JP7294942B2 - oil drilling pump - Google Patents

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本開示は、原油採掘ポンプに関する。 The present disclosure relates to crude oil drilling 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、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 below, a pump includes a rotating shaft that rotates around the rotating shaft, a plurality of impellers that are integrally provided with the rotating shaft, and a casing that covers the rotating shaft and the impellers from the outer peripheral side. I have it. 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.

ここで、近年、メンテナンス性の向上や装置のコンパクト化等を目的として、電動機としてキャンドモータを用いたポンプが提唱されている。この種のポンプは、油井に挿入される生産管と、当該生産管の内部に配置されたモータロータと、生産管の内周側に一体に設けられたモータステータと、モータロータの上方に一体に設けられたポンプロータと、このポンプロータを外周側から覆うとともに、原油が流通する流路を形成するポンプステータと、生産管に対してポンプロータを回転可能に支持するスラスト軸受と、を備えている。モータステータはコイルを有し、これに対向するモータロータの外周面には磁石が設けられている。コイルに通電することでモータロータ、及びポンプロータは電磁力によって回転する。これにより、ポンプの下端から原油が吸い上げられる。 In recent years, a pump using a canned motor as an electric motor has been proposed for the purpose of improving maintainability and making the apparatus compact. This type of pump includes a production pipe inserted into an oil well, a motor rotor arranged inside the production pipe, a motor stator integrally provided on the inner peripheral side of the production pipe, and a motor stator integrally provided above the motor rotor. a pump rotor covered by the pump rotor, a pump stator that covers the pump rotor from the outer peripheral side and forms a flow path through which the crude oil flows, and a thrust bearing that rotatably supports the pump rotor with respect to the production pipe. . The motor stator has a coil, and a magnet is provided on the outer peripheral surface of the motor rotor facing the coil. By energizing the coil, the motor rotor and the pump rotor are rotated by electromagnetic force. This causes crude oil to be sucked up from the lower end of the pump.

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

ところで、上記のようなポンプでは、スラスト軸受がやむを得ず原油に曝された状態となる。原油にはスラリーが混入していることから、スラスト軸受にスラリーが流れ込むと摺接部の磨耗が亢進してしまう。その結果、ポンプの安定的な運用に支障を来たす虞がある。 By the way, in the pump as described above, the thrust bearing is unavoidably exposed to crude oil. Since slurry is mixed in crude oil, if the slurry flows into the thrust bearing, the wear of the sliding contact parts will be accelerated. As a result, the stable operation of the pump may be hindered.

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、より安定的に運用することが可能な原油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 crude oil drilling pump that can be operated more stably.

上記課題を解決するために、本開示に係る原油採掘ポンプは、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、各前記ポンプシャフトにそれぞれ設けられて、径方向外側に張り出すスラストカラーと、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ステータ本体と、該ステータ本体の内周面から前記軸線の径方向内側に張り出すとともに前記スラストカラーを下方から周方向に摺動可能に支持するスラストパッドと、を有する。 In order to solve the above problems, a crude oil drilling pump according to the present disclosure includes a production pipe having a tubular shape along an axis extending in the vertical direction, a pump rotor extending in the production pipe in the axial direction, the production pipe and the a pump stator enclosing the pump rotor between itself and the pump rotor, the pump rotor comprising a plurality of pump shafts sequentially connected in the axial direction, and a plurality of stages provided on each of the pump shafts; It has an impeller that rotates with the pump shaft to pump crude oil upward, and a thrust collar that is provided on each of the pump shafts and protrudes radially outward, and the pump stator extends along the axis. It has a cylindrical stator body, and a thrust pad that protrudes radially inward of the axis from the inner peripheral surface of the stator body and supports the thrust collar slidably from below in the circumferential direction.

本開示によれば、より安定的に運用することが可能な原油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 crude oil drilling pump that can be operated more stably.

本開示の実施形態に係る原油採掘ポンプの構成を示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a crude oil drilling pump according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係るポンプシャフトの接続部分の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a connection portion of a pump shaft according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図2のA-A線における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2; 本開示の実施形態に係るスラスト軸受の構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a thrust bearing according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態に係るインペラの構成を示す図である。It is a figure showing composition of an impeller concerning an embodiment of this indication.

以下、本開示の実施形態に係る原油採掘ポンプについて、図1から図5を参照して説明する。本実施形態に係る原油採掘ポンプ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、この原油採掘ポンプ100は、ポンプ本体Pと、モータMと、掘削管9と、下端スラスト軸受部Bdと、中間スラスト軸受部Bsと、を備えている。ポンプ本体Pは、モータM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P、モータM、下端スラスト軸受部Bd、及び中間スラスト軸受部Bs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。 Hereinafter, a crude oil drilling pump according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. A crude oil extraction pump 100 according to the present embodiment is a device for pumping up crude oil from an oil well. As shown in FIGS. 1 and 2, this crude oil drilling pump 100 includes a pump body P, a motor M, a drilling pipe 9, a lower end thrust bearing portion Bd, and an intermediate thrust bearing portion Bs. The pump main body P is driven by the power supplied from the motor M. The excavation pipe 9 covers the pump main body P, the motor M, the lower end thrust bearing portion Bd, and the intermediate thrust bearing portion Bs 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P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30(図2参照)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。 The pump main body P has a production pipe main body 1A, a pump rotor 21, and a pump stator 3. The production pipe main body 1A is a tubular 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 30 (see FIG. 2) connecting the pump shafts 21S, and a plurality of impellers 5 fixed to the pump shafts 21S. ,have.

