gira o eixo de acionamento. A bomba tem uma pluralidade de estágios, cada um dos estágios compreendendo um impulsor e um difusor. O propulsor monta no eixo de acionamento para rotação com o mesmo e é livre para se mover axi-almente em relação ao eixo entre posições de declínio e elevação. O propulsor tem uma pluralidade de aletas, definindo passagens de propulsor estendendo-se para cima e para fora de um lado inferior de propulsor. Uma superfície de impulso voltada para cima sobre um lado superior de propulsor é posicionada abaixo de uma superfície de impulso voltada para baixo de difusor. [008] Uma pluralidade de orifícios de equilíbrio no propulsor es-tende-se a partir do lado superior de propulsor para baixo para dentro das passagens de propulsor. Uma arruela de impulso localiza-se entre a superfície de impulso voltada para cima e a superfície de impulso voltada para baixo. A arruela de impulso sobrepõe os orifícios de equilíbrio e está em engate tanto com a superfície de impulso voltada para cima como a superfície de impulso voltada para baixo, enquanto o propulsor está na posição de elevação para transferir a elevação a partir de propulsor para o difusor. Pelo menos um caminho de comunicação está localizado em uma interface entre a arruela de impulso e a superfície de impulso voltada para cima para deixar o fluido fluir através dos orifícios de equilíbrio durante a posição de elevação. [009] O caminho de comunicação pode compreender uma pluralidade de fendas estendendo-se radialmente na interface. Cada uma das fendas registra com uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio. Cada uma das fendas tem uma área de fluxo pelo menos igual a uma área de fluxo de cada um dos orifícios de equilíbrio. [0010] Nas modalidades preferidas, as fendas estão na superfície de impulso de propulsor e estendem-se para fora a partir dos orifícios de equilíbrio. Cada fenda pode se estender ao longo de uma linha radial de uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio. [0011] O lado superior de propulsor pode ter um pedestal elevado tendo um lado superior que define a superfície de impulso de propul- sor. As fendas podem ser formadas no pedestal, cada uma unindo uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio e estendendo-se para fora para a periferia do pedestal. Cada uma das fendas pode ter um par de paredes laterais estendendo-se para fora, uma extremidade interna fechada e uma extremidade externa aberta. [0012] O propulsor pode ter um pedestal com uma periferia externa formada em torno do furo. O lado superior do pedestal define a superfície de impulso de propulsor. Cada uma das fendas une uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio e tem um par de paredes laterais estendendo-se para fora a partir do furo para a periferia do pedestal. Cada uma das fendas é aberta na periferia do pedestal. A extremidade superior de cada um dos orifícios de equilíbrio está em uma elevação abaixo do lado superior do pedestal.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] Para que o modo em que os aspectos, vantagens e objetivos da descrição, bem como outros que se tornarão evidentes, seja obtido e possa ser entendido em mais detalhe, pode se ter uma descrição mais particular da descrição brevemente resumida acima por referência à modalidade da mesma que é ilustrada nos desenhos anexos, cujos desenhos formam uma parte deste relatório. Deve ser notado, no entanto, que os desenhos ilustram somente uma modalidade preferida da descrição e, portanto, não devem ser considerados como limitantes de seu escopo, uma vez que a descrição pode admitir outras modalidades igualmente eficazes. [0014] A figura 1 é uma vista lateral de uma montagem de bomba submersível elétrica de acordo com esta descrição e instalada em um poço. [0015] A figura 2 é uma vista secional de um estágio de bomba da bomba da figura 1, mostrando o propulsor durante condições de declínio. [0016] A figura 3 é uma vista secional do estágio de bomba da figura 2, mostrado durante condições de elevação. [0017] A figura 4 é uma vista em perspectiva de uma porção inferior de um difusor do estágio de bomba da figura 2.
