NO20130059A1 - Durable pumps for abrasive materials - Google Patents

Durable pumps for abrasive materials Download PDF

Info

Publication number
NO20130059A1
NO20130059A1 NO20130059A NO20130059A NO20130059A1 NO 20130059 A1 NO20130059 A1 NO 20130059A1 NO 20130059 A NO20130059 A NO 20130059A NO 20130059 A NO20130059 A NO 20130059A NO 20130059 A1 NO20130059 A1 NO 20130059A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
impeller
thrust washer
spreader
pressure
thrust
Prior art date
Application number
NO20130059A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
David M Eslinger
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20130059A1 publication Critical patent/NO20130059A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49236Fluid pump or compressor making
    • Y10T29/49243Centrifugal type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Det skaffes slitesterke pumper for slipematerialer. I en utføring har et eksempel på en sentrifugalpumpe eller pumpetrinn for drift under overflaten en trykkskive som sitter inne i omkretsen av en tettsluttende klareringstetning mellom en løpehjulsskjerm og sprederen. Forskyvningen av trykkskiven lar klareringstetningen beskytte trykkskiven fra slipematerialer, mens trykkskiven støtter løpehjulet mot reaksjonskreftene til aksialvæskestrømning. I en utføring blir radiusen eller størrelsen til en trykkskive eller en annen tetningsliknende funksjon redusert for å øke eksponering av den nedre løpehjulsskjermen til trykksatt væske, og derved balansere trykk øverst og nederst på løpehjulet for å minske friksjon mellom løpehjulet og trykkskiven. Redusere radiusen til trykkskiven reduserer også overflateområdet til underlagsskiven avhengig av friksjon og reduserer momentarmen til et bremsemoment på det roterende løpehjulet, og reduserer derved krafttap i pumpen.Durable pumps are available for abrasive materials. In one embodiment, an example of a centrifugal pump or pump stage for operating below the surface has a pressure washer located within the perimeter of a tightly sealed clearance seal between a impeller shaft and the spreader. The displacement of the pressure disc allows the clearance seal to protect the pressure disc from abrasive materials, while the pressure disc supports the impeller against the reaction forces of axial fluid flow. In one embodiment, the radius or size of a pressure washer or other seal-like function is reduced to increase exposure of the lower impeller screen to pressurized fluid, thereby balancing pressure at the top and bottom of the impeller to reduce friction between the impeller and the impeller. Reducing the radius of the pressure washer also reduces the surface area of the base plate depending on friction and reduces the torque arm to a brake torque on the rotary impeller, thereby reducing power loss in the pump.

Description

SLITESTERKE PUMPER FOR SLIPEMATERIALER DURABLE PUMPS FOR GRINDING MATERIALS

RELATERTE SØKNADER RELATED APPLICATIONS

[0001] Denne patentsøknaden krever fordelen av prioritet over amerikansk midlertidig patentsøknad nr. 61/360,031, saksdokument nr.89.0608, innlevert 30. juni, 2010, med tittel "Device and Means to Reduce Downthrust in a Multistage Centrifugal Pump" og over amerikansk midlertidig patentsøknad nr. 61/365,695, saksdokument nr. 89.0627 innlevert 19. juli, 2010 med tittel "Centrifugal Pump with Increased Abrasion Resistance," som begge blir innlemmet her i sin helhet ved henvisning. [0001] This patent application claims the benefit of priority over US Provisional Patent Application No. 61/360,031, Docket No. 89,0608, filed Jun. 30, 2010, entitled “Device and Means to Reduce Downthrust in a Multistage Centrifugal Pump” and over US Provisional Patent Application No. 61/365,695, Docket No. 89.0627 filed Jul. 19, 2010 entitled “Centrifugal Pump with Increased Abrasion Resistance,” both of which are incorporated herein by reference in their entirety.

BAKGRUNN BACKGROUND

[0002] Oljefelt bruker noen ganger elektriske nedsenkbare pumper arrangert i serier for å pumpe brønnhullsvæsker. En rekke sentrifugalpumpetrinn kan bli stablet sammen langs den aksiale retningen for sammenkoplet løfting i omgivelser under overflaten. Slike nedsenkbare flertrinnspumper blir ofte brukt til å overføre væsker som består av flytende hydrokarbonblandinger som kan ha noen blandede og suspenderte faste bestanddeler av jord. Væsken kan også inneholde gassholdige komponenter og vann. Partikler og klumper av stein og sand er vanligvis til stede til en viss grad. Slikt heterogent "flytende sandpapir" kan resultere i kavitasjons- og slipeproblemer for pumper, spesielt hvis de faste bestanddelene forårsaker at avleiringer bygges opp mot overflater i pumpen, eller hvis selve væsken har en slamliknende konsistens. Viskositeten og andre strømaingsegenskaper til en spesiell flytende blanding kan resultere i høy hastighetsstrømning av den slipende væsken rundt visse pumpedeler. Løpehjul som brukes i sentrifugalpumper i brønnhull blir utsatt for betydelig slipeeffekt fra nedtrykkskiver (heretter kalt "trykkskiver") når pumpevæsker inneholder slipende stoffer. Derfor prøver pumpedesignere å minimere slipeeffekt og forlenge pumpens levetid. Den spesielle sammensetningen og forløpsegenskapene til den slipende væsken som skal pumpes, lar ofte spesielle pumper bli spesial-utformet og optimalisert for spesielle typer av uraffinerte væsker. [0002] Oil fields sometimes use electric submersible pumps arranged in series to pump wellbore fluids. A series of centrifugal pump stages can be stacked together along the axial direction for coupled lift in subsurface environments. Such submersible multistage pumps are often used to transfer liquids consisting of liquid hydrocarbon mixtures which may have some mixed and suspended solids of soil. The liquid may also contain gaseous components and water. Particles and lumps of rock and sand are usually present to some extent. Such heterogeneous "liquid sandpaper" can result in cavitation and grinding problems for pumps, especially if the solids cause deposits to build up against surfaces in the pump, or if the liquid itself has a slurry-like consistency. The viscosity and other flow characteristics of a particular fluid mixture can result in high velocity flow of the abrasive fluid around certain pump parts. Impellers used in downhole centrifugal pumps are exposed to significant abrasive action from pressure washers (hereafter referred to as "pressure washers") when pump fluids contain abrasive substances. Therefore, pump designers try to minimize grinding effect and extend the life of the pump. The special composition and flow characteristics of the abrasive liquid to be pumped often allow special pumps to be specially designed and optimized for special types of unrefined liquids.