図2に示すように、上下方向(軸線O方向)に隣り合う一対のポンプシャフト21Sは、互いに間隔Gをあけて対向している。それぞれの軸端には、筒状の嵌合部材41が嵌め込まれている。これら嵌合部材41は、外周側からカップリングスリーブ30によって覆われている。カップリングスリーブ30は、嵌合部材41同士をスプライン嵌合により接続するスプラインカップリングであり、その内周面(スリーブ内周面30i)には、軸線O方向に延びる複数のキー溝が周方向に間隔をあけて形成されている。嵌合部材41の外周面には、このキー溝に係合する線状の突起が複数形成されている。これにより、隣り合う一対のポンプシャフト21S同士は、一体となって軸線O回りに回転することが可能とされている。また、嵌合部材41とカップリングスリーブ30との間の隙間は、上方からカバー部材40によって覆われている。 As shown in FIG. 2, a pair of pump shafts 21S adjacent to each other in the vertical direction (the direction of the axis O) face each other with a gap G therebetween. A cylindrical fitting member 41 is fitted to each shaft end. These fitting members 41 are covered with the coupling sleeve 30 from the outer peripheral side. The coupling sleeve 30 is a spline coupling that connects the fitting members 41 to each other by spline fitting, and has a plurality of key grooves extending in the direction of the axis O on its inner peripheral surface (sleeve inner peripheral surface 30i). are formed at intervals. A plurality of linear protrusions that engage with the key groove are formed on the outer peripheral surface of the fitting member 41 . As a result, the pair of adjacent pump shafts 21S can rotate about the axis O together. A gap between the fitting member 41 and the coupling sleeve 30 is covered with a cover member 40 from above.

図1に示すように、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、後述する下端スラストパッド7dが取り付けられている。 As shown in FIG. 1, 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 main body 3H repeats expansion and contraction in diameter from the bottom to the top, thereby accommodating the impeller 5 and defining the stator flow path Fs through which the crude oil flows. The configurations of the impeller 5 and the pump stator 3 will be described later. The stator extension 3E is integrally provided below the stator main body 3H and has a cylindrical shape centered on the axis O. As shown in FIG. A lower end thrust pad 7d, which will be described later, is attached to the lower end of the stator extension 3E.

図1に示すように、モータMは、生産管先端部1Bと、モータロータ22と、コイルC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Cが設けられている。このコイルC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C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C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。 As shown in FIG. 1, the motor M has a production pipe tip 1B, a motor rotor 22, a coil C, 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 the production pipe 1 as a whole. A plurality of coils C arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface of the production pipe distal end portion 1B. This coil C generates an electromagnetic force by a current supplied from the outside. The motor rotor 22 is arranged inside the coils C 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. The plurality of pump shafts 21S 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 C 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Fiが形成されている。この吸込流路Fi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 Fi for sucking crude oil is formed. This suction flow path Fi 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Bdを形成している。この下端スラスト軸受部Bd、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). These lower end thrust collar 6d and lower end thrust pad 7d form a lower end thrust bearing portion Bd. The rotor 2 (pump rotor 21 and motor rotor 22) is rotatably supported around the axis O with respect to the pump stator 3 by the lower end thrust bearing portion Bd and an intermediate thrust bearing portion Bs, which will be described later.

次に、図2及び図3を参照して、ポンプシャフト21Sの接続部分の構成、及び中間スラスト軸受部Bsの構成について説明する。図2に示すように、隣り合う一対のポンプシャフト21Sの軸端は、上下方向に広がる間隔Gを介して対向するとともに、その外周側から嵌合部材41を介してカップリングスリーブ30によって覆われている。カップリングスリーブ30には、この間隔Gと、外周側のステータ流路Fsとを連通する貫通孔80が形成されている。より詳細には図3に示すように、カップリングスリーブ30には、周方向に貫通孔80が形成されている。貫通孔80は、径方向内側の端部(出口80b)から径方向外側の端部(入口80a)に向かうに従って、ロータ2の回転方向Rの後方側に延びている。さらに、入口80aには、原油中に含まれるスラリーを捕捉するための捕捉部81が設けられている。捕捉部81としては、金属製のメッシュが好適に用いられる。この捕捉部81は、スラリーの通過を規制する一方で、スラリーを除く原油の液相成分は通過させることが可能とされている。 Next, the configuration of the connecting portion of the pump shaft 21S and the configuration of the intermediate thrust bearing portion Bs will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. As shown in FIG. 2, the shaft ends of a pair of adjacent pump shafts 21S are opposed to each other with a gap G extending in the vertical direction, and are covered by the coupling sleeve 30 via the fitting member 41 from the outer peripheral side thereof. ing. A through hole 80 is formed in the coupling sleeve 30 to communicate the gap G with the stator flow path Fs on the outer peripheral side. More specifically, as shown in FIG. 3, the coupling sleeve 30 has a through hole 80 formed in the circumferential direction. The through-hole 80 extends rearward in the rotational direction R of the rotor 2 from the radially inner end (outlet 80b) to the radially outer end (inlet 80a). Further, the inlet 80a is provided with a capture section 81 for capturing slurry contained in the crude oil. A mesh made of metal is preferably used as the trapping portion 81 . The trapping section 81 regulates the passage of the slurry, while allowing the liquid phase components of the crude oil to pass through, excluding the slurry.

さらに、図2に示すように、カップリングスリーブ30の下方には、中間スラスト軸受部Bsが設けられている。中間スラスト軸受部Bsは、ポンプシャフト21Sごとに1つずつ設けられている。中間スラスト軸受部Bsは、ポンプシャフト21Sの外周面(シャフト外周面21o)に設けられた中間スラストカラー6(スラストカラー)と、ポンプステータ3に固定されている中間スラストパッド7(スラストパッド)と、を有している。 Furthermore, as shown in FIG. 2, an intermediate thrust bearing portion Bs is provided below the coupling sleeve 30 . One intermediate thrust bearing portion Bs is provided for each pump shaft 21S. The intermediate thrust bearing portion Bs includes an intermediate thrust collar 6 (thrust collar) provided on the outer peripheral surface of the pump shaft 21S (shaft outer peripheral surface 21o), and an intermediate thrust pad 7 (thrust pad) fixed to the pump stator 3. ,have.

中間スラストカラー6は、シャフト外周面21oから径方向外側に突出するとともに、軸線Oを中心とする円環状をなすスラストカラー本体6Hと、このスラストカラー本体6Hの外周側の端面に設けられた第二凸部61と、を有している。第二凸部61は、スラストカラー本体6Hの外周面から径方向外側に向かって張り出すことで、軸線Oを中心とする円環状をなしている。第二凸部61の軸線O方向における寸法は、スラストカラー本体6Hの軸線O方向における寸法よりも小さい。 The intermediate thrust collar 6 protrudes radially outward from the outer peripheral surface 21o of the shaft, and includes a thrust collar body 6H having an annular shape centered on the axis O, and a second thrust collar body 6H provided on the outer peripheral end face of the thrust collar body 6H. It has two convex portions 61 . The second protrusion 61 protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the thrust collar main body 6H, thereby forming an annular shape centered on the axis O. As shown in FIG. The dimension of the second convex portion 61 in the direction of the axis O is smaller than the dimension in the direction of the axis O of the thrust collar main body 6H.

