RU2452874C1

RU2452874C1 - Pump unit

Info

Publication number: RU2452874C1
Application number: RU2011113238/06A
Authority: RU
Inventors: Ольга Иосифовна Логинова (RU); Ольга Иосифовна Логинова
Original assignee: Ольга Иосифовна Логинова
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-06-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed pump unit comprises sections coupled by articulated couplings with their half-couplings furnished with spherical surfaces jointed together by spider made up of sleeve and pins. Tightness of articulated coupling is ensured by sleeve provided with seals arranged on its ends and spherical surface of half-couplings and coupled yoke.

EFFECT: decreased drag at unchanged diameter and higher efficiency.

2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к погружным секционным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.The invention relates to submersible sectional pumping units and can be used for oil, water and other liquids from wells.

Известен секционный насос с шарнирным сочленением по патенту RU 2122142 С1, МПК⁶ F04D 013/10, F04D 029/62.Known sectional pump with articulation according to patent RU 2122142 C1, IPC ⁶ F04D 013/10, F04D 029/62.

Основной его недостаток заключается в том, что для передачи крутящего момента от секции к секции используются шпонки. Шпонки из-за не точности изготовления не в состоянии одновременно все передавать крутящий момент. Только не более двух шпонок одновременно могут нести нагрузку. Поэтому большое количество мелких шпонок будут одна за другой выходить из строя. Применение крупных шпонок в меньшем количестве требует значительных зазоров между ними и их пазами, чтобы создать угол поворота секций относительно друг друга, соответствующий кривизне скважины. Повышенный зазор и крупные шпонки увеличивают габаритные размеры деталей шарнирного сочленения. Это уменьшает проходное сечение насоса при неизменном диаметральном габарите и приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и снижению коэффициента полезного действия.Its main disadvantage is that keys are used to transmit torque from section to section. Dowels, due to manufacturing inaccuracy, are not able to transmit torque at the same time. Only no more than two keys can carry the load at a time. Therefore, a large number of small dowels will fail one after another. The use of large dowels in smaller quantities requires significant gaps between them and their grooves to create an angle of rotation of the sections relative to each other, corresponding to the curvature of the well. The increased clearance and large dowels increase the overall dimensions of the articulated parts. This reduces the pump cross section with a constant diametric dimension and leads to an increase in hydraulic resistance and a decrease in the efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гибкая шарнирная муфта, известная по патенту RU 2230233 С2, МПК⁷ F04D 013/10, F04D 029/62 от 11.09.2002 г., содержащая два корпуса, соединенных между собой посредством кольца со сферической наружной поверхностью. Причем корпуса муфты расположены внутри герметичного гофрированного металлорукава, а кольцо и пальцы образуют крестовину, соединяющую корпуса муфты.The closest in technical essence to the invention is a flexible swivel coupling, known according to patent RU 2230233 C2, IPC ⁷ F04D 013/10, F04D 029/62 from 09/11/2002, containing two housings interconnected by a ring with a spherical outer surface . Moreover, the coupling housing is located inside a sealed corrugated metal hose, and the ring and fingers form a cross connecting the coupling housing.

Основной недостаток этого устройства заключается в том, что металлорукав либо увеличивает диаметральный габарит насоса, и насос не помещается в скважине, либо уменьшает проходное сечение насоса. Что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления шарнирной муфты и снижению коэффициента полезного действия насосной установки.The main disadvantage of this device is that the metal hose either increases the diametric dimension of the pump, and the pump does not fit in the well, or reduces the pump cross-section. This leads to an increase in the hydraulic resistance of the articulated coupling and a decrease in the efficiency of the pump unit.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в снижении гидравлического сопротивления шарнирных муфт при неизменном диаметральном габарите и повышении коэффициента полезного действия насосной установки.The objective of the invention is to obtain a technical result, expressed in reducing the hydraulic resistance of the articulated couplings with a constant diametrical dimension and increasing the efficiency of the pumping unit.

Указанная задача решается тем, что герметичность шарнирной муфты обеспечивается втулкой, снабженной уплотнениями с обоих концов и установленной между сферическими поверхностями полумуфт и спаренной вилки.This problem is solved in that the tightness of the articulated coupling is ensured by a sleeve provided with seals at both ends and installed between the spherical surfaces of the coupling halves and the twin yoke.

Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.The scientific and technical analysis of the proposal and the prior art indicates that the proposed technical solution for a specialist does not follow explicitly from the prior art, while the features of the set described above are interconnected, are causally related to the expected result, and are necessary and sufficient for it receipt. All this indicates that the proposal has an inventive step.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображена насосная установка с секциями, соединенными между собой шарнирными муфтами;figure 1 shows a pumping unit with sections interconnected by articulated couplings;

на фиг.2 представлен продольный разрез головки секции, выполненной в виде шарнирной муфты;figure 2 presents a longitudinal section of the head section, made in the form of an articulated coupling;

на фиг.3 и фиг.4 представлены увеличенные фрагменты сопряжения втулки и сферических поверхностей полумуфт;figure 3 and figure 4 presents enlarged fragments of the pairing of the sleeve and the spherical surfaces of the coupling halves;

на фиг.5 представлен продольный разрез головки секции, выполненной в виде сдвоенной шарнирной муфты;figure 5 presents a longitudinal section of the head section, made in the form of a double hinged coupling;

на фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9 представлены увеличенные фрагменты сопряжения втулки и сферических поверхностей полумуфт.in Fig.6, Fig.7, Fig.8, Fig.9 presents enlarged fragments of the coupling of the sleeve and the spherical surfaces of the coupling halves.

