JP2022148726A - mining pump - Google Patents

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JP2022148726A JP2021050521A JP2021050521A JP2022148726A JP 2022148726 A JP2022148726 A JP 2022148726A JP 2021050521 A JP2021050521 A JP 2021050521A JP 2021050521 A JP2021050521 A JP 2021050521A JP 2022148726 A JP2022148726 A JP 2022148726A
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聡 前田
Satoshi Maeda
伸次 深尾
Shinji Fukao
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Abstract

To provide a mining pump that is less affected by a slurry component.SOLUTION: A mining pump comprises a production pipe, a pump rotor, and a pump stator surrounding the pump rotor. The pump rotor has a pump shaft, and an impeller rotating with the pump shaft. The pump stator has a stator body forming a flow path outside the impeller, a stator shroud, and a plurality of vanes connecting the stator body and the stator shroud. The stator shroud has a guide surface formed on an extension line in an outflow direction of the flow outflowing from the vanes, and a step surface connected to an upper edge of the guide surface and extending in a direction intersecting the guide surface.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、採掘ポンプに関する。 The present disclosure relates to mining pumps.

油井から原油をくみ上げるための装置として、これまでESP(Electrical Submersible Pump:人工採油電動ポンプ)と呼ばれるポンプが広く用いられてきた。下記特許文献1に示されるように、この種のポンプは、回転軸回りに回転する回転軸と、この回転軸に一体に設けられた複数のインペラと、回転軸及びインペラを外周側から覆うケーシングと、を備えている。このポンプは、井戸(油田)に挿入された配管内に配置され、電動機によって回転軸を回転させることで、地下の石油を上方にくみ上げる。 A pump called ESP (Electrical Submersible Pump) has been widely used as a device for pumping up crude oil from an oil well. As shown in Patent Document 1, this type of pump includes a rotating shaft that rotates about the rotating shaft, a plurality of impellers integrally provided on the rotating shaft, and a casing that covers the rotating shaft and the impellers from the outer peripheral side. and have. This pump is placed in a pipe inserted into a well (oil field), and a rotating shaft is rotated by an electric motor to pump underground oil upwards.

特表2018-508701号公報Japanese Patent Publication No. 2018-508701

ここで、採掘される原油は、液状成分に加えて、微細な固体粒子であるスラリー成分を多く含むことが知られている。このようなスラリー成分が回転軸の軸受や回転軸の表面に混入すると、摩耗や損耗が進行して正常なポンプ性能を得られなくなる虞がある。 Here, it is known that the crude oil to be mined contains many slurry components, which are fine solid particles, in addition to liquid components. If such a slurry component mixes with the bearing of the rotating shaft or the surface of the rotating shaft, there is a risk that wear and tear will progress and normal pump performance will not be obtained.

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、スラリー成分による影響が低減された採掘ポンプを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a mining pump that is less affected by slurry components.

上記課題を解決するために、本開示に係る採掘ポンプは、上下方向に延びる軸線に沿う筒状をなす生産管と、該生産管内で前記軸線方向に延びるポンプロータと、前記生産管と前記ポンプロータとの間で該ポンプロータを囲うポンプステータと、を備え、前記ポンプロータは、前記軸線方向に順次接続された複数のポンプシャフトと、これらポンプシャフトにそれぞれ複数段が設けられて、前記ポンプシャフトとともに回転することで上方に原油を汲み上げるインペラと、を有し、前記ポンプステータは、前記軸線に沿って延びる筒状をなすことで前記インペラの外側に流路を形成するステータ本体と、前記インペラに前記軸線方向の上方から対向することで前記流路を形成するステータシュラウドと、前記ステータ本体と前記ステータシュラウドとを接続するとともに周方向に間隔をあけて配列された複数のベーンと、を有し、前記ステータシュラウドは、前記ベーンから流出した流れの流出方向の延長線上に形成された案内面と、該案内面の前記軸線方向の上方の端縁に接続され、前記案内面と交差する方向に延びる段差面と、を有する。 In order to solve the above problems, a mining pump according to the present disclosure includes a production pipe having a cylindrical shape along an axis extending in a vertical direction, a pump rotor extending in the production pipe in the axial direction, the production pipe and the pump. a pump stator surrounding the pump rotor between itself and a rotor, the pump rotor comprising a plurality of pump shafts sequentially connected in the axial direction; an impeller that rotates with the shaft to pump the crude oil upward; the pump stator has a cylindrical shape extending along the axis to form a flow path outside the impeller; A stator shroud that forms the flow path by facing the impeller from above in the axial direction, and a plurality of vanes that connect the stator body and the stator shroud and are arranged at intervals in the circumferential direction. and the stator shroud includes a guide surface formed on an extension line in the outflow direction of the flow discharged from the vane, and an upper edge of the guide surface in the axial direction to intersect the guide surface. and a stepped surface extending in the direction of

本開示によれば、スラリー成分による影響が低減された採掘ポンプを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a mining pump that is less affected by slurry components.