中間スラストパッド7は、ポンプステータ3(ステータ本体3H)の上方の端部に固定されている。中間スラストパッド7の上側を向く面は、スラストカラー本体6Hに摺動する摺動面Scとされている。ポンプステータ3には、この摺動面Scを外周側から覆うようにして上方に向かって突出する第一凸部31が設けられている(図2又は図4参照)。つまり、軸線O方向における第一凸部31の寸法は、軸線O方向における中間スラストパッド7の寸法よりも大きく設定されている。さらに、この第一凸部31の上端は、上述の第二凸部61に下方から対向している。第一凸部31の第二凸部61との間には、軸線O方向にわずかな隙間が形成されている。さらに、第一凸部31とスラストカラー本体6Hとの間には、径方向に広がるわずかな隙間が形成されている。 The intermediate thrust pad 7 is fixed to the upper end of the pump stator 3 (stator main body 3H). The surface of the intermediate thrust pad 7 facing upward is a sliding surface Sc that slides on the thrust collar main body 6H. The pump stator 3 is provided with a first protrusion 31 that protrudes upward so as to cover the sliding surface Sc from the outer peripheral side (see FIG. 2 or FIG. 4). That is, the dimension of the first convex portion 31 in the direction of the axis O is set larger than the dimension of the intermediate thrust pad 7 in the direction of the axis O. As shown in FIG. Furthermore, the upper end of the first protrusion 31 faces the above-described second protrusion 61 from below. A slight gap is formed in the axis O direction between the first protrusion 31 and the second protrusion 61 . Furthermore, a slight radially expanding gap is formed between the first convex portion 31 and the thrust collar main body 6H.

続いて、図5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.

ディスク51における上方を向く面(ディスク背面51B)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って平面状に延びている。ディスク背面51Bには、径方向外側から内側に向かって順に、旋回翼Wsと、区画部90とが設けられている。旋回翼Wsは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。各旋回翼Wsは、径方向に延びる板状をなしている。区画部90は、これら旋回翼Wsの径方向内側で、ディスク背面51Bから上方に向かって突出している。区画部90は、軸線Oを中心とする円筒状をなしている。区画部90よりも径方向内側には空間が形成されている。さらに、ディスク51には、ディスク主面51Mからディスク背面51Bに向かって軸線O方向に当該ディスク51を貫通するバランスホールBhが形成されている。 The upward facing surface (disk back surface 51B) of the disk 51 extends in a planar shape from the inner side to the outer side in the radial direction from the bottom to the top. A swirl vane Ws and a partition 90 are provided in order from the radially outer side to the inner side on the disk back surface 51B. A plurality of swirl vanes Ws are provided at intervals in the circumferential direction. Each swirl vane Ws has a plate shape extending in the radial direction. The partition portion 90 protrudes upward from the disk back surface 51B radially inside the swirl vanes Ws. The partition part 90 has a cylindrical shape centered on the axis O. As shown in FIG. A space is formed radially inward of the partition portion 90 . Further, the disk 51 is formed with a balance hole Bh penetrating the disk 51 in the direction of the axis O from the disk main surface 51M to the disk rear surface 51B.

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P1とされている。対向面P1における下部には、シュラウドカバー53の下端を軸線O方向及び径方向から覆う第一段差部D1が形成されている。シュラウドカバー53における当該第一段差部D1と対向する部分は、第一シール部S1とされている。さらに、対向面P1における第一段差部D1よりも上方の部分には、邪魔板Bが設けられている。邪魔板Bは、対向面P1から径方向内側に突出するとともに、径方向に延びる板状をなしている。邪魔板Bは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。 The impeller 5 configured as described above is covered with the stator main body 3H from the outer peripheral side. A surface of the inner peripheral surface of the stator main body 3H that faces the shroud cover 53 is a facing surface P1. A first stepped portion D1 that covers the lower end of the shroud cover 53 in the direction of the axis O and in the radial direction is formed in the lower portion of the facing surface P1. A portion of the shroud cover 53 facing the first step portion D1 is a first seal portion S1. Furthermore, a baffle plate B is provided in a portion above the first stepped portion D1 on the facing surface P1. The baffle plate B has a plate shape that protrudes radially inward from the facing surface P1 and extends in the radial direction. A plurality of baffle plates B are provided at intervals in the circumferential direction.

ステータ本体3Hの内周面のうち、対向面P1の上方に隣接する領域は、接続面P2とされている。接続面P2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P2の上方に隣接する領域は、下流面P3とされている。下流面P3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P3には、複数のベーンV、及び当該ベーンV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Vは、下流面P3から径方向内側に突出する板状をなしている。ベーンVは、周方向に間隔をあけて複数配列されている。 Of the inner peripheral surface of the stator main body 3H, a region above and adjacent to the facing surface P1 is a connection surface P2. The connection surface P2 is concave in a curved shape toward the radially outer side. Further, a region above and adjacent to the connection surface P2 is a downstream surface P3. The downstream surface P3 extends from the radially outer side to the inner side in an upward direction. A plurality of vanes V and a stator shroud 3S fixed to the inner peripheral side of the vanes V are provided on the downstream surface P3. Each vane V has a plate shape protruding radially inward from the downstream surface P3. A plurality of vanes V are arranged at intervals in the circumferential direction.

