RU2177088C1

RU2177088C1 - Submersible centrifugal high-pressure electric pump

Info

Publication number: RU2177088C1
Application number: RU2000122421A
Authority: RU
Inventors: А.А. Кириллов
Original assignee: Производственный комплекс "Альметьевский насосный завод" АО "АЛНАС"
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: transfer of oil from wells. SUBSTANCE: submersible centrifugal high-pressure pump has electric motor with hydroprotection including protector and compensator, inlet module and sectional pump. Shafts of pump module and protector are articulated by means of splined couplings. Shafts of hydroprotection protector and inlet module are articulated by means of spring coupling. Protector shaft is locked in coupling body by means of fixed cylindrical insert and shaft of inlet module by means of movable cylindrical insert with flexible member made in form of compression spring fitted between them. Movable cylindrical insert is provided with splined outer surface. Such joint makes it possible to create pump at pressure head of 2600 mm with no change in its diameter and material of shaft due to avoidance of twisting of shaft in section where splines are made. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в погружных центробежных насосах для добычи различных сред, в частности нефти из скважин. The invention relates to a pump engineering and can be used in submersible centrifugal pumps for the production of various environments, in particular oil from wells.

Известен погружной центробежный высоконапорный электрический насос, содержащий секции насоса с входным модулем (фильтром) и погружной электродвигатель с гидрозащитой, соединенные последовательно с помощью фланцев. Валы насосных секций, входного модуля и электродвигателя с гидрозащитой сочленены посредством шлицевых муфт. (Патент РФ N 2065531, F 04 D 13/10). Known submersible centrifugal high-pressure electric pump containing a pump section with an input module (filter) and a submersible motor with hydraulic protection, connected in series using flanges. The shafts of the pump sections, the input module and the hydraulic motor with hydraulic protection are articulated by means of splined couplings. (RF patent N 2065531, F 04 D 13/10).

Существующие погружные центробежные насосы с валами диаметрами 17 мм из нержавеющей стали развивают напор 1800...2000 м. При этом передаваемая валом мощность не превышает 43 кВт, в то время как для увеличения напора насоса до 2500. . . 2600 м передаваемая валом мощность должна составлять около 65 кВт. При увеличении мощности свыше 43 кВт происходит деформирование (скручивание) вала в наиболее ослабленном месте - на участке с нарезанными, но не вошедшими в зацепление с муфтой, шлицами. Наличие такого участка связано с непостоянством "вылета" вала секции насоса и приводит к нестабильности длины шлицевого зацепления. Указанный недостаток существующей конструкции не позволяет увеличить напор насоса и передаваемую валом мощность. Existing submersible centrifugal pumps with shafts with diameters of 17 mm made of stainless steel develop a head of 1800 ... 2000 m. At the same time, the power transmitted by the shaft does not exceed 43 kW, while to increase the pump head to 2500.. . 2600 m of power transmitted by the shaft should be about 65 kW. With an increase in power of more than 43 kW, the shaft is deformed (twisted) in the most weakened place - in the area with splines cut but not engaged with the clutch. The presence of such a section is associated with the inconsistency of the “outflow” of the shaft of the pump section and leads to instability of the length of the splined engagement. The indicated drawback of the existing design does not allow increasing the pump head and the power transmitted by the shaft.

Технической задачей изобретения является создание погружного центробежного электрического насоса напором 2600 м без изменения диаметра и материала вала. An object of the invention is the creation of a submersible centrifugal electric pump with a pressure of 2600 m without changing the diameter and material of the shaft.

Данная задача решается тем, что длина наиболее ослабленных участков на шлицевых концах валов сводится к минимуму и обеспечивается стабильность длины зацепления. Для этого в погружном высоконапорном центробежном электрическом насосе, содержащем электродвигатель с гидрозащитой, включающей протектор и компенсатор, входной модуль и секционный насос, валы которых сочленены посредством шлицевых муфт, согласно изобретению валы протектора гидрозащиты и входного модуля сочленены посредством пружинной муфты, причем вал протектора зафиксирован в корпусе муфты посредством неподвижного цилиндрического вкладыша с наружной шлицевой поверхностью, а вал входного модуля - посредством подвижной цилиндрической вставки. Между ними установлен упругий элемент, выполненный, например, в виде пружины сжатия. This problem is solved in that the length of the most weakened sections at the splined ends of the shafts is minimized and stability of the engagement length is ensured. For this, in a submersible high-pressure centrifugal electric pump containing a hydraulic motor with a protector and a compensator, an input module and a sectional pump, the shafts of which are articulated by splined couplings, according to the invention, the shafts of the hydraulic protector and the input module are articulated by a spring coupling, and the tread shaft is fixed in the clutch housing by means of a fixed cylindrical liner with an outer spline surface, and the input module shaft - by means of a movable cylinder Coy insert. Between them is installed an elastic element made, for example, in the form of a compression spring.

