RU2021130454A - Направляющий аппарат скважинного центробежного насоса с лопатками, имеющими выступы - Google Patents

Claims (40)

1. Неподвижный направляющий аппарат для применения в скважинном центробежном насосе, выполненный с возможностью взаимодействия с первым рабочим колесом, соединенным с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом, и приспособленный для уменьшения скорости потока текучей среды от первого рабочего колеса и повышения давления текучей среды в мертвой зоне между неподвижным направляющим аппаратом и вторым рабочим колесом, соединенным с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом, причем мертвая зона определена как открытая вращательная область между неподвижным направляющим аппаратом и вторым рабочим колесом; неподвижный направляющий аппарат содержит:

первую сторону для приема текучей среды из первого рабочего колеса;

вторую сторону для переноса текучей среды в верхнем направлении ко второму рабочему колесу, соединенному с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом на второй стороне;

центральную осевую полость, проходящую через неподвижный направляющий аппарат от первой стороны ко второй стороне, причем центральная осевая полость имеет внутреннюю периферийную стенку, приспособленную для прохождения вращающегося вала через неподвижный направляющий аппарат, причем вращающийся вал выполнен с возможностью сообщения вращения первому и второму рабочим колесам, и центральная осевая полость также имеет наружную периферийную поверхность;

осевую кромку на второй стороне неподвижного направляющего аппарата, на верхней части внутренней периферийной стенки, причем осевая кромка ограничивает центральную осевую полость на второй стороне;

юбку, окружающую центральную осевую полость и ограничивающую канал для прохождения текучей среды, который направляет текучую среду от первой стороны ко второй стороне между наружной периферийной поверхностью центральной осевой полости и юбкой, причем юбка также имеет кромку юбки вокруг осевой кромки, при этом кромка юбки возвышается над осевой кромкой и расположена в окружном направлении вокруг осевой кромки;

множество лопаток, которые направляют поток текучей среды от первой стороны ко второй стороне, причем каждая лопатка из множества лопаток содержит:

первую кромку на первой стороне;

вторую кромку на второй стороне; и

множество криволинейных каналов для прохождения текучей среды, имеющих части канала для прохождения текучей среды, причем множество криволинейных каналов для прохождения текучей среды ограничены между соседними лопатками, а также ограничены между наружной периферийной поверхностью центральной осевой полости и юбкой;

причем вторые кромки множества лопаток проходят между центральной осевой полостью у осевой кромки и юбкой у кромки юбки, и по меньшей мере одна из вторых кромок имеет выпуклость, проходящую в верхнем направлении ко второму рабочему колесу, тем самым уменьшая соответствующую мертвую зону в сравнении с тем, если бы вторая кромка проходила линейно от осевой кромки к кромке юбки.

2. Неподвижный направляющий аппарат по п.1, в котором мертвая зона без выступов определена как мертвая зона, которая существовала бы, если бы вторая кромка проходила линейно от осевой кромки к кромке юбки, причем выпуклость, проходящая вверх ко второму рабочему колесу, имеет высоту, достаточную для эффективного уменьшения мертвой зоны по отношению к мертвой зоне без выступов по меньшей мере на 1%.

3. Неподвижный направляющий аппарат по п.2, в котором выпуклость, проходящая вверх ко второму рабочему колесу, имеет высоту, достаточную для эффективного уменьшения мертвой зоны по отношению к мертвой зоне без выступов по меньшей мере на 5%.

4. Неподвижный направляющий аппарат по п.2, в котором выпуклость, проходящая вверх ко второму рабочему колесу, имеет высоту, достаточную для эффективного уменьшения мертвой зоны по отношению к мертвой зоне без выступов по меньшей мере на 10%.

5. Неподвижный направляющий аппарат по п.1, преобразующий кинетическую энергию, сообщаемую текучей среде первым рабочим колесом, в потенциальную энергию, используемую вторым рабочим колесом для способствования оптимальному потоку текучей среды в верхнем направлении в скважинном центробежном насосе.

6. Неподвижный направляющий аппарат по п.1, в котором внутренняя периферийная стенка, относящаяся к центральной осевой полости, также выполнена с возможностью вращательного соединения первого рабочего колеса с неподвижным направляющим аппаратом на первой стороне.

7. Неподвижный направляющий аппарат по п.1, в котором выпуклость создает рост давления текучей среды в мертвой зоне, что способствует оптимальному потоку текучей среды в верхнем направлении в скважинном центробежном насосе.