ステータシュラウド3Sは、上述のディスク背面51Bに対して上方から対向している。ステータシュラウド3Sの下方を向く面(ステータシュラウド下面3B)には、径方向外側から内側に向かって順に、突出部Pt、第二段差部D2が設けられている。突出部Ptは、ディスク51の径方向外側の端縁を径方向外側から隙間を介して覆うように、下方に向かって張り出している。第二段差部D2は、ディスク背面51Bに設けられた区画部90を径方向外側から覆っている。つまり、ステータシュラウド下面3Bにおける第二段差部D2よりも径方向内側の部分は、径方向外側の部分よりも上方に向かって後退している。この第二段差部D2との区画部90とによって、第二シール部S2が形成されている。 The stator shroud 3S faces the disk back surface 51B from above. A downward facing surface (stator shroud lower surface 3B) of the stator shroud 3S is provided with a projecting portion Pt and a second stepped portion D2 in order from the radially outer side toward the inner side. The projecting portion Pt protrudes downward so as to cover the radially outer edge of the disc 51 from the radially outer side with a gap therebetween. The second step portion D2 covers the partition portion 90 provided on the disk back surface 51B from the radially outer side. That is, the portion of the stator shroud lower surface 3B radially inner than the second stepped portion D2 recedes upward from the radially outer portion. A second seal portion S2 is formed by the second step portion D2 and the partition portion 90 .

ここで、シュラウドカバー53における第一シール部S1よりも径方向外側の領域は第一領域A1とされている。ディスク背面51Bにおける第二シール部S2よりも径方向外側の領域は第二領域A2とされている。軸線O方向から見た場合、第一領域A1の面積(投影面積)は、第二領域A2の面積(投影面積)よりも大きくなるように、各部の寸法が設定されている。 Here, the area of the shroud cover 53 radially outside the first seal portion S1 is defined as a first area A1. A second area A2 is defined as a radially outer area of the disk back surface 51B relative to the second seal portion S2. The dimensions of each part are set so that the area (projected area) of the first area A1 is larger than the area (projected area) of the second area A2 when viewed from the direction of the axis O.

(作用効果)
次に、上記の原油採掘ポンプ100の動作について説明する。原油採掘ポンプ100を稼動させるに当たっては、まず上述のモータM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P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Fiによっても吸い上げられる。
(Effect)
Next, the operation of the crude oil extraction pump 100 will be described. In order to operate the crude oil drilling pump 100, the rotor 2 is rotated by supplying electric power to the motor M described above. When the rotor 2 rotates, the crude oil in the oil well is sucked up by the pump main body P from 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 Fi formed in the motor rotor 22 .

ここで、上記の原油採掘ポンプ100では、スラスト軸受(下端スラスト軸受部Bd、中間スラスト軸受部Bs)がステータ流路Fs中に露出しているため、当該流路内を流通する原油に曝された状態となる。原油にはスラリーが混入していることから、スラスト軸受にスラリーが流れ込むと摺動面Scの磨耗が亢進してしまう。その結果、原油採掘ポンプ100の安定的な運用に支障を来たす虞がある。そこで、本実施形態では上述のような構成を採っている。 Here, in the crude oil drilling pump 100 described above, the thrust bearings (lower end thrust bearing portion Bd, middle thrust bearing portion Bs) are exposed in the stator flow path Fs, and are therefore exposed to the crude oil flowing through the flow path. state. Since crude oil contains slurry, if the slurry flows into the thrust bearing, the wear of the sliding surface Sc will be accelerated. As a result, the stable operation of the crude oil drilling pump 100 may be hindered. Therefore, the present embodiment adopts the configuration as described above.

上記構成によれば、複数のポンプシャフト21Sを接続することでポンプロータ21が形成され、各ポンプシャフト21Sにはスラストカラー6が設けられている。さらに、ポンプステータ3には各スラストカラー6を下方から支持する複数のスラストパッド7が設けられている。したがって、例えばスラストカラー6、及びスラストパッド7をロータ2に1つずつのみ設けた構成に比べて、各スラストカラー6、及びスラストパッド7に加わる荷重が分散され、中間スラスト軸受部Bsの1つ当たりの荷重を小さく抑えることができる。これにより、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を低減することができる。 According to the above configuration, the pump rotor 21 is formed by connecting the plurality of pump shafts 21S, and the thrust collar 6 is provided on each pump shaft 21S. Further, the pump stator 3 is provided with a plurality of thrust pads 7 that support each thrust collar 6 from below. Therefore, compared to a configuration in which only one thrust collar 6 and one thrust pad 7 are provided in the rotor 2, the load applied to each thrust collar 6 and thrust pad 7 is dispersed, and one of the intermediate thrust bearing portions Bs The load per hit can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be reduced.

上記構成によれば、第一凸部31によって、スラストカラー6とスラストパッド7との摺動面Scが外周側から覆われている。さらに、この第一凸部31は、上方から対向する第二凸部61によって覆われている。したがって、ポンプステータ3の内周側を流れる原油に対して、摺動面Scが直接的に曝されにくくなる。その結果、原油に含まれるスラリーが摺動面Scに流れ込む可能性が低減され、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, the first convex portion 31 covers the sliding surface Sc between the thrust collar 6 and the thrust pad 7 from the outer peripheral side. Furthermore, the first protrusion 31 is covered with a second protrusion 61 facing from above. Therefore, the sliding surface Sc is less likely to be directly exposed to crude oil flowing on the inner peripheral side of the pump stator 3 . As a result, the possibility of slurry contained in the crude oil flowing into the sliding surface Sc is reduced, and wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

上記構成によれば、下方(上流側)に位置するシュラウドカバー53における第一シール部S1よりも径方向外側の第一領域A1の軸線O方向視の面積が、上方(下流側)に位置するディスク背面51Bにおける第二シール部S2よりも径方向外側の第二領域A2の面積よりも大きい。これにより、インペラ5には、下方から上方へ向かう荷重が加わる。したがって、各スラストカラー6、及び各スラストパッド7が担うべきスラスト荷重(上方から下方へ向かう荷重)を小さく抑えることができる。その結果、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, the area of the first region A1 radially outside the first seal portion S1 in the shroud cover 53 positioned downward (upstream side) when viewed in the direction of the axis O is positioned upward (downstream side). It is larger than the area of the second region A2 on the radially outer side of the second seal portion S2 on the disk back surface 51B. As a result, a load is applied to the impeller 5 in an upward direction. Therefore, the thrust load (the load directed from above to below) to be borne by each thrust collar 6 and each thrust pad 7 can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

