EP0307387A1

EP0307387A1 - Pump rod guides for rotating pump drives

Info

Publication number: EP0307387A1
Application number: EP88890214A
Authority: EP
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Hamedinger
Original assignee: Schoeller Bleckmann GmbH
Current assignee: Schoeller Bleckmann GmbH
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1989-03-15
Also published as: AT388774B; ATA229587A

Abstract

Pump rod guides for rotating pump drives on underground pipelines, in particular for crude-oil delivery pumps or for pumping highly viscous to pasty media, which pump rod guides, arranged at certain distances apart on pump rods and supporting the circumferential surface on the inner wall of the pipeline, serve as bearings, recesses which run rectilinearly or helically in the longitudinal direction being provided for the flow of the medium. For this purpose, a guide body is provided which permits floating on a supporting or liquid film and thus avoids contact between guide body and pipe inner wall. This is achieved owing to the fact that the recesses (5) of the guide body (3), as viewed in cross-section, run in a circular shape to the inside from the circumferential surface (4) against the direction of rotation (arrow 9) and, from the deep point, approach the next circumferential surface (4) in a convex manner as a curved part (6) for forming a supporting and lubricating wedge. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Pumpenstangenführungen für drehende Pumpenantriebe an Untertag-Rohrleitungen, insbesondere für Rohölförderpumpen, bzw. zur Förderung von hochviskosen bis pastösen Medien, die auf einem Pumpengestänge in gewissen Abständen angeordnet als Lager dienen, wobei für den Mediumsdurchfluß gerade oder wendelförmig in Längsrichtung verlaufende Ausnehmungen vorgesehen sind.The invention relates to pump rod guides for rotating pump drives on underground pipelines, in particular for crude oil feed pumps, or for conveying highly viscous to pasty media, which are arranged on a pump rod at certain intervals and serve as bearings, with recesses for the medium flow being straight or helical in the longitudinal direction are.

Pumpenstangenführungen sind erforderlich, um das Pumpengestänge in den Rohrleitungen abzustützen, vor auftretenden Schwingungen zu schützen und vor Abnützung zu bewahren.Pump rod guides are required to support the pump linkage in the piping, to protect it from vibrations and to prevent it from wearing out.

Es sind Ausführungen bekannt, die sowohl an oszillierend, als auch an drehend bewegten Pumpengestängen solche Lagerstellen vorsehen, die aus einem aus Kunststoff gefertigten und im Spritzverfahren erstellten Führungskörper bestehen. Für den Durchfluß des Mediums sind zwei oder mehrere gerade oder spiralförmig angeordnete Nuten vorhanden. Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Nuten symmetrisch und nach außen hin leicht erweitert, damit diese gut aus der Spritzform herausnehmbar sind. Dabei ist unvermeidbar, daß die Nuten an der Außenseite zur Mantelfläche eine scharfe Kante aufweisen oder eine zu geringe Abrundung enthalten.Versions are known which provide such bearing points on oscillating as well as on rotating pump linkages which consist of a guide body made of plastic and produced by injection molding. Two or more straight or spiral grooves are provided for the flow of the medium. For technical reasons, the grooves are symmetrical and slightly widened outwards so that they can be easily removed from the injection mold. It is inevitable that the grooves have a sharp edge on the outside of the outer surface or contain too little rounding.

Nachteilig ist, daß durch diese scharfkantige Form kein Flüssigkeitsfilm an der Lagerstelle des Führungskörpers aufgebaut wird, was zu erhöhtem Verschleiß und somit zu geringer Standzeit führt.It is disadvantageous that no liquid film is built up at the bearing point of the guide body due to this sharp-edged shape, which leads to increased wear and thus to a short service life.