Насосная установка (фиг.1) включает секции 1, содержащие основание 2 и головку 3, установленные в корпус секции 1 и соединенные между собой, например, болтами (не показано). Секциями насосной установки могут быть как насосные модули, так и газосепаратор, гидрозащита, электродвигатель и др.The pump installation (Fig. 1) includes sections 1 containing a base 2 and a head 3 mounted in the housing of section 1 and interconnected, for example, by bolts (not shown). Sections of the pump installation can be both pump modules, and a gas separator, hydraulic protection, electric motor, etc.

Головка 3 (фиг.2) выполнена в виде шарнирной муфты, состоящей из полумуфт 4 и 5, соединенных между собой крестовиной, выполненной в виде втулки 6 с радиальными отверстиями и пальцев 7, установленных в эти отверстия. Втулка 6 по краям снабжена уплотнениями 8 (фиг.3 и фиг.4), перекрывающими зазоры между втулкой 6 и сферическими поверхностями 9 и 10 соответственно полумуфт 4 и 5. В связи с тем, что втулка 6 одновременно является деталью крестовины и элементом уплотнения, походное сечение шарнирной муфты не уменьшается при ее герметизации и гидравлическое сопротивление не увеличивается.The head 3 (figure 2) is made in the form of an articulated coupling, consisting of half-couplings 4 and 5, interconnected by a cross made in the form of a sleeve 6 with radial holes and fingers 7 installed in these holes. The sleeve 6 at the edges is provided with seals 8 (Fig. 3 and Fig. 4), overlapping the gaps between the sleeve 6 and the spherical surfaces 9 and 10, respectively, of the coupling halves 4 and 5. Due to the fact that the sleeve 6 is simultaneously a part of the cross and a sealing element, the travel section of the articulated coupling does not decrease when it is sealed and the hydraulic resistance does not increase.

На фиг.5 головка 3 выполнена в виде сдвоенной шарнирной муфты со спаренной вилкой 11 и позволяет выполнять как угловое, так и линейное относительное смещение секций. На фиг.6, фиг.7, фиг.8 и фиг.9 показаны увеличенные фрагменты сопряжения втулки 6, снабженной уплотнениями 8, и сферических поверхностей 9 и 10. Для устранения воздействия давления перекачиваемой жидкости на пальцы крестовины, внутри крестовины может быть установлена дополнительная втулка (не показано).In figure 5, the head 3 is made in the form of a double hinged coupling with a paired yoke 11 and allows you to perform both angular and linear relative displacement of the sections. In Fig.6, Fig.7, Fig.8 and Fig.9 shows enlarged fragments of the mating sleeve 6, equipped with seals 8, and spherical surfaces 9 and 10. To eliminate the effect of pressure of the pumped fluid on the fingers of the cross, an additional cross can be installed inside the cross sleeve (not shown).

Работает насосная установка следующим образом:The pump unit operates as follows:

- после спуска насосной установки в искривленную скважину она за счет шарнирных головок 3 приобретает форму скважины. При этом исключаются изгибающие напряжения конструкции. С помощью гибкого вала (не показано) передается крутящий момент от двигателя к рабочим органам (не показано) и перекачиваемая жидкость поступает сквозь герметичные шарнирные муфты из скважины. Так как проходное сечение шарнирных муфт не уменьшилось при их герметизации, то и гидравлические потери не возросли.- after the descent of the pump unit into a curved well, it takes on the form of a well due to the articulated heads 3. This eliminates the bending stresses of the structure. Using a flexible shaft (not shown), torque is transmitted from the engine to the working elements (not shown) and the pumped fluid flows through the sealed articulated couplings from the well. Since the cross section of the articulated couplings did not decrease during their sealing, the hydraulic losses did not increase either.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в снижении гидравлического сопротивления шарнирных муфт при неизменном диаметральном габарите и повышении коэффициента полезного действия насосной установки.Thus, the invention allows to obtain a technical result, expressed in reducing the hydraulic resistance of the articulated couplings with a constant diametric dimension and increasing the efficiency of the pumping unit.

Claims

1. A pump installation comprising sections articulated by articulated couplings, the coupling halves of which are provided with spherical surfaces and connected by a cross made in the form of a sleeve and fingers, characterized in that the tightness of the articulated coupling is ensured by a sleeve provided with seals at both ends and installed between the spherical surfaces coupling halves and twin forks.

2. The pump installation according to claim 1, characterized in that an additional sleeve is installed in the crosspiece to eliminate the pressure of the pumped liquid onto the fingers.