[0018] A figura 5 é uma vista em perspectiva parcial de uma porção superior de propulsor do estágio de bomba da figura 3. DESCRIÇÃO DETALHADA DA DESCRIÇÃO [0019] A presente descrição será descrita agora mais totalmente a seguir com referência aos desenhos anexos em que modalidades são mostradas. A presente descrição pode estar em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades ilustradas descritas no presente documento; preferivelmente, estas modalidades são proporcionadas de modo que esta descrição será abrangente e completa, e irá transportar totalmente seu escopo aos peritos na técnica. Números iguais referem-se a elementos iguais completamente. [0020] Deve ser entendido ainda que o escopo da presente descrição não está limitado aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos, ou modalidades mostradas e descritas, como modificações e equivalentes serão evidentes a um perito na técnica. Nos desenhos e no relatório são descritas modalidades e, embora termos específicos sejam empregados, eles são usados em um sentido genérico e descritivo somente e não para o fim de limitação. [0021] Com referência à figura 1, montagem de bomba submersí-vel elétrica (ESP) 11 é ilustrada como sendo suportada sobre tubulação de produção 13 estendendo-se para dentro de um poço tendo um revestimento 14. Alternativamente, ESP 11 pode ser suportada por outra estrutura, tal como uma tubulação espiralada. ESP 11 também pode ser montada no exterior de um poço para reforçar a pressão de fluido do poço fluindo para o mesmo. ESP 11 inclui vários módulos, um dos quais é uma bomba centrífuga 15 que tem uma entrada 16 para retirada no fluido do poço. Outro módulo é um motor elétrico 17 que aciona a bomba 15 e é normalmente um motor AC trifásico. Um terceiro módulo compreende um membro de proteção ou seção de vedação 19 acoplada entre a bomba 15 e o motor 17. A seção de vedação 19 tem componentes, tal como fole ou bolsa, para reduzir um diferencial de pressão entre o lubrificante dielétrico contido no motor 17 e a pressão do fluido do poço no exterior de ESP 11. A entrada 16 pode estar localizada em uma porção superior da seção de vedação 19 ou em uma extremidade inferior da bomba 15. [0022] ESP 11 também pode incluir outros módulos, tal como um separador de gás para separar gás a partir do fluido do poço antes do fluido do poço fluir para dentro da bomba 15. Os vários módulos podem ser expedidos para um local do poço distantes um do outro, então montados com parafusos ou outros tipos de fixadores. [0023] Com referência à figura 2, a bomba 15 tem um grande número de estágios de bomba com um eixo de acionamento 21 esten-dendo-se através dos mesmos ao longo de um eixo longitudinal 22. O motor 17 (figura 1) gira o eixo de acionamento 21 (figura 1), que normalmente compreende mais do que uma seção unida a outras seções com extremidades ranhuradas. Cada estágio de bomba tem um difusor 21 montado estacionariamente em um alojamento cilíndrico (não mostrado) da bomba 15. Os difusores 23 são empilhados um sobre o outro. O difusor 23 tem passagens de difusor 25 que se estende para cima e para dentro em relação ao eixo 22. Os termos "para cima" e "para baixo" são usados somente por conveniência, uma vez que a bomba 15 pode ser operada em orientações inclinadas ou horizontais. O difusor 23 é ilustrado como um difusor de estágio de fluxo misturado, mas pode alternativamente ser um tipo de fluxo radial. Em um tipo de fluxo radial, as passagens 25 não se estendem para cima e para den- tro, preferivelmente elas estão geralmente em um plano perpendicular ao eixo 22. [0024] O difusor 23 tem um furo axial 27 através do qual o eixo 21 passa. O difusor 23 tem uma cavidade voltada para baixo anular 29. Uma superfície de elevação de difusor voltada para baixo 31 estende-se entre o furo de difusor 27 e o diâmetro interno da cavidade de difusor 29. A superfície de elevação de difusor 31 é plana e em um plano perpendicular ao eixo 22. [0025] Como mostrado na figura 4, uma pluralidade de ranhuras 33 pode opcionalmente ser formada na superfície de impulso de difusor 31. Neste exemplo, cada