SAMMENDRAG SUMMARY

[0003] Det blir skaffet slitesterke pumper for slipestoffer. I én utforming har et eksempel på en sentrifugalpumpe en trykkskive som sitter inne i omkretsen av en tetts luftende klareringstetning mellom en løpehjulskjerm og sprederen. Forskyvningen av trykkskiven lar klareringstetningen beskytte trykkskiven fra slipestoffer mens trykkskiven støtter løpehjulet mot reaksjonskreftene til aksialvæskestrømning. I én utforming blir radiusen eller størrelsen til en trykkskive eller andre tetningsliknende funksjoner redusert for å øke eksponering av den nedre løpehjulsskjermen til trykksatt væske, og derved balansere trykk øverst og nederst på løpehjulet for å minske friksjon mellom løpehjulet og trykkskiven. Redusere radiusen til trykkskiven reduserer også overflateområdet til underlagsskiven utsatt for friksjon og reduserer momentarmen til et bremsemoment på det roterende løpehjulet, og reduserer derved trykktap i pumpen. [0003] Durable pumps for abrasives are provided. In one design, an example of a centrifugal pump has a thrust washer that sits inside the perimeter of a tight venting clearance seal between an impeller screen and the spreader. The displacement of the thrust washer allows the clearance seal to protect the thrust washer from abrasives while the thrust washer supports the impeller against the reaction forces of axial fluid flow. In one design, the radius or size of a thrust washer or other seal-like features is reduced to increase exposure of the lower impeller shield to pressurized fluid, thereby balancing pressure at the top and bottom of the impeller to reduce friction between the impeller and thrust washer. Reducing the radius of the thrust washer also reduces the surface area of the washer exposed to friction and reduces the torque arm of a braking torque on the rotating impeller, thereby reducing pressure loss in the pump.

[0004] Dette sammendragsavsnittet er ikke ment å gi en fullstendig beskrivelse av slitesterke pumper for slipende materialer. En detaljert beskrivelse med eksempler på utforminger følger. [0004] This summary section is not intended to provide a complete description of wear-resistant pumps for abrasive materials. A detailed description with examples of designs follows.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0005] Fig. 1 er et diagram av et eksempel på et trinn i en flertrinnspumpe under overflaten for å pumpe væsker som inneholder slipende materialer. [0005] Fig. 1 is a diagram of an example of a stage in a multi-stage subsurface pump for pumping liquids containing abrasive materials.

[0006] Fig. 2 er et diagram av et eksempel på indre trykkskiver for en pumpe for slipende materialer under overflaten. [0006] Fig. 2 is a diagram of an example of internal thrust washers for a subsurface abrasive pump.

[0007] Fig. 3 er et diagram av et eksempel på reduksjon i diameter av en indre trykkskive. [0007] Fig. 3 is a diagram of an example of reduction in diameter of an inner pressure disc.

[0008] Fig. 4 er et diagram av et eksempel på reduksjon i diameter av en trykkskive for å balansere trykkområder for å redusere friksjon. [0008] Fig. 4 is a diagram of an example of reduction in diameter of a pressure washer to balance pressure areas to reduce friction.

[0009] Fig. 5 er et diagram av et eksempel på reduksjon i trykkskivediameter for å minske friksjon og redusere krafttap. [0009] Fig. 5 is a diagram of an example of a reduction in thrust disc diameter to reduce friction and reduce power loss.

[0010] Fig. 6 er et diagram av et eksempel på reduksjon i trykkskivediameter for å minske momentarm av et bremsemoment for å redusere krafttap. [0010] Fig. 6 is a diagram of an example of reduction in pressure disc diameter to reduce torque arm of a braking torque to reduce power loss.

[0011] Fig. 7 er et flytdiagram av et eksempel på en metode for å lage en slipemotstandsdyktig pumpe under overflaten. [0011] Fig. 7 is a flow diagram of an example of a method for making a subsurface abrasion resistant pump.

[0012] Fig. 8 er et flytdiagram av et eksempel på en metode for å øke varigheten og effektiviteten av en slipemotstandsdyktig pumpe. [0012] Fig. 8 is a flow diagram of an example of a method for increasing the durability and efficiency of an abrasion resistant pump.

DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION

Oversikt Overview

[0013] Denne offentliggjøringen beskriver slitesterke pumper for slipende materialer. Pumpene som beskrives gir høyere slitasje og lengre levetid enn konvensjonelle design, spesielt når man pumper væsker under overflaten som inneholder faste stoffer som har en tendens til å være slipende når de blir pumpet eller når man pumper slam. Fig. 1 viser et tverrsnitt av et sentrifugalpumpetrinn 100 av en flertrinns nedsenkbar pumpestabel 102. Flertrinns nedsenkbar pumpestabel 102 inkluderer en rekke av sentrifugalpumpetrinnene 100 stablet sammen langs den aksiale retningen for sammenkoplet løfting for å generere aksialvæskestrømning 104 i omgivelser under overflaten. Fig. 2 viser et eksempel på indre trykkskiver. Fig. 3-6 viser reduksjon av diameteren til et eksempel på trykkskiver og tilknyttede fordeler. Fig. 7-8 viser eksempler på metoder for å øke varigheten til pumper for slipende væsker. [0013] This publication describes wear-resistant pumps for abrasive materials. The pumps described provide higher wear and longer life than conventional designs, especially when pumping subsurface fluids that contain solids that tend to be abrasive when pumped or when pumping slurries. Fig. 1 shows a cross-section of a centrifugal pump stage 100 of a multistage submersible pump stack 102. The multistage submersible pump stack 102 includes a series of centrifugal pump stages 100 stacked together along the axial direction for coupled lift to generate axial fluid flow 104 in a subsurface environment. Fig. 2 shows an example of internal pressure washers. Fig. 3-6 shows reduction of the diameter of an example of thrust washers and associated benefits. Fig. 7-8 shows examples of methods to increase the duration of pumps for abrasive liquids.

Eksempel på svstemomgivelser Example of svstem surroundings

[0014] Elektriske nedsenkbare pumper for slipende væsker har vanligvis minst én overflate som er et løpehjulshus, eller "skjerm," dvs. en fast del av løpehjulsmontasjen som strekker seg radialt utover fra et mer sentralt nav for å styrke og feste løpehjulsbladene på én side, og også tjener til å skjerme løpehjulsbladene, i det minste delvis, fra væsken på den andre siden av skjermen, siden skjermen er fast. Løpehjulsbladene er vanligvis festet til skjermen, og skjermen er vanligvis festet til et nav som mottar rotasjonsdirvkraften til pumpen, eller, skjermen er en forlengelse av selve navet. En slik skjerm kan "ligge under" de nedre sidene av løpehjulsbladene, eller to skjermer kan innelukke både topp- og bunnsiden av løpehjulsbladene i et "lukket løpehjul"- eller "innelukket" design hvor bare de radiale endene til løpehjulsbladene er åpne, i motsetning til åpen-type løpehjulsblader som blir eksponert til væsken som blir pumpet på alle sider av bladene. Åpen-type løpehjul (uten en skjerm) er mer utsatt for slipende slitasje enn et skjermet løpehjul, fordi væske med høy hastighet på løpehjulsbladene er svært nær foringsveggene ("spreder" eller hus), som skaper roterende virvelstrømmer som akselererer slitasje når slipende materialer er til stede i væsken. [0014] Electric submersible pumps for abrasive liquids typically have at least one surface that is an impeller housing, or "screen," i.e., a fixed portion of the impeller assembly that extends radially outward from a more central hub to strengthen and secure the impeller blades on one side , and also serves to shield the impeller blades, at least partially, from the liquid on the other side of the screen, since the screen is fixed. The impeller blades are usually attached to the screen, and the screen is usually attached to a hub that receives the rotational drive of the pump, or, the screen is an extension of the hub itself. Such a screen may "underlie" the lower sides of the impeller blades, or two screens may enclose both the top and bottom sides of the impeller blades in a "closed impeller" or "enclosed" design where only the radial ends of the impeller blades are open, as opposed to to open-type impeller blades that are exposed to the fluid being pumped on all sides of the blades. Open-type impellers (without a screen) are more susceptible to abrasive wear than a shielded impeller, because high-velocity fluid on the impeller blades is very close to the liner walls ("spreaders" or housings), which create rotating eddies that accelerate wear when abrasive materials are present in the liquid.

