RU218918U1

RU218918U1 - Установка погружного многоступенчатого насоса с рабочими органами из твердого нирезиста

Info

Publication number: RU218918U1
Application number: RU2022118943U
Authority: RU
Inventors: Альгинат Азгарович Сабиров; Илья Николаевич Баранов; Александр Валерьевич Клипов; Олег Викторович Бровкин; Алексей Владимирович Трулев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РИМЕРА-АЛНАС"
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2023-06-19

Abstract

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Техническим результатом полезной модели является повышение ресурса работы установки погружного многоступенчатого насоса при работе в скважинах с высоким содержанием механических примесей. Установка погружного многоступенчатого насоса содержит электродвигатель, гидрозащиту, насос с по крайней мере одной секцией, в состав которой входит вал, основание, головка, ступени, каждая из которых содержит направляющий аппарат, в котором между нижним диском со ступицей и верхним диском расположены лопатки, и рабочее колесо, в котором между ведущим диском со ступицей и ведомым диском расположены лопасти. Причем между верхним диском направляющего аппарата и ведомым диском рабочего колеса, между ступицей направляющего аппарата и ведущим диском рабочего колеса установлены осевые опоры. Рабочее колесо и направляющий аппарат имеют цельнолитую конструкцию и изготовлены из нирезиста, при следующем содержании элементов, мас.%: углерод - 2,7-3,1; кремний - 2,0-2,7; марганец - 1,3-1,9; хром - 2,0-3,0; медь - 5,0-8,0; никель - 14,0-16,0; сера - не более 0,1; фосфор - не более 0,3; железо - остальное. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин.

В настоящее время ступени лопастных нефтяных насосов изготавливаются в основном из чугуна и порошковых материалов.

В патенте RU 2245761 представлено техническое решение, в котором ступень содержит рабочее колесо из порошка технического железа, причем на внешней поверхности ведущего диска рабочего колеса выполнены импеллеры.

Недостатки данных ступеней обусловлены особенностями технологии их изготовления и особенностями конструкции.

Порошковый материал является пористым, обычно пропитывается медью, ступени из него по сравнению с цельнолитыми ступенями из аналогичных материалов обладают недостаточно высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Стоимость порошковых ступеней превосходит стоимость ступеней, изготовленных методом литья из аналогичного материала. Ступени из порошковых материалов имеют более высокую скорость солеотложения из-за наличия пористости и очагов коррозии. Недостаточные технологические возможности обусловлены тем, что в порошковой технологии затруднено изготовление наклонных форм и галтелей, таким образом, затруднено изготовление рабочих колес сложных форм с высокими энергетическими параметрами.

Наиболее близким аналогом является техническое решение из патента RU 24518, в котором ступень содержит направляющий аппарат с цапфой и рабочее колесо с втулкой, непосредственно взаимодействующей с цилиндрической поверхностью цапфы направляющего аппарата, отличающийся тем, что направляющий аппарат с его цапфой выполнен из литейного нирезиста, а рабочее колесо с его втулкой, непосредственно взаимодействующей с цилиндрической поверхностью, изготовленной из литейного нирезиста цапфы направляющего аппарата, выполнено из упрочненного пористого порошкового материала.

Недостатком наиболее близкого аналога является выполнение рабочего колеса с его втулкой из пористого порошкового материала.

Технической проблемой полезной модели является создание ступеней установки погружного многоступенчатого насоса повышенной износостойкости с твердостью по Бринеллю 190-240 НВ.

Техническим результатом полезной модели является повышение ресурса работы установки погружного многоступенчатого насоса при работе в скважинах с высоким содержанием механических примесей.

Заявленный технический результат достигается за счёт того, что в установке погружного многоступенчатого насоса, содержащей электродвигатель, гидрозащиту, насос с по крайней мере одной секцией, в состав которой входит вал, основание, головка, ступени, каждая из которых содержит направляющий аппарат, в котором между нижним диском со ступицей и верхним диском расположены лопатки, и рабочее колесо, в котором между ведущим диском со ступицей и ведомым диском расположены лопасти, причем между верхним диском направляющего аппарата и ведомым диском рабочего колеса, между ступицей направляющего аппарата и ведущим диском рабочего колеса установлены осевые опоры, рабочее колесо и направляющий аппарат изготовлены из нирезиста, при следующем содержании элементов, мас.%:

углерод		2,7-3,1
кремний		2,0-2,7
марганец		1,3-1,9

хром			2,0-3,0
медь			5,0-8,0
никель			14,0-16,0
сера			не более 0,1

фосфор

не более 0,3

железо

остальное.

Заявленный технический результат поясняется следующим образом.

