RU2368812C1 - Погружной мультифазный насос - Google Patents
Погружной мультифазный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368812C1 RU2368812C1 RU2008108254/06A RU2008108254A RU2368812C1 RU 2368812 C1 RU2368812 C1 RU 2368812C1 RU 2008108254/06 A RU2008108254/06 A RU 2008108254/06A RU 2008108254 A RU2008108254 A RU 2008108254A RU 2368812 C1 RU2368812 C1 RU 2368812C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- multiphase pump
- sleeve
- pump
- angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым осевым насосам, и может быть использовано для подъема из нефтяных скважин смесей с высоким содержанием нерастворенного газа. Мультифазный насос содержит последовательно расположенные на валу осевые ступени, каждая из которых состоит из рабочего колеса в виде втулки с лопастью и направляющего аппарата. В рабочем колесе угол между касательной к скелетной линии лопасти и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, на выходе превышает угол на входе в 1,2-4,0 раза. Длина проточных каналов рабочего колеса, измеренная вдоль его наружной цилиндрической поверхности, составляет 1-4 диаметра колеса, количество лопастей не превышает 4, отношение диаметра втулки к диаметру колеса равно 0,4-0,9. Изобретение обеспечивает устойчивую работу погружной установки на любых подачах, в том числе меньше номинальной, при высоком содержании нерастворенного газа и абразивных частиц. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым осевым насосам, и может быть использовано для подъема из нефтяных скважин смесей с высоким содержанием нерастворенного газа.
Известны конструкции многоступенчатых погружных центробежных насосов для добычи нефти, содержащие цилиндрический корпус с размещенным на валу пакетом ступеней, каждая из которых состоит из центробежного рабочего колеса и осерадиального направляющего аппарата (Агеев Ш.Р., Григорян Е.Е., Макиенко Г.П. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение. Энциклопедический справочник. Пермь: ООО «Пресс-Мастер», 2007, с.75, рис.2.8,а).
Однако эти конструкции недостаточно хорошо работают при добыче жидкостей, содержащих большое количество нерастворенного газа. Для центробежных насосов характерно существенное снижение напора при увеличении концентрации свободного газа и срыв работы в номинальном режиме при объемной концентрации свободного газа свыше 20-25%. На подачах, меньших номинальной, срыв наступает при значительно меньших концентрациях газа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является погружной мультифазный насос, содержащий последовательно расположенные на валу внутри корпуса осевые ступени, каждая из которых имеет рабочее колесо с лопастями постоянного шага, размещенными по винтовой линии, и направляющий аппарат с плоскими радиальными лопастями, ориентированными в направлении оси вращения насоса (RU 2244164 С1, 10.01.2005).
Недостатком данной конструкции является низкая надежность при перекачивании газожидкостных смесей, так как вихревой характер ее течения в проточных каналах приводит к закупориванию последних газовой пробкой. Возникновение вихревого течения объясняется упрощенной геометрией проточных каналов, обусловленной стремлением снизить трудоемкость изготовления ступеней.
Задачей настоящего изобретения является создание многоступенчатого мультифазного осевого насоса, который бы перекачивал газожидкостную смесь не только на номинальной подаче, но и на подачах, меньших номинальной, где центробежные насосы, применяемые в настоящее время, работать не могут.
Технический результат достигается тем, что в погружном мультифазном насосе, содержащем последовательно расположенные на валу осевые ступени, каждая из которых состоит из рабочего колеса, имеющего втулку с лопастью, и направляющего аппарата с лопастями, согласно изобретению в рабочем колесе угол между касательной к скелетной линии лопасти и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, на выходе превышает угол на входе в 1,2-4,0 раза, длина проточных каналов рабочего колеса, измеренная вдоль его наружной цилиндрической поверхности, составляет 1-4 диаметра колеса, количество лопастей не превышает 4, отношение диаметра втулки к диаметру колеса равно 0,4-0,9.
Предпочтительно, чтобы меридиональное сечение проточного канала сужалось от входа к выходу под углом конфузорности до 15°, лопасти в рабочих колесах и направляющих аппаратах были выполнены с двойной кривизной, а проточные каналы направляющего аппарата расширены под углом не более 15°.