[0015] Sentrifugalpumper for å overføre væsker kan ha slipende egenskaper som vanligvis omfatter en enkel skjerm som sitter nederst på løpehjulet, eller en innelukket design med både topp- og bunnskjerm. I slipende omgivelser kan skjermen(-ene) også gi ekstra strukturell støtte og forsterkning for å beskytte mot bladkollaps eller deformasjon. Slike innelukkede eller halvåpne løpehjulsdesign er velegnet til å håndtere faste stoffer i bruk hvor bladene kan møte belastning med høy virkning fra stein og faste stoffer. Et halvåpent løpehjul har også en evne til å sende igjennom faste stoffer på en liknende måte som en åpen type løpehjul. Med en enkel skjerm er det halvåpne løpehjulet også relativt enkelt å fabrikkere. [0015] Centrifugal pumps for transferring liquids can have abrasive features that usually include a simple screen that sits at the bottom of the impeller, or an enclosed design with both top and bottom screens. In abrasive environments, the screen(s) can also provide additional structural support and reinforcement to protect against blade collapse or deformation. Such enclosed or semi-open impeller designs are suitable for handling solids in use where the blades can face high impact loads from rock and solids. A semi-open impeller also has an ability to pass through solids in a similar way to an open type impeller. With a simple screen, the semi-open impeller is also relatively easy to fabricate.

[0016] Høyt aksialtrykk er den primære ulempen med halvåpne og innelukkede løpehjulsdesign: Det roterende løpehjulet skaper en netto væskestrømning 104 langs den aksiale retningen, men skaper også store reaksjonskrefter som trykker det skjermede løpehjulet tilbake i den motsatte retningen av den aksiale væskestrømmen. På et halvåpent løpehjul blir hele baksideoverflaten til skjermen utsatt for hele trykket avgitt fra løpehjulet. Forsiden av skjermen er ved sugetrykk ved sentrum av løpehjulet hvor væsken kommer inn, og øker langs løpehjulsradiusen p.g.a. sentrifugalvirkning. [0016] High axial pressure is the primary disadvantage of semi-open and enclosed impeller designs: the rotating impeller creates a net fluid flow 104 along the axial direction, but also creates large reaction forces that push the shielded impeller back in the opposite direction of the axial fluid flow. On a semi-open impeller, the entire back surface of the screen is exposed to the full pressure given off by the impeller. The front of the screen is at suction pressure at the center of the impeller where the liquid enters, and increases along the impeller radius due to centrifugal action.

[0017] Differensialen mellom trykkprofilene langs de to sidene av skjermen skaper ubalansen i aksialtrykk, her henvist til som nedtrykk. Nedtrykket kan bli motvirket med en trykkskive som radialt støtter baksiden av skjermen. Det er også et tap av effektivitet p.g.a. skivefriksjon forårsaket av at løpehjulet går rundt like i nærheten av den stasjonære foringsveggen. Nedtrykkskreftene blir motstått av trykkskiver på hvert trinn for flottørtype pumper. Løpehjul av blandet strømningstype har vanligvis balanseringer som hjelper til å holde disse kreftene innenfor akseptable grenser. Radialstrømningsløpehjul har imidlertid ikke slike balanseringer p.g.a. behovet for å minimerer trinnets aksiallengde. Høyden til slitasjeringer, trykkskiver eller andre balanseringer i den aksiale retningen er av primær betydning siden denne høyden innvirker direkte på den totale høyden av hvert pumpetrinn som er kritisk i mange flertrinns pumpedesign. Radiale løpehjul har derfor en tendens til å ha høye trykkbelastninger som fører til høye, mekaniske friksjonskrafttap og en høy slitasjehastighet for trykkskiver. [0017] The differential between the pressure profiles along the two sides of the screen creates the imbalance in axial pressure, here referred to as down pressure. The downward pressure can be counteracted with a pressure disc that radially supports the back of the screen. There is also a loss of efficiency due to disc friction caused by the impeller rotating close to the stationary casing wall. The down pressure forces are resisted by thrust washers on each stage for float type pumps. Mixed flow type impellers usually have balances to help keep these forces within acceptable limits. However, radial flow impellers do not have such balances due to the need to minimize the axial length of the step. The height of wear rings, thrust washers or other balances in the axial direction is of primary importance since this height directly affects the overall height of each pump stage which is critical in many multistage pump designs. Radial impellers therefore tend to have high thrust loads which lead to high mechanical frictional force losses and a high wear rate for thrust washers.

[0018] I sentrifugalpumper lekker en del av væsken som går ut fra det roterende løpehjulet vanligvis tilbake til pumpesuksjonen ved å bevege seg gjennom mellomrommet mellom løpehjulskjermen og foringen. Et halvåpent løpehjul har vanligvis slitasjeringer eller en forsidetetning for å regulere denne lekkasjen. I noen pumpetrinndesign kan de ytre kantene av trykkskiven utføre denne lekkasjereguleringsrollen. Derved kan trykkskiven også ha som mål å gi en væsketetning. [0018] In centrifugal pumps, a portion of the fluid exiting the rotating impeller usually leaks back to the pump suction by moving through the space between the impeller screen and the liner. A semi-open impeller usually has wear rings or a face seal to regulate this leakage. In some pump stage designs, the outer edges of the pressure washer can perform this leakage control role. Thereby, the thrust disc can also aim to provide a liquid seal.

[0019] Trykkskivene regulerer resirkulasjon gjennom strømningsbegrensning, og kan også bli brukt sammen med løpehjulsbalansehull for å regulere aksialtrykket. Strømningsbegrensningen skapt av den tette klareringen mellom roterende og stasjonære trykkskiveflater forårsaker imidlertid svært høy lokal væskehastighet og derved en høy slitasjehastighet. Konvensjonelle trykkskiver har, siden de er utsatt for denne høye strømningshastigheten, en kort levetid i slipende omgivelser, selv når harde materialer og behandlede overflater blir brukt. [0019] The pressure washers regulate recirculation through flow restriction, and can also be used together with impeller balance holes to regulate axial pressure. However, the flow restriction created by the tight clearance between the rotating and stationary thrust disc surfaces causes a very high local fluid velocity and thus a high wear rate. Conventional thrust washers, since they are subjected to this high flow rate, have a short life in abrasive environments, even when hard materials and treated surfaces are used.