На фиг. 1 представлена схема погружного центробежного высоконапорного электрического насоса, на фиг. 2 - узел сочленения протектора гидрозащиты и входного модуля. In FIG. 1 is a diagram of a submersible centrifugal high-pressure electric pump; FIG. 2 - assembly of the protector of the hydraulic protection and the input module.

Погружной центробежный высоконапорный электрический насос содержит электродвигатель 1 с гидрозащитой, включающей протектор 2 и компенсатор 3, входной модуль 4 и секционный насос 5, валы которых сочленены шлицевыми муфтами 6. Шлицевой конец вала 7 модуля входного 4 сочленен со шлицевым концом вала 8 протектора 2 пружинной муфтой, состоящей из корпуса 9, внутри которого расположена подвижная цилиндрическая вставка 10 с внутренней и наружной шлицевыми поверхностями, входящими в зацепление со шлицевым концом вала 7 и корпусом 9. Наружная шлицевая поверхность подвижной цилиндрической вставки 10 обеспечивает осевое перемещение вставки в корпусе 9. Шлицевой конец вала 8 протектора 2 зафиксирован в корпусе 9 посредством неподвижного цилиндрического вкладыша 11 с внутренней шлицевой поверхностью, жестко соединенного с корпусом 9 штифтами 12. The submersible centrifugal high-pressure electric pump contains an electric motor 1 with hydraulic protection, including a protector 2 and a compensator 3, an input module 4 and a section pump 5, the shafts of which are joined by splined couplings 6. The splined end of the shaft 7 of the input 4 module is connected to the splined end of the shaft 8 of the tread 2 by a spring coupling consisting of a housing 9, inside of which there is a movable cylindrical insert 10 with inner and outer spline surfaces that engage with the spline end of the shaft 7 and the housing 9. The outer spline overhnost movable cylindrical insert 10 provides axial movement of the insert in the housing 9. The splined end of the shaft 8 of the tread 2 is fixed in the housing 9 by means of a stationary cylindrical insert 11 with an internal splined surface rigidly connected with the housing 9 by pins 12.

В корпусе 9 между подвижной цилиндрической вставкой 10 и неподвижным цилиндрическим вкладышем 11 размещена пружина сжатия 13, обеспечивающая перемещение подвижной цилиндрической вставки 10 вдоль вала 7 модуля входного 4. In the housing 9, between the movable cylindrical insert 10 and the stationary cylindrical insert 11, a compression spring 13 is placed, which allows the movable cylindrical insert 10 to move along the shaft 7 of the input 4 module.

При запуске электродвигателя 1 крутящий момент от вала 8 через внутреннюю шлицевую поверхность неподвижного цилиндрического вкладыша 11 передается корпусу 9 пружинной муфты. Корпус 9 пружинной муфты передает вращающий момент подвижной цилиндрической вставке 10 через наружную шлицевую поверхность. Под действием пружины сжатия 13 подвижная цилиндрическая вставка 10 перемещается в верхнее положение до упора в сбег шлицев нижнего конца вала 7 модуля входного 4, полностью перекрывая их и приподнимая вал. При перемещении вала 7 в крайнее верхнее положение шлицевая муфта, установленная на его верхнем конце, перемещается до упора в сбег шлицев нижнего конца вала нижней секции секционного насоса 5, полностью перекрывая их. Таким образом, на валах модуля входного и нижней секции насоса не остается шлицевых участков, не перекрытых частями шлицевых муфт. Тем самым достигается более равномерное распределение нагрузки по длине шлицевых соединений, что исключает деформацию валов и позволяет увеличить передаваемые вращающие моменты и мощности. When starting the motor 1, the torque from the shaft 8 through the internal spline surface of the stationary cylindrical liner 11 is transmitted to the housing 9 of the spring clutch. The spring clutch housing 9 transmits torque to the movable cylindrical insert 10 through an outer spline surface. Under the action of the compression spring 13, the movable cylindrical insert 10 is moved to the upper position until it stops in the run of the splines of the lower end of the shaft 7 of the input module 4, completely overlapping them and lifting the shaft. When moving the shaft 7 to its highest position, the spline coupling mounted on its upper end moves to the stop in the run of the splines of the lower end of the shaft of the lower section of the sectional pump 5, completely overlapping them. Thus, there are no splined sections on the shafts of the inlet and lower pump module that are not covered by the parts of the splined couplings. Thus, a more uniform load distribution along the length of the splined joints is achieved, which eliminates the deformation of the shafts and allows you to increase the transmitted torque and power.

Claims

1. Submersible centrifugal high-pressure electric pump containing a submersible motor with hydraulic protection, including a protector and a compensator, and a sectional pump with an input module, characterized in that the shafts of the hydraulic protector and the input module are coupled by means of a spring coupling, the tread shaft being fixed in the coupling housing by means of a fixed a cylindrical liner, and the shaft of the input module through a movable cylindrical insert, and between a stationary cylindrical liner and a movable cylinder The insert inserts an elastic element.

2. Submersible centrifugal high-pressure electric pump according to claim 1, characterized in that the movable cylindrical insert is made with an outer spline surface.