上記構成によれば、対向面P1に邪魔板Bが設けられていることにより、当該対向面P1に沿って流れる流体の流速が下がる。これにより、シュラウドカバー53側(つまり、上流側)における当該流体の静圧は上がる。さらに、ディスク背面51Bに旋回翼Wsが設けられていることにより、当該ディスク背面51Bに沿って流れる流体の流速が上がる。これにより、ディスク背面51B側(つまり、下流側)における当該流体の静圧は下がる。その結果、インペラ5には、上流側から下流側(つまり、下方から上方)に向かう力が加わる。したがって、各スラストカラー6、及び各スラストパッド7が担うべきスラスト荷重(上方から下方へ向かう荷重)を小さく抑えることができる。その結果、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, since the baffle plate B is provided on the facing surface P1, the flow velocity of the fluid flowing along the facing surface P1 decreases. This increases the static pressure of the fluid on the shroud cover 53 side (that is, on the upstream side). Furthermore, since the swirl vane Ws is provided on the disk rear surface 51B, the flow velocity of the fluid flowing along the disk rear surface 51B increases. This reduces the static pressure of the fluid on the disk back surface 51B side (that is, downstream side). As a result, the impeller 5 is subjected to a force directed from the upstream side to the downstream side (that is, from the bottom to the top). Therefore, the thrust load (the load directed from above to below) to be borne by each thrust collar 6 and each thrust pad 7 can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

上記構成によれば、隣り合うポンプシャフト21S同士の間に間隔Gが形成されている。この間隔Gに貫通孔80を通じて原油の一部の成分が流れ込むことにより、中間圧を確保することができる。一方で、原油に含まれるスラリーは、捕捉部81によって捕捉されるため、上記の間隔Gには流入しない。つまり、この間隔Gを通じてカップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間にスラリーが流入することを回避することができる。その結果、カップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the gap G is formed between the adjacent pump shafts 21S. Some components of the crude oil flow into this gap G through the through holes 80, so that an intermediate pressure can be ensured. On the other hand, the slurry contained in the crude oil is captured by the capturing portion 81 and therefore does not flow into the gap G described above. That is, slurry can be prevented from flowing into between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) through the gap G. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) can be reduced.

上記構成によれば、嵌合部材41とカップリングスリーブ30との間の隙間が、上方からカバー部材40によって覆われている。したがって、当該隙間にスラリーが流入する可能性を低減することができる。その結果、カップリングスリーブ30と嵌合部材41との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the gap between the fitting member 41 and the coupling sleeve 30 is covered with the cover member 40 from above. Therefore, it is possible to reduce the possibility of slurry flowing into the gap. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the fitting member 41 can be reduced.

上記構成によれば、貫通孔80が、径方向内側から外側に向かうに従って、ポンプシャフト21Sの回転方向Rの後方側(つまり、回転方向Rとは反対側)に向かって延びている。したがって、ポンプシャフト21Sの回転に伴って貫通孔80内にスラリーが流入してしまう可能性を低減することができる。その結果、カップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the through hole 80 extends toward the rear side in the rotation direction R of the pump shaft 21S (that is, the side opposite to the rotation direction R) from the radially inner side toward the outer side. Therefore, it is possible to reduce the possibility of slurry flowing into the through hole 80 as the pump shaft 21S rotates. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) can be reduced.

以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態で説明した下端スラストパッド軸受部Bd、及び中間スラスト軸受部Bsとして具体的には、平行平面軸受、傾斜平面軸受、テーパランド軸受、ステップ軸受、ポケット軸受、スパイラル溝軸受、及びへリングボーン溝軸受から設計や仕様に応じて適宜選択したものを用いることが可能である。
As described above, the embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and design changes and the like are included within the scope of the present disclosure.
For example, the lower end thrust pad bearing portion Bd and the intermediate thrust bearing portion Bs described in the above embodiments specifically include parallel plane bearings, inclined plane bearings, tapered land bearings, step bearings, pocket bearings, spiral groove bearings, and It is possible to use a herringbone groove bearing that is appropriately selected according to the design and specifications.

<付記>
各実施形態に記載の原油採掘ポンプは、例えば以下のように把握される。
<Appendix>
For example, the crude oil drilling pump described in each embodiment is understood as follows.

(1)第1の態様に係る原油採掘ポンプ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、各前記ポンプシャフト21Sにそれぞれ設けられて、径方向外側に張り出すスラストカラー6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ステータ本体3Hと、該ステータ本体3Hの内周面から前記軸線Oの径方向内側に張り出すとともに前記スラストカラー6を下方から周方向に摺動可能に支持するスラストパッド7と、を有する。 (1) A crude oil drilling pump 100 according to a first aspect includes a production pipe 1 having a tubular 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 a pump stator 3 surrounding the pump rotor 21 between the production 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; The shafts 21S are each provided with a plurality of stages, and an impeller 5 that pumps crude oil upward by rotating together with the pump shaft 21S, and a thrust collar 6 that is provided on each of the pump shafts 21S and protrudes radially outward. The pump stator 3 includes a cylindrical stator body 3H extending along the axis O, and a thrust collar projecting radially inward of the axis O from the inner peripheral surface of the stator body 3H. and a thrust pad 7 that supports 6 from below so as to be slidable in the circumferential direction.

上記構成によれば、複数のポンプシャフト21Sを接続することでポンプロータ21が形成され、各ポンプシャフト21Sにはスラストカラー6が設けられている。さらに、ポンプステータ3には各スラストカラー6を下方から支持する複数のスラストパッド7が設けられている。したがって、例えばスラストカラー6、及びスラストパッド7を1つずつ設けた構成に比べて、各スラストカラー6、及びスラストパッド7に加わる荷重を小さく抑えることができる。これにより、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を低減することができる。 According to the above configuration, the pump rotor 21 is formed by connecting the plurality of pump shafts 21S, and the thrust collar 6 is provided on each pump shaft 21S. Further, the pump stator 3 is provided with a plurality of thrust pads 7 that support each thrust collar 6 from below. Therefore, compared to a configuration in which one thrust collar 6 and one thrust pad 7 are provided, for example, the load applied to each thrust collar 6 and thrust pad 7 can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be reduced.