[0020] Strømningsrestriksjonen ved trykkskiven forårsaker også at faste stoffer demmes opp på dette stedet. Konvensjonelt, som vist øverst i fig. 2, blir en utvendig trykkskive 202 plassert radialt utover fra en løpehjul-til-spreder-skjerm klareringstetning 204 eller en annen tetning. Slik en klareringstetning 204 er vanligvis et fint bearbeidet, tettsluttende, tettløpende, metall-til-metall grensesnitt mellom løpehjulsskjermen 206 og sprederen (foringsvegger) 208 til pumpen. Den konvensjonelle visdommen til dette arrangementet er å støtte løpehjulet 210 mot reaktive krefter fra aksial væskestrøm 104, som støtter løpehjulet 210 rundt en ring som har en betydelig diameter under løpehjulet ved en medial radius av løpehjulskjermen 206. Men en svakhet ved det utvendige trykkskivearrangementet 202 er at slipende partikler båret av væskelekkasje fra løpehjulsspissen har en tendens til å akkumulere ved avleiringssted 212 i fig. 2. Denne oppbyggingen av slipende partikler er på grunn av at trykkskivens aksiale klarering er større enn den radiale klareringen til forsidetetningshandlingen, og derfor fungerer forsidetetningen som en partikkeldam. Akkumulerte slipende partikler sliter raskt den utvendige trykkskiven 202. [0020] The flow restriction at the pressure disc also causes solids to dam up at this location. Conventionally, as shown at the top of fig. 2, an external thrust washer 202 is positioned radially outward from an impeller-to-spreader screen clearance seal 204 or other seal. Such a clearance seal 204 is typically a finely machined, tight-fitting, tight-fitting, metal-to-metal interface between the impeller shield 206 and the spreader (lining walls) 208 of the pump. The conventional wisdom of this arrangement is to support the impeller 210 against reactive forces from axial fluid flow 104, which supports the impeller 210 around a ring having a significant diameter below the impeller at a medial radius of the impeller shield 206. However, a weakness of the external thrust washer arrangement 202 is that abrasive particles carried by liquid leakage from the impeller tip tend to accumulate at deposit location 212 in fig. 2. This buildup of abrasive particles is due to the axial clearance of the thrust washer being greater than the radial clearance of the face seal action, and therefore the face seal acts as a particle dam. Accumulated abrasive particles quickly wear the outer thrust washer 202.

[0021] Trykket skapt av løpehjulet 210 på hvert trinn av en nedsenkbar pumpe kan være problematisk i en rekke forskjellige nedsenkbare pumpetyper, inkludert pumper med blandede strømningstrinn og pumper med radiale strømningstrinn. I noen flottørtype design er f.eks. en betydelig del av krafttapet i pumpen p.g.a. at trykkfriksjon skjer ved en utvendig trykkskive p.g.a. relativt høyt friksjonsindusert moment i denne radialt uteliggende stillingen. Dersom den ytre trykkskiven blir fjernet fira flottørtypetrinnet, øker imidlertid mangelen på tetningsfunksjon lekkasjetap. [0021] The pressure created by the impeller 210 on each stage of a submersible pump can be problematic in a variety of submersible pump types, including mixed flow stage pumps and radial flow stage pumps. In some float type designs, e.g. a significant part of the power loss in the pump due to that pressure friction occurs at an external pressure plate due to relatively high friction-induced torque in this radially outward position. If the outer pressure washer is removed for the float type stage, however, the lack of sealing function increases leakage losses.

Eksempel på pumpe- og løpehjuldesign Example of pump and impeller design

[0022] Som vist i den nedre delen av fig. 2, i én utforming av et pumpetrinn 100, har et eksempel på et pumpeløpehjul 214 en indre trykkskive (pute, ring) 216 som blir forskjøvet innover i forhold til en tetning 204 som definerer en grense av et væskekammer for sprederen (dvs. det stasjonære huset rundt løpehjulet). Forskyvningen av den indre trykkskiven 216 "bak" tetningen 204 beskytter den indre trykkskiven 216 fra slipende væsker som blir pumpet og derved, fra konvensjonell slipevirkning og slitasje. Termen "indre," som brukt her, betyr "radialt innover, mot eller nærmere det aksiale roteringssentret til pumpen," mens "utenforliggende" betyr "radialt utover, bort fra eller lenger bort fra det aksiale roteringssentret til pumpen." [0022] As shown in the lower part of fig. 2, in one embodiment of a pump stage 100, an example of a pump impeller 214 has an inner thrust washer (pad, ring) 216 that is displaced inwardly relative to a seal 204 that defines a boundary of a fluid chamber for the spreader (ie, the stationary housing around the impeller). The displacement of the inner thrust washer 216 "behind" the seal 204 protects the inner thrust washer 216 from abrasive fluids being pumped and thereby, from conventional abrasive action and wear. The term "internal," as used herein, means "radially inward, toward, or closer to the axial center of rotation of the pump," while "external" means "radially outward, away from, or further away from the axial center of rotation of the pump."

[0023] Den tidligere nevnte tetningen 204 kan være en slitasjering, eller kan være et fint bearbeidet, tettløpende grensesnitt mellom en roterende del av løpehjulet 214, vanligvis en løpehjulsskjerm 218, og det stasjonære sprederhuset: Dvs. en løpehjulsskjerm-til-spreder klareringstetning 204. Med hensyn til slipende væske, siden den beskyttende tetningen 204 er oppstrøm fra den indre trykkskiven 216 (med hensyn til væske som forsøker å returnere fra løpehjulet 214 til pumpeinntaket 220) blir mengden av slipende partikler som når den beskyttede indre trykkskiven 216 sterkt redusert eller eliminert. I konvensjonelle design kan en utenforliggende trykkskive 202 være i direkte kontakt eller til og med fullstendig nedsenket i væsken som blir pumpet. Trykkskiven 216 som er således forskjøvet og beskyttet, motvirker og støtter mot reaksjonære nedtrykkskrefter generert av det pumpende løpehjulet mens den gir høyere slitasje og lengre levetid enn konvensjonelle pumper som brukes til å pumpe slipende væsker i flertrinnsomgivelser under overflaten. [0023] The previously mentioned seal 204 may be a wear ring, or may be a finely machined, tight-fitting interface between a rotating part of the impeller 214, usually an impeller screen 218, and the stationary spreader housing: Ie. an impeller shield-to-spreader clearance seal 204. With respect to abrasive fluid, since the protective seal 204 is upstream from the inner thrust washer 216 (with respect to fluid attempting to return from the impeller 214 to the pump inlet 220) the amount of abrasive particles that reach the protected internal thrust washer 216 greatly reduced or eliminated. In conventional designs, an external thrust washer 202 may be in direct contact or even fully submerged in the fluid being pumped. The thrust washer 216 thus offset and protected counteracts and supports against reactionary downforces generated by the pumping impeller while providing higher wear and longer life than conventional pumps used to pump abrasive fluids in multistage subsurface environments.