8. Неподвижный направляющий аппарат по п.5, в котором выпуклость приспособлена для способствования варьируемому росту давления в мертвой зоне на основании одного или более из следующих параметров:

расстояние между ближней точкой ближней кромки на наружной периферийной поверхности и дальней точкой дальней кромки на юбке;

высота выпуклости;

угол, относящийся к выпуклости; и

плоскостная длина, относящаяся к выпуклости.

9. Неподвижный направляющий аппарат по п.8, в котором высота выпуклости является функцией расстояния между ближней точкой и дальней точкой, причем высота выпуклости, по существу, перпендикулярна расстоянию между ближней точкой и дальней точкой.

10. Неподвижный направляющий аппарат по п.8, в котором высота выпуклости представляет собой в процентном отношении расстояние между ближней точкой и дальней точкой, причем указанное процентное отношение включает в себя одну из величин, которые составляют по меньшей мере 10%, 20%, 30% и 40%.

11. Неподвижный направляющий аппарат по п.8, в котором высота выпуклости зависит от целевого давления текучей среды в мертвой зоне, что повышает эффективность скважинного центробежного насоса.

12. Неподвижный направляющий аппарат по п.8, в котором высота выпуклости зависит от параметра уменьшения, который учитывает по меньшей мере целевое давление текучей среды, необходимое в мертвой зоне, при вычислении высоты выпуклости.

13. Неподвижный направляющий аппарат по п.8, в котором угол составляет больше нуля градусов, и поверхность выпуклости, относящаяся к выпуклости, закруглена на основании угла, что способствует ламинарному течению текучей среды из направляющего аппарата во второе рабочее колесо.

14. Неподвижный направляющий аппарат для применения в скважинном центробежном насосе, выполненный с возможностью взаимодействия с первым рабочим колесом, соединенным с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом, и приспособленный для уменьшения скорости течения текучей среды от первого рабочего колеса и повышения давления текучей среды в мертвой зоне между неподвижным направляющим аппаратом и вторым рабочим колесом, соединенным с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом, причем мертвая зона определена как открытая вращательная область между неподвижным направляющим аппаратом и вторым рабочим колесом; неподвижный направляющий аппарат содержит:

первую сторону для приема текучей среды из первого рабочего колеса;

вторую сторону для переноса текучей среды в верхнем направлении ко второму рабочему колесу, соединенному с возможностью вращения с неподвижным направляющим аппаратом на второй стороне;

центральную осевую полость, проходящую через неподвижный направляющий аппарат от первой стороны ко второй стороне, причем центральная осевая полость имеет внутреннюю периферийную стенку, приспособленную для прохождения вращающегося вала через неподвижный направляющий аппарат, причем вращающийся вал выполнен с возможностью сообщения вращения первому и второму рабочим колесам, и центральная осевая полость также имеет наружную периферийную поверхность;

осевую кромку на второй стороне неподвижного направляющего аппарата, на верхней части внутренней периферийной стенки, причем осевая кромка ограничивает центральную осевую полость на второй стороне;

юбку, окружающую центральную осевую полость и ограничивающую канал для прохождения текучей среды, который направляет текучую среду от первой стороны ко второй стороне между наружной периферийной поверхностью центральной осевой полости и юбкой, причем юбка также имеет кромку юбки вокруг осевой кромки, при этом кромка юбки возвышается над осевой кромкой и расположена в окружном направлении вокруг осевой кромки;

множество лопаток, которые направляют поток текучей среды от первой стороны ко второй стороне, причем каждая лопатка из множества лопаток содержит:

первую кромку на первой стороне;

вторую кромку на второй стороне; и

множество криволинейных каналов для прохождения текучей среды, имеющих части канала для прохождения текучей среды, причем множество криволинейных каналов для прохождения текучей среды ограничены между соседними лопатками, а также ограничены между наружной периферийной поверхностью центральной осевой полости и юбкой;

причем вторые кромки множества лопаток проходят между центральной осевой полостью у осевой кромки и юбкой у кромки юбки, и по меньшей мере одна из вторых кромок имеет выпуклость, проходящую в верхнем направлении ко второму рабочему колесу, тем самым уменьшая соответствующую мертвую зону в сравнении с тем, если бы вторая кромка проходила линейно от осевой кромки к кромке юбки;

кроме того, высота выпуклости определена наивысшей точкой и, по существу, перпендикулярна линейной траектории второй кромки между осевой кромкой и кромкой юбки, причем высота выпуклости составляет по меньшей мере 10% линейной траектории между осевой кромкой и кромкой юбки.

15. Неподвижный направляющий аппарат по п.14, в котором высота выпуклости представляет собой в процентном соотношении линейную траекторию между осевой кромкой и кромкой юбки и составляет по меньшей мере 20%.