RU167096U1

RU167096U1 - WRENCHES OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP WITH DRIVE SHAFT

Info

Publication number: RU167096U1
Application number: RU2016113906/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Павлович Трясцын; Владимир Алексеевич Кононец; Павел Борисович Куприн
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ФОРТА"
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2016-12-20

Abstract

Шпоночное соединение рабочих колес с валом привода погружного многоступенчатого центробежного насоса, на валу привода которого и на каждом рабочем колесе насоса выполнены шпоночные канавки, в которых установлены шпонки, причём на рабочем колесе канавки выполнены в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала, отличающееся тем, что шпоночные канавки на приводном валу выполнены с диаметрально-противоположных сторон, а количество колёс, соединённых со шпонкой, расположенной с одной стороны вала, равно количеству колёс, соединённых со шпонками, расположенными с другой стороны вала, причём колёса, соединённые со шпонками с одной из сторон вала, разделены по количеству на две равные группы, расположенные с двух сторон от колёс, соединённых со шпонкой с другой стороны вала.The keyway connection of the impellers with the drive shaft of a submersible multistage centrifugal pump, on the drive shaft of which and on each impeller of the pump there are keyways, in which keys are installed, and on the impeller, the grooves are made in the form of a transverse groove with a decrease in its depth in the direction of rotation of the drive shaft characterized in that the keyways on the drive shaft are made from diametrically opposite sides, and the number of wheels connected to the key located on one side of the shaft is about the number of wheels connected to the keys located on the other side of the shaft, and the wheels connected to the keys on one side of the shaft are divided in number into two equal groups located on two sides of the wheels connected to the key on the other side of the shaft.

Description

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, в частности к погружным многоступенчатым центробежным скважинным насосам для откачки пластовой жидкости.The utility model relates to petroleum engineering, in particular to submersible multistage centrifugal borehole pumps for pumping formation fluid.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шпоночное соединение рабочих колес погружного многоступенчатого центробежного насоса с валом привода, содержащее рабочие колеса со ступицами, соединенными с приводным валом с помощью шпоночных соединений в виде шпоночных канавок и установленных в них шпонок, (см. патент RU №2294458 опубл. 27.02.2007)The closest technical solution to the proposed one is a keyed connection of the impellers of a submersible multistage centrifugal pump with a drive shaft, containing impellers with hubs connected to the drive shaft using keyed joints in the form of keyways and keys installed in them (see patent RU No. 2294458 published on February 27, 2007)

Недостатком данного шпоночного соединения является большой дисбаланс вращающихся масс, что приводит к существенным вибрациям, ускоренному износу деталей и снижению надежности и сроков эксплуатации. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является уменьшение разбалансировки вращающейся части насоса, что способствует снижению износа деталей конструкции, повышению надежности и долговечности насоса.The disadvantage of this keyway connection is a large imbalance of rotating masses, which leads to significant vibrations, accelerated wear of parts and reduced reliability and service life. The problem to which the claimed utility model is directed is to reduce the imbalance of the rotating part of the pump, which helps to reduce the wear of structural parts, increase the reliability and durability of the pump.

Для решения поставленной технической задачи предлагается шпоночное соединение рабочих колес с валом привода погружного многоступенчатого центробежного насоса, на валу привода которого и на каждом рабочем колесе насоса выполнены шпоночные канавки, в которых установлены шпонки, причем на рабочем колесе канавки выполнены в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала, при этом шпоночные канавки на приводном валу выполнены с диаметрально-противоположных сторон, а количество колес, соединенных со шпонкой, расположенной с одной стороны вала, равно количеству колес, соединенных со шпонками, расположенными с другой стороны вала, причем колеса, соединенные со шпонками с одной из сторон вала, разделены по количеству на две равные группы, расположенные с двух сторон от колес, соединенных со шпонкой с другой стороны вала.To solve the technical problem, a keyed connection of the impellers with the drive shaft of a submersible multistage centrifugal pump is proposed, on the drive shaft of which and on each impeller of the pump there are keyways made in which dowels are installed, and on the impeller the grooves are made in the form of a transverse groove with a decrease in it depth in the direction of rotation of the drive shaft, while the keyways on the drive shaft are made from diametrically opposite sides, and the number of wheels connected to the spo the one located on one side of the shaft is equal to the number of wheels connected to the keys located on the other side of the shaft, and the wheels connected to the keys on one side of the shaft are divided in number into two equal groups located on two sides of the wheels connected with a key on the other side of the shaft.

Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что шпоночные канавки на приводном валу выполнены с диаметрально-противоположных сторон, а количество колес, соединенных со шпонкой, расположенной с одной стороны вала, равно количеству колес, соединенных со шпонками, расположенными с другой стороны вала, причем колеса, соединенные со шпонками с одной из сторон вала, разделены по количеству на две равные группы, расположенные с двух сторон от колес, соединенных со шпонкой с другой стороны вала.A distinctive feature of the proposed technical solution is that the keyways on the drive shaft are made from diametrically opposite sides, and the number of wheels connected to the key located on one side of the shaft is equal to the number of wheels connected to the keys located on the other side of the shaft, the wheels connected to the keys on one side of the shaft are divided in quantity into two equal groups located on two sides of the wheels connected to the key on the other side of the shaft.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен погружной многоступенчатый центробежный насос в разрезе, на фиг. 2 изображен разрез по А-А фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sectional submersible multistage centrifugal pump, FIG. 2 shows a section along aa of FIG. one.