本開示の実施形態に係る採掘ポンプの構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a mining pump according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る採掘ポンプの要部拡大断面図である。1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of a mining pump according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係る採掘ポンプの動作中における流体の流れを示す説明図である。FIG. 3 is an illustration showing fluid flow during operation of a mining pump according to an embodiment of the present disclosure; 本開示の実施形態に係る採掘ポンプの変形例を示す要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the mining pump according to the embodiment of the present disclosure;

(採掘ポンプの構成)
以下、本開示の実施形態に係る採掘ポンプについて、図1から図3を参照して説明する。本実施形態に係る採掘ポンプ100は、油井から原油をくみ上げるための装置である。図1及び図2に示すように、この採掘ポンプ100は、ポンプ本体90と、モータ80と、掘削管9と、下端スラスト軸受部10と、を備えている。ポンプ本体90は、モータ80から供給された動力によって駆動する。掘削管9は、これらポンプ本体90、モータ80、下端スラスト軸受部10を外周側から覆うとともに、上下方向に延びる軸線Oを中心とする筒状をなしている。
(Composition of mining pump)
A mining pump according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. A mining pump 100 according to this embodiment is a device for pumping up crude oil from an oil well. As shown in FIGS. 1 and 2 , this mining pump 100 includes a pump body 90 , a motor 80 , a drilling pipe 9 , and a lower end thrust bearing 10 . The pump body 90 is driven by power supplied from the motor 80 . The excavation pipe 9 covers the pump body 90, the motor 80, and the lower end thrust bearing portion 10 from the outer peripheral side, and has a tubular shape centered on an axis O extending in the vertical direction.

ポンプ本体90は、生産管本体1aと、ポンプロータ21と、ポンプステータ3と、を有している。生産管本体1aは、掘削管9と同軸をなすとともに、掘削管9の内周側に配置される筒状の部材である。ポンプロータ21は、軸線O方向に接続された複数のポンプシャフト21sと、ポンプシャフト21s同士を接続するカップリングスリーブ(不図示)と、これらポンプシャフト21sに固定された複数のインペラ5と、を有している。インペラ5の構成については後述する。 The pump body 90 has a production pipe body 1 a, a pump rotor 21 and a pump stator 3 . The production pipe main body 1 a is a cylindrical member coaxial with the drilling pipe 9 and arranged on the inner peripheral side of the drilling pipe 9 . The pump rotor 21 includes a plurality of pump shafts 21s connected in the direction of the axis O, a coupling sleeve (not shown) connecting the pump shafts 21s, and a plurality of impellers 5 fixed to the pump shafts 21s. have. The configuration of the impeller 5 will be described later.

ポンプステータ3は、インペラ5を外周側から覆うステータ本体3hと、ステータ延長部3eと、を有する。ステータ本体3hは、下方から上方に向かうに従って拡径と縮径を繰り返すことでインペラ5を収容するとともに、原油が流通するためのステータ流路Fsを画成する。インペラ5、及びポンプステータ3の構成については後述する。ステータ延長部3eは、ステータ本体3hの下方に一体に設けられるとともに、軸線Oを中心とする筒状をなしている。このステータ延長部3eの下端には、下端スラストパッド7dが取り付けられている。 The pump stator 3 has a stator main body 3h that covers the impeller 5 from the outer peripheral side, and a stator extension portion 3e. The stator body 3h accommodates the impeller 5 and defines a stator flow path Fs through which the crude oil flows by repeating expansion and contraction in diameter from bottom to top. The configurations of the impeller 5 and the pump stator 3 will be described later. The stator extension portion 3e is integrally provided below the stator main body 3h and has a tubular shape centered on the axis O. As shown in FIG. A lower end thrust pad 7d is attached to the lower end of the stator extension 3e.

