RU2249728C2 - Centrifugal multistage pump - Google Patents
Centrifugal multistage pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249728C2 RU2249728C2 RU2003116145/06A RU2003116145A RU2249728C2 RU 2249728 C2 RU2249728 C2 RU 2249728C2 RU 2003116145/06 A RU2003116145/06 A RU 2003116145/06A RU 2003116145 A RU2003116145 A RU 2003116145A RU 2249728 C2 RU2249728 C2 RU 2249728C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- pump
- centrifugal multistage
- gap
- fixed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области насосостроения, в частности к конструкции центробежного многоступенчатого насоса, и может быть использовано в системах искусственного поддержания пластового давления (ППД) на нефтяных месторождениях в нефтяной, нефтегазовой, горнодобывающей и других отраслях промышленности, а также для создания гидравлической энергии привода скважинных турбонасосных агрегатов при подъеме из скважины пластовых жидкостей и газожидкостных смесей с повышенным содержанием газа.The invention relates to the field of pump engineering, in particular to the design of a centrifugal multistage pump, and can be used in systems for artificially maintaining reservoir pressure (RPM) in oil fields in the oil, oil and gas, mining and other industries, as well as to create hydraulic energy for driving a downhole turbopump aggregates when lifting formation fluids and gas-liquid mixtures with a high gas content from the well.
Известна конструкция центробежного многоступенчатого насоса, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, в котором со стороны ведущего диска рабочего колеса установлена направляющая лопастная решетка. Рабочее колесо установлено в корпусе и имеет между ведущим и ведомым дисками, по крайней мере, два ряда рабочих лопастных решеток (a.c.CCCP №684158, опубл. 05.09.1979, бюл.№33).A known design of a centrifugal multistage pump, selected as a prototype, comprising a housing in which a guide vane is installed on the side of the driving disk of the impeller. The impeller is installed in the housing and has between the leading and driven disks at least two rows of working blade grids (a.c.CCCP No. 684158, publ. 05.09.1979, bull. No. 33).
Для разгрузки насоса от осевых сил направляющая лопастная решетка расположена между двумя концентричными рядами рабочих лопастных решеток и закреплена на корпусе со стороны основного диска колеса.To unload the pump from axial forces, a guide vane is located between two concentric rows of working vane and is fixed to the casing from the side of the main disk of the wheel.
Такая конструкция позволяет получить некоторую степень разгрузки от осевой силы, но одновременно недостаток такой конструкции в том, что она имеет низкий КПД подачи, обусловленный включением направляющей лопастной решетки в проточную часть. Это приводит к дополнительному вихреобразованию в канале рабочего колеса и практически не позволяет создать на основе известной конструкции, насос который бы обеспечивал возможность установки на одном валу насоса большого количества надежно работающих ступеней с высоким КПД.This design allows you to get a certain degree of unloading from the axial force, but at the same time the disadvantage of this design is that it has a low feed efficiency due to the inclusion of the guide vane in the flow part. This leads to additional vortex formation in the channel of the impeller and practically does not allow creating, on the basis of the known design, a pump that would provide the possibility of installing a large number of reliably working stages with high efficiency on one pump shaft.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания центробежного многоступенчатого насоса, в котором путем снижения осевого усилия, действующего на рабочее колесо с одновременным улучшением динамических характеристик передних уплотнений, обеспечивается возможность установки на одном валу насоса большого количества надежно работающих ступеней с высоким КПД.The basis of the present invention is the task of creating a centrifugal multistage pump, in which by reducing the axial force acting on the impeller while improving the dynamic characteristics of the front seals, it is possible to install a large number of reliably working stages with high efficiency on one pump shaft.
Поставленная задача достигается тем, что в центробежном многоступенчатом насосе содержащем направлявляющий аппарат с неподвижной направляющей лопастной решеткой, рабочее колесо, в котором между основным и покрывающим дисками закреплена рабочая лопастная решетка, согласно изобретению неподвижная направляющая лопастная решетка выполнена в виде радиальных пластин и установлена на секции в передней пазухе рабочего колеса с зазором относительно покрывающего диска, а на основном диске закреплены импеллеры с зазором относительно внутренней стенки направляющего аппарата, при этом на торцовых поверхностях рабочего колеса выполнены канавки, в которых размещены упорные кольца и втулка направляющего аппарата имеет также упорное кольцо.The problem is achieved in that in a centrifugal multistage pump containing a guiding apparatus with a fixed guide vane, an impeller in which a working vane is fixed between the main and covering disks, according to the invention, the fixed guide vane is made in the form of radial plates and mounted on a section in the front axle of the impeller with a gap relative to the covering disk, and impellers are fixed on the main disk with a gap relative to the inside It walls of the guide apparatus, wherein on the end surfaces of the impeller grooves which accommodate thrust ring and the sleeve guide apparatus also has a thrust ring.