[0024] I den samme eller en annen utforming, som vist i fig. 3, blir diameteren (størrelse eller "ringstørrelse") til en tetning eller en trykkskive nederst på (dvs. bak) løpehjulet strategisk redusert for å eksponere mer overflateområde på den nedre løpehjulsskjermen til den trykksatte væsken som blir pumpet. I noen design danner en tetning, slitasjering eller tettsluttende grensesnitt mellom bevegelig løpehjul og stasjonær spreder omfanget av væskerommet under løpehjulet, mens i andre design utfører trykkskiven 202 selv denne rollen. Trykkskiven 202 kan brukes som et eksempel i beskrivelsen nedenfor, siden den spiller den ekstra rollen som en "slitasjering"-type tetning i noen pumper. [0024] In the same or another design, as shown in fig. 3, the diameter (size or "ring size") of a seal or thrust washer at the bottom (ie, rear) of the impeller is strategically reduced to expose more surface area of the lower impeller shield to the pressurized fluid being pumped. In some designs, a seal, wear ring, or sealing interface between the movable impeller and the stationary spreader forms the extent of the fluid space below the impeller, while in other designs the thrust washer 202 itself performs this role. Thrust washer 202 may be used as an example in the description below, as it plays the additional role of a "wear ring" type seal in some pumps.

[0025] Som vist i den øvre delen av fig. 4, definerer en konvensjonell trykkskive 202 omfanget av et væskekammer 402 på en nedre løpehjulsskjerm 206. Toppen av løpehjulet 210 har et væskekammer 404 som eksponerer en større del av overflateområdet øverst på løpehjulet 210 til trykksatt væske og resulterer i ubalansert trykkområde 406 som trykker løpehjulet 210 ned i trykkskiven 202, hvor friksjon resulterer i krafttap. Nedtrykkskrefter har en tendens til å være høye fordi trykk som virker på overflaten til den nedre løpehjulsskjermen 206 blir tettet ved den utvendige diameteren 408 til trykkskiven 202, mens trykkraft som virker på overflaten 410 til den øvre løpehjulsskjermen blir tettet ved spredernavet inne i diameter 412. [0025] As shown in the upper part of fig. 4, a conventional pressure washer 202 defines the extent of a fluid chamber 402 on a lower impeller screen 206. The top of the impeller 210 has a fluid chamber 404 which exposes a greater portion of the surface area at the top of the impeller 210 to pressurized fluid and results in unbalanced pressure area 406 which presses the impeller 210 down into the thrust washer 202, where friction results in power loss. Downforces tend to be high because pressure acting on the surface of the lower impeller shield 206 is sealed at the outer diameter 408 of the thrust disc 202, while pressure acting on the surface 410 of the upper impeller shield is sealed at the spreader hub inside diameter 412.

[0026] I den nedre delen av fig. 4 øker reduksjon av diameteren til den konvensjonelle trykkskiven 202 til en trykkskive 216 med en mindre diameter ved utforming og fabrikasjon av en pumpe omfanget til det nedre væskekammeret 414 og øker mengden av overflateområdet til den nedre løpehjulsskjermen 416 som blir eksponert til den trykksatte væsken under. Med henvisning til fig. 4, reduserer reduksjon av diameteren til trykkskiven 216 effektivt det ubalanserte trykkområdet 418, som gitt i likning (1): hvor dj er den konvensjonelle utvendige diameteren til det ubalanserte trykkområdet 406, og d2er den utvendige diameteren til det området 418 med redusert trykkubalanse. Redusere området 418 med trykkubalanse på denne måten øker trykket på den nedre løpehjulsskjermen 416 og derved til en viss grad løfte løpehjulet 420 av trykkskiven 216. Løftingen er muligens ikke en fysisk bevegelse av løpehjulet 420 av trykkskiven 216, men kan være en reduksjon i netto nedtrykkskraften som virker på løpehjulet 420, eller en reduksjon av den normale kraften Fn på friksjonsoverflaten til trykkskiven 216, og derved spare trykkskiven 216. Friksjonen på overflaten av trykkskiven 216 kan bli tilnærmet med den tørre friksjonen uttrykt i likning (2): [0026] In the lower part of fig. 4, reducing the diameter of the conventional thrust washer 202 to a smaller diameter thrust washer 216 in the design and manufacture of a pump increases the extent of the lower fluid chamber 414 and increases the amount of surface area of the lower impeller shield 416 that is exposed to the pressurized fluid below. With reference to fig. 4, reducing the diameter of pressure disc 216 effectively reduces the unbalanced pressure area 418, as given in equation (1): where dj is the conventional outside diameter of the unbalanced pressure area 406, and d2 is the outside diameter of that area 418 with reduced pressure imbalance. Reducing the area 418 of pressure imbalance in this way increases the pressure on the lower impeller screen 416 and thereby to some extent lift the impeller 420 off the pressure disc 216. The lifting is possibly not a physical movement of the impeller 420 off the pressure disc 216, but may be a reduction in the net downforce which acts on the impeller 420, or a reduction of the normal force Fn on the friction surface of the pressure disc 216, thereby saving the pressure disc 216. The friction on the surface of the pressure disc 216 can be approximated by the dry friction expressed in equation (2):

hvor F{er friksjonskraften brukt av hver overflate på den andre, og er parallell til overflaten i en retning motsatt til netto påført kraft; u er friksjonskoeffisienten, som er en empirisk egenskap av materialene som brukes til å lage trykkskiven 216, og Fa er den normale kraften brukt av hver overflate på den andre, rettet loddrett (normalt) til overflaten. where F{ is the frictional force applied by each surface on the other, and is parallel to the surface in a direction opposite to the net applied force; u is the coefficient of friction, which is an empirical property of the materials used to make the thrust washer 216, and Fa is the normal force applied by each surface on the other, directed perpendicular (normal) to the surface.

[0027] Diameteren til trykkskiven 216 (eller en annen tetning) kan derved bli selektivt redusert til å strategisk balansere det eksponerte overflateområdet og trykket nederst på løpehjulet 420 med det eksponerte overflateområdet og trykket på toppen av løpehjulet 420 for å redusere friksjon og krafttap. Denne balanseringen av trykk øverst og nederst på løpehjulet 420 gjennom valg av tetning- eller skivestørrelse gir også andre fordeler. [0027] The diameter of the thrust washer 216 (or other seal) can thereby be selectively reduced to strategically balance the exposed surface area and pressure at the bottom of the impeller 420 with the exposed surface area and pressure at the top of the impeller 420 to reduce friction and power loss. This balancing of pressure at the top and bottom of the impeller 420 through choice of seal or disc size also provides other benefits.