モータ80は、生産管先端部1bと、モータロータ22と、コイル81と、磁性部材22mと、を有している。生産管先端部1bは、上述の生産管本体1aの下方に一体に設けられた筒状をなしている。生産管本体1aと、生産管先端部1bは、全体として生産管1を形成する。生産管先端部1bの内周面には、周方向に配列された複数のコイル81が設けられている。このコイル81は、外部から供給された電流によって電磁力を発生させる。モータロータ22は、これらコイル81の内周側に配置され、軸線Oに沿って延びる円柱状をなしている。モータロータ22は、上述のポンプロータ21をなす複数のポンプシャフト21sのうち、最も下方に位置するポンプシャフト21sに対して下端スプラインカップリング30dを介して接続されている。これら複数のポンプシャフト21s、及びモータロータ22は、全体としてロータ2を形成している。モータロータ22の外周面には、磁性部材22mとしての永久磁石が設けられている。コイル81に通電することで発生した磁界と磁性部材22mの磁界との間で生じる電磁力によって、ロータ2に回転力が与えられる。 The motor 80 has a production pipe tip 1b, a motor rotor 22, a coil 81, and a magnetic member 22m. The production pipe tip portion 1b has a cylindrical shape and is integrally provided below the production pipe main body 1a. The production pipe body 1a and the production pipe tip 1b form a production pipe 1 as a whole. A plurality of coils 81 arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface of the production pipe distal end portion 1b. This coil 81 generates an electromagnetic force by a current supplied from the outside. The motor rotor 22 is arranged inside the coils 81 and has a columnar shape extending along the axis O. As shown in FIG. The motor rotor 22 is connected to the lowermost pump shaft 21s of the plurality of pump shafts 21s forming the pump rotor 21 via a lower end spline coupling 30d. 21 s of these pump shafts and the motor rotor 22 form the rotor 2 as a whole. A permanent magnet as a magnetic member 22m is provided on the outer peripheral surface of the motor rotor 22 . Rotational force is applied to the rotor 2 by an electromagnetic force generated between the magnetic field generated by energizing the coil 81 and the magnetic field of the magnetic member 22m.

なお、生産管先端部1bは、掘削管9の内周面から径方向内側に向かって張り出す円環状の支持部4によって下方から支持されている。支持部4の内周側の開口は、原油を取り込むための開口部Hとされている。モータロータ22の下端は、この開口部H中に挿通されている。モータロータ22の内部には、上記の開口部Hに加えて原油を吸込むための吸込流路Fが形成されている。この吸込流路Fは、ポンプステータ3の内周側に形成されているステータ流路Fsに連通している。 The leading end portion 1b of the production pipe is supported from below by an annular support portion 4 projecting radially inwardly from the inner peripheral surface of the excavation pipe 9. As shown in FIG. An opening on the inner peripheral side of the support portion 4 is an opening H for taking in the crude oil. The lower end of the motor rotor 22 is inserted through this opening H. Inside the motor rotor 22, in addition to the opening H, a suction passage F for sucking crude oil is formed. The suction flow path F communicates with a stator flow path Fs formed on the inner peripheral side of the pump stator 3 .

さらに、モータロータ22の外周面であって、上記磁性部材22mの上方には、径方向外側に向かって張り出すとともに、軸線Oを中心とする円環状の下端スラストカラー6dが設けられている。この下端スラストカラー6dは、ポンプステータ3(ステータ延長部3e)の内周面に設けられた下端スラストパッド7dによって上方、及び下方から支持されている。これら下端スラストカラー6d、及び下端スラストパッド7dは、下端スラスト軸受部10を形成している。この下端スラスト軸受部10、及び後述する中間スラスト軸受部Bsによって、ポンプステータ3に対してロータ2(ポンプロータ21、及びモータロータ22)が軸線O回りに回転可能に支持されている。 Further, on the outer peripheral surface of the motor rotor 22 and above the magnetic member 22m, an annular lower end thrust collar 6d projecting radially outward and centered on the axis O is provided. The bottom thrust collar 6d is supported from above and below by bottom thrust pads 7d provided on the inner peripheral surface of the pump stator 3 (stator extension 3e). The lower end thrust collar 6d and the lower end thrust pad 7d form a lower end thrust bearing portion 10. As shown in FIG. The rotor 2 (the pump rotor 21 and the motor rotor 22) is rotatably supported around the axis O with respect to the pump stator 3 by the lower end thrust bearing portion 10 and an intermediate thrust bearing portion Bs, which will be described later.