(2)第2の態様に係る原油採掘ポンプ100では、前記ポンプステータ3は、前記スラストカラー6と前記スラストパッド7との摺動面Scを外周側から覆うように上方に向かって突出する第一凸部31を有し、前記スラストカラー6は、前記径方向外側に突出して、前記第一凸部31の上端が下方から対向する第二凸部61を有する。 (2) In the crude oil drilling pump 100 according to the second aspect, the pump stator 3 protrudes upward so as to cover the sliding surface Sc between the thrust collar 6 and the thrust pad 7 from the outer peripheral side. The thrust collar 6 has one convex portion 31, and the thrust collar 6 has a second convex portion 61 that protrudes radially outward and faces the upper end of the first convex portion 31 from below.

上記構成によれば、第一凸部31によって、スラストカラー6とスラストパッド7との摺動面Scが外周側から覆われている。さらに、この第一凸部31は、上方から対向する第二凸部61によって覆われている。したがって、ポンプステータ3の内周側を流れる原油に対して、摺動面Scが直接的に曝されにくくなる。その結果、原油に含まれるスラリーが摺動面Scに流れ込む可能性が低減され、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, the first convex portion 31 covers the sliding surface Sc between the thrust collar 6 and the thrust pad 7 from the outer peripheral side. Furthermore, the first protrusion 31 is covered with a second protrusion 61 facing from above. Therefore, the sliding surface Sc is less likely to be directly exposed to crude oil flowing on the inner peripheral side of the pump stator 3 . As a result, the possibility of slurry contained in the crude oil flowing into the sliding surface Sc is reduced, and wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

(3)第3の態様に係る原油採掘ポンプ100では、前記インペラ5は、前記ポンプシャフト21Sに固定された円盤状をなすディスク51と、該ディスク51の下方を向く面に、周方向に間隔をあけて設けられたブレード52と、該ブレード52を下方から覆うシュラウドカバー53と、を有し、前記シュラウドカバー53の外周面に、前記ポンプステータ3との間にクリアランスを形成する第一シール部S1が形成され、前記ディスク51における上方を向くディスク背面51Bに、前記ポンプステータ3との間にクリアランスを形成する第二シール部S2が形成され、前記シュラウドカバー53における前記第一シール部S1よりも径方向外側の第一領域A1の軸線O方向視の面積が、前記ディスク背面51Bにおける前記第二シール部S2よりも径方向外側の第二領域A2の軸線O方向視の面積よりも大きい。 (3) In the crude oil drilling pump 100 according to the third aspect, the impeller 5 includes a disk-shaped disk 51 fixed to the pump shaft 21S and a downward-facing surface of the disk 51 that is circumferentially spaced apart. and a shroud cover 53 that covers the blade 52 from below, and a first seal that forms a clearance between the outer peripheral surface of the shroud cover 53 and the pump stator 3 A second sealing portion S2 is formed to form a clearance between the pump stator 3 and the disk rear surface 51B of the disk 51 facing upward. is larger than the area of the second region A2 radially outward of the second seal portion S2 of the disk back surface 51B when viewed in the direction of the axis O. .

上記構成によれば、下方(上流側)に位置するシュラウドカバー53における第一シール部S1よりも径方向外側の第一領域A1の軸線O方向視の面積が、上方(下流側)に位置するディスク背面51Bにおける第二シール部S2よりも径方向外側の第二領域A2の面積よりも大きい。これにより、インペラ5には、下方から上方へ向かう荷重が加わる。したがって、各スラストカラー6、及び各スラストパッド7が担うべきスラスト荷重(上方から下方へ向かう荷重)を小さく抑えることができる。その結果、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, the area of the first region A1 radially outside the first seal portion S1 in the shroud cover 53 positioned downward (upstream side) when viewed in the direction of the axis O is positioned upward (downstream side). It is larger than the area of the second region A2 on the radially outer side of the second seal portion S2 on the disk back surface 51B. As a result, a load is applied to the impeller 5 in an upward direction. Therefore, the thrust load (load directed downward from above) that each thrust collar 6 and each thrust pad 7 should bear can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

(4)第4の態様に係る原油採掘ポンプ100では、前記ポンプステータ3は、該ポンプステータ3における前記シュラウドカバー53の外周面に対向する部分である対向面P1に周方向に間隔をあけて設けられて、それぞれ径方向に延びる複数の邪魔板Bを有し、前記インペラ5は、前記ディスク背面51Bに周方向に間隔をあけて設けられてそれぞれ径方向に延びる旋回翼Wsを有する。 (4) In the crude oil drilling pump 100 according to the fourth aspect, the pump stator 3 is circumferentially spaced from the facing surface P1, which is the portion facing the outer peripheral surface of the shroud cover 53 in the pump stator 3. A plurality of baffle plates B are provided and each extend in the radial direction, and the impeller 5 has swirl vanes Ws that are provided at intervals in the circumferential direction on the disk back surface 51B and each extend in the radial direction.

上記構成によれば、対向面P1に邪魔板Bが設けられていることにより、当該対向面P1に沿って流れる流体の流速が下がる。これにより、シュラウドカバー53側(つまり、上流側)における当該流体の静圧は上がる。さらに、ディスク背面51Bに旋回翼Wsが設けられていることにより、当該ディスク背面51Bに沿って流れる流体の流速が上がる。これにより、ディスク背面51B側(つまり、下流側)における当該流体の静圧は下がる。その結果、インペラ5には、上流側から下流側(つまり、下方から上方)に向かう力が加わる。したがって、各スラストカラー6、及び各スラストパッド7が担うべきスラスト荷重(上方から下方へ向かう荷重)を小さく抑えることができる。その結果、スラストカラー6、及びスラストパッド7の磨耗を抑えることができる。 According to the above configuration, since the baffle plate B is provided on the facing surface P1, the flow velocity of the fluid flowing along the facing surface P1 decreases. This increases the static pressure of the fluid on the shroud cover 53 side (that is, on the upstream side). Furthermore, since the swirl vane Ws is provided on the disk rear surface 51B, the flow velocity of the fluid flowing along the disk rear surface 51B increases. This reduces the static pressure of the fluid on the disk back surface 51B side (that is, downstream side). As a result, the impeller 5 is subjected to a force directed from the upstream side to the downstream side (that is, from the bottom to the top). Therefore, the thrust load (the load directed from above to below) to be borne by each thrust collar 6 and each thrust pad 7 can be kept small. As a result, wear of the thrust collar 6 and the thrust pad 7 can be suppressed.

