RU124335U1

RU124335U1 - Sludge pump

Info

Publication number: RU124335U1
Application number: RU2011151010/06U
Authority: RU
Inventors: Константин Владимирович Горбатов; Владимир Николаевич Машко; Павел Евгеньевич Овечкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз"
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-01-20

Abstract

1. Шламовый насос, содержащий спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, рабочее колесо, установленное внутри спирального корпуса, консольно-закрепленное на валу, проходящем через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения, на выходном конце которого крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю, отличающийся тем, что рабочее колесо имеет пластины, расположенные под углом к осевым линиям рабочего колеса и на некотором расстоянии от его центра.2. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что вал насоса проходит через сильфонное торцовое уплотнение.3. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что имеет радиальное щелевое уплотнение между рабочим колесом и всасывающим патрубком.4. Шламовый насос по п.1, отличающийся тем, что рабочее колесо содержит n пластин, где n - любое целое число.1. A slurry pump containing a spiral housing connected by pins to the suction pipe, an impeller mounted inside the spiral housing, cantilever mounted on a shaft passing through the bearing housing, an end and labyrinth seal, at the output end of which is mounted on a half-coupling key to connect to electric motor, characterized in that the impeller has plates located at an angle to the axial lines of the impeller and at a certain distance from its center. 2. Slurry pump according to claim 1, characterized in that the pump shaft passes through a bellows mechanical seal. Slurry pump according to claim 1, characterized in that it has a radial gap seal between the impeller and the suction pipe. Slurry pump according to claim 1, characterized in that the impeller contains n plates, where n is any integer.

Description

Полезная модель «Шламовый насос» относится к горному и нефтепромысловому машиностроению, в частности к шламовым насосам гидроциклонных установок предназначенных для очистки бурового раствора и может быть использована при бурении нефтяных скважин.The utility model “Slurry pump” refers to mining and oilfield engineering, in particular to slurry pumps of hydrocyclone installations designed to clean drilling mud and can be used when drilling oil wells.

Известны шламовые насосы в составе гидроциклонных установок, предназначенные для очистки бурового раствора и содержащие спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, внутри спирального корпуса на валу, консольно, установлено рабочее колесо, а сам вал проходит через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения и на выходном конце вала крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю (насосы серии ЦНС ОАО «Ясногорский машзавод»).Slurry pumps are known as part of hydrocyclone installations designed to clean drilling fluid and containing a spiral housing connected by pins to the suction pipe, an impeller is mounted on the shaft inside the spiral housing, and the impeller itself passes through the bearing housing, mechanical and labyrinth seals and the output end of the shaft is mounted on the dowel of the coupling half for connection to an electric motor (pumps of the central nervous system series of JSC Yasnogorsk Machine-Building Plant).

Одним из существенных недостатков этих насосов является малый моторесурс, так как самым уязвимым местом в них являются подшипниковые узлы, которые воспринимают значительные осевые усилия, что приводит их к выходу из строя, а рабочее колесо начинает соприкасаться с корпусом насоса и, как следствие, разрушает его и вызывает утечки рабочей жидкости через торцовые уплотнения.One of the significant drawbacks of these pumps is their small service life, since the most vulnerable place in them is the bearing units, which absorb significant axial forces, which leads to failure, and the impeller starts to come into contact with the pump casing and, as a result, destroys it and causes leakage of the working fluid through mechanical seals.

Известен шламовый насос ШН - 170/50 (Патент №35850), взятый в качестве прототипа, в котором уменьшена осевая нагрузка на подшипниковый узел за счет установки импеллера с зазором между стенкой спирального корпуса насоса и импеллером в пределах 0,75±0,25 мм.Known slurry pump ШН - 170/50 (Patent No. 35850), taken as a prototype, in which the axial load on the bearing assembly is reduced by installing an impeller with a gap between the wall of the spiral pump casing and the impeller within 0.75 ± 0.25 mm .