Густота направляющей лопастной решетки может иметь следующую зависимость:The density of the guide vanes may have the following relationship:
где l - длина лопасти;where l is the length of the blade;
tcp - шаг на среднем диаметре решетки.t cp is the step on the average diameter of the lattice.
Зазор между лопастями направляющей решетки и ведомым диском может быть равен:The gap between the blades of the guide grid and the driven disk can be equal to:
S1-(0,01-0,0055)D,S 1 - (0.01-0.0055) D,
где S1 - зазор;where S 1 is the gap;
D - наружный диаметр рабочего колеса.D is the outer diameter of the impeller.
Зазор между торцами импеллеров и внутренней стенкой направляющего аппарата может быть равен:The gap between the ends of the impellers and the inner wall of the guide apparatus can be equal to:
S2 (0,0017-0,0055) D,S 2 (0.0017-0.0055) D,
где S2 - зазор;where S 2 is the gap;
D - наружный диаметр рабочего колеса.D is the outer diameter of the impeller.
Установка направляющей решетки на секции в передней пазухе рабочего колеса и выполненной в виде радиальных пластин способствует уменьшению скорости вращения перекачиваемой среды в пазухе рабочего колеса и увеличению давления жидкости на покрывающий диск рабочего колеса. Размещение же импеллеров на основном диске рабочего колеса позволит увеличить в задней пазухе скорость вращения перекачиваемой среды, тем самым уменьшить давление и, следовательно, осевое усилие на основной диск.The installation of a guide grid on the sections in the front axle of the impeller and made in the form of radial plates helps to reduce the rotation speed of the pumped medium in the axle of the impeller and increase the pressure of the liquid on the covering disk of the impeller. Placing the impellers on the main disk of the impeller will increase the speed of rotation of the pumped medium in the back sinus, thereby reducing pressure and, consequently, the axial force on the main disk.
Благодаря этому удается достичь нулевого значения осевого усилия, действующего на рабочее колесо, и, кроме того, обеспечить жидкостный режим трения в опорах скольжения, которые образованы упорными кольцами на торцовых поверхностях рабочего колеса и на втулке направляющего аппарата.Due to this, it is possible to achieve a zero value of the axial force acting on the impeller, and, in addition, to provide a fluid friction regime in the sliding bearings, which are formed by thrust rings on the end surfaces of the impeller and on the sleeve of the guide apparatus.
В предлагаемой конструкции осевые усилия, действующие на рабочее колесо, воспринимаются торцовыми упорными кольцами, которые в этом случае работают как опоры скольжения, смазкой для которой служит перекачиваемая среда. Такая конструкция передней пазухи, наряду с разгрузкой осевого усилия, увеличивает несущую способность передних уплотнений, что дает возможность установить на одном валу насоса большое количество ступеней.In the proposed design, axial forces acting on the impeller are perceived by end thrust rings, which in this case act as sliding bearings, the pumped medium serves as lubricant for this. This design of the front sinus, along with the unloading of the axial force, increases the bearing capacity of the front seals, which makes it possible to install a large number of stages on one pump shaft.
Таким образом, центробежный многоступенчатый насос, выполненный согласно настоящему изобретению, обеспечивает возможность установки на одном валу насоса большого количества надежно работающих ступеней с высоким КПД.Thus, a centrifugal multistage pump, made according to the present invention, makes it possible to install a large number of reliably working stages with high efficiency on one pump shaft.
Использование совокупности всех существенных признаков, включая отличительные, позволяет повысить КПД насоса и увеличить надежность и долговечность работы насосного оборудования и тем самым обеспечить широкое использование центробежных многоступенчатых насосов в нефтяной и нефтегазовой промышленности.Using the combination of all the essential features, including distinguishing ones, makes it possible to increase the efficiency of the pump and increase the reliability and durability of the pump equipment and thereby ensure widespread use of centrifugal multistage pumps in the oil and oil and gas industry.