Ferner ist nach AT-PS 369 132 ein Pumpengestänge bekannt geworden, welches Führungen aufweist, die Korrosion bzw. Erosion vermeiden sollen. Dies wird dadurch gelöst, daß die Führungen einen dem Durchmesser der Bohrung angepaßten Hauptteil aufweisen, der an seinen Enden je einen hülsenförmigen Fortsatz trägt. Diese Ausbildung dient aber nur dazu, daß durch Verwirbelungen des Fördergutes dieses sich nicht am Metall des Gestänges ablagern kann.Furthermore, according to AT-PS 369 132, a pump linkage has become known which has guides which are intended to avoid corrosion or erosion. This is achieved in that the guides have a main part adapted to the diameter of the bore, each of which carries a sleeve-shaped extension at its ends. However, this training only serves to ensure that the material to be conveyed cannot be deposited on the metal of the rod by swirling.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Führungskörper zu schaffen, der ein Aufschwimmen auf einen Trag- und Flüssigkeitsfilm ermöglicht und somit einen Kontakt zwischen Führungskörper und Rohrinnenwand vermeidet. Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß am Führungskörper im Querschnitt gesehen, wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind, deren entgegen dem Drehsinn liegende Seitenflanken sich bogenförmig zur Bildung eines Trag- und Schmierkeils an den als Lagerstelle verbleibenden Rest der Mantelfläche nähern.On the basis of this prior art, the object of the invention was to create a guide body which enables floating on a carrier and liquid film and thus avoids contact between the guide body and the inner tube wall. According to the invention, the aim is achieved in that, seen in cross section on the guide body, at least two oppositely arranged recesses are provided, the side flanks of which lie counter to the direction of rotation and approach the rest of the lateral surface remaining as a bearing point in an arc shape to form a supporting and lubricating wedge.

Durch diese besondere Ausbildung des Führungskörpers wird erreicht, daß sich der Verschleiß vermindert, da sich keine metallische Berührung zur Innenwandung durch die Trag- und Schmierkeilbildung ergibt.This special design of the guide body ensures that wear is reduced since there is no metallic contact with the inner wall due to the formation of the supporting and lubricating wedge.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der bogenförmige Teil der Ausnehmungen als archimedische Spirale ausgebildet ist und sich über einen Winkel α von 120° erstreckt, während der Winkel der Lagerstelle 30° beträgt. Der Rest verbleibt für den Nutgrund.It has proven to be particularly advantageous if the arcuate part of the recesses is designed as an Archimedean spiral and extends over an angle α of 120 °, while the angle of the bearing point is 30 °. The rest remains for the bottom of the groove.

Eine gute Lagerung des Führungskörpers wird dann er reicht, wenn das Verhältnis des Durchmessers zur Länge des Führungskörpers 1 : 1,5 bis 1 : 2,5, vorzugsweise 1 : 2 beträgt, während die Steigung der Ausnehmung eine gleichmäßig am Umfang verlaufende Lagerstelle über die Länge des Führungskörpers bezogen, ergibt.A good storage of the guide body will then he is sufficient if the ratio of the diameter to the length of the guide body is 1: 1.5 to 1: 2.5, preferably 1: 2, while the slope of the recess results in a bearing point that runs uniformly around the circumference over the length of the guide body.

Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ansicht eines Führungskörpers
Fig. 2 Draufsicht mit Ausbildung der Ausnehmungen.

The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1 view of a guide body
Fig. 2 top view with formation of the recesses.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Lagerstelle in einer Rohrleitung 1, wie sie bei Rohölförderpumpen im Untertagbau einsetzbar ist. In dieser Rohrleitung 1 sind in gewissen Abständen Führungskörper 3 auf dem Pumpengestänge 2 befestigt. Diese dienen dazu, das Pumpengestänge 2 in Lage zu halten, damit dieses nicht die Innenwand der Rohrleitung 1 berührt. Der Führungskörper 3 weist eine zweigängige Ausnehmung 5 auf, wobei ein Rest der zylinderförmigen Mantelfläche 4 zur Führung des Pumpengestänges 2 verbleibt. Der Steigungswinkel γ ist so ausgelegt, daß jeweils die Mantelfläche 4 wendelartig an der Rohrinnenwandung zum Tragen kommt.Fig. 1 shows the arrangement of a bearing in a pipeline 1, as it can be used in crude oil pumps in underground construction. In this pipeline 1 guide body 3 are fixed on the pump rod 2 at certain intervals. These serve to hold the pump rod 2 in position so that it does not touch the inner wall of the pipeline 1. The guide body 3 has a two-start recess 5, with a remainder of the cylindrical outer surface 4 remaining for guiding the pump rod 2. The pitch angle γ is designed so that the outer surface 4 is helical on the inner tube wall.