ranhura 33 estende-se radialmente para fora do furo de difusor 27 para o diâmetro interno da cavidade de difusor 29. Cada ranhura 33 pode estar na forma de V na configuração de seção transversal ou ter outras configurações. A forma de V de cada ranhura 33 é definida por duas superfícies de declive para baixo unindo uma à outra em um ápice centralizado entre bordas laterais de cada ranhura 33. [0026] Referindo-se novamente à figura 2, cada estágio tem um propulsor 35 que é ligado ao eixo 21 para rotação em uníssono. O propulsor 35 é livre para se mover axialmente a uma distância curta em relação ao eixo 21 e difusor 23. O propulsor 35 tem uma pluralidade de aletas 37 que definem passagens de propulsor 39. Para o tipo de fluxo misturado ilustrado, as passagens de propulsor 39 estendem-se para cima e para baixo para descarregar fluido do poço dentro das extremidades inferiores de passagem de difusor 25. O propulsor 35 tem um furo cilíndrico central 41 com um furo que recebe proximamen-te o eixo 21 e se estende para cima para dentro de parte do furo de difusor 37. O furo 41 engata de forma deslizável furo de difusor 27 enquanto o propulsor 35 gira. O furo 41 é ilustrado como sendo integralmente formado com o propulsor 35, mas pelo menos parte do mesmo pode ser separada e formada de um material mais resistente à abra-são, tal como carbureto de tungstênio. [0027] O propulsor 35 tem um rebaixo de elevação voltado para cima ou superfície 43 posicionada abaixo da superfície de elevação de difusor 31. A superfície de elevação de propulsor 43 está em um plano perpendicular ao eixo 22 e se estende radialmente para fora a partir da parede lateral cilíndrica exterior do furo 41. A superfície de elevação de propulsor 43 está localizada na extremidade superior de um pedestal cilíndrico 44, assim é elevado a uma curta distância acima de uma porção central voltada para cima anular 45 sobre o lado superior do propulsor 35. O pedestal 44 tem uma parede externa cilíndrica, periferia ou perímetro 44a estendendo-se para cima da porção central 45, que pode ser plana. O propulsor 35 tem um anel de equilíbrio cilíndrico superior 47 que se ajusta dentro da cavidade de difusor 29. O anel de equilíbrio 47 engata de modo deslizável uma parede cilíndrica voltada para dentro 48 que define um diâmetro externo da cavidade de difusor 29 enquanto o propulsor 35 gira. [0028] Como mostrado na figura 5, fendas 49 estendendo-se radialmente são formadas no pedestal de impulso 44. Cada fenda 49 tem uma base ou lado inferior 49a que pode ser nivelado com a porção central superior 45 do propulsor. Cada fenda 49 tem duas paredes laterais 49b estendendo-se para cima a partir do lado inferior 49a e voltadas uma para a outra. As paredes laterais 49b podem ser paralelas uma à outra e estendem-se para fora de uma junção 49c interna curvada para a parede externa cilíndrica 44a do pedestal de impulso 44. A junção curvada 49c está aproximadamente em uma porção de diâmetro externa do furo 41. Cada fenda 49 é aberta na parede externa 44a do pedestal de impulso 44. As fendas 49 são formadas na superfície de impulso 43 voltada para cima do propulsor, dividindo a superfície de impulso 43 voltada para cima em segmentos arqueados sepa- rados. [0029] Alternativamente, a base de fenda 49a não precisa ser nivelada com a porção central superior 45 do propulsor. Também, as paredes laterais 49b podem não estar em paralelo. Além disso, o pedestal de impulso 44 é mostrado como sendo integralmente formado com o corpo de propulsor 35, mas pode ser um membro separado. [0030] Como mostrado nas figuras 2 e 5, uma pluralidade de orifícios de equilíbrio 51 é formada no propulsor 35. Cada orifício de equilíbrio 51 estende-se para cima de uma da passagem de propulsor 35 para uma entrada no lado inferior 49a da fenda. A extremidade superior ou entrada de cada orifício de equilíbrio 51 pode ser centralizada entre paredes laterais 49b da fenda. Cada orifício de equilíbrio 51 está em comunicação fluida com a porção central superior 45 do propulsor através de uma das fendas abertas 49. O diâmetro de orifício de