Шпоночное соединение рабочих колес 1 с валом 2 привода погружного многоступенчатого центробежного насоса выполнено так, что шпоночная канавка 3 на каждом рабочем колесе выполнена в виде поперечного паза с уменьшением его глубины в сторону вращения приводного вала 2 с возможностью смещения шпонки 4 с валом 2 относительно рабочего колеса и фиксации их в радиальном и продольном направлениях. Шпоночные канавки 5, 6, 7 на приводном валу 2 выполнены с диаметрально-противоположных сторон, а количество колес 8, 9 (в сумме), соединенных со шпонками, расположенными с одной стороны вала, равно количеству колес 10, соединенных со шпонкой, расположенной с другой стороны вала 2. Колеса, соединенные со шпонкой с одной из сторон вала, разделены по количеству на две равные группы 8 и 9, расположенные с двух сторон от колес 10, соединенных со шпонкой с другой стороны вала.The key connection of the impellers 1 with the drive shaft 2 of the submersible multistage centrifugal pump is made so that the keyway 3 on each impeller is made in the form of a transverse groove with a decrease in its depth in the direction of rotation of the drive shaft 2 with the possibility of shifting the keys 4 with the shaft 2 relative to the impeller and fixing them in the radial and longitudinal directions. The keyways 5, 6, 7 on the drive shaft 2 are made from diametrically opposite sides, and the number of wheels 8, 9 (in total) connected to the keys located on one side of the shaft is equal to the number of wheels 10 connected to the key located with the other side of the shaft 2. The wheels connected to the key on one side of the shaft are divided in quantity into two equal groups 8 and 9 located on two sides of the wheels 10 connected to the key on the other side of the shaft.

Внутренняя поверхность 11 паза шпоночной канавки 3 каждого рабочего колеса может быть выполнена по хорде или дугообразно.The inner surface 11 of the groove of the keyway 3 of each impeller can be made along a chord or arcuate.

Работа устройства заключается в следующем. Шпонки 4 при сборке по скользящей посадке входят в шпоночные канавки ступиц рабочих колес 1(8, 9, 10) и вала 2. Поскольку шпоночная канавка в ступицах рабочих колес 1 (8, 9, 10) выполнена в виде поперечного паза с уменьшением глубины в сторону вращения приводного вала 2, то при приложении крутящего момента к приводному валу 2 от привода шпонки 4 смещаются относительно ступиц рабочих колес и происходит их самозаклинивание. При этом предотвращается смещения рабочих колес вдоль приводного вала и взаимодействие их между собой. Вследствие чего снижается износ пар трения в виде осевой опоры рабочих колес, шпонок и шпоночных канавок. Предлагаемое расположение шпоночных канавок на валу привода обеспечивает лучшую сбалансированность вращающихся частей конструкции и что приводит к снижению вибрации насоса, снижению износа и повышению его надежности и долговечности.The operation of the device is as follows. The dowels 4 during assembly on a sliding fit are included in the keyways of the hubs of the impellers 1 (8, 9, 10) and shaft 2. Since the keyway in the hubs of the impellers 1 (8, 9, 10) is made in the form of a transverse groove with a decrease in depth direction of rotation of the drive shaft 2, then when a torque is applied to the drive shaft 2 from the drive, the keys 4 are shifted relative to the impeller hubs and self-jamming occurs. This prevents the displacement of the impellers along the drive shaft and their interaction with each other. As a result, the wear of friction pairs in the form of axial bearings of impellers, keys and keyways is reduced. The proposed location of the keyways on the drive shaft provides a better balance of the rotating parts of the structure and which leads to a decrease in pump vibration, reduced wear and increased reliability and durability.

Насос ЭЦН6А-250 с количеством 112 ступеней был испытан на заводе по производству погружного оборудования.The ETsN6A-250 pump with 112 stages was tested at the plant for the production of submersible equipment.

Испытания проводились на стенде для снятия гидродинамических и энергетической характеристик.The tests were carried out on a bench for taking hydrodynamic and energy characteristics.

Перед проведением испытаний насос был разобран и сняты размеры исследуемых элементов конструкции.Before testing, the pump was disassembled and the dimensions of the investigated structural elements were taken.

После наработки 100 ч насоса без изменения конструкции насос был разобран. Среднее значение суммарного износа пар трения составило 0,0043 мм.After running 100 hours of the pump without structural change, the pump was disassembled. The average value of the total wear of friction pairs was 0.0043 mm.

Далее насос собрали повторно с изменениями соединения в соответствии с предлагаемым техническим решением и вновь провели гидродинамические испытания. После наработи 100 ч износ не обнаружен.Next, the pump was re-assembled with connection changes in accordance with the proposed technical solution and again conducted hydrodynamic tests. After 100 hours, wear was not detected.

В первом и втором испытаниях в гидродинамических и энергетической характеристиках изменений не обнаружено.In the first and second tests, no changes were found in the hydrodynamic and energy characteristics.

Claims

The keyway connection of the impellers with the drive shaft of a submersible multistage centrifugal pump, on the drive shaft of which and on each impeller of the pump there are keyways, in which keys are installed, and on the impeller, the grooves are made in the form of a transverse groove with a decrease in its depth in the direction of rotation of the drive shaft characterized in that the keyways on the drive shaft are made from diametrically opposite sides, and the number of wheels connected to the key located on one side of the shaft is about the number of wheels connected to the keys located on the other side of the shaft, and the wheels connected to the keys on one side of the shaft are divided in number into two equal groups located on two sides of the wheels connected to the key on the other side of the shaft.