[0028] Som vist i fig. 5, ved å redusere diameteren til den konvensjonelle trykkskiven 202, reduserer den reduserte diameteren til den mindre trykkskiven 216 også krafttapet p.g.a. mindre overflateområde hvor det kan forekomme friksjon på den mindre trykkskiven 216. Reduksjonen i overflateområde hvor det kan forekomme friksjon blir gitt av likning (3) ved bruk av radiene vist i fig. 5: [0028] As shown in fig. 5, by reducing the diameter of the conventional thrust washer 202, the reduced diameter of the smaller thrust washer 216 also reduces the power loss due to smaller surface area where friction can occur on the smaller pressure disc 216. The reduction in surface area where friction can occur is given by equation (3) using the radii shown in fig. 5:

[0029] For en reduksjon i den utvendige diameteren til en konvensjonell trykkskive 202 hvor den nye utvendige diameteren til den mindre trykkskiven 216 fremdeles forblir større enn den opprinnelige innvendige diameteren til den konvensjonelle trykkskiven 202, kan reduksjonen i overflateområdet hvor det kan forekomme friksjon bli gitt av likning (4): [0029] For a reduction in the outside diameter of a conventional thrust washer 202 where the new outside diameter of the smaller thrust washer 216 still remains larger than the original inside diameter of the conventional thrust washer 202, the reduction in surface area where friction can occur can be provided of equation (4):

hvor dj er den utvendige diameteren til den konvensjonelle trykkskiven 202 og d2er den utvendige diameteren til den nye, mindre trykkskiven 216. where dj is the outside diameter of the conventional thrust washer 202 and d2 is the outside diameter of the new, smaller thrust washer 216.

[0030] Videre, som vist i fig. 6, siden radiusen av sirkelen eller ringen definert av den konvensjonelle trykkskiven 202 blir redusert til radiusen til den nye, mindre trykkskiven 216, blir momentarmen 602 til den tilfeldige bremsekraften redusert 604. Bremsekraften er en høy-friksjonsindusert moment som virker mellom den roterende skjermen og trykkskiven 216 eller mellom den stasjonære sprederen og trykkskiven 216, avhengig av oppsett, siden trykkskiven 216 uønsket opptrer som elementer i en skivebremse. Friksjonsmomentet blir gitt av likning (5): hvor x er friksjonsbremsemomentet, r er momentarmen 602 (eller vektarmen) og F er friksjonskraften tilnærmet av likning (2) ovenfor. Derved kan reduksjonen i friksjonsbremsemomentet bli gitt av likning (6), ved å bruke radiene vist i fig. 6: [0030] Furthermore, as shown in fig. 6, since the radius of the circle or ring defined by the conventional pressure disc 202 is reduced to the radius of the new, smaller pressure disc 216, the torque arm 602 of the random braking force is reduced 604. The braking force is a high-friction induced torque acting between the rotating screen and the pressure disc 216 or between the stationary spreader and the pressure disc 216, depending on the setup, since the pressure disc 216 acts undesirably as elements of a disc brake. The friction torque is given by equation (5): where x is the friction braking torque, r is the moment arm 602 (or weight arm) and F is the friction force approximated by equation (2) above. Thereby, the reduction in the friction braking torque can be given by equation (6), by using the radii shown in fig. 6:

[0031] Forskyve tetningen eller trykkskiven kan også øke pumpens effektivitet og redusere slitasje ved å plassere trykkskiven 216 eller andre tetninger der hvor det er mindre risting og turbulens i den slipende væsken og/eller hvor det er forbedret laminær strømning bort fra tett samhandlende bevegelige deler. [0031] Displacing the seal or thrust washer can also increase pump efficiency and reduce wear by placing the thrust washer 216 or other seals where there is less shaking and turbulence in the abrasive fluid and/or where there is improved laminar flow away from closely interacting moving parts .

Eksempler på metoder Examples of methods

[0032] Fig. 7 er et eksempel på en metode 700 for å lage en slipemotstandsdyktig pumpe til bruk under overflaten. I flytdiagrammet blir operasjonene gitt som sammendrag i individuelle blokker. [0032] Fig. 7 is an example of a method 700 for making an abrasion resistant pump for subsurface use. In the flowchart, the operations are given as summaries in individual blocks.

[0033] I blokk 702 blir det laget en pumpe til å overføre væsker som inneholder slipende materialer på et sted under overflaten, inkludert et løpehjul, en foring og en trykkskive. [0033] In block 702, a pump is created to transfer fluids containing abrasive materials at a subsurface location, including an impeller, a liner, and a thrust washer.

[0034] I blokk 704 blir en tetning og en trykkskive plassert i forhold til hverandre for å motstå en strømning av de slipende materialene til trykkskiven. [0034] In block 704, a seal and a thrust washer are positioned relative to each other to resist a flow of the abrasive materials to the thrust washer.

[0035] Fig. 8 er et eksempel på metode 800 for å øke varigheten og effektiviteten til en slipemotstandsdyktig pumpe. I flytdiagrammet blir operasjonene gitt som sammendrag i individuelle blokker. 0036] I blokk 802 blir det laget et løpehjul til å pumpe væske, inkludert en trykkskive for å støtte løpehjulet og for å begrense en strømning av væsken. [0035] Fig. 8 is an example of method 800 for increasing the durability and efficiency of an abrasion resistant pump. In the flowchart, the operations are given as summaries in individual blocks. 0036] In block 802, an impeller is made to pump liquid, including a thrust washer to support the impeller and to restrict a flow of the liquid.

[0037] I blokk 804 blir diameteren til trykkskiven redusert for å balansere et første trykk nederst på løpehjulet med et andre trykk øverst på løpehjulet, for å redusere friksjon av løpehjulet på trykkskiven. [0037] In block 804, the diameter of the thrust washer is reduced to balance a first pressure at the bottom of the impeller with a second pressure at the top of the impeller, to reduce friction of the impeller on the thrust washer.

[0038] I blokk 806 blir diameteren til trykkskiven redusert for å redusere en overflate utsatt for friksjon og å redusere en momentarm av et bremsemoment på løpehjulet, for å redusere krafttap i pumpen. [0038] In block 806, the diameter of the thrust washer is reduced to reduce a surface exposed to friction and to reduce a torque arm of a braking torque on the impeller, to reduce power loss in the pump.

Konklusjon Conclusion

[0039] Selv om eksempler på systemer og metoder har blitt beskrevet på et språk som er spesielt for strukturelle funksjoner eller teknikker, er emnet definert i de vedlagte patentkrav ikke nødvendigvis begrenset til de spesifikke funksjonene eller handlingene som er beskrevet. De spesifikke funksjonene og handlingene er snarere offentliggjort som eksempler på former av utføringer av de systemer, metoder og strukturer som kreves. [0039] Although example systems and methods have been described in language specific to structural functions or techniques, the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific functions or actions described. Rather, the specific functions and actions are published as examples of forms of execution of the systems, methods and structures required.