Выполнение рабочего колеса и направляющего аппарата в виде цельнолитой конструкции из твердого нирезиста чугуна позволяет избавиться от пористости в сравнении с порошковыми ступенями, по сравнению со ступенями из чугуна, нирезиста получить более высокую твердость, износостойкость и коррозионную стойкость. Повысить ресурс работы установки погружного многоступенчатого насоса при работе в скважинах с высоким содержанием механических примесей.

Лопаточный венец, изготовленный на ведущем диске рабочего колеса, позволяет снизить осевую силу, действующую на рабочее колесо, соответственно снизить нагрузку на осевую опору ступени, износ этой опоры.

На фиг. 1-3 показаны:

фиг.1 – схема погружной установки в составе двигателя, гидрозащиты, насоса и насосно-компрессорной трубы;

фиг.2 – погружной насос с центробежными ступенями;

фиг.3 – центробежные ступени.

На фигурах 1-3 позициями 1-13 обозначены:

1 - электродвигатель;

2 - гидрозащита;

3 - лопастной насос;

4 - насосно-компрессорные трубы;

5 - вал насоса;

6 - корпус насоса;

7 - рабочее колесо;

8 - направляющий аппарат;

9 - головка насоса;

10 - основание насоса;

11 - ведущий диск рабочего колеса;

12 - лопаточный венец ведущего диска рабочего колеса;

13 - осевые опоры между колесом и направляющим аппаратом.

Установка содержит электродвигатель 1, гидрозащиту 2, лопастной насос 3, насосно-компрессорные трубы 4.

Секция погружного многоступенчатого насоса 3 содержит вал 5, корпус 6, в котором установлены ступени, каждая из которых состоит из рабочего колеса 7, и направляющего аппарата 8, головку 9 и основание 10.

В направляющем аппарате 8 между нижним диском со ступицей и верхним диском расположены лопатки. В рабочем колесе 7 между ведущим диском со ступицей и ведомым диском расположены лопасти.

Между верхним диском направляющего аппарата 8 и ведомым диском рабочего колеса 7, между ступицей направляющего аппарата 8 и ведущим диском рабочего колеса 7 установлены осевые опоры 13.

На ведущем диске 11 рабочего колеса 7 изготовлен лопаточный венец 12.

Рабочее колесо 7 и направляющий аппарат 8 изготовлены из нирезиста, при следующем содержании элементов, мас.%:

углерод		2,7-3,1
кремний		2,0-2,7
марганец		1,3-1,9

фосфор

не более 0,3

железо

остальное.

Установка работает следующим образом.

При вращении вала электродвигателя 1 момент передается через вал гидрозащиты 2 на вал 5 погружного многоступенчатого насоса 3. Крутящий момент передается на рабочие колеса 7, которые сообщают жидкости энергию в виде потенциальной энергии - давления и кинетической энергии - скорости. В направляющих аппаратах 8 кинетическая энергия в виде скорости преобразуется в потенциальную энергию давления. Пластовая жидкость входит в секцию через основание 10, последовательно проходит через рабочие колеса 7, направляющие аппараты 8, выходит через головку 9. При этом происходит последовательное повышение давления пластовой жидкости.

Вал гидрозащиты 2 имеет осевую опору, работающую в масле. Если вал 5 нижней секции насоса 3 опирается на вал гидрозащиты, то в этом случае осевая опора, воспринимающая вес вала и осевую силу на ротор насоса будет восприниматься осевой опорой, работающей в масле. Надежность такой опоры выше, чем опоры, установленной в насосе, которая работает в пластовой жидкости, содержащей механические примеси.

Лопаточный венец 12, изготовленный на ведущем диске 11 рабочего колеса 7, позволяет снизить осевую силу, действующую на рабочее колесо 7, соответственно снизить нагрузку на осевые опоры 13, износ этих опор.

Claims

1. Установка погружного многоступенчатого насоса, содержащая электродвигатель, гидрозащиту, насос с по крайней мере одной секцией, в состав которой входит вал, основание, головка, ступени, каждая из которых содержит направляющий аппарат, в котором между нижним диском со ступицей и верхним диском расположены лопатки, и рабочее колесо, в котором между ведущим диском со ступицей и ведомым диском расположены лопасти, причем между верхним диском направляющего аппарата и ведомым диском рабочего колеса, между ступицей направляющего аппарата и ведущим диском рабочего колеса установлены осевые опоры, отличающаяся тем, что рабочее колесо и направляющий аппарат имеют цельнолитую конструкцию и изготовлены из нирезиста, при следующем содержании элементов, мас.%:

Углерод 2,7-3,1 Кремний 2,0-2,7 Марганец 1,3-1,9 Хром 2,0-3,0 Медь 5,0-8,0 Никель 14,0-16,0 Сера Не более 0,1 Фосфор Не более 0,3 Железо Остальное

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит нижнюю секцию, при этом вал нижней секции опирается на вал в гидрозащите.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на ведущем диске рабочего колеса изготовлен лопаточный венец.