Однако предложенная конструкция шламового насоса имеет следующий недостаток - эффект разгрузки подшипниковых узлов возникает только при конкретном зазоре (в пределах 0,75±0,25 мм) между стенкой спирального корпуса насоса и импеллером, который в процессе работы (износа трущихся частей) изменяется. Кроме того, в зазоре между пластинами импеллера и стенкой корпуса насоса возникает давление, а за счет трения импеллера о раствор, возникает гидравлическое сопротивление, приводящее к увеличенному износу стенки спирального насоса, и, в конечном итоге, к выходу из строя уплотнений подшипникового узла.However, the proposed design of the slurry pump has the following drawback - the effect of unloading the bearing assemblies occurs only with a specific gap (within 0.75 ± 0.25 mm) between the wall of the spiral pump casing and the impeller, which changes during operation (wear of the rubbing parts). In addition, pressure arises in the gap between the impeller plates and the wall of the pump housing, and due to the friction of the impeller against the solution, hydraulic resistance arises, which leads to increased wear on the wall of the scroll pump and, ultimately, to failure of the bearing assembly seals.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы шламового насоса и увеличение межремонтного периода за счет уменьшения гидравлического сопротивления между пластинами рабочего колеса и стенкой корпуса и более эффективного охлаждения рабочего колеса, сильфонного торцового уплотнения, подшипникового узла и меньшего износа внутренней поверхности спирального корпуса насоса.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the slurry pump and to increase the overhaul period by reducing the hydraulic resistance between the impeller plates and the housing wall and more efficient cooling of the impeller, bellows mechanical seal, bearing assembly and less wear on the inner surface of the spiral pump casing.

Технический результат достигается тем, что в шламовом насосе, содержащем спиральный корпус, соединенный шпильками со всасывающим патрубком, рабочее колесо, установленное внутри спирального корпуса, консольно закрепленное на валу, проходящем через корпус подшипников, торцовое и лабиринтное уплотнения, на выходном конце которого крепится на шпонке полумуфта для присоединения к электродвигателю, согласно полезной модели рабочее колесо имеет пластины, расположенные под углом к осевым линиям рабочего колеса и на некотором расстоянии от его центра.The technical result is achieved by the fact that in a slurry pump containing a spiral housing connected by pins to the suction pipe, an impeller mounted inside the spiral housing, cantileverly mounted on a shaft passing through the bearing housing, the mechanical and labyrinth seals at the output end of which is mounted on a key coupling for connecting to an electric motor, according to a utility model, the impeller has plates located at an angle to the axial lines of the impeller and at some distance from e on the center.

При этом вал насоса может проходить через сильфонное торцовое уплотнение.In this case, the pump shaft can pass through the bellows mechanical seal.

Насос может иметь радиальное щелевое уплотнение между рабочим колесом и всасывающим патрубком.The pump may have a radial gap seal between the impeller and the suction pipe.

Кроме того рабочее колесо может содержать n пластин, где n - любое целое число.In addition, the impeller may contain n plates, where n is any integer.

Такое расположение пластин уменьшает гидравлическое сопротивление между пластинами рабочего колеса и стенкой корпуса и создает условия для более эффективного охлаждения рабочего колеса, сильфонного торцового уплотнения, подшипникового узла, а также уменьшает износ внутренней поверхности спирального корпуса насосаThis arrangement of the plates reduces the hydraulic resistance between the impeller plates and the housing wall and creates conditions for more efficient cooling of the impeller, bellows mechanical seal, bearing assembly, and also reduces wear on the inner surface of the spiral pump housing

Полезная модель «Шламовый насос» поясняется чертежами, где:The utility model "Slurry pump" is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен шламовый насос в разрезе,figure 1 presents the slurry pump in the context,

на фиг.2 - рабочее колесо шламового насоса,figure 2 - the impeller of the slurry pump,

на фиг.3 - разрез рабочего колеса.figure 3 is a section of the impeller.