Claims (20)

1. Et pumpetrinn for en sentrifugalpumpe til bruk i en underjordisk hydrokarbonbrønn som omfatter: en spreder; et løpehjul; en trykkskive og en klareringstetning som sitter oppstrøms fra trykkskiven.1. A pumping stage for a centrifugal pump for use in an underground hydrocarbon well comprising: a spreader; an impeller; a thrust washer and a clearance seal located upstream of the thrust washer. 2. Pumpetrinnet i krav 1, hvori klareringstetningen blir dannet mellom løpehjulet og sprederen.2. The pump stage of claim 1, wherein the clearance seal is formed between the impeller and the spreader. 3. Pumpetrinnet i krav 1, hvori trykkskiven sitter radialt innover fra klareringstetningen med hensyn til en sentral akse av pumpetrinnet.3. The pump stage in claim 1, in which the thrust washer sits radially inwards from the clearance seal with respect to a central axis of the pump stage. 4. Pumpetrinnet i krav 1, hvori klareringstetningen motstår en strømning av væske fra løpehjulet tilbake til et væskeinntak. Klareringstetningen sitter mellom væsken og trykkskiven.4. The pump stage of claim 1, wherein the clearance seal resists a flow of liquid from the impeller back to a liquid inlet. The clearance seal sits between the liquid and the pressure disc. 5. Pumpetrinnet i krav 1, hvori det tettløpende metall-til-metall-grensesnittet omfatter et flatt grensesnitt mellom løpehjulet og sprederen.5. The pump stage of claim 1, wherein the close-fitting metal-to-metal interface comprises a flat interface between the impeller and the spreader. 6. Pumpetrinnet i krav 5 hvori det tettløpende grensesnittet omfatter et flatt grensesnitt av to overflater som kjører parallelt til en aksial retning av pumpetrinnet, og det flate grensesnittet er anbrakt mellom en væske og trykkskiven.6. The pump stage in claim 5 in which the tight-fitting interface comprises a flat interface of two surfaces running parallel to an axial direction of the pump stage, and the flat interface is placed between a liquid and the pressure disc. 7. Pumpetrinnet i krav 1, hvori væsken omfatter en slipende væske og klareringstetningen motstår strømningen av slipende komponenter i den slipende væsken til trykkskiven.7. The pumping step of claim 1, wherein the fluid comprises an abrasive fluid and the clearance seal resists the flow of abrasive components in the abrasive fluid to the pressure plate. 8. Pumpetrinnet i krav 1, hvori en diameter av trykkskiven blir redusert for å lokalisere klareringstetningen oppstrøms for trykkskiven, og hvori en redusert diameter av trykkskiven øker et væsketrykk på en nedre side av løpehjulet for å redusere friksjon av løpehjulet på trykkskiven.8. The pump stage of claim 1, wherein a diameter of the thrust disc is reduced to locate the clearance seal upstream of the thrust disc, and wherein a reduced diameter of the thrust washer increases a fluid pressure on a lower side of the impeller to reduce friction of the impeller on the thrust washer. 9. Et nedsenkbart pumpetrinn for en hydrokarbonbrønn under overflaten som omfatter: et løpehjul; en spreder, og minst én trykkskive som sitter inne i minst én løpehjul-til-spreder-klareringstetning og derved reduserer en nedtrykksbelastning som virker på løpehjulet.9. A submersible pump stage for a subsurface hydrocarbon well comprising: an impeller; a spreader, and at least one thrust washer seated within at least one impeller-to-spreader clearance seal thereby reducing a down pressure load acting on the impeller. 10. Det nedsenkbare pumpetrinnet i krav 9, hvor nevnte plassering av trykkskiven inne i løpehjul-til-spreder klareringstetningen øker et første væsketrykk på en bunn av løpehjulet for å redusere friksjon av løpehjulet på trykkskiven.10. The submersible pump stage of claim 9, wherein said placement of the thrust washer within the impeller-to-spreader clearance seal increases a first fluid pressure on a bottom of the impeller to reduce friction of the impeller on the thrust washer. 11. Det nedsenkbare pumpetrinnet i krav 9, hvor et redusert overflateområde av trykkskiven reduserer friksjon av løpehjulet på trykkskiven.11. The submersible pump stage in claim 9, where a reduced surface area of the pressure disc reduces friction of the impeller on the pressure disc. 12. Det nedsenkbare pumpetrinnet i krav 9, hvori en redusert diameter av trykkskiven reduserer en momentarm av et bremsemoment som virker mellom løpehjulet og trykkskiven, og reduserer friksjon av løpehjulet på trykkskiven.12. The submersible pump stage of claim 9, wherein a reduced diameter of the thrust washer reduces a moment arm of a braking torque acting between the impeller and the thrust washer, and reduces friction of the impeller on the thrust washer. 13. Et løpehjul for en sentrifugalpumpe til bruk i en hydrokarbonbrønn under overflaten, som omfatter: et løpehjul som inkluderer løpehjulsblader festet til en skjerm; en trykkskive som sitter radialt innover fra en løpehjul-til-spreder klareringstetningsfunksjon av løpehjulet.13. An impeller for a centrifugal pump for use in a subsurface hydrocarbon well, comprising: an impeller including impeller blades attached to a screen; a thrust washer that sits radially inward from an impeller-to-spreader clearance sealing function of the impeller. 14. Løpehjulet i krav 13, hvori sentrifugalpumpen omfatter et trinn av en flertrinnspumpe under overflaten for å flytte hydrokarboner som inneholder slipende faste stoffer.14. The impeller of claim 13, wherein the centrifugal pump comprises a stage of a subsurface multi-stage pump for moving hydrocarbons containing abrasive solids. 15. Løpehjulet i krav 13, hvori løpehjul-til-spreder klareringstetningen danner en tettløpende klareringstetning med en stasjonær del av en spreder.15. The impeller of claim 13, wherein the impeller-to-spreader clearance seal forms a tight-fitting clearance seal with a stationary part of a spreader. 16. Løpehjulet i krav 15, hvori nevnte trykkskive som sitter radialt innover fra løpehjul-til-spreder klareringstetningen forårsaker at et nedre overflateområde av skjermen blir eksponert til et økt væsketrykk for å redusere friksjon fira trykkskiven.16. The impeller of claim 15, wherein said thrust washer seated radially inward from the impeller-to-spreader clearance seal causes a lower surface area of the screen to be exposed to an increased fluid pressure to reduce friction for the thrust washer. 17. Løpehjulet i krav 13, hvori trykkskiven har en redusert diameter for å lokalisere trykkskiven innover fra løpehjul-til-spreder klareringstetningsfunksjonen, og hvori den reduserte diameteren til trykkskiven reduserer et overflateområde av trykkskiven for å minske friksjon på trykkskiven.17. The impeller of claim 13, wherein the thrust washer has a reduced diameter to locate the thrust washer inwardly from the impeller-to-spreader clearance seal function, and wherein the reduced diameter of the thrust washer reduces a surface area of the thrust washer to reduce friction on the thrust washer. 18. Løpehjulet i krav 13, hvori trykkskiven har en redusert diameter for å lokalisere trykkskiven innenfor løpehjulet-til-spreder klareringstetningsfunksjonen, og hvori den reduserte diameteren til trykkskiven reduserer en momentarm av et bremsemoment som virker på trykkskiven.18. The impeller of claim 13, wherein the thrust washer has a reduced diameter to locate the thrust washer within the impeller-to-spreader clearance seal function, and wherein the reduced diameter of the thrust disc reduces a torque arm of a braking torque acting on the thrust disc. 19. En metode som omfatter å: lage et pumpetrinn for en flertrinns nedsenkbar pumpe for en hydrokarbonbrønn under overflaten, pumpetrinnet inkluderer et løpehjul, en spreder og en trykkskive, og lokalisere trykkskiven innenfor en løpehjul-til-sprederklareringstetning.19. A method comprising: making a pump stage for a multi-stage submersible pump for a subsurface hydrocarbon well, the pump stage including an impeller, a spreader and a thrust washer, and locating the thrust washer within an impeller-to-spreader clearance seal. 20. Metoden i krav 19 som videre omfatter å velge en diameter for trykkskiven, hvori den valgte diameteren reduserer et overflateområde av trykkskiven for å minske friksjon på trykkskiven og redusere en momentarm av et bremsemoment som virker på trykkskiven.20. The method in claim 19 which further comprises selecting a diameter for the thrust disc, wherein the selected diameter reduces a surface area of the thrust disc to reduce friction on the thrust disc and reduce a torque arm of a braking torque acting on the thrust disc.
NO20130059A 2010-06-30 2013-01-11 Durable pumps for abrasive materials NO20130059A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36003110P 2010-06-30 2010-06-30
US36569510P 2010-07-19 2010-07-19
PCT/US2011/042690 WO2012003386A2 (en) 2010-06-30 2011-06-30 Durable pumps for abrasives