equilíbrio 51 é normalmente menor do que a distância entre as paredes laterais 49b da fenda. [0031] Uma arruela de impulso superior 53 é intercalada entre a superfície de impulso voltada para cima 43 e a superfície de impulso voltada para baixo 31. A arruela de impulso superior 53 é tipicamente formada de um material fenólico e transfere elevação do propulsor 35 para o difusor 23. A arruela de impulso 53 pode opcionalmente ser ligada por um adesivo à superfície de impulso 43 voltada para cima do propulsor; se assim, a arruela de impulso 53 irá girar sempre em uníssono com o propulsor 35. Salvo sua abertura central que recebe o furo 41, a arruela de impulso 53 é livre de aberturas. A arruela de impulso 53 sobrepõe as fendas 49, definindo um lado superior fechado de cada fenda 49. A dimensão em seção transversal ou área de fluxo de cada fenda 49 quando a arruela de impulso 53 é colocada sobre a superfície de impulso 43 é preferivelmente igual ou maior do que a área de fluxo de cada orifício de equilíbrio 51. [0032] Tipicamente, uma arruela de impulso inferior 55 está localizada entre uma superfície de impulso voltada para baixo do propulsor 35 e uma superfície de impulso voltada para cima do difusor 23 localizadas imediatamente abaixo do propulsor 35. Também, o propulsor 35 terá normalmente uma saia inferior cilíndrica 57 que se estende para dentro e engata de modo deslizável uma superfície cilíndrica do difusor 23 localizado imediatamente abaixo. [0033] Em operação, o eixo 21 gira os propulsores 35. O fluido do poço a partir do próximo difusor inferior 23 flui para dentro das extremidades inferiores das passagens de propulsor 39. O propulsor 35 descarrega o fluido do poço a uma velocidade mais alta dentro das extremidades inferiores das passagens de difusor 25. Frequentemente, o propulsor 35 estará em uma posição de declínio, que é mostrada na figura 2. A descarga do fluido do poço da passagem de propulsor 39 cria uma força dirigida a montante ou a jusante. A arruela de impulso inferior 55 transfere a declínio para o próximo difusor a montante ou inferior 23. A arruela de impulso superior 55 será espaçada abaixo da superfície de impulso voltada para baixo do difusor 31. Algum fluido irá escapar da área de descarga do propulsor 35 através de uma pequena folga entre o anel de equilíbrio 47 e a parede de cavidade 48 dentro da cavidade de difusor 29. Normalmente, o fluido do poço na cavidade de difusor 29 estará em uma pressão mais alta do que o fluido do poço dentro das passagens 39. Os orifícios de equilíbrio 51 comunicam o fluido do poço da cavidade 29 de volta para dentro do fluido do poço que flui através das passagens de propulsor 39. Os orifícios de equilíbrio 51, assim, recirculam algum fluido do poço que entra na cavidade 29 a partir da folga entre o anel de equilíbrio 47 e a parede de cavidade 48 de volta para dentro das passagens de propulsor 39, que reduz a pressão dentro da cavidade de difusor 29. [0034] As condições de elevação ocorrem no início e outras vezes, resultando no propulsor 35 ser forçado para cima para a posição de elevação mostrada na figura 3. Nesta posição, o propulsor 35 move-se para cima em relação ao eixo 21 e difusor 23, fazendo com que a ar-ruela de impulso superior 53 engate a superfície de impulso voltada para baixo do difusor 31. A arruela de impulso 53 irá transferir elevação do propulsor 35 para o próximo difusor para cima 23. Ainda que firmemente comprimida entre as superfícies de impulso 31 e 43, a arruela de impulso 53 não bloqueia os orifícios de equilíbrio 51. As fendas 49 permitem a comunicação do fluido do poço entre a porção central superior de propulsor 45 e passagens de propulsor 39. [0035] Embora as fendas 49 sejam ilustradas no pedestal de impulso 44, opcionalmente elas podem ser formadas na arruela de impulso 53 se a arruela de impulso 53 é tornada mais espessa. Nesse caso, o pedestal de impulso 44 não pode ser necessário. [0036] Embora a invenção tenha sido mostrada somente em uma de suas formas, deve ser evidente aos peritos na técnica que ela não é assim limitada, mas é suscetível a várias trocas.