Применение рабочих колес и направляющих аппаратов с лопастями, имеющими двойную кривизну, создает геометрию проточных каналов, обеспечивающих течение потока с минимальной завихренностью в максимально широком диапазоне подач. Оптимальный подбор соотношения числа лопастей двойной кривизны и длины проточных каналов направляющего аппарата позволяет обеспечить осевое направление потока на выходе из направляющего аппарата.
Сущность заявляемого погружного мультифазного насоса поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено рабочее колесо в аксонометрии; на фиг.2 - направляющий аппарат в аксонометрии.
Погружной мультифазный насос имеет множество последовательно размещенных ступеней, каждая из которых состоит из установленных неподвижно направляющих аппаратов и рабочих колес, установленных с возможностью вращения на общем валу. Рабочее колесо (фиг.1) содержит втулку 1, на боковой поверхности которой на равном расстоянии друг от друга установлены винтовые лопасти 2. При этом угол закрутки лопастей 2 от входа к выходу плавно увеличивается. Длина проточных каналов рабочего колеса, измеренная вдоль наружной цилиндрической поверхности 3, может варьироваться в пределах 1-4 диаметров рабочего колеса. В меридиональном сечении проточный канал от входа 4 к выходу 5 сужается с узлом конфузорности не более 15°.
Направляющий аппарат (фиг.2) имеет втулку 6 с лопастями двойной кривизны 7, размещенными на ее боковой поверхности. Проточный канал в меридиональном сечении от входа 8 к выходу 9 расширяется с узлом конфузорности не более 15°.
Многоступенчатый мультифазный насос работает следующим образом. Поступающая в насос газожидкостная смесь сжимается в каждой из осевых ступеней. В результате уменьшения объема газа происходит увеличение его упругости, что в соответствии с корреляцией Тарпина (B.L.Wilson. Pumping Two Phase Fluids with ESP. ESP Workshop, Houston. (April 2003)) повышает устойчивость работы следующей ступени. Форма лопастей 3 и 7 ступеней позволяет избежать образования неподвижных вихрей, являющихся ловушками для газовых пузырьков, что исключает возможность образования неподвижных газовых пробок и срыва подачи.
Предлагаемый погружной мультифазный насос обеспечивает следующие преимущества:
- устойчивую работу погружной установки в номинальном режиме при содержании нерастворенного газа до 60%;
- устойчивую работу погружной установки на любых подачах, меньших номинальной, при содержании нерастворенного газа до 40-45%;
- увеличение КПД установки за счет газлифт-эффекта в насосно-компрессорных трубах;
- повышение надежности установки при перекачивании газожидкостных смесей, содержащих абразивные частицы, за счет исключения из комплектации газосепаратора, который при работе в абразивной среде подвержен перерезанию (Деньгаев А.В., Дроздов А.Н., Вербицкий B.C., Маркелов Д.В. Эксплуатация скважин, оборудованных высокопроизводительными УЭЦН с газосепараторами // Бурение и нефть. 2005. № 2, с.10-13; Дроздов А.Н., Деньгаев А.В., Вербицкий B.C. Установки погружных насосов с газосепараторами для эксплуатации скважин с высоким газовым фактором // Территория нефтегаз. 2005. № 6, с.12-20).
Кроме того, данный мультифазный насос может использоваться в качестве предвключенного, перед основным центробежным насосом, для обеспечения его устойчивой работы за счет сжатия газожидкостной смеси.
Claims (4)
1. Погружной мультифазный насос, содержащий последовательно расположенные на валу осевые ступени, каждая из которых состоит из рабочего колеса в виде втулки с винтообразной лопастью и направляющего аппарата, отличающийся тем, что в рабочем колесе угол между касательной к скелетной линии лопасти и плоскостью, перпендикулярной оси вращения, на выходе превышает угол на входе в 1,2-4,0 раза, длина проточных каналов рабочего колеса, измеренная вдоль его наружной цилиндрической поверхности, составляет не менее диаметра колеса, количество лопастей не превышает 4, отношение диаметра втулки к диаметру колеса равно 0,4-0,9.