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
На фиг.1 схематически изображена насосная установка. На фиг.2 показан разрез проточной части насоса по А-А.Figure 1 schematically shows a pumping unit. Figure 2 shows a section through the flow of the pump along aa.
Центробежный многоступенчатый насос, выполненный согласно настоящему изобретению, имеет блочную конструкцию и содержит электродвигатель 1, связанный с входным блоком 2 насоса посредством соединительной муфты 3 и кронштейна 4. Промежуточный блок 5 связан с входным блоком 2 и выходным блоком 6 разъемными соединениями. К выходному блоку 6 прикреплен также разъемным соединением отвод 7. Между блоками 2, 5 и 6 установлены опоры 8, связанные с рамой 9. Каждый блок насоса содержит размещенные между секциями 10 (фиг.2) и направляющими аппаратами 11 (фиг.2) рабочие колеса 12 (фиг.2), в передних пазухах которых на секциях 10 с зазорами 13 (равными S1) относительно покрывающих дисков 14 рабочих колес 12 установлены радиальные лопатки 15, образующие неподвижную направляющую решетку. На основном диске 16 рабочего колеса 12 установлены с зазором 17 (равным S2) относительно внутренней поверхности направляющего аппарата 11 импеллеры 18. В кольцевых канавках на передней и задней торцовых поверхностях рабочего колеса 12 размещены упорные кольца 19 и 20. Направляющий аппарат 11 имеет втулку 21, в кольцевой канавке которой также установлено упорное кольцо 22.The centrifugal multistage pump made according to the present invention has a block design and comprises an electric motor 1 connected to the pump inlet 2 by means of a coupling 3 and an arm 4. The intermediate unit 5 is connected to the inlet 2 and the outlet 6 by detachable connections. An outlet 7 is also attached to the output unit 6 by a detachable connection. Between the blocks 2, 5 and 6, supports 8 are connected to the frame 9. Each pump unit contains workers located between the sections 10 (Fig. 2) and the guiding devices 11 (Fig. 2) wheels 12 (figure 2), in the front axles of which on
Рабочие колеса 12 насоса приводятся в движение от электродвигателя 1, который передает крутящий момент через соединительную муфту 3. Перекачиваемая среда поступает в подводящий патрубок входного блока 2 и направляется в рабочее колесо 12 первой ступени. После приобретения напора в рабочем колесе 12 жидкость поступает в направляющий аппарат 11 и далее в рабочее колесо 12 следующей ступени. После приобретения необходимого напора в ступенях блоков входного 2, промежуточного 5, выходного 6 жидкость с последней ступени выходит через отвод 7 насоса. Под действием системы неподвижных лопаток 15 в процессе работы происходит затормаживание потока в передней пазухе и увеличение в ней давления жидкости, что обуславливает увеличение осевой силы, действующей на покрывающий диск.The impellers of the
Разгрузка рабочего колеса 12 от остаточной осевой силы происходит за счет установки на основном диске 16 системы радиальных импеллеров 18 с зазором 17, раскручивающих поток и уменьшающих давление в задней пазухе, что приводит к уменьшению осевой силы, действующей на основной диск 16.The
На режимах работы насоса, отличающихся от оптимальных, неуравновешенная осевая сила воспринимается опорами скольжения 19, 20, 22, втулкой 21. Необходимые показатели надежности опор скольжения достигаются за счет уменьшения осевой силы с помощью системы лопаток 15 и импеллеров 18, установленных с зазорами 13 и 17 соответственно. Работа колеса 12 на упорных кольцах 19 и 20 обеспечивается за счет плавающего (не закрепленного на валу в осевом направлении) исполнения.At pump operating modes that differ from optimal, unbalanced axial force is perceived by the sliding
За счет плавающего исполнения рабочего колеса в насосе не предусмотрена установка разгрузочных устройств, применяемых в традиционных многоступенчатых центробежных насосах.Due to the floating design of the impeller, the pump does not provide for the installation of unloading devices used in traditional multistage centrifugal pumps.