Claims (20)

1. Montagem de bomba submersível, caracterizada pelo fato de compreender: uma bomba centrífuga tendo um eixo de acionamento es-tendendo-se ao longo de um eixo longitudinal; um motor acoplado operativamente à bomba para girar o eixo de acionamento; a bomba tendo uma pluralidade de estágios, cada um dos estágios compreendendo: um propulsor montado ao eixo de acionamento para rotação do mesmo e livre para se mover axialmente em relação ao eixo entre posições de declínio e de elevação; um difusor tendo uma superfície de impulso voltada para baixo; o propulsor tendo uma pluralidade de aletas definindo passagens de propulsor estendendo-se para cima e para fora de um lado inferior de propulsor; uma superfície de impulso voltada para o lado superior de propulsor posicionado abaixo da superfície de impulso voltada para baixo de difusor; uma pluralidade de orifícios de equilíbrio no propulsor, cada um se estendendo a partir do lado superior de propulsor em uma das passagens de propulsor; uma arruela de impulso localizada entre a superfície de impulso voltada para cima e a superfície de impulso voltada para baixo, a arruela de propulsor sobrepondo os orifícios de equilíbrio e estando em engate tanto com as superfícies de impulso voltadas para cima como as superfícies de impulso voltadas para baixo enquanto o propulsor está na posição de elevação para transferir elevação a partir de propulsor para o difusor; e pelo menos um caminho de comunicação em uma interface entre a arrueia de impulso e a superfície de impulso voltada para cima para deixar o fluido fluir través dos orifícios de equilíbrio durante a posição de elevação.
2. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas estendendo-se radialmente na interface.
3. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas estendendo-se radialmente na interface, cada uma das fendas registrando com uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio; e cada uma das fendas tem uma área de fluxo pelo menos igual a uma área de fluxo de cada um dos orifícios de equilíbrio.
4. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas na superfície de impulso de propulsor, cada uma das fendas estendendo-se para fora a partir dos orifícios de equilíbrio em relação ao eixo.
5. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas na superfície de impulso de propulsor, cada uma das fendas estendendo-se radialmente para fora de uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio.
6. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: o lado superior de propulsor compreende um pedestal elevado tendo um lado superior que define a superfície de impulso de propulsor, o pedestal tendo uma periferia externa; e em que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas formadas no pedestal, cada uma da fendas unindo uma extremidade superior de um dos orifícios de e-quilíbrio e estendendo-se para fora para a periferia do pedestal.
7. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: o propulsor tem um furo cilíndrico através do qual o eixo se estende; os orifícios de equilíbrio têm extremidades superiores espaçadas em torno do furo que estão em uma elevação abaixo da superfície de impulso de propulsor; e o caminho de comunicação compreende uma pluralidade de fendas formadas no lado superior de propulsor, cada uma registrando com a extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio e estendendo-se radialmente para fora do furo.
8. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: o propulsor tem um furo cilíndrico através do qual o eixo se estende; uma extremidade superior de cada um dos orifícios de equilíbrio é espaçada radialmente para fora a partir do furo; o caminho de comunicação compreende uma pluralidade de fendas formadas no lado superior de propulsor, cada uma das fendas registrando com a extremidade superior de um dos orifícios de e-quilíbrio e estendendo-se para fora a partir do furo; e cada uma das fendas tem um par de paredes laterais es-tendendo-se para fora, uma extremidade interna fechada e uma extremidade externa aberta.
9. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: o propulsor tem um furo cilíndrico através do qual o eixo se estende; o lado superior de propulsor compreende um pedestal elevado circundando o furo e tendo um lado superior que define a superfície de impulso de propulsor, o pedestal tendo uma periferia externa; em que o caminho de comunicação compreende: uma pluralidade de fendas formadas no pedestal, cada uma das fendas unindo uma extremidade superior de um dos orifícios de equilíbrio e tendo um par de paredes laterais estendendo para fora para a periferia do pedestal; em que: cada uma das fendas é aberta na periferia do pedestal; e as extremidades superiores dos orifícios de equilíbrio estão em uma elevação abaixo do lado superior do pedestal.