2. Мультифазный насос по п.1, отличающийся тем, что меридиональное сечение проточного канала сужено от входа к выходу под углом конфузорности до 15°.
3. Мультифазный насос по п.1, отличающийся тем, что лопасти в направляющем аппарате и рабочем колесе выполнены с двойной кривизной.
4. Мультифазный насос по п.1, отличающийся тем, что проточные каналы направляющего аппарата расширены под углом не более 15°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008108254/06A RU2368812C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Погружной мультифазный насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008108254/06A RU2368812C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Погружной мультифазный насос |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2368812C1 true RU2368812C1 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008108254/06A RU2368812C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Погружной мультифазный насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368812C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516753C1 (ru) * | 2012-10-04 | 2014-05-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Скважинный погружной насос для перекачки вязкой жидкости |
CN103994076A (zh) * | 2014-05-25 | 2014-08-20 | 秦家运 | 一种轴流泵 |
RU2601910C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2016-11-10 | Артавазд Амасиевич Исабекян | Шнековый вентилятор |
CN111852879A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 清华大学 | 一种气液两相叶片泵及其设计方法、装置 |
RU203924U1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-04-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Насос |
-
2008
- 2008-03-03 RU RU2008108254/06A patent/RU2368812C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516753C1 (ru) * | 2012-10-04 | 2014-05-20 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Скважинный погружной насос для перекачки вязкой жидкости |
RU2601910C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2016-11-10 | Артавазд Амасиевич Исабекян | Шнековый вентилятор |
CN103994076A (zh) * | 2014-05-25 | 2014-08-20 | 秦家运 | 一种轴流泵 |
CN111852879A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 清华大学 | 一种气液两相叶片泵及其设计方法、装置 |
CN111852879B (zh) * | 2020-07-24 | 2021-10-15 | 清华大学 | 一种气液两相叶片泵及其设计方法、装置 |
RU203924U1 (ru) * | 2020-12-16 | 2021-04-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Насос |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9574562B2 (en) | System and apparatus for pumping a multiphase fluid | |
US9624930B2 (en) | Multiphase pumping system | |
US9719523B2 (en) | Apparatus, system and method for pumping gaseous fluid | |
US9458863B2 (en) | Turbomachine with mixed-flow stage and method | |
RU2409767C2 (ru) | Способ откачки двухфазного скважинного флюида и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU2368812C1 (ru) | Погружной мультифазный насос | |
RU2428588C1 (ru) | Погружной мультифазный насос | |
RU2244164C1 (ru) | Многоступенчатый погружной осевой насос | |
US10995770B2 (en) | Diffuser for a fluid compression device, comprising at least one vane with opening | |
RU74976U1 (ru) | Газостабилизирующий модуль центробежного насоса для добычи нефти | |
RU79624U1 (ru) | Многоступенчатый погружной насос | |
RU2374497C1 (ru) | Погружной насосный агрегат для откачки газожидкостной смеси | |
US20090311094A1 (en) | Compact Multiphase Pump | |
US3204562A (en) | Anti gas-lock construction for turbine pump | |
RU2241858C1 (ru) | Погружная насосная система | |
RU136503U1 (ru) | Предвключенное устройство для обработки газожидкостной смеси | |
RU61812U1 (ru) | Диспергатор погружного центробежного насоса | |
RU121318U1 (ru) | Многоступенчатый центробежный насос | |
RU2362910C1 (ru) | Центробежно-вихревая ступень | |
RU158649U1 (ru) | Насос - диспергатор | |
RU2750079C1 (ru) | Насос-компрессор для добычи нефти с высоким содержанием свободного газа у приема насоса | |
RU2396463C1 (ru) | Насос | |
RU69941U1 (ru) | Многоступенчатый осевой насос | |
RU19105U1 (ru) | Погружной центробежный насос для добычи нефти из скважин | |
RU117532U1 (ru) | Центробежный многоступенчатый секционный насос |