Шламовый насос (фиг.1) содержит всасывающий патрубок 1, соединенный шпильками 2 со спиральным корпусом 3, внутри которого находится рабочее колесо 4 с гидродинамическим элементом - пластинами 5. На внутренней поверхности всасывающего патрубка 1 сделана проточка, в которую вставляется кольцо 6 из антикоррозионного металла (например, нержавеющей стали высокой твердости). Со стороны всасывания на наружной поверхности рабочего колеса 4 также сделана проточка, в которую вставлено второе кольцо 7 (как вариант, в проточку наплавляют твердосплавным углеродом кольцевую наплавку, которую протачивают в определенный размер и создают кольцо 7 цилиндрической формы). Кольца 6 и 7 образуют радиальное щелевое уплотнение, позволяющее исключить необходимость регулировки рабочего колеса в осевом направлении. Рабочее колесо 4 закреплено консольно на валу 8 насоса. Вал 8 насоса проходит через торцовое сильфонное уплотнение 9 и корпус 10подшипников. В проходное цилиндрическое отверстие рабочего колеса 4 со стороны всасывания крепится пробка 11 колеса 4.The slurry pump (Fig. 1) contains a suction pipe 1 connected by pins 2 to a spiral housing 3, inside of which there is an impeller 4 with a hydrodynamic element - plates 5. A groove is made on the inner surface of the suction pipe 1, into which a ring 6 of anticorrosive metal is inserted (e.g. high hardness stainless steel). On the suction side, on the outer surface of the impeller 4, a groove is also made into which the second ring 7 is inserted (as an option, an annular surfacing is welded into the groove with carbide carbon, which is pierced to a certain size and a cylindrical ring 7 is created). Rings 6 and 7 form a radial gap seal, eliminating the need for axial adjustment of the impeller. The impeller 4 is mounted cantilever on the pump shaft 8. The pump shaft 8 passes through the mechanical bellows seal 9 and the bearing housing 10. In the cylindrical bore of the impeller 4 on the suction side, a tube 11 of the wheel 4 is attached.

К рабочему колесу 4 (фиг.2) крепятся под углом к осевым линиям рабочего колеса 4 пластины 5. Начало пластин 5 расположено на некотором расстоянии от центра рабочего колеса. На рабочем колесе 4 имеется радиальная кольцевая проточка с кольцом 7 и пластины 5, расположенные с противоположной от всасывания стороны рабочего колеса 4. To the impeller 4 (figure 2) are mounted at an angle to the axial lines of the impeller 4 of the plate 5. The beginning of the plates 5 is located at some distance from the center of the impeller. On the impeller 4 there is a radial annular groove with a ring 7 and plates 5 located on the opposite side of the impeller 4 from the suction side.

В процессе работы насоса в пространстве, образованном внутренней плоскостью спирального корпуса 3 насоса и пластинами 5 рабочего колеса 4, за счет наклонного расположения пластин 5 создается гидродинамический напор от рабочей жидкости (бурового раствора), который компенсирует осевое усилие на рабочее колесо 5 и подшипники. Наклон пластин 5 рабочего колеса 4 придает дополнительное ускорение рабочей жидкости (буровому раствору) в направлении пластин 5, что приводит к охлаждению - лучшему отводу тепла от рабочего колеса 4, сильфонного торцового уплотнения 9 и подшипникового узла, а за счет ламинарного потока бурового раствора - к меньшему износу внутренней поверхности спирального корпуса 3.During the operation of the pump in the space formed by the inner plane of the spiral casing 3 of the pump and the plates 5 of the impeller 4, due to the inclined arrangement of the plates 5, a hydrodynamic pressure is generated from the working fluid (drilling fluid), which compensates for the axial force on the impeller 5 and bearings. The inclination of the plates 5 of the impeller 4 gives additional acceleration of the working fluid (drilling fluid) in the direction of the plates 5, which leads to cooling - better heat dissipation from the impeller 4, the bellows mechanical seal 9 and the bearing assembly, and due to the laminar flow of the drilling fluid - less wear on the inner surface of the spiral casing 3.

Технико-экономическая или иная эффективность:Feasibility or other efficiency:

Увеличение межремонтного срока службы насоса из-за исключения осевой нагрузки на подшипники и отсутствия перегрева подшипникового узла и сильфонного торцового уплотнения и меньшего износа внутренней поверхности спирального корпуса.An increase in the overhaul life of the pump due to the elimination of the axial load on the bearings and the absence of overheating of the bearing assembly and the bellows mechanical seal and less wear on the inner surface of the spiral housing.

..

Claims

1. A slurry pump containing a spiral housing connected by pins to the suction pipe, an impeller mounted inside the spiral housing, cantilever mounted on a shaft passing through the bearing housing, a mechanical and labyrinth seal, at the output end of which is mounted on the key of the coupling half to connect to an electric motor, characterized in that the impeller has plates located at an angle to the axial lines of the impeller and at a certain distance from its center.

2. Slurry pump according to claim 1, characterized in that the pump shaft passes through a bellows mechanical seal.

3. The slurry pump according to claim 1, characterized in that it has a radial gap seal between the impeller and the suction pipe.

4. Slurry pump according to claim 1, characterized in that the impeller contains n plates, where n is any integer.