続いて、図2を参照してインペラ5の構成について説明する。インペラ5は、ディスク51と、ブレード52と、シュラウドカバー53と、を有している。ディスク51は、ポンプシャフト21sの外周面に固定されるとともに、軸線Oを中心とする円盤状をなしている。ディスク51における下方を向く面は、ディスク主面51mとされている。ディスク主面51mは、下方から上方に向かうに従って、径方向内側から外側に向かうように湾曲している。 Next, the configuration of the impeller 5 will be described with reference to FIG. The impeller 5 has a disk 51 , blades 52 and a shroud cover 53 . The disk 51 is fixed to the outer peripheral surface of the pump shaft 21s and has a disc shape centered on the axis O. As shown in FIG. The downward facing surface of the disk 51 is a disk main surface 51m. The disk main surface 51m is curved from the inner side to the outer side in the radial direction from the lower side to the upper side.

ディスク主面51mには、周方向に間隔をあけて配列された複数のブレード52が設けられている。詳しくは図示しないが、各ブレード52は、径方向内側から外側に向かうに従って、ロータ2の回転方向前方側に向かって湾曲している。また、ブレード52の翼高さ(ディスク主面51mからの立ち上がり寸法)は、下方から上方に向かうに従って次第に小さくなっている。 A plurality of blades 52 arranged at intervals in the circumferential direction are provided on the disk main surface 51m. Although not shown in detail, each blade 52 is curved forward in the rotational direction of the rotor 2 from the radially inner side to the outer side. Also, the blade height of the blade 52 (rising dimension from the disk main surface 51m) gradually decreases from the bottom to the top.

シュラウドカバー53は、上記複数のブレード52を下方から覆う漏斗状をなしている。シュラウドカバー53は、下方から上方に向かうに従って、径方向内側から外側に向かうように湾曲している。 The shroud cover 53 has a funnel shape covering the plurality of blades 52 from below. The shroud cover 53 is curved from the inner side to the outer side in the radial direction from the bottom to the top.

以上のように構成されたインペラ5は、外周側からステータ本体3hによって覆われている。ステータ本体3hの内周面のうち、シュラウドカバー53に対向する面は対向面31とされている。ステータ本体3hの内周面のうち、対向面31の上方に隣接する領域は、接続面32とされている。接続面32は、径方向外側に向かって曲面状に凹んでいる。さらに、この接続面32の上方に隣接する領域は、下流面33とされている。下流面33は、下方から上方に向かうに従って、径方向外側から内側に向かって延びている。この下流面33には、複数のベーン60、及び当該ベーン60の内周側に固定されたステータシュラウド3sが設けられている。各ベーン60は、下流面33から径方向内側に突出する板状をなしている。ベーン60は、周方向に間隔をあけて複数配列されている。ステータシュラウド3sは、上述のディスク51に対して上方から対向している。 The impeller 5 configured as described above is covered with the stator main body 3h from the outer peripheral side. Of the inner peripheral surface of the stator main body 3h, the surface facing the shroud cover 53 is a facing surface 31. As shown in FIG. A connection surface 32 is formed in an area of the inner peripheral surface of the stator main body 3h that is above and adjacent to the facing surface 31 . The connection surface 32 is recessed in a curved shape toward the radially outer side. Furthermore, a region above and adjacent to the connecting surface 32 is a downstream surface 33 . The downstream surface 33 extends from the radially outer side to the inner side as it goes upwards from below. The downstream surface 33 is provided with a plurality of vanes 60 and a stator shroud 3 s fixed to the inner peripheral side of the vanes 60 . Each vane 60 has a plate shape protruding radially inward from the downstream surface 33 . A plurality of vanes 60 are arranged at intervals in the circumferential direction. The stator shroud 3s faces the disk 51 described above from above.