Aus Fig. 2 ist die Draufsicht des Führungskörpers 3 zu ersehen. Bei Anordnung von zwei Ausnehmungen 5 sind diese jeweils gegenüberliegend, d.h. um 180° versetzt. Diese beginnen mit der Rundung 7 der Ausnehmung 5 und führen an der anderen Seitenflanke als bogenförmiger Teil 6 sich an die Mantelfläche 4 nähernd heran. Dabei wird der als archimedische Spirale ausgelegte bogenförmige Teil 6 entgegen dem Drehsinn (Pfeil 9) angeordnet, damit bei Dre hung in den immer enger werdenden Spalt 8 ein Trag- und Schmierkeil aufgebaut werden kann. Wesentlich ist, daß der Steigungswinkel γ der Ausnehmungen 5 und die Länge des Führungskörpers 3 so aufeinander abgestimmt sind, daß sich stets die verbleibende Mantelfläche 4 an der Innenwandung der Rohrleitung abstützen kann. Durch die allmähliche Überführung der Seitenflanke an die Mantelfläche 4 ist die Gewähr gegeben, daß sich stets ein Trag- und Schmierkeil bildet und somit einen frühzeitigen Verschleiß verhindert. Als weiterer Vorteil ist die Tatsache anzusehen, daß bei Verschleiß des Führungskörpers der Winkel zwischen dem bogenförmigen Teil 6 und der Rohrinnenwandung konstant bleibt. Darüberhinaus ist durch die Bildung eines Schmierfilmes die Reibung stark vermindert, so daß ein Blockieren nicht eintreten kann. Die Ausnehmungen 5 bzw. der Steigungswinkel γ sind weiters so ausgelegt, daß eine geringe Pumpwirkung erzielt wird, die die Leistung der Förderpumpe zwar unterstützt aber nicht übersteigt, damit kein Stau bzw. Schlupf einen erhöhten Reibungsverlust verursacht.The top view of the guide body 3 can be seen from FIG. When two recesses 5 are arranged, they are each opposite, ie offset by 180 °. These begin with the rounding 7 of the recess 5 and, on the other side flank, approach the lateral surface 4 as an arcuate part 6. The arched part 6 designed as an Archimedean spiral is arranged counter to the direction of rotation (arrow 9), so that at Dre hung in the increasingly narrow gap 8, a support and lubrication wedge can be built. It is essential that the pitch angle γ of the recesses 5 and the length of the guide body 3 are matched to one another such that the remaining lateral surface 4 can always be supported on the inner wall of the pipeline. The gradual transfer of the side flank to the lateral surface 4 ensures that a supporting and lubricating wedge is always formed and thus prevents premature wear. Another advantage is the fact that the angle between the arcuate part 6 and the inner tube wall remains constant when the guide body is worn. In addition, the friction is greatly reduced by the formation of a lubricating film, so that blocking cannot occur. The recesses 5 and the pitch angle γ are also designed so that a low pumping effect is achieved, which supports but does not exceed the performance of the feed pump, so that no congestion or slippage causes an increased loss of friction.

Claims

1.Pump rod guides for rotating pump drives on underground pipelines, in particular for crude oil pumps, or for conveying highly viscous to pasty media, which are arranged on a pump rod at certain intervals and serve as bearings, with recesses which are straight or helical in the longitudinal direction and are provided for the medium flow , characterized in that at least two oppositely arranged recesses (5) are provided on the guide body (3) seen in cross-section, the side flanks of which lie counter to the direction of rotation (arrow 9), arcuate in order to form a supporting and lubricating wedge on the rest of the bearing Approach the outer surface (4).

2. Pump rod guides according to claim 1, characterized in that the arcuate part (6) of the recesses (5) is designed as an Archimedean spiral and extends over an angle α of 120 °, while the angle of the bearing point is 30 °.

3. Pump rod guides according to claim 1 and 2, characterized in that the ratio of the diameter to the length of the guide body (3) is 1: 1.5 to 1: 2.5, preferably 1: 2, while the pitch angle γ of the recess (5th ) a bearing point evenly distributed around the circumference over the length of the guide body (3) results.