10. Montagem de bomba submersível, caracterizada pelo fato de: uma bomba centrífuga tendo um eixo de acionamento estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal; um motor acoplado operativamente à bomba para girar o eixo de acionamento; a bomba tendo uma pluralidade de estágios, cada um dos estágios compreendendo: um difusor tendo uma superfície de elevação de difusor; um propulsor tendo um furo cilíndrico através do qual o eixo se estende, o propulsor tendo uma pluralidade de aletas definindo passagens de fluxo de propulsor, o propulsor sendo livre para se mover axialmente em relação ao eixo entre uma posição de declínio e uma posição de elevação; uma superfície de elevação de propulsor no propulsor espaçado axialmente a partir da superfície de elevação de difusor; uma arruela de fenda localizada entre a superfície de ele- vação de difusor e a superfície de elevação de propulsor, a arruela de elevação transferindo elevação a partir da superfície de elevação de propulsor para a superfície de elevação de difusor enquanto o propulsor está na posição de elevação; uma pluralidade de orifícios de equilíbrio no propulsor, cada um tendo uma saída dentro de uma das passagens de propulsor e tendo uma entrada, a arruela de elevação sobrepondo as entradas enquanto o propulsor está na posição de elevação; e uma pluralidade de fendas em uma interface entre a arruela de elevação e a superfície de elevação de propulsor, cada uma das fendas registrando com a entrada de um dos orifícios de equilíbrio para deixar o fluido fluir para dentro das entradas dos orifícios de equilíbrio enquanto o propulsor está na posição de elevação.
11. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: cada uma das fendas tem uma área de fluxo pelo menos igual a uma área de fluxo de cada um dos orifícios de equilíbrio.
12. Montagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que cada uma das fendas é formada na superfície de elevação de propulsor.
13. Montagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que: a superfície de elevação de propulsor está localizada em um pedestal elevado tendo uma periferia externa; e cada uma das fendas estende-se radialmente para fora a-través do pedestal a partir da entrada de um dos orifícios de equilíbrio para a periferia do pedestal.
14. Montagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que: as fendas são espaçadas em torno do furo e se estendem através da superfície de elevação de propulsor, dividindo a superfície de elevação de propulsor em segmentos arqueados.
15. Montagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que: as fendas são espaçadas em torno do furo e estendem-se através da superfície de elevação de propulsor, dividindo a superfície de elevação de propulsor em segmentos arqueados; cada uma das fendas tem uma base e um par de paredes laterais estendendo-se entre a base e a superfície de elevação do im-pulsor; e as entradas dos orifícios de equilíbrio estão localizadas nas bases das fendas espaçadas axialmente a partir da superfície de elevação de propulsor por uma profundidade axial de cada uma das fendas.
16. Montagem de bomba submersível, caracterizada pelo fato de compreender: uma bomba centrífuga tendo um eixo de acionamento estendendo-se ao longo de um eixo longitudinal; um motor acoplado operativamente à bomba para girar o eixo de acionamento; a bomba tendo uma pluralidade de estágios, cada um dos estágios compreendendo: um difusor tendo uma pluralidade de passagens de fluxo de difusor estendendo-se para cima e para dentro, o difusor tendo uma superfície de elevação de difusor voltada para baixo e uma parede de cavidade cilíndrica voltada para dentro em um lado inferior, definindo uma cavidade inferior que circunda a superfície de elevação de difusor; um propulsor tendo um furo que recebe o eixo de acionamento para rotação com o mesmo, o propulsor tendo uma pluralidade de aletas, definindo passagens de propulsor estendendo-se para cima e para fora de um lado inferior de propulsor que transmite o fluxo fluindo para as passagens de fluxo de difusor, o propulsor tendo um anel de equilíbrio em um lado superior em engate de deslizamento com a parede de cavidade de difusor; um pedestal circundando o furo e tendo uma periferia externa, o pedestal tendo uma superfície de elevação de propulsor voltada para cima espaçada abaixo da superfície de elevação de difusor; uma pluralidade de fendas estendendo-se radialmente a partir do furo através do pedestal para a periferia do pedestal; e uma pluralidade de orifícios de equilíbrio no propulsor, cada um estendendo-se axialmente de uma das passagens de propulsor para uma das fendas para deixar o fluido que flui ultrapassar o anel de equilíbrio e a parede de cavidade para dentro da cavidade fluir a partir da cavidade através das fendas e orifícios de equilíbrio para dentro das passagens de propulsor.