ステータシュラウド3sの外周面は、案内面34と、円筒面35と、段差面36とによって構成されている。案内面34は、ステータシュラウド3sの下端側から上方に向かうに従って、径方向外側から内側に向かって延びている。また、案内面34は径方向内側に向かって凹むように曲面的に湾曲している。案内面34は、図2中の矢印で示されるように、ベーン60から流出した流れの流出方向の延長線上に位置している。言い換えると、ベーン60の後縁に対する法線方向の直線はすべてこの案内面34に向かって延びている。案内面34の上方には円筒面35が接続されている。円筒面35は軸線Oに平行に延びている。円筒面35の上方の端縁には段差面36が接続されている。段差面36は、案内面34、及び円筒面35に対して交差する方向である径方向に広がっている。円筒面35と段差面36とによって断面視で矩形状の段差が形成されている。段差面36の径方向内側の端縁はポンプシャフト21sの外周面に対向している。 The outer peripheral surface of the stator shroud 3 s is composed of a guide surface 34 , a cylindrical surface 35 and a stepped surface 36 . The guide surface 34 extends radially inward from the lower end side of the stator shroud 3s as it goes upward. Further, the guide surface 34 is curved so as to be concaved radially inward. The guide surface 34 is positioned on an extension line of the outflow direction of the flow outflowing from the vane 60, as indicated by the arrow in FIG. In other words, all straight lines normal to the trailing edge of vane 60 extend toward this guide surface 34 . A cylindrical surface 35 is connected above the guide surface 34 . The cylindrical surface 35 extends parallel to the axis O. A step surface 36 is connected to the upper edge of the cylindrical surface 35 . The stepped surface 36 extends in a radial direction that intersects the guide surface 34 and the cylindrical surface 35 . A rectangular step is formed by the cylindrical surface 35 and the step surface 36 in a cross-sectional view. A radially inner edge of the step surface 36 faces the outer peripheral surface of the pump shaft 21s.

(作用効果)
次に、上記の採掘ポンプ100の動作について説明する。採掘ポンプ100を稼動させるに当たっては、まず上述のモータ80に電力を供給することによって、ロータ2を回転させる。ロータ2が回転すると、掘削管9の下端に形成された開口部Hから油井内の原油がポンプ本体90によって上方に吸い上げられる。また、この時、原油はモータロータ22内に形成された吸込流路Fによっても吸い上げられる。
(Effect)
Next, the operation of the mining pump 100 will be described. In operating the mining pump 100, first, the rotor 2 is rotated by supplying electric power to the motor 80 described above. When the rotor 2 rotates, the crude oil in the oil well is sucked up by the pump body 90 through the opening H formed at the lower end of the drilling pipe 9 . At this time, the crude oil is also sucked up by the suction passage F formed in the motor rotor 22 .

ここで、採掘される原油は、液状成分に加えて、微細な固体粒子であるスラリー成分を多く含むことが知られている。このようなスラリー成分が軸受やポンプシャフト21sの表面に混入すると、摩耗や損耗が進行して正常なポンプ性能を得られなくなる虞がある。 Here, it is known that the crude oil to be mined contains many slurry components, which are fine solid particles, in addition to liquid components. If such a slurry component mixes with the surface of the bearing or the pump shaft 21s, there is a possibility that wear and tear will progress and normal pump performance will not be obtained.

そこで、本実施形態では上述のようにステータシュラウド3sの外周面に案内面34、円筒面35、及び段差面36が形成されている。図3に示すように、案内面34に沿って流れたスラリー成分を含む原油の主流F1は、円筒面35によって軸線O方向の成分を与えられた後、段差面36を通過する。この段差面36が形成されていることによって、主流F1は剥離する。この剥離によって、段差面36の上方では剥離渦流れF2が形成される。剥離渦流れF2が滞留するため、主流F1は案内面34、及び円筒面35よりも径方向内側の領域には流れ込みにくくなる。その結果、スラリー成分がポンプシャフト21sの外周面に向かって流れ込む可能性が低減される。 Therefore, in this embodiment, the guide surface 34, the cylindrical surface 35, and the stepped surface 36 are formed on the outer peripheral surface of the stator shroud 3s as described above. As shown in FIG. 3 , the main stream F1 of crude oil containing slurry components that has flowed along the guide surface 34 passes through the step surface 36 after being given a component in the direction of the axis O by the cylindrical surface 35 . Due to the formation of this step surface 36, the main stream F1 is separated. Due to this separation, a separated vortex flow F2 is formed above the stepped surface 36 . Since the separated vortex flow F2 stays, the main flow F1 is less likely to flow into the region radially inward of the guide surface 34 and the cylindrical surface 35 . As a result, the possibility of the slurry component flowing toward the outer peripheral surface of the pump shaft 21s is reduced.

さらに、案内面34は、径方向内側に向かうに従って次第に軸線O方向に延びるように湾曲している。この構成によれば、案内面34によって流体の流れを軸線O方向に向かうように円滑に案内することができる。 Furthermore, the guide surface 34 is curved so as to gradually extend in the direction of the axis O as it goes radially inward. According to this configuration, the flow of the fluid can be smoothly guided in the direction of the axis O by the guide surface 34 .