(5)第5の態様に係る原油採掘ポンプ100では、上下方向に隣り合う一対の前記ポンプシャフト21Sは、互いの上端及び下端が間隔をあけて配置されており、これら一対の前記ポンプシャフト21Sを外周側から覆うように接続するカップリングスリーブ30を有し、該カップリングスリーブ30に該カップリングスリーブ30を径方向に貫通して前記一対のポンプシャフト21Sの間隔Gに開口する貫通孔80が形成されており、前記貫通孔80の一部に前記原油中のスラリーを捕捉する捕捉部81を有する。 (5) In the crude oil drilling pump 100 according to the fifth aspect, the pair of pump shafts 21S that are vertically adjacent to each other are spaced apart from each other at the upper ends and the lower ends. through the coupling sleeve 30 radially through the coupling sleeve 30 and open to the gap G between the pair of pump shafts 21S. is formed, and a part of the through-hole 80 has a trapping portion 81 for trapping the slurry in the crude oil.

上記構成によれば、隣り合うポンプシャフト21S同士の間に間隔Gが形成されている。この間隔Gに貫通孔80を通じて原油の一部の成分が流れ込むことにより、中間圧を確保することができる。一方で、原油に含まれるスラリーは、捕捉部81によって捕捉されるため、上記の間隔Gには流入しない。つまり、この間隔Gを通じてカップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間にスラリーが流入することを回避することができる。その結果、カップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the gap G is formed between the adjacent pump shafts 21S. Some components of the crude oil flow into this gap G through the through holes 80, so that an intermediate pressure can be ensured. On the other hand, the slurry contained in the crude oil is captured by the capturing portion 81 and therefore does not flow into the gap G described above. That is, slurry can be prevented from flowing into between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) through the gap G. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) can be reduced.

(6)第6の態様に係る原油採掘ポンプ100は、一対の前記ポンプシャフト21Sにそれぞれ嵌合された嵌合部材41をさらに備え、前記カップリングスリーブ30は、一対の前記嵌合部材41のそれぞれにスプライン嵌合されることで前記一対のポンプシャフト21Sを接続しており、前記嵌合部材41及び前記カップリングスリーブ30の上端に、これらの間の隙間を覆うカバー部材40をさらに備える。 (6) The crude oil drilling pump 100 according to the sixth aspect further includes fitting members 41 fitted to the pair of pump shafts 21S, respectively, and the coupling sleeve 30 is provided between the pair of fitting members 41. The pair of pump shafts 21S are connected by being spline-fitted to each other, and the upper ends of the fitting member 41 and the coupling sleeve 30 are further provided with a cover member 40 that covers the gap therebetween.

上記構成によれば、嵌合部材41とカップリングスリーブ30との間の隙間が、上方からカバー部材40によって覆われており、オイルシール等のシール(不図示)によって漏れが防止されている。したがって、当該隙間にスラリーが流入する可能性を低減することができる。その結果、カップリングスリーブ30と嵌合部材41との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the gap between the fitting member 41 and the coupling sleeve 30 is covered from above by the cover member 40, and leakage is prevented by a seal (not shown) such as an oil seal. Therefore, it is possible to reduce the possibility of slurry flowing into the gap. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the fitting member 41 can be reduced.

(7)第7の態様に係る原油採掘ポンプ100では、前記貫通孔80は、径方向内側から外側に向かうに従って、前記ポンプシャフト21Sの回転方向R後方側に延びている。 (7) In the crude oil drilling pump 100 according to the seventh aspect, the through hole 80 extends rearward in the rotational direction R of the pump shaft 21S from radially inward to outward.

上記構成によれば、貫通孔80が、径方向内側から外側に向かうに従って、ポンプシャフト21Sの回転方向Rの後方側(つまり、回転方向Rとは反対側)に向かって延びている。したがって、ポンプシャフト21Sの回転に伴って貫通孔80内にスラリーが流入してしまう可能性を低減することができる。その結果、カップリングスリーブ30とポンプシャフト21S(嵌合部材41)との間で磨耗が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the through hole 80 extends toward the rear side in the rotation direction R of the pump shaft 21S (that is, the side opposite to the rotation direction R) from the radially inner side toward the outer side. Therefore, it is possible to reduce the possibility of slurry flowing into the through hole 80 as the pump shaft 21S rotates. As a result, the possibility of wear occurring between the coupling sleeve 30 and the pump shaft 21S (fitting member 41) can be reduced.

100 原油採掘ポンプ
1 生産管
1A 生産管本体
1B 生産管先端部
2 ロータ
21 ポンプロータ
21S ポンプシャフト
21o シャフト外周面
22 モータロータ
22M 磁性部材
3 ポンプステータ
3B ステータシュラウド下面
3E ステータ延長部
3H ステータ本体
3Sステータシュラウド
30 カップリングスリーブ
30d 下端スプラインカップリング
30i スリーブ内周面
31 第一凸部
4 支持部
40 カバー部材
41 嵌合部材
5 インペラ
51 ディスク
51B ディスク背面
51M ディスク主面
52 ブレード
53 シュラウドカバー
6 スラストカラー
61 第二凸部
6d 下端スラストカラー
6H スラストカラー本体
7 スラストパッド
7d 下端スラストパッド
80 貫通孔
80a 入口
80b 出口
81 捕捉部
9 掘削管
90 区画部
B 邪魔板
Bd 下端スラスト軸受部
Bs 中間スラスト軸受部
Bh バランスホール
C コイル
D1 第一段差部
D2 第二段差部
Fi 吸込流路
Fs ステータ流路
H 開口部
M モータ
O 軸線
P1 対向面
P2 接続面
P3 下流面
Pt 突出部
S1 第一シール部
S2 第二シール部
V ベーン
Ws 旋回翼
100 Crude oil drilling pump 1 Production pipe 1A Production pipe main body 1B Production pipe tip 2 Rotor 21 Pump rotor 21S Pump shaft 21o Shaft outer peripheral surface 22 Motor rotor 22M Magnetic member 3 Pump stator 3B Stator shroud lower surface 3E Stator extension 3H Stator main body 3S Stator shroud 30 Coupling sleeve 30d Lower end spline coupling 30i Sleeve inner peripheral surface 31 First convex portion 4 Support portion 40 Cover member 41 Fitting member 5 Impeller 51 Disk 51B Disk back surface 51M Disk main surface 52 Blade 53 Shroud cover 6 Thrust collar 61 Two projections 6d Lower end thrust collar 6H Thrust collar main body 7 Thrust pad 7d Lower end thrust pad 80 Through hole 80a Inlet 80b Outlet 81 Capturing part 9 Excavation pipe 90 Section B Baffle plate Bd Lower end thrust bearing Bs Intermediate thrust bearing Bh Balance hole C Coil D1 First stepped portion D2 Second stepped portion Fi Suction flow path Fs Stator flow path H Opening M Motor O Axis P1 Opposed surface P2 Connection surface P3 Downstream surface Pt Protruding portion S1 First seal portion S2 Second seal portion V Vane Ws swirl wing