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20130059A1 true NO20130059A1 (en) 2013-01-11

Family

ID=45402665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130059A NO20130059A1 (en) 2010-06-30 2013-01-11 Durable pumps for abrasive materials

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130209225A1 (en)
CA (1) CA2803993C (en)
GB (1) GB2495051A (en)
NO (1) NO20130059A1 (en)
WO (1) WO2012003386A2 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9470075B2 (en) * 2009-09-02 2016-10-18 Harrier Technologies, Inc. System and method for direct drive pump
CN103233907A (en) * 2013-04-15 2013-08-07 肖琼 Abrasion-resistant slurry pump
CN103452899A (en) * 2013-09-27 2013-12-18 江门市瑞荣泵业有限公司 Impeller structure of sinking pump for well
US9677560B1 (en) * 2014-07-11 2017-06-13 Summit Esp, Llc Centrifugal pump impeller support system and apparatus
US10302196B2 (en) 2014-07-16 2019-05-28 Schlumberger Technology Corporation Self cleaning pistons
US9638207B2 (en) 2014-09-26 2017-05-02 Summit Esp, Llc Centrifugal pump for handling abrasive-laden fluid
US9829001B2 (en) 2014-10-23 2017-11-28 Summit Esp, Llc Electric submersible pump assembly bearing
WO2017003449A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Schlumberger Canada Limited Particle guard ring for mixed flow pump
CA3007469C (en) * 2015-12-07 2021-06-29 Fluid Handling Llc Opposed impeller wear ring undercut to offset generated axial thrust in multi-stage pump
US10890189B2 (en) 2016-06-01 2021-01-12 Schlumberger Technology Corporation Submersible pumping system having thrust pad flow bypass
US10683868B2 (en) 2016-07-18 2020-06-16 Halliburton Energy Services, Inc. Bushing anti-rotation system and apparatus
WO2018031780A1 (en) 2016-08-10 2018-02-15 Kickstart International, Inc. Modular multi stage pump assembly
CA3054585C (en) 2017-04-05 2021-06-01 Halliburton Energy Services, Inc. Press-fit thrust bearing system and apparatus
US10161411B1 (en) 2017-10-20 2018-12-25 Halliburton Energy Services, Inc. Centrifugal pump sealing surfaces
CN110762023A (en) * 2018-07-27 2020-02-07 广东威灵电机制造有限公司 Water pump assembly and dish washing machine with same
CN109500720B (en) * 2018-11-22 2020-09-11 北京遥感设备研究所 Thin-wall runner pressurization abrasive flow device
WO2021055689A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-25 Schlumberger Technology Corporation Thrust handling for electric submersible pumps
US11629733B2 (en) * 2020-09-23 2023-04-18 Schlumberger Technology Corporation Anti-swirl ribs in electric submersible pump balance ring cavity

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2775945A (en) * 1953-08-27 1957-01-01 Reda Pump Company Sand resistant pump
US3612716A (en) * 1970-06-15 1971-10-12 Red Jacket Mfg Co Multistage centrifugal pump
NO276573L (en) * 1973-07-05 1975-02-03 Thune Eureka As
US5360273A (en) * 1992-07-07 1994-11-01 Aerojet General Corporation Hydrostatic rotor bearing having a pivoted pad
US5577886A (en) * 1995-02-15 1996-11-26 Itt Flygt Ab Sealing device for pump impeller
US6106224A (en) * 1998-04-02 2000-08-22 Camco International Inc. Downthrust pads for submersible centrifugal pumps
US7648332B2 (en) * 2006-08-30 2010-01-19 Schlumberger Technology Corporation System and method for reducing thrust acting on submersible pumping components

Also Published As

Publication number Publication date
GB201300787D0 (en) 2013-02-27
CA2803993C (en) 2016-04-26
US20130209225A1 (en) 2013-08-15
WO2012003386A3 (en) 2012-05-31
GB2495051A (en) 2013-03-27
CA2803993A1 (en) 2012-01-05
WO2012003386A2 (en) 2012-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20130059A1 (en) Durable pumps for abrasive materials
US20120020777A1 (en) Durable pumps for abrasives
US5133639A (en) Bearing arrangement for centrifugal pump
US9677560B1 (en) Centrifugal pump impeller support system and apparatus
US8568081B2 (en) Axial thrust balanced impeller for use with a downhole electrical submersible pump
CN101371047B (en) Flexible floating ring seal arrangement for rotodynamic pumps
RU2688066C2 (en) Impeller for centrifugal pump, centrifugal pump, as well as its use
CA2905848C (en) Centrifugal pump for handling abrasive-laden fluid
US10161411B1 (en) Centrifugal pump sealing surfaces
US20220268293A1 (en) Rotary Parts For A Slurry Pump
US10145380B1 (en) Thrust bearing suspension system and apparatus
NO334954B1 (en) Centrifugal pump impeller and its use in pumping drilling fluid containing drill cuttings
CN102667167A (en) Centrifugal pump
US11965526B2 (en) Inlet component for a slurry pump
CN102042263A (en) Double-disc straight blade impeller for subsea mud lift pump
CN106133325A (en) The purposes of centrifugal pump stage, centrifugal pump and pump stage
Boudi ESP suffers erosion due to sand production in a mature onshore oil field
Kanute Self‐priming centrifugal pumps: a primer
CN207470489U (en) Vertical multi-stage wear resistant submerged pump
CN214837195U (en) Water pump convenient to wash
CN201963592U (en) Double-disc straight blade impeller for subsea mud lift pump
CN113167280B (en) Inlet part of slurry pump
CZ305908B6 (en) Modification of hydraulic machine rotor wheel for reducing axial force and hydraulic losses
CN108252920A (en) For conveying the magnetic drive pump of solids-laden fluid medium