また、上記構成では、案内面34と段差面36の間に形成され、軸線O方向に延びる円筒面35をさらに有する。この構成によれば、円筒面35によって流体の流れ方向に軸線O方向成分をさらに大きく付与することができる。その結果、上述した主流F1に含まれるスラリー成分が径方向内側に向かってしまう可能性をさらに低減することができる。 Moreover, the above configuration further includes a cylindrical surface 35 formed between the guide surface 34 and the stepped surface 36 and extending in the direction of the axis O. As shown in FIG. According to this configuration, the cylindrical surface 35 can impart a larger component in the direction of the axis O in the flow direction of the fluid. As a result, it is possible to further reduce the possibility that the slurry component contained in the main flow F1 described above will move radially inward.

加えて、上記構成では、段差面36は、径方向に延びている。この構成によれば、段差面36が径方向に延びていることによって、案内面34から流出した流れに対してより安定的に剥離渦流れF2を形成させることができる。剥離渦流れF2が発達するほど、主流F1が径方向内側に向かってしまう可能性を低減することができる。その結果、採掘ポンプ100をより安定的に運用することができる。 In addition, in the above configuration, the step surface 36 extends radially. According to this configuration, since the step surface 36 extends in the radial direction, it is possible to more stably form the separated vortex flow F2 with respect to the flow outflowing from the guide surface 34 . As the separation vortex flow F2 develops, the possibility of the main flow F1 moving radially inward can be reduced. As a result, the mining pump 100 can be operated more stably.

以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、採掘ポンプ100を例に説明した。しかしながら、上述の案内面34、円筒面35、及び段差面36は、スラリー等の固形成分を含む流体を扱う回転機械であればいかなるものにも好適に適用することが可能である。 The embodiments of the present disclosure have been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present disclosure. For example, in the above embodiment, the mining pump 100 was described as an example. However, the above-described guide surface 34, cylindrical surface 35, and step surface 36 can be suitably applied to any rotary machine that handles fluid containing solid components such as slurry.

さらに、上記実施形態とは異なり、円筒面35を形成せず、案内面34の上側の端縁に直接的に段差面36を形成することも可能である。このような構成によっても上述したものと同様の作用効果を得ることができる。 Furthermore, unlike the above embodiment, it is also possible to form the step surface 36 directly on the upper edge of the guide surface 34 without forming the cylindrical surface 35 . With such a configuration, it is possible to obtain the same effects as those described above.

また、図4に示すように、段差面36bが径方向内側に向かうに従って軸線O方向の下方に向かって延びるように構成することも可能である。このような構成によれば、案内面34、及び円筒面35から流出した流れに対してより積極的かつ安定的に渦流れを形成させることができる。 Further, as shown in FIG. 4, it is also possible to configure the step surface 36b to extend downward in the direction of the axis O as it extends radially inward. According to such a configuration, it is possible to positively and stably form a vortex flow in the flow outflowing from the guide surface 34 and the cylindrical surface 35 .

<付記>
各実施形態に記載の採掘ポンプ100は、例えば以下のように把握される。
<Appendix>
The mining pump 100 described in each embodiment is understood, for example, as follows.

(1)第1の態様に係る採掘ポンプ100は、上下方向に延びる軸線Oに沿う筒状をなす生産管1と、該生産管1内で前記軸線O方向に延びるポンプロータ21と、前記生産管1と前記ポンプロータ21との間で該ポンプロータ21を囲うポンプステータ3と、を備え、前記ポンプロータ21は、前記軸線O方向に順次接続された複数のポンプシャフト21sと、これらポンプシャフト21sにそれぞれ複数段が設けられて、前記ポンプシャフト21sとともに回転することで上方に原油を汲み上げるインペラ5と、を有し、前記ポンプステータ3は、前記軸線Oに沿って延びる筒状をなすことで前記インペラ5の外側に流路を形成するステータ本体3hと、前記インペラ5に前記軸線O方向の上方から対向することで前記流路を形成するステータシュラウド3sと、前記ステータ本体3hと前記ステータシュラウド3sとを接続するとともに周方向に間隔をあけて配列された複数のベーン60と、を有し、前記ステータシュラウド3sは、前記ベーン60から流出した流れの流出方向の延長線上に形成された案内面34と、該案内面34の前記軸線O方向の上方の端縁に接続され、前記案内面34と交差する方向に延びる段差面36と、を有する。 (1) The mining pump 100 according to the first aspect includes a production pipe 1 having a cylindrical shape along an axis O extending in the vertical direction, a pump rotor 21 extending in the direction of the axis O within the production pipe 1, and the production a pump stator 3 surrounding the pump rotor 21 between the pipe 1 and the pump rotor 21; the pump rotor 21 includes a plurality of pump shafts 21s sequentially connected in the direction of the axis O; 21s is provided with a plurality of stages, and has an impeller 5 that rotates together with the pump shaft 21s to pump up the crude oil, and the pump stator 3 has a tubular shape extending along the axis O. A stator body 3h forming a flow path outside the impeller 5, a stator shroud 3s facing the impeller 5 from above in the direction of the axis O to form the flow path, the stator body 3h and the stator and a plurality of vanes 60 connected to the shroud 3 s and arranged at intervals in the circumferential direction, and the stator shroud 3 s is formed on an extension line in the outflow direction of the flow that has flowed out from the vane 60. It has a guide surface 34 and a stepped surface 36 connected to the upper edge of the guide surface 34 in the direction of the axis O and extending in a direction intersecting the guide surface 34 .