Claims (7)

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、
各前記ポンプシャフトにそれぞれ設けられて、径方向外側に張り出すスラストカラーと、
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ステータ本体と、
該ステータ本体の内周面から前記軸線の径方向内側に張り出すとともに前記スラストカラーを下方から周方向に摺動可能に支持するスラストパッドと、
を有する原油採掘ポンプ。
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;
a thrust collar provided on each of the pump shafts and projecting radially outward;
has
The pump stator is
a cylindrical stator body extending along the axis;
a thrust pad projecting from the inner peripheral surface of the stator main body radially inward of the axis and supporting the thrust collar slidably in the circumferential direction from below;
oil drilling pump with
前記ポンプステータは、
前記スラストカラーと前記スラストパッドとの摺動面を外周側から覆うように上方に向かって突出する第一凸部を有し、
前記スラストカラーは
前記径方向外側に突出して、前記第一凸部の上端が下方から対向する第二凸部を有する請求項1に記載の原油採掘ポンプ。
The pump stator is
a first convex portion protruding upward so as to cover the sliding surface between the thrust collar and the thrust pad from the outer peripheral side;
2. The crude oil drilling pump according to claim 1, wherein the thrust collar has a second projection projecting radially outward and facing the upper end of the first projection from below.
前記インペラは、
前記ポンプシャフトに固定された円盤状をなすディスクと、
該ディスクの下方を向く面に、周方向に間隔をあけて設けられたブレードと、
該ブレードを下方から覆うシュラウドカバーと、
を有し、
前記シュラウドカバーの外周面に、前記ポンプステータとの間にクリアランスを形成する第一シール部が形成され、
前記ディスクにおける上方を向くディスク背面に、前記ポンプステータとの間にクリアランスを形成する第二シール部が形成され、
前記シュラウドカバーにおける前記第一シール部よりも径方向外側の第一領域の軸線方向視の面積が、前記ディスク背面における前記第二シール部よりも径方向外側の第二領域の軸線方向視の面積よりも大きい請求項1又は2に記載の原油採掘ポンプ。
The impeller is
a disc-shaped disc fixed to the pump shaft;
blades circumferentially spaced on the downwardly facing surface of the disc;
a shroud cover that covers the blade from below;
has
A first seal portion forming a clearance between the shroud cover and the pump stator is formed on the outer peripheral surface of the shroud cover,
A second sealing portion forming a clearance between the pump stator and the pump stator is formed on the rear surface of the disk facing upward,
The area of a first region radially outward of the first seal portion in the shroud cover when viewed in the axial direction is the area of a second region radially outward of the second seal portion of the disc rear surface when viewed in the axial direction. 3. A crude oil drilling pump according to claim 1 or 2, which is greater than.
前記ポンプステータは、
該ポンプステータにおける前記シュラウドカバーの外周面に対向する部分である対向面に周方向に間隔をあけて設けられて、それぞれ径方向に延びる複数の邪魔板を有し、
前記インペラは、
前記ディスク背面に周方向に間隔をあけて設けられてそれぞれ径方向に延びる旋回翼を有する請求項3記載の原油採掘ポンプ。
The pump stator is
a plurality of radially extending baffle plates provided at intervals in the circumferential direction on a facing surface of the pump stator, which is a portion facing the outer peripheral surface of the shroud cover ;
The impeller is
4. A crude oil drilling pump according to claim 3, further comprising radially extending swirler vanes circumferentially spaced on the back surface of said disk.
上下方向に隣り合う一対の前記ポンプシャフトは、互いの上端及び下端が間隔をあけて配置されており、
これら一対の前記ポンプシャフトを外周側から覆うように接続するカップリングスリーブを有し、
該カップリングスリーブに該カップリングスリーブを径方向に貫通して前記一対のポンプシャフトの隙間に開口する貫通孔が形成されており、
前記貫通孔の一部に前記原油中のスラリーを捕捉する捕捉部を有する請求項1から4のいずれか一項に記載の原油採掘ポンプ。
The pair of pump shafts that are vertically adjacent to each other are arranged with an upper end and a lower end spaced apart from each other,
having a coupling sleeve that connects the pair of pump shafts so as to cover them from the outer peripheral side;
a through hole is formed in the coupling sleeve so as to penetrate the coupling sleeve in a radial direction and open to a gap between the pair of pump shafts;
5. The crude oil drilling pump according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of said through-hole has a capture portion for capturing slurry in said crude oil.
一対の前記ポンプシャフトにそれぞれ嵌合された嵌合部材をさらに備え、
前記カップリングスリーブは、一対の前記嵌合部材のそれぞれにスプライン嵌合されることで前記一対のポンプシャフトを接続しており、
前記嵌合部材及び前記カップリングスリーブの上端に、これらの間の隙間を覆うカバー部材をさらに備える請求項5に記載の原油採掘ポンプ。
further comprising fitting members respectively fitted to the pair of pump shafts,
The coupling sleeve is spline-fitted to each of the pair of fitting members to connect the pair of pump shafts,
6. The crude oil drilling pump according to claim 5, further comprising a cover member on upper ends of said fitting member and said coupling sleeve to cover a gap therebetween.
前記貫通孔は、径方向内側から外側に向かうに従って、前記ポンプシャフトの回転方向後方側に延びている請求項5又は6に記載の原油採掘ポンプ。 7. The crude oil drilling pump according to claim 5, wherein the through-hole extends rearward in the rotational direction of the pump shaft as it goes from the radially inner side to the outer side.
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