17. Montagem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de compreender ainda: uma arruela de elevação localizada entre a superfície de elevação de propulsor e a superfície de elevação de difusor para transferir elevação a partir de propulsor para o difusor.
18. Montagem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que: cada uma das fendas estende-se através da superfície de elevação de propulsor, dividindo a superfície de elevação de propulsor em segmentos arqueados separados.
19. Montagem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que: cada uma das fendas tem uma base e um par de paredes laterais estendendo-se a partir da base para a superfície de elevação de propulsor; cada um dos orifícios de equilíbrio estende-se de uma das passagens de propulsor para a base de uma das fendas; e a arruela de elevação sobrepõe a base de cada uma das fendas.
20. Montagem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que: cada uma das fendas tem uma base e um par de paredes laterais estendendo-se radialmente paralelas a partir da base para a superfície de elevação de propulsor; cada um dos orifícios de equilíbrio estende-se de uma das passagens de propulsor para a base de uma das fendas; e a arruela de elevação sobrepõe a base de cada uma das fendas.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10876534B2 (en) * 2017-08-01 2020-12-29 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Combined pump and motor with a stator forming a cavity which houses an impeller between upper and lower diffusers with the impeller having a circumferential magnet array extending upward and downward into diffuser annular clearances
RU2667562C1 (ru) * 2017-11-02 2018-09-21 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Ступень многоступенчатого погружного центробежного насоса
CA3149301A1 (en) 2019-08-01 2021-02-04 Chevron U.S.A. Inc. Artificial lift systems utilizing high speed centralizers

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US735692A (en) 1903-03-30 1903-08-11 John Watson Alvord High-speed rotary pump.
US1117861A (en) 1910-07-14 1914-11-17 Ferdinand W Krogh Centrifugal pump.
US1137849A (en) 1913-02-20 1915-05-04 Walter A Edwards Bilge-pump.
US1929077A (en) 1930-04-23 1933-10-03 William E Rose Deep-well turbine pump
US2662486A (en) 1950-10-12 1953-12-15 Ben R Hillger Sand agitator for well pumps
US3477384A (en) 1968-01-04 1969-11-11 Dempster Ind Inc Submersible multi-stage diffuser type pump
US3782860A (en) 1972-03-10 1974-01-01 Flood Control Valve Co Sumpless pump
US4872808A (en) 1987-06-22 1989-10-10 Oil Dynamics, Inc. Centrifugal pump modular bearing support for pumping fluids containing abrasive particles
US4838758A (en) * 1987-12-28 1989-06-13 Baker Hughes Incorporated Reduced diameter downthrust pad for a centrifugal pump
US5628616A (en) 1994-12-19 1997-05-13 Camco International Inc. Downhole pumping system for recovering liquids and gas
US6106224A (en) * 1998-04-02 2000-08-22 Camco International Inc. Downthrust pads for submersible centrifugal pumps
US7841826B1 (en) 2006-05-02 2010-11-30 Wood Group Esp, Inc. Slag reduction pump
US20080056879A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Schlumberger Technology Corporation System and Method for Reducing Thrust Acting On Submersible Pumping Components
US8267645B2 (en) * 2009-07-31 2012-09-18 Baker Hughes Incorporated Shaftless centrifugal pump
US8801360B2 (en) * 2009-09-09 2014-08-12 Baker Hughes Incorporated Centrifugal pump with thrust balance holes in diffuser
US8568081B2 (en) * 2010-04-20 2013-10-29 Baker Hughes Incorporated Axial thrust balanced impeller for use with a downhole electrical submersible pump
BR112015005555A2 (pt) * 2012-09-12 2018-05-22 Fmc Tech Inc compressor submarino ou bomba com motor elétrico hermeticamente selado e com acoplamento magnético

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