RU2213887C1 - Stage of submersible centrifugal multistage pump - Google Patents
Stage of submersible centrifugal multistage pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213887C1 RU2213887C1 RU2002112725A RU2002112725A RU2213887C1 RU 2213887 C1 RU2213887 C1 RU 2213887C1 RU 2002112725 A RU2002112725 A RU 2002112725A RU 2002112725 A RU2002112725 A RU 2002112725A RU 2213887 C1 RU2213887 C1 RU 2213887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- disk
- stage
- gap
- driving wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в многоступенчатых центробежных скважинных насосах, предназначенных для откачки пластовой жидкости. The present invention relates to petroleum engineering and can be used in multistage centrifugal borehole pumps designed for pumping formation fluid.
Известен центробежный насос, в котором рабочее колесо выполнено содержащим ведущий диск с лопатками. На поверхности ведущего диска в известном устройстве выполнено утолщение, в котором сформированы несквозные выемки [1]. A centrifugal pump is known in which the impeller is made up of a drive disk with blades. A thickening is made on the surface of the drive disk in the known device, in which through holes are formed [1].
Выемки на рабочем колесе в центробежном насосе известной конструкции не участвуют в процессе перекачивания жидкости, не влияют на структуру потока перекачиваемой жидкости или газожидкостной смеси и соответственно не позволяют улучшить структуру потока газожидкостной смеси при наличии в перекачиваемой смеси значительных объемов газа. Recesses on the impeller in a centrifugal pump of known design do not participate in the process of pumping the liquid, do not affect the flow structure of the pumped liquid or gas-liquid mixture, and therefore do not allow to improve the flow structure of the gas-liquid mixture in the presence of significant volumes of gas in the pumped mixture.
Устройством, наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению, является ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса [2] , содержащая рабочее колесо с ведущим диском и расположенными на нем лопастями, а также направляющий аппарат с лопатками, диаметр расположения входных кромок которых больше диаметра наружного диска направляющего аппарата, причем на краю верхней поверхности ведущего диска рабочего колеса расположены ребра. The device closest in technical essence to the claimed invention is a step of a submersible multistage centrifugal pump [2], containing an impeller with a driving disk and blades located on it, as well as a guiding device with blades, the diameter of the input edges of which is larger than the diameter of the outer guide disk apparatus, and on the edge of the upper surface of the driving disk of the impeller are ribs.
Известное устройство выполнено с обеспечением формирования бокового кольцевого канала, образованного кольцевым углублением в ведущем диске рабочего колеса, закрытого наружным диском направляющего аппарата таким образом, что вертикальная стенка углубления с внешнего края углубления частично перекрывается вертикальной стенкой, сформированной на наружном диске направляющего аппарата с формированием минимально возможного зазора между перекрывающимися частями указанных стенок. Между наружным диском направляющего аппарата и ведущим диском рабочего колеса со стороны внутреннего края углубления расположена упорная шайба. The known device is made with the formation of a lateral annular channel formed by an annular recess in the driving disk of the impeller, closed by the outer disk of the guide apparatus so that the vertical wall of the recess from the outer edge of the recess is partially overlapped by a vertical wall formed on the outer disk of the guide apparatus with the formation of the minimum possible the gap between the overlapping parts of these walls. A thrust washer is located between the outer disk of the guide vane and the driving disk of the impeller from the side of the inner edge of the recess.
Известное устройство при его использовании в многоступенчатых центробежных насосах обеспечивает повышение напора при малых подачах и повышение стабильности характеристик при работе с содержащими газ жидкостными смесями, а формирование бокового кольцевого канала обеспечивает снижение массы ступени и расход металла. Щелевое уплотнение, образованное перекрывающимися стенками наружного диска направляющего аппарата и ведущего диска рабочего колеса, ограничивает объем, в котором происходит формирование тороидального вихря при воздействии ребер на пластовую жидкость, что положительно сказывается на кпд ступени в целом. The known device when used in multistage centrifugal pumps provides an increase in pressure at low flows and an increase in the stability of characteristics when working with gas-containing liquid mixtures, and the formation of a lateral annular channel reduces the mass of the stage and the consumption of metal. The gap seal formed by the overlapping walls of the outer disk of the guide vane and the driving wheel of the impeller limits the volume in which the formation of a toroidal vortex occurs when the ribs act on the formation fluid, which positively affects the efficiency of the stage as a whole.
Вместе с тем, формирование бокового кольцевого канала в ступени известной конструкции существенно снижает надежность работы ступени, так как выносу твердых частиц из объема кольцевого канала препятствует указанное выше щелевое уплотнение, и при накоплении продуктов износа ступеней или твердых частиц пластовой жидкости возможно заклинивание ступени и выход насоса из строя. At the same time, the formation of a lateral annular channel in a stage of a known design significantly reduces the reliability of the stage, since the aforementioned gap seal hinders the removal of solid particles from the volume of the annular channel, and with the accumulation of wear products of stages or solid particles of the formation fluid, the stage may jam and exit the pump out of service.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность создания ступени погружного центробежного насоса, которая позволяет улучшить условия работы за счет выноса продуктов износа и абразивных частиц под действием центробежных сил, уменьшить возможность заклинивания рабочего колеса при сохранении неизменным кпд ступени. The present invention makes it possible to create a submersible centrifugal pump stage, which improves working conditions due to the removal of wear products and abrasive particles under the action of centrifugal forces, and reduces the possibility of jamming of the impeller while maintaining the efficiency of the stage.
Указанный выше технический результат достигается за счет того, что в ступени погружного центробежного многоступенчатого насоса, содержащей рабочее колесо и направляющий аппарат, согласно изобретению на внешнем краю верхней поверхности ведущего диска рабочего колеса расположены ребра, а верхняя поверхность ведущего диска рабочего колеса в сечении ступени, проходящем через ось вращения рабочего колеса и пересекающем верхнюю поверхность любого из ребер на протяжении от внешнего края установленной на ведущем диске рабочего колеса опорной шайбы до внешнего края ведущего диска рабочего колеса, отделена от нижней поверхности наружного диска, установленного над рабочим колесом направляющего аппарата, лабиринтным зазором приближенно равномерной ширины по всей протяженности зазора, где ширина зазора определяется как расстояние от произвольной точки верхней поверхности рабочего колеса указанного выше сечения ступени до ближайшей к указанной произвольной точке точки наружного диска направляющего аппарата. The above technical result is achieved due to the fact that in the step of a submersible centrifugal multistage pump containing an impeller and a guiding apparatus, according to the invention, ribs are located on the outer edge of the upper surface of the impeller drive disk, and the upper surface of the impeller drive disk in the step section through the axis of rotation of the impeller and intersecting the upper surface of any of the ribs along the outer edge of the bearings mounted on the driving disk of the impeller the washer to the outer edge of the driving wheel of the impeller, is separated from the lower surface of the outer disk mounted above the driving wheel of the guide apparatus, the labyrinth gap of approximately uniform width over the entire length of the gap, where the width of the gap is defined as the distance from an arbitrary point on the upper surface of the impeller of the above section steps to the point of the outer disk of the guide apparatus closest to the specified arbitrary point.
При этом отклонение ширины зазора, определенной для любой произвольной точки верхней поверхности рабочего колеса сечения ступени от средней ширины зазора, составляет не более 30%. In this case, the deviation of the gap width determined for any arbitrary point on the upper surface of the impeller of the step section from the average gap width is not more than 30%.
Кроме того, направляющий аппарат может быть выполнен с лопатками, диаметр расположения входных кромок которых больше диаметра наружного диска направляющего аппарата. In addition, the guide apparatus can be made with blades, the diameter of the arrangement of the input edges of which is larger than the diameter of the outer disk of the guide apparatus.
Лабиринтный зазор может иметь, по крайней мере, два изгиба. The labyrinth gap may have at least two bends.
Края ребер, расположенные со стороны оси вращения рабочего колеса, могут быть выполнены в виде единого целого с кольцом, расположенным на верхней поверхности ведущего диска рабочего колеса. При этом поверхность кольца со стороны оси вращения рабочего колеса может иметь цилиндрическую форму. Кроме того, поверхность кольца со стороны оси вращения рабочего колеса может являться конической поверхностью с вершиной конуса, лежащей ниже поверхности ведущего диска рабочего колеса. The edges of the ribs located on the side of the axis of rotation of the impeller can be made integrally with a ring located on the upper surface of the driving disk of the impeller. Moreover, the surface of the ring from the side of the axis of rotation of the impeller may have a cylindrical shape. In addition, the surface of the ring on the side of the axis of rotation of the impeller may be a conical surface with a vertex of a cone lying below the surface of the driving disk of the impeller.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1, 3 - две установленные последовательно ступени, выполненные в соответствии с заявленным изобретением;
на фиг. 2, 4 - вид сверху ведущего диска рабочего колеса, выполненного согласно изобретению.The invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1, 3 - two sequentially installed steps made in accordance with the claimed invention;
in FIG. 2, 4 is a plan view of a driving disk of an impeller made in accordance with the invention.
Ступень погружного центробежного многоступенчатого насоса (фиг.1, 3) содержит рабочее колесо 1 и направляющий аппарат 2. Рабочее колесо 1 выполнено с ведомым диском 3, ведущим диском 4, лопастями 5, верхней (в рабочем положении насоса) 6 и боковой 7 поверхностями, втулкой 8, предназначенной для сопряжения через шпонку с общим валом насоса (на чертеже не изображен). В рабочем колесе образованы каналы, ограниченные жестко связанными между собой ведомым диском 3, лопастями 5 и ведущим диском 4. Направляющий аппарат 2 содержит внутренний диск 9, наружный диск 10 и лопатки 11, диаметр расположения входных кромок 12 которых больше диаметра наружного диска 10 направляющего аппарата 2. Выполненные в направляющем аппарате 2 каналы образованы дисками 9, 10 и лопатками 11. Внутренний диск 9 жестко связан с кольцом 13, наружным диском 10 (через лопатки 11) и цапфой 14, сопряженной с втулкой 8 рабочего колеса 1. На диске 3 и 4 закреплены антифрикционные опорные шайбы 15, выполненные, например, из текстолита. The step of a submersible centrifugal multistage pump (Figs. 1, 3) comprises an
На внешнем краю верхней поверхности ведущего диска 4 расположены ребра 17, которыми сформированы несквозные выемки 16 ведущего диска 4 рабочего колеса 1. Верхняя поверхность 6 ведущего диска 4 рабочего колеса 1 в сечении ступени, проходящем через ось вращения рабочего колеса 1 и пересекающем верхнюю поверхность любого из ребер 17 на протяжении от внешнего края установленной на ведущем диске 4 рабочего колеса опорной шайбы 18 до внешнего края ведущего диска 4 рабочего колеса 1, отделена от нижней поверхности 22 наружного диска 10, установленного над рабочим колесом 1 направляющего аппарата 2 лабиринтным зазором приближенно равномерной ширины по всей протяженности зазора. Ширина зазора определяется как расстояние от произвольной точки верхней поверхности 6 рабочего колеса 1 указанного выше сечения ступени до ближайшей к указанной произвольной точке точки наружного диска 10 направляющего аппарата 2. Отклонение ширины зазора, определенной для любой произвольной точки верхней поверхности 6 рабочего колеса 1 сечения ступени от средней ширины зазора, составляет не более 30%. Лабиринтный зазор имеет три изгиба. On the outer edge of the upper surface of the
Края ребер 17, расположенные со стороны оси вращения рабочего колеса 1, выполнены в виде единого целого с кольцом 19, расположенным на верхней поверхности ведущего диска 4 рабочего колеса 1. В одном из случаев исполнения поверхность указанного кольца со стороны оси вращения рабочего колеса имеет цилиндрическую форму (фиг.1, 2). В другом из случаев исполнения поверхность указанного кольца со стороны оси вращения рабочего колеса является конической поверхностью с вершиной конуса, лежащей ниже поверхности ведущего диска рабочего колеса (фиг.3, 4). The edges of the
При работе насоса пластовая жидкость поступает в каналы рабочего колеса 1, приводимого в движение валом насоса, и при прохождении потока жидкости через каналы рабочих колес формируется напор жидкости как за счет центробежных сил, так и за счет действия лопастей рабочего колеса на поток жидкости. Далее жидкость поступает в каналы направляющего аппарата 1, в которых осуществляется создание дополнительного напора и направление потока на рабочее колесо следующей ступени. После выхода из каналов рабочего колеса 1 пластовая жидкость движется потоком, формируемым кольцом 13 направляющего аппарата 2, к каналам направляющего аппарата. В процессе движения выемки 16 вращающегося рабочего колеса 1 формируют тороидальный вихрь, между выходом из каналов рабочего колеса 1 и входом в каналы направляющего аппарата 2. За счет формирования тороидального вихря повышается напор ступени на малых расходах перекачиваемой жидкости, а также осуществляется эффективное перемешивание жидкости с газовыми включениями и диспергация газовых пузырей в перекачиваемой жидкости. Кроме того, разделение поверхностей ведущего диска 4 рабочего колеса 1 и наружного диска 10 направляющего аппарата 2 зазором приближенно постоянной ширины исключает возможность накопления твердых частиц в объеме зазора, а использование лабиринтного зазора исключает формирование тороидального вихря только на периферии рабочего колеса 1 вблизи мест расположения ребер 17, что повышает эффективность дробления газовых пузырей и повышает кпд ступени по сравнению со ступенью с прямолинейным зазором. When the pump is operating, the reservoir fluid enters the channels of the
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1617208, кл. F 04 D 29/08, 1990.Sources of information
1. USSR copyright certificate 1617208, cl. F 04 D 29/08, 1990.
2. Патент РФ 2138691, кл. F 04 D 13/10, 1/06, 31/00, 1999. 2. RF patent 2138691, cl. F 04
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112725A RU2213887C1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Stage of submersible centrifugal multistage pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112725A RU2213887C1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Stage of submersible centrifugal multistage pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2213887C1 true RU2213887C1 (en) | 2003-10-10 |
Family
ID=31989163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002112725A RU2213887C1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Stage of submersible centrifugal multistage pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213887C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454567C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Stage of downhole multistage rotary pump |
-
2002
- 2002-05-15 RU RU2002112725A patent/RU2213887C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454567C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Stage of downhole multistage rotary pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2557098C (en) | Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid | |
RU2554387C1 (en) | Submersible centrifugal pump for pumping of fluid medium containing solid particles | |
RU2309297C2 (en) | Wheel for submersible pump | |
US20110194926A1 (en) | Submersible Pump for Operation In Sandy Environments, Diffuser Assembly, And Related Methods | |
US10371154B2 (en) | Apparatus, system and method for pumping gaseous fluid | |
RU2598501C2 (en) | Impeller blade with improved front edge | |
RU2213887C1 (en) | Stage of submersible centrifugal multistage pump | |
RU2196253C1 (en) | Centrifugal oil-well pump stage | |
RU2503808C2 (en) | Gas separator of down-hole submerged pump | |
RU2209345C2 (en) | Stage of multistage submersible centrifugal pump | |
US10260518B2 (en) | Downhole electrical submersible pump with upthrust balance | |
RU74976U1 (en) | GAS-STABILIZING CENTRIFUGAL PUMP MODULE FOR OIL PRODUCTION | |
RU2209347C2 (en) | Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump | |
RU2138691C1 (en) | Stage of submersible multi-stage pump | |
RU2193692C1 (en) | Stage of oil well centrifugal pump | |
US4886530A (en) | Single stage pump and separator for two phase gas and liquid mixtures | |
RU2209346C2 (en) | Stge of multistage sbmersible centrifugal oil-wellpump | |
RU2360149C2 (en) | Super dispersion impeller of centrifugal pump stage with submersible motor for oil production | |
CN116940746A (en) | Helical hub with improved two-phase separation | |
RU179380U1 (en) | SUBMERSIBLE MULTI-STAGE PUMP | |
RU2196252C2 (en) | Stage of oil-well multi-stage centrifugal pump | |
RU2192561C1 (en) | Stage of submersible centrifugal pump | |
RU2586801C1 (en) | Submersible multi-phase pump blade | |
RU2789141C1 (en) | Method for pumping a gas-liquid mixture and multiphase stage for implementation thereof | |
RU2281417C2 (en) | Stage of multistage centrifugal oil-well pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090623 |