Улучшение динамических характеристик передних уплотнений рабочих колес 12 происходит за счет уменьшения закрутки потока на входе в уплотнение и увеличения перепада давления на нем, в результате чего несущая способность передних уплотнений повышается. Таким образом, каждая ступень насоса снабжена индивидуальным опорным подшипником, поэтому в насосе не предусмотрена установка промежуточных подшипниковых опор.The dynamic characteristics of the front seals of the
Использование предлагаемой конструкции насоса обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества:Using the proposed pump design provides the following advantages over existing ones:
- повышается напорность и экономичность насоса;- increased pressure and efficiency of the pump;
- увеличивается надежность и долговечность работы насосного оборудования;- increases the reliability and durability of the pumping equipment;
- обеспечивается возможность широкого использования в нефтяной, нефтегазовой и горнодобывающей промышленности с высокими ТЭП.- provides the possibility of widespread use in the oil, oil and gas and mining industries with high TEC.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002076174 | 2002-07-27 | ||
UA2002076174 | 2002-07-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003116145A RU2003116145A (en) | 2004-11-20 |
RU2249728C2 true RU2249728C2 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35611997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003116145/06A RU2249728C2 (en) | 2002-07-27 | 2003-06-02 | Centrifugal multistage pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249728C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101749276B (en) * | 2008-12-17 | 2011-09-07 | 中国船舶重工集团公司第七○四研究所 | Split type deflector |
CN108930655A (en) * | 2018-09-06 | 2018-12-04 | 东营市深蓝新材料有限公司 | A kind of oil field centrifugal pump with anti-blockage function |
RU204236U1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | HYDRAULIC UNLOADING DEVICE OF CENTRIFUGAL SECTIONAL MULTI-STAGE PUMP |
RU212223U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Hydraulic unloader of a centrifugal sectional pump with a continuously renewable lubricant layer |
-
2003
- 2003-06-02 RU RU2003116145/06A patent/RU2249728C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101749276B (en) * | 2008-12-17 | 2011-09-07 | 中国船舶重工集团公司第七○四研究所 | Split type deflector |
CN108930655A (en) * | 2018-09-06 | 2018-12-04 | 东营市深蓝新材料有限公司 | A kind of oil field centrifugal pump with anti-blockage function |
CN108930655B (en) * | 2018-09-06 | 2023-11-03 | 东营市深蓝新材料有限公司 | Centrifugal pump with anti-blocking function for oil field |
RU204236U1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | HYDRAULIC UNLOADING DEVICE OF CENTRIFUGAL SECTIONAL MULTI-STAGE PUMP |
RU212223U1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Hydraulic unloader of a centrifugal sectional pump with a continuously renewable lubricant layer |
RU2791079C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Unloading device of a centrifugal sectional pump with geometrically closed inclined bearing surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8070426B2 (en) | System, method and apparatus for open impeller and diffuser assembly for multi-stage submersible pump | |
US7409997B2 (en) | Electric submersible pump with specialized geometry for pumping viscous crude oil | |
EP0780577A1 (en) | Improved multistage pumps and compressors | |
CN105626540B (en) | Sectional multi-stage centrifugal pump | |
US20120328412A1 (en) | Pump system | |
US10480522B2 (en) | Abrasion-resistant thrust ring for use with a downhole electrical submersible pump | |
RU2244164C1 (en) | Multistage submerged axial pump | |
CN214366878U (en) | Impeller for centrifugal pump | |
US2710579A (en) | Deep-well pumps | |
RU2249728C2 (en) | Centrifugal multistage pump | |
RU2294458C1 (en) | Multistage submersible centrifugal pump (versions) | |
CN87203854U (en) | Centrifugal pump impeller capable of automatic balancing axial force | |
CN200975360Y (en) | Vertical type multi-stage pump with intermediate bearing | |
RU2328624C1 (en) | Submerged multi-stage centrifugal pump | |
RU2317445C1 (en) | Submersible multistage modular centrifugal pump | |
RU2232301C1 (en) | Submersible pumping unit | |
CN205401146U (en) | Festival segmentation multistage centrifugal pump | |
CN214499541U (en) | Dynamic sealing structure for centrifugal pump | |
RU2138691C1 (en) | Stage of submersible multi-stage pump | |
RU59752U1 (en) | STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
RU74174U1 (en) | STEP OF SUBMERSIBLE MULTISTAGE CENTRIFUGAL PUMP | |
CN101403387A (en) | Helical axial flow type multiphase pump supercharging unit | |
RU2209345C2 (en) | Stage of multistage submersible centrifugal pump | |
RU2442909C2 (en) | Multi-stage high-speed immersed impeller pump | |
RU23321U1 (en) | CENTRIFUGAL PUMP DRIVING WHEEL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050603 |