上記構成によれば、ベーンから流出した流体の流れは、案内面34に沿って上方に流れる。その後、流れが段差面36を通過する際に、当該段差面36によって流れの剥離が生じ、段差面36の上方に渦が形成される。この渦が形成されることによって、流体の主流は段差面36の直上には入り込みにくくなる。つまり、スラリー成分がこの領域に入り込みにくくなる。その結果、ステータシュラウド3sの内周側に位置するポンプシャフト21sの表面にスラリー成分が混入する可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the fluid flowing out of the vane flows upward along the guide surface 34 . After that, when the flow passes through the stepped surface 36 , the flow is separated by the stepped surface 36 and a vortex is formed above the stepped surface 36 . The formation of this vortex makes it difficult for the main flow of fluid to enter directly above the step surface 36 . That is, slurry components are less likely to enter this area. As a result, it is possible to reduce the possibility that the slurry component is mixed into the surface of the pump shaft 21s located on the inner peripheral side of the stator shroud 3s.

(2)第2の態様に係る採掘ポンプ100では、前記案内面34は、径方向内側に向かうに従って次第に前記軸線O方向に延びるように湾曲している。 (2) In the mining pump 100 according to the second aspect, the guide surface 34 is curved so as to gradually extend in the direction of the axis O as it goes radially inward.

上記構成によれば、案内面34によって流体の流れを軸線O方向に向かうように円滑に案内することができる。 According to the above configuration, the flow of the fluid can be smoothly guided in the direction of the axis O by the guide surface 34 .

(3)第3の態様に係る採掘ポンプ100は、前記案内面34と前記段差面36の間に形成され、前記軸線O方向に延びる円筒面35をさらに有する。 (3) The mining pump 100 according to the third aspect further has a cylindrical surface 35 formed between the guide surface 34 and the stepped surface 36 and extending in the axis O direction.

上記構成によれば、円筒面35によって流体の流れ方向に軸線O方向成分をさらに大きく付与することができる。 According to the above configuration, the cylindrical surface 35 can impart a larger component in the direction of the axis O in the flow direction of the fluid.

(4)第4の態様に係る採掘ポンプ100では、前記段差面36は、径方向に延びている。 (4) In the mining pump 100 according to the fourth aspect, the step surface 36 extends radially.

上記構成によれば、段差面36が径方向に延びていることによって、案内面34から流出した流れに対してより安定的に渦を形成させることができる。 According to the above configuration, since the step surface 36 extends in the radial direction, a vortex can be formed more stably in the flow that flows out from the guide surface 34 .

(5)第5の態様に係る採掘ポンプ100では、前記段差面36は、径方向内側に向かうに従って前記軸線O方向の下方に向かって延びている。 (5) In the mining pump 100 according to the fifth aspect, the step surface 36 extends downward in the direction of the axis O as it extends radially inward.

上記構成によれば、段差面36が径方向内側に向かうに従って軸線O方向の下方に向かって延びていることで、案内面34から流出した流れに対してより積極的かつ安定的に渦を形成させることができる。 According to the above configuration, the step surface 36 extends downward in the direction of the axis O as it extends radially inward, so that the flow flowing out from the guide surface 34 forms a vortex more positively and stably. can be made

100 採掘ポンプ
1 生産管
1a 生産管本体
1b 生産管先端部
2 ロータ
3 ポンプステータ
3e ステータ延長部
3h ステータ本体
4 支持部
5 インペラ
6d 下端スラストカラー
7d 下端スラストパッド
9 掘削管
10 下端スラスト軸受部
21 ポンプロータ
21s ポンプシャフト
22m 磁性部材
30d 下端スプラインカップリング
31 対向面
32 接続面
33 下流面
34 案内面
35 円筒面
36,36b 段差面
51 ディスク
51m ディスク主面
52 ブレード
53 シュラウドカバー
60 ベーン
80 モータ
81 コイル
90 ポンプ本体
F 吸込流路
F1 主流
F2 渦流れ
O 軸線
100 mining pump 1 production pipe 1a production pipe main body 1b production pipe tip 2 rotor 3 pump stator 3e stator extension 3h stator main body 4 support 5 impeller 6d lower end thrust collar 7d lower end thrust pad 9 excavation pipe 10 lower end thrust bearing 21 pump Rotor 21s Pump shaft 22m Magnetic member 30d Lower end spline coupling 31 Opposing surface 32 Connecting surface 33 Downstream surface 34 Guide surface 35 Cylindrical surfaces 36, 36b Step surface 51 Disk 51m Disk main surface 52 Blade 53 Shroud cover 60 Vane 80 Motor 81 Coil 90 Pump body F Suction flow path F1 Main flow F2 Eddy flow O Axis

Claims (5)

上下方向に延びる軸線に沿う筒状をなす生産管と、
該生産管内で前記軸線方向に延びるポンプロータと、
前記生産管と前記ポンプロータとの間で該ポンプロータを囲うポンプステータと、
を備え、
前記ポンプロータは、
前記軸線方向に順次接続された複数のポンプシャフトと、
これらポンプシャフトにそれぞれ複数段が設けられて、前記ポンプシャフトとともに回転することで上方に原油を汲み上げるインペラと、
を有し、
前記ポンプステータは、
前記軸線に沿って延びる筒状をなすことで前記インペラの外側に流路を形成するステータ本体と、
前記インペラに前記軸線方向の上方から対向することで前記流路を形成するステータシュラウドと、
前記ステータ本体と前記ステータシュラウドとを接続するとともに周方向に間隔をあけて配列された複数のベーンと、
を有し、
前記ステータシュラウドは、
前記ベーンから流出した流れの流出方向の延長線上に形成された案内面と、
該案内面の前記軸線方向の上方の端縁に接続され、前記案内面と交差する方向に延びる段差面と、
を有する採掘ポンプ。
a cylindrical production pipe along an axis extending in the vertical direction;
a pump rotor extending axially within the production tube;
a pump stator enclosing the pump rotor between the production tube and the pump rotor;
with
The pump rotor is
a plurality of pump shafts sequentially connected in the axial direction;
an impeller that is provided with a plurality of stages on each of these pump shafts and pumps up the crude oil by rotating together with the pump shaft;
has
The pump stator is
a stator body having a cylindrical shape extending along the axis to form a flow path outside the impeller;
a stator shroud that forms the flow path by facing the impeller from above in the axial direction;
a plurality of vanes connecting the stator body and the stator shroud and arranged at intervals in the circumferential direction;
has
The stator shroud is
a guide surface formed on an extension of the outflow direction of the flow outflowing from the vane;
a step surface connected to an upper edge of the guide surface in the axial direction and extending in a direction intersecting the guide surface;
Mining pump with.
前記案内面は、径方向内側に向かうに従って次第に前記軸線方向に延びるように湾曲している請求項1に記載の採掘ポンプ。 2. The mining pump according to claim 1, wherein the guide surface is curved so as to gradually extend in the axial direction as it goes radially inward. 前記案内面と前記段差面の間に形成され、前記軸線方向に延びる円筒面をさらに有する請求項1又は2に記載の採掘ポンプ。 3. A mining pump according to claim 1 or 2, further comprising a cylindrical surface formed between said guide surface and said stepped surface and extending in said axial direction. 前記段差面は、径方向に延びている請求項1から3のいずれか一項に記載の採掘ポンプ。 4. A mining pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the step surface extends radially. 前記段差面は、径方向内側に向かうに従って前記軸線方向の下方に向かって延びている請求項1から3のいずれか一項に記載の採掘ポンプ。 The mining pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the step surface extends downward in the axial